Brevet FR2629365A1 — publié le 19891006

"Procédé de prélèvement d'échantillons et/ou d'introduction d'additifs au contenu d'au moins une cuve de traitement étanche munie d'organes de pressurisation ainsi que d'un orifice de prélèvement et d'introduction, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé" . - La présente invention concerne un procédé de prélèvement d'échantillons et/ou d'introduction d'adadditifs au contenu d'une cuve de traitement étanche munie d'organes de pressurisation, ainsi que d'un orifice de prélèvement et d'introduction, permettant d'éviter la recontamination du contenu de la cuve lors de l'ouverture de cet orifice par l'atmosphère poluée environnant. Dans de nombreuses industries, en particulier, les industries alimentaires ou pharmaceutiques, la lutte contre les contaminations de toutes sortes constitue un problème crucial, la conservation de l'aseptie des produits traités est une nécessité fondamentale. Ces nécessités liées à des considérations élémentaires d'hygiène augmentent souvent dans une large mesure le coût des installations, et ce sans permettre d'obtenir malgré tout de résultats satisfaisants. Ls industries laitières ou fromagères constituent un exemple particulièrement représentatif des problèmes susmentionnés. La première opération du processus de fabrication des fromages, consiste en effet à cultiver, au niveau du laboratoire, des'ferments destinés à permettre la coagulation ou maturation du lait, par des mélanges de germes plus ou moins sophistiqués ; on obtient, ainsi des cultures mères que l'on fait croître dans des cuves de procédé dont la contenance est environ de l'ordre de 1000 à 60 000 litres. De telles cuves de traitement contiennent du lait préalablement stérilisé ou pasteurisé qui doit être ramené à la température la plus favorable au développement des cultu- res utilisées par réfrigération interne ou externe de la cuve de procédé. Le nouveau milieu ainsi cultivé est ensuite transféré dans des canalisations pour être utilisé dans les organes de la ligne de fabrication du fromage situés en aval. Les cuves de procédé constituent donc le coeur d'une fromagerie : il est bien entendu essentiel que la partie interne de celles-ci soit toujours maintenue sous pression stérile et exempte de germes microbiens parasites, afin d'empêcher toute contamina- tion. Compte tenu de l'étanchéité de ces cuves, les problèmes de contamination se posent avant tout lorsqu'il est nécessaire d'ouvrir l'orifice de prélèvement et/ou d'introduction, pour incorporer la culture mère, ou d'autres additifs tels que par exemple du chlorure de calcium facilitant la coagulation du lait, ou encore prélever des échantillons du contenu de la' cuve de traitement lorsque cela s'avère nécessaire. Pour remédier à ce problème, on a pensé à munir les cuves de fermentation d'organes de pressuri sation permettant de maintenir leur partie interne à une pression légèrement supérieure à la pression ambiante (de l'ordre de 20 mb à 4 000 mbars) empêchant par suite tout échange de germes pathogènes avec l'atmosphère ; un tel procédé ne peut cependant être mis en oeuvre que pour l'introduction dans la cuve de fermentation de cultures mères se trouvant sous forme liquide, et pouvant être amenées sous pression par des canalisations annexes. Cependant, ces cultures mères qui doivent être ajoutées en une quantité pouvant aller Jusqu'à 3 % en poids se trouvent souvent à l'état congelé ou lyophilisé et doivent donc obligatoirement être introduites à partir d'un orifice de prélèvement et d'introduction prévu à cet effet sur la cuve ; cet orifice ou trou d'homme sert également à permettre l'addition d'autres produits liquides, notamment du chlorure de calcium ou encore le prélèvement d'échantillons du contenu de la cuve.Or, l'ouverture de l'orifice susmentionné pour la mise en oeuvre de telles opérations de prélèvement ou d'introduction d'additifs ne peut être effectuée que lorsque la pression régnant à l'intérieur de la cuve correspond à la pression du local dans lequel elle se trouve, entraînant par suite un échange d'air entre ces volumes par convection et des risques de contamination du produit traité à l'intérieur de la cuve. Pour diminuer ce risque de contamination, il est impératif de maintenir aussi propre que possible le local dans lequel se trouvent les cuves de procédé par des moyens qui peuvent être très onéreux (carrelage des sols et des murs, ou prévision de parois ou de plafonds en acier inoxydable ...) afin de permettre de nettoyer ce local aussi rigoureusement que possible. Dans un but similaire, on a également déjà proposé de pressuriser l'ensemble du local contenant les cuves de fermentation afin d'éviter son contact avec l'atmosphère extérieure. Cependant, malgré leur prix de revient très élevé, toutes ces mesures ne sont pas de nature à donner satisfaction d'un point de vue strictement biologique, étant donné que les salles de traitement dans lesquelles se trouvent les cuves de procédé contiennent de nombreux appareillages mécaniques ou électriques qui ne peuvent pas être nettoyés de manière optimale (agitateur, électro-vanne, moteur, conduites d'alimentation en vapeur, eau froide..., sonde de niveau, hublots d'éclairage, câbles électriques de toutes sortes...). De plus, les "mesures" anti-contamination sus-mentionnées ne peuvent pas être mis en oeuvre dans le cas fréquent de cuves de très grandes dimensions (de l'ordre de 50 000 litres) telles que par exemple les cuves de caillage qui doivent obligatoirement être placées à l'extérieur ; or, l'air environnant les fromageries est loin d'être exempt de germes pathogènes ou agents contaminants (fumées, goudron, poussières, moisissures, etc ...). La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients sus-mentionnés en proposant un procédé de prélèvement d'échantillons et/ou d'introduction d'additifs au contenu d'une cuve de traitement étanche munie d'organes de pressurisation ainsi que d'un orifice de prélèvement et d'introduction permettant de réduire les risques de contamination du contenu de la cuve lors de l'ouverture de cet orifice. Ce procédé n'est bien entendu pas limité au cas de la protection du point de vue biologique des cuves de fermentation des fromageries, mais peut, comme il a été indiqué, s'adapter à des industries diver ses, notamment alimentaires, pharmaceutiques ou chimiques. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on incorpore entre la cuve de traitement et l'atmosphère du local dans lequel elle se trouve, une enceinte de protection munie d'organes de pressurisation associée à un sas permettant l'accès à l'orifice de prélèvement et/ou d'introduction de la cuve de traitement à laquelle elle est soudée de ma- nière étanche à ce niveau.On porte la cuve de traitement ainsi que l'enceinte de protection à une pression supérieure à celle du local, on ouvre l'orifice de prélèvement et d'introduction et on augmente légèrement la pression régnant dans la cuve de traitement de façon à créer entre celle-ci et l'enceinte de protection, un courant d'air dirigé de manière à exclure largement tout contact entre la cuve de traitement et l'atmosphère du local, et par suite empêcher la contamination du contenu de celle-ci lors des opérations de prélèvement d'échantillons et/ou d'introduction d'additifs. Ce procédé donne des résultats particulièrement satisfaisants du point de vue de la protection bactériologique des cuves de traitement, mais également sur le plan financier, étant donné que les enceintes de protection, préfabriquées en atelier, ont un volume relativement faible et sont d'un prix de revient et d'entretien sans commune mesure avec le coût nécessaire à la pressurisation de l'ensemble d'un local. En outre, l'enceinte isole les parties mécaniques nécessitant un entretien courant et évite au personnel d'entretien l'utilisation d'outils af-fectés spécialement à la zone qui peut être stérile, ultrapropre, antidéflagrante... En général, les cuves de traitement ne sont pas montées isolément, mais rassemblées par groupes constitués de généralement trois à huit cuves ; dans ce cas, il est avantageux d'associer à un groupe de cuves de traitement, une seule enceinte de protection dont la géométrie est choisie en fonction de celle de ce groupe. L'invention se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé susmention né. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il se compose d'une enceinte de protection coopérant avec une pré-cuve faisant office de sas et munie d'un nombre d'ouvertures correspondant au nombre de cuves de traitement auquel elle est associée. Etant donné que les cuves de traitement sont généralement de grande dimension, et comportent un orifice de prélèvement et d'introduction situé à leur partie supérieure, l'enceinte de protection ainsi que la pré-cuve qui lui sont associées reposent souvent sur des pieds, et sont munies d'un escalier permettant au personnel d'y accéder. Conformément à l'invention, l'enceinte de protection peut être en un matériau quelconque, mais, pour des raisons aussi bien d'ordre pratique que biologique, on opte le plus souvent pour une cuve métallique, notamment en acier inoxydable, qui présente l'avantage d'être d'une fabrication relativement bon marché, d'un nettoyage facile, et parallèlement dé permettre une liaison étanche facile par soudure avec les cuves de traitement, au niveau des orifices' de prélèvement et d'introduction de celles-ci. Les cuves de traitement sont le plus souvent de forme essentiellement cylindrique, et sont fermées à leur partie supérieure par une extrémité conique sur laquelle est percé l'orifice de prélèvement et d'introduction. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lui permettant de coopérer avec des cuves de traitement classiques de ce type, l'enceinte de protection, de forme essentiellement cylindrique ou parallélépipèdique, est munie d'au moins un épaulement destiné à coopérer avec l'extrémité conique de la ou des cuves de traitement à laquell ou auxquelles elle est associée. Cette configuration facilite la liaison de l'enceinte de protection et de la ou des cuves de traitement au niveau des orifices ou ouvertures de celles-ci, et permet par suite de faciliter l'obtention d'une étanchéité satisfaisante. Selon une autre caractéristique. de l'invention, l'enceinte de protection est munie d'un circuit de lavage, fonctionnant notamment en circuit fermé qui comporte une conduite d'introduction débouchant à sa partie supérieure par une buse de pulvérisation ainsi qu'une conduite d'évacuation montée à la partie inférieure de cette cuve et munie de préférence d'un siphon afin d'empêcher largement toute contamination par l'air extérieur à ce niveau. La présence de ce circuit permet un nettoyage optimal de l'enceinte de protection. Pour que le dispositif sus-mentionné donne entière satisfaction, il est bien entendu indispensable d'éviter toute contamination du fait du personnel pénétrant dans i'enceinte de protection afin d'effectuer les opérations d'introduction et de prélèvement nécessaires ; celui-ci doit donc revêtir au niveau de la pré-cuve ou du sas des vêtements stériles. La pré-cuve peut, par ailleurs, être désolidarisée des systèmes et intégrée en amont de la chaî ne. Les caractéristiques du dispositif ainsi que du procédé faisant l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe schématique de la figure 1 selon l'axe II-II. Selon la figure 1, l'invention s'applique à un local A placé sous une pression P et contenant quatre cuves de. fermentation 1, li, 12, et 13 montées symétriquement autour d'un axe vertical x-x'. Selon la figure 2, chaque cuve 1 dont la contenance peut aller jusqu'à 60 000 litres et plus, repose sur des pieds 2 et est constituée par une partie principale 3 approximativement cylindrique fermée à son extrémité supérieure par une partie 4 en forme de cône au sommet de laquelle est montée un moteur 5 de commande d'un agitateur non représenté. Selon les figures 1 et 2, les parois de la partie conique 4 des cuves de fermentation 1 comportent une ouverture 6 susceptible d'être fermée de façon étanche, et d'être ouverte de manière à permettre le prélèvement d'échantillons et/ou l'introduction d'additifs au contenu de la cuve. Des organes représentés schématiquement par la flèche B permettent la mise sous pression de la partie interne de la cuve 1, ainsi que l'introduction dans celle-ci, d'un courant d'air stérile ou gaz neutre. Par ailleurs, et selon la figure 1, les cuves de fermentation 1, 11, 12, et 13 sont réunies, à leur partie centrale, par une enceinte de protection 7 en acier inoxydable qui comporte des ouvertures 8 cor respondant aux orifices de prélèvement 6 des cuves de fermentation 1. Selon la figure 2, la cuve 7 a une forme essentiellement cylindrique ou parallélépipèdique, et est munie au niveau de la partie supérieure conique 4 des cuves 1, d'épaulements 9 comportant les ouvertures 8 leur permettant de s'appliquer parfaitement à ce niveau contre les parois latérales des cuves 1, auxquelles elles sont soudées, à la périphérie des ouvertures 8 et des orifices 6, de façon à garantir l'étanchéité de l'ensemble.ainsi constitué. Selon les figures 1 et 2, la cuve 7 est par ailleurs munie d'une ouverture 10 permettant le passage du personnel chargé de la mise en oeuvre des diverses opérations nécessaires au niveau du contenu des cuves 1 et par laquelle elle coopère avec une pré-cuve 11 faisant office de sas, dans laquelle le personnel venant du local A peut pénétrer par l'escalier 12, pour revêtir des vêtements étanches, et passer dans un pédiluve 13, avant d'effectuer les diverses opérations d'additions et de prélèvement sur le contenu des cuves 1 de façon à diminuer au maximum les risques de contamination de celui-ci. Dans le même but, il est nécessaire que la partie interne de l'enceinte de protection 7 soit maintenue aussi propre que possible ; celle-ci est, à cet effet, associée à un circuit de lavage comportant une conduite d'introduction 14 débouchant à sa partie supérieure par une buse de pulvérisation 15 ainsi qu'une conduite d'évacuation 16 montée à la partie inférieure de cette cuve 7 et munie d'un siphon 17 pour éviter toute contamination à ce niveau. Des organes de pressurisation représentés schématiquement par la flèche C (figure 2) permettent de régler la pression régnant dans l'enceinte de pro tection 7 à un niveau un peu supérieur à celle P du local A. Pour avoir une protection optimale contre la contamination, et éviter au maximum tout échange de germes entre le contenu des cuves 1 et l'atmosphère extérieure, il est nécessaire d'avoir une décroissance continue de la pression entre les cuves de fermentation 1, la cuve de traitement "7, 'la pré-cuve 11 et le local A. La mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est la suivante En début d'opération, les pressions régnant dans les cuves de fermentation 1, l'enceinte de protection 7 et la pré-cuve 11 sont respectivement réglées à des valeurs P1, P2 et P3 légèrement supérieures à la pression P et allant en décroissant. La pression P1 est en général supérieure de 50 à 100 grammes à la pression P. Lorsqu'il a pénétré dans l'enceinte de protection 7, le manoeuvre chargé des opérations d'introduction et/ou de prélèvement agit sur les organes. de pressurisation B afin d'abaisser la pression P régnant dans la cuve 1 dans laquelle il désire effectuer des manipulations au niveau de la pression P2 de l'enceinte de protection 7 afin de pouvoir ouvrir l'orifice ce 6 de prélèvement et d'introduction et accéder à l'intérieur de la cuve ; à ce moment, il commande l'introduction dans la cuve 1 d'un courant d'air stérile qui balaie cette cuve ainsi que l'enceinte de protection 7 comme représenté schématiquement par la flèche a, pour empêcher tout passage d'air en sens inverse. L'enceinte 7 peut, par ailleurs, être climatisée, isolée pour adopter la température de l'atmosphère ambiante ou conditionnée (gaz neutre) à la compatibilité avec le produit traité dans la cuve. Ce procédé permet ainsi d'éviter efficacement toute contamination du produit contenu dans les cuves 1 pendant les manipulations nécessaires. Bien entendu, et comme il a déjà été indiqué précédemment, la description ci-dessus, et en particulier la géométrie choisie ne doivent être considérées qu'à titre d'exemple et, le procédé ainsi que ledis- positif qui font l'objet de l'invention, pourraient être adaptés à des traitements autres que l'industrie fromagère, en particulier, l'industrie pharmaceutique. Il convient, par ailleurs, de souligner qu'un dispositif du type susmentionné pourrait être adapté de façon particulière avantageuse à des cuves de traitement situées à l'extérieur, pour permettre de relier directement celles-ci au corps central de l'u sinue ou du laboratoire et par conséquent, assurer la protection vis-à-vis des intempéries du personnel chargé des manipulations. Il convient de noter que ce procédé, conforme à l'invention, peut être adapté aussi en sens inverse, par exemple dans la chimie, si la cuve contient des produits toxiques ou inflammables qui ne doivent pas entrer en contact avec la salle de fabrication. REVENDICATIONS l) Procédé de prélèvement d'échantillons et/ou d'introduction d'additifs au contenu d'une- cuve de traitement étanche (1) munie d'organes de pressurisation (B) ainsi que d'un orifice (6) de prélèvement et d'introduction permettant d'éviter la recontamination du contenu de la cuve (1) lors de l'ouverture de cet orifice, procédé caractérisé en ce que l'on incorpore entre la cuve de traitement (1) et l'atmosphère (P) du local (A) dans lequel elle se trouve, une enceinte de protection (7) munie d'organes de pressurisation (C) associée à un sas (11) et comportant une ouverture (8) correspondant à l'orifice de prélèvement et d'introduction (6) de la cuve de traitement (1) à' laquelle elle est soudée de manière étanche à ce niveau, on porte la cuve de traitement (1) ainsi que l'enceinte de protection (7) à une pression (P2) supéf rieure à celle du local (A), on ouvre l'orifice (6) de prélèvement et d'introduction et on augmente légèrement la pression régnant dans la cuve de traitement (1) de façon à créer entre celle-ci et l'enceinte de protection (7), un courant d'air (a) dirigé de manière à exclure largement tout contact entre la cuve de traitement (1) et l'atmosphère du local (A), et par suite empêcher la contamination du contenu de celle-ci lors des opérations de prélèvement d'échantillons et/ou d'introduction d'additifs. 2*) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on associe une seule enceinte de protection (1) à plusieurs cuves de traitement (l, la, 12, 13). 3 ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce qu'il se compose d'une enceinte de protection (7) coopérant avec une pré-cuve (11) faisant office de sas et munie d'un nombre d'ouvertures (8) correspondant au nombre de cuves de traitement (1) auxquelles elle est associée. 4') Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enceinte de protection est métallique, notamment en acier inoxydable. 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, destiné à coopérer avec au moins une cuve de traitement (1) essentiellement cylindrique, munie d'une extrémité supérieure conique (4), dispositif caractérisé en ce que l'enceinte de protection (7), de forme essentiellement cylindrique est munie d'au moins un épaulement (9) destiné à coopérer avec cette extrémité conique (4). 6') Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en.ce que l'enceinte de protection (7) est munie d'un circuit de lavage comportant une conduite d'introduction (14) débouchant à sa partie supérieure par une buse de pulvérisation (15) ainsi qu'une conduite d'évacuation (16) montée à la partie inférieure de cette cuve (7). 7') Dispositif selon la-revendication 6, caractérisé en ce que la conduite d'évacuation (16) comporte un siphon (17).