Brevet FR2642397A1 — publié le 19900803

De nombreux aliments sont vendus en portions emballées et fermées : yaourts, desserts... Les emballages sont des pots en matière plastique, accolés ou séparés, et souvent en polypropylène de qualité alimentaire. Comme les conditionnements sont fabriqués ouverts et souvent loin de la ligne de remplissage / fermeture, les germes microbiens présents dans l'air apportent une contamination des parois intérieures des emballages. Le matériau constituant ces pots interdit la stérilisation par chauffage, autoclave, etc. On a donc pensé utiliser le pouvoir germicide du rayonnement ultraviolet pour les longueurs d'onde proches de 254 nanomètres en plaçant les emballages, juste avant le remplissage dans le flux de lampes à vapeur de mercure émettant principaiement dans cette longueur d'onde. On appellera par la suite lampe UV une telle lampe émettrice. On sait qu'une lampe UV est constituée d'un tube de verre de silice (appelé souvent quartz) scellé sous vide, comportant à chaque extrémité une électrode et contenant une faible quantité de mercure. Les vapeurs de mercure émettent un rayonnement ultraviolet traversant la paroi du tube de silice quant les électrodes sont reliées à une source de tension électrique convenable. Chaque électrode est reliée par une traversée étanche de la paroi à une connexion électrique, généralement montée sur un culot. Dans certains cas, le culot est commun pour les connexions des deux électrodes, en particulier pour les lampes recourbées en forme de U ou plus complexes. Les lampes rectilignes peuvent être disposées horizontalement dans un tunnel où défile un tapis roulant. Ce genre d'installation convient pour stériliser les coquilles d'oeufs juste avant de les casser pour fabriquer des pâtes alimentaires. On peut également disposer les lampes rectilignes verticalement dans une tour où des produits à stériliser tombent sous l'action de la pesanteur. On a toujours constaté que le flux ultraviolet reçu par la partie de l'emballage la plus rapprochée (A) de la lampe W était nettement supérieur au flux reçu par la partie (B) la plus éloignée de la lampe, cette différence étant aggravée par les lois du rayonnement (en 1je2). Pour assurer une dose correcte en B, il faut irradier beaucoup trop en A, ce qui n'est pas rentable. La constitution même des lampes les rend vulnérables et une rupture du tube peut avoir des conséquences dangereuses : chutes de fragments de verre, de petites gouttes de mercure. Quand on sait que les machines de stérilisation ont une très grande cadence, on risque d'avoir contaminé de manière peu visibie mais inacceptable un grand nombre d'emballages avant détection de ia casse. Dans un autre domaine, les lampes UV sont également utilisées pour stériliser l'eau. Pour ce faire, les lampes généralement rectilignes sont immergées dans le courant d'eau a stériliser. La transparence de l'eau aux UV étant assez faible, il est indispensable de placer une pluralité de lampes parallèles pour irradier toute la section de la conduite d'eau. Le montage classique sépare les lampes W de l'eau en les entourant d'un tube de quartz. On évite ainsi le défaut connu de dépit (tartre) sur la lampe en reportant le problème sur le tube quartz. Des racleurs mécaniques nettoient régulièrement le tube de quartz pour le détartrer. Il y a une perte notable de l'intensité émise par la lampe par l'absorption propre du tube de quartz (parois épaisses de plusieurs millimètres) et par l'absorption due aux dépôts superficiels. On notera également le cotit de la solution consistant a entourer chaque lampe d'un tube de quartz. La rupture de ce tube amènera llentraînement par le courant d'eau de menus morceaux de verre. La présence de ces corps est inadmissible dans une eau potable. La présente invention a pour-principale caractéristique d'entourer la partie verre de la lampe W d'une gaine évitant toute dissémination de verre et/ou de mercure en cas de rupture. Une autre caractéristique est de supprimer les tubes protecteurs en quartz et les racleurs anti-dépôt pour les lampes W utilisées dans l'eau. On se rapportera aux figures jointes pour suivre la description: - la figure 1 représente une lampe W entourée d'une gaine en coupe. - la figure 2 représente une pluralité de lampes UV entourées d'une gaine en coupe. -- la figure 3 représente une lampe en U. - la figure 4 représente un doigt de gant. - la figure 5 représente un doigt de gant. - la figure 6 représente une lampe en U gainée. - la figure 7 représente une lampe de forme complexe. - la figure 8 représente un détail de'gainage. DESCRIPTION Le principe mis en oeuvre est d'entourer la partie fragile c'est-a-dire le tube de quartz d'une gaine plastique répondant aux exigences - étanchéité a l'eau et rétention intérieure des débris, - inertie chimique ou résistance chimique, - transparence aux W émis par la lampe, - absence de relargage de produits nocifs à l'état vapeur (stérilisation d'emballage en particulier), - absence de relargage de produits nocifs dans l'eau (stérilisation de l'eau), - anti-adhérence du tartre (stérilisation de l'eau). Il existe de nombreuses substances permettant de réaliser une gaine entourant une ou plusieurs lampes - soit sous forme d'un tube rectiligne, - soit sous forme d'un doigt de gant, - soit sous forme d'une gaine thermorétractable collant au tube de la lampe UV. PREMIER MODE DE REALISATION Pour une lanpe UV rectiligne telle que schématisée sur la figure 1, on utilise un tube de plastique (1) fixé sur les culots (2) par une colle ou un mastic (3). La partie verre de la lampe est le tube (4). Cette configuration convier.t pour les lampes rectilignes utilisées en stérilisation d'objets, en stérilisation d'air (h8pltaux en particulier) ou en stérilisation d'eau. I1 est important de remarquer l'intérêt de cette solution en stérilisation d'eau : en choisissant un plastique anti-adherent on supprime le dépôt de tartre ce qui permet de supprimer tout le dispositif mécanique de racleurs. L'économie apportée est très importante : on réalise une suppression de risques de pollution par casse de lampe ou casse du tube quartz de protection, tout en diminuant notablement le coût de l'installation. La même gaine peut protéger plusieurs lampes simultanément : la figure 2 schématise le montage dans une seule gaine de deux lampes (ce chiffre est donné a titre d'exemple car le principe est général). Une gaine transparente (5) en forme de cylindre (ou de parallélépipède) est fermée par les flasques (6). Ces flasques comportent des ouvertures laissant passer les culots (7) des lampes (8). Une étanchéité (non représentée) par mastic, colle ou joint est prévue entre les flasques (6) et les culots (7). DEUXIEME MODE DE REALISATION Une lampe a deux branches dite lampe en U est représentée schématiquement par la figure 3. Elle est composée d'un tube à deux branches (9) et (10) parallèles et proches l'une de l'autre. Chaque branche est terminée par une partie renflée (11 et 12) contenant les électrodes, respectivement (13) et (14). Un queusot (15) permet de faire le vide avant fermeture de la lampe. Les deux parties (11) et (12) sont réunies sur un culot (16) assurant les connexions électriques. Pour une telle lampe, on peut utiliser une gaine en forme de doigt de gant telle que montrée sur la figure 4, de forme parallélépipède ou cylindrique. L'étanchéité se fait sur le culot comme pour les cas précédents (figure 5). Une variante peut etre interessante pour diminuer l'encombrement : le doigt de gant TROISIèME MODE DE REALISATION On utilise une gaine thermorétractable pour entourer complètement la lampe. On -sait que l'on trouve parmi les matières plastiques des matériaux susceptibles de diminuer de dimension par augmentation de température. La forme usuelle est un tube d'épaisseur faible (par exemple 0,5 mm) de diamètre a froid à la demande et que l'on coupe à la longueur désirée. On enfile cette gaine autour de l'objet a protéger et un chauffage (150 à 3000C) régulier amène une retraction progressive de la gaine qui vient se coller très étroitement sur l'objet intérieur. Il n'y a pas de collage mais contact très serre. On voit sur la figure 6 une lampe en U semblable a celle de la figure 3 entourée d'une gaine (20) rétractée par chauffage. On représente la gaine ne touchant-pas la lampe pour rendre la figure lisible alors qu'il y a en réalité un contact très étroit. On note que en (21) la gaine remonte sur le culot (16) pour assurer l'étanchéité. La gaine est beaucoup plus rétractée sur les branches (9) et (10) que sur le culot (16j. I1 est bon de graduer le chauffage en fonction de la rétraction souhaitée. Le serrage sur les branches parallèles est très fort et il est conseillé de placer une ou plusieurs cales (17) (figure 6) entre les branches (9) et (10). Cette caie peut être une pièce de plastique ou plus simplement au moins un pont de verre soudé sur les deux branches. OUATR1EME MODE DE REkLISATIûN Une lampe de forme complexe est schématisée sur la figure 7. Elle est constituée d'ur. tube 22 enroulé sur lui-même, par exemple en queue de cochon. Cette lampe peut comporter deux culots (23) et (24) comme sur la figure. Pour protéger une telle lampe, il est possible de gainer avec une matière thermorétractable en une seule pièce comme pour le troisième mode de réalisation, mais il peut être préférable de procéder par étape : le tube (22) est sectionne en 25, ce qui met en présence de deux demi-lampes séparées. La figure 8 représente une vue partielle autour du point de séparation 25. On enfile une gaine (26-27) sur chacune des deux demi-lampes, en veillant à dégager suffisamment le point 25 pour permettre la soudure du verre sans endommager les dites gaines. Après soudure et refroidissement, on met en place les gaines en assurant un large recouvrement au niveau de la soudure puis on procède à la rétraction par chauffage. On a ainsi gainé entierement la lampe reconstituée par la soudure. CINQUIèME MODE DE REALISATION Pour toutes les formes de lampes, on projette dans la flamme d'un chalumeau une matière pulvérulente qui se colle à l'état de micro gouttes sur la lampe W de manière à former un revêtement continu. Un chauffage modéré permet d'assurer l'homogénéité du dit revêtement. SIXIEME MODE DE REALISATION Pour toute les formes de lampes, on procède au dépôt par trempage dans une suspension de matières convenables dans un liquide. Un chauffage modéré après évaporation du liquide consolide le dépôt, le rend homogène et sans aucun manque. CHOIX DES MATIERES On a exposé précédemment les critères de choix. On pourra utiliser les matières de la famille fluoro-éthylène-propylène où l'on trouve des produits thermorétractables. De tels produits donnent toute satisfaction pour les propriétés anti-adhérences, pour la résistance chimique et pour l'absence de nocivité. La transparence aux rayons W est facile a obtenir grâce à la faible épaisseur de la gaine : on choisit 0,5 mm (environ) ce qui ne pose donc pas de problème. Pour les modes de réalisation par projection au chalumeau ou par dépot au trempé de l'eau, on utilisera des polytétra-fluoro-éthylène. L'usage alimentaire même à chaud et l'inertie chimique de ces matériaux sont reconnus. Il est également possible de trouver satisfaction en utilisant des élastomères-silicones. Il existe en particulier des matériaux siiicones thermorétractables. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection contre les dépôts extérieurs et contre les chocs de lampe W en quartz caractérisé en ce que l'on entoure la lampe d'une gaine faisant étanchéité sur le ou les culots de ladite lampe. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la gaine à la forme d'un doigt de gant parallélépipèdique ou cylindrique. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la gaine présente une partie large (19) et une partie étroite (18). 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la gaine est en matériau thermorétractable, qu'elle est enfilée librement sur la lampe et que un chauffage progressif amène une rétraction du matériau thermorétractable et que la gaine après chauffage est au contact avec la lampe à protéger. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que la protection d'une lampe de forme complexe par une gaine thermorétractable est opérée sur une lampe divisée en deux partie, que l'on place une gaine sur chacune des parties, que l'on soude le tube de quartz constituant la lampe, que l'on dispose les deux gaines avec recouvrement sur la soudure et qu'on procède alors à la rétraction par chauffage. 6. Procédé selon les revendications précédentes caractérisé en ce que l'on place au moins une cale (17) entre les deux branches (9, 10) d'une lampe en U pour résister au serrage a la rétraction. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la gaine est constituée d'une matière de la famille fluoro- éthylène-propylène. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la gaine est constituée d'une matière de la famille polytétra- f luoro-éthylène. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la gaine est constituée d'une matière de la famille des élastomères-silicones et en particulier des silicones thermorétractables.