Brevet FR2649668A1 — publié le 19910118

)^ 2649668 Machine de remplissage aseptique pour aliments La présente invention concerne une machine de remplissage aseptique pour des aliments qui sont versés dans des récipients réalisés dans un film inférieur embouti, et scellés contre un film supérieur, ladite machine comportant des rouleaux de stockage pour les films supérieur et inférieur, des dispositifs de stérilisation pour lesdits films et une zone d'air stérile, installée en aval des dispositifs de stérilisation et dans laquelle les aliments sont versés dans les récipients formés par le film inférieur, récipients qui sont fermés et assemblés avec le film supérieur de façon hermétique et stérile. Ce type de machine permet de conditionner de façon hermétique et stérile des produits liquides et pâteux, en particulier dans l'industrie alimentaire. L'application préférée réside dans l'enmballage stérile, par exemple de crème au café, de pudding, de yoghourt et de toutes sortes de jus de fruits et de produits similaires. Toutes les machines connues présentent à la base la même construction. Le film est tout d'abord dévidé à partir d'un rouleau et introduit dans la machine comme film inférieur. Avant d'être introduit dans la machine, le film est nettoyé et désionisé; après la désionisation, il est introduit dans un poste de formage o des récipients (en forme de pots) sont constitués à partir de ce film. Le film ainsi transfornmé en récipients en forme de pots est amené dans une zone stérile o les aliments sont versés de façon stérile. On sait également comment utiliser un film supérieur pour fermer les récipients remplis, film qui est aussi nettoyé et désionisé, puis scellé contre les récipients remplis d'aliments. Avec les machines connues jusqu'à présent, on rencontre des problèmes concernant la stérilisation des films supérieur et inférieur ainsi que le maintien de conditions stériles dans la zone o les produits sont placés dans les récipients. On connaît une première construction dans laquelle la stérilisation des films supérieur et inférieur se fait chimiquement: on fait passer le film, par exemple, dans une solution de peroxyde d'hydrogène. Mais l'inconvénient de ce procédé de nettoyage réside dans la manipulation de ce produit chimique relativement dangereux et corrosif. On connaît par ailleurs un procédé de stérilisation des films supérieur et inférieur à l'aide de vapeur. L'inconvénient de cette stérilisation à la vapeur connue est qu'il faut prévoir une évacuation des condensats. Il faut par conséquent utiliser un film spécial ayant une résistance élevée à la déformation, et cette construction consonnme beaucoup d'énergie étant donné que la stérilisation doit se faire à 'C. D'autre part, il faut utiliser à cet effet des récipients de vapeur sous pression qui ont été homologués par les autorités spéciales, d'o des coûts de machine élevés pour ce type de stérilisation à la vapeur- On peut également utiliser un film supérieur et inférieur qui est déjà aseptisé, mais cela entraîne des coûts de film élevés. Ce film possède une couche protectrice appropriée qui doit être déchirée et enlevée pendant le processus, d'o une augmentation de l'évacuation de déchets. La présente invention a donc pour but de perfectionner la construction de la machine mentionnée au début, afin de permettre un emballage fiable et stérile à l'aide de tous les films aptes à être emboutis, moyennant une diminution considérable des coûts de production. Pour atteindre ce but, l'invention est caractérisée en ce qu'il est prévu, en amont des rouleaux de stockage des films inférieur et supérieur, des postes de nettoyage desdits films, dans lesquels ceux- ci sont débarrassés de substances étrangères, en ce qu'en amont et/ou en aval de ces postes de nettoyage, les films nettoyés sont désionisés, et en ce que les films sont stérilisés dans la chambre stérile à l'aide d'émetteurs d'UV-C. Les films supérieur et inférieur sont nettoyés après avoir été déchirés du rouleau. Les deux nappes de film sont désionisées avant et après le nettoyage, et les films ainsi préparés sont introduits dans la chambre stérile dans laquelle sont logés les postes de remplissage et de scellage, la stérilisation des films supérieur et inférieur se faisant à l'aide d'émetteurs d'UV-C dans la zone de cette chambnre stérile. Grâce aux caractéristiques techniques données, on obtient des avantages essentiels par rapport à l'art antérieur. Il faut attirer l'attention sur le fait que le nettoyage du film mentionné plus haut consiste seulement en un nettoyage par voie humide ou sèche qui n'enlève de la surface du film que les particules de poussière et autres substances étrangères. Ce nettoyage peut se faire soit par voie humide, soit par voie sèche. Ces deux types de nettoyage entrent dans le cadre de la présente invention. Pour le nettoyage par voie humide, le film traverse un récipient rempli d'eau chaude à laquelle on peut éventuellement ajouter un produit chimique de nettoyage (ce n'est pas une obligation; on peut utiliser simplement de l'eau du robinet, pure). Dans le bac contenant ce bain de nettoyage sont disposés des émetteurs d'ultrasons qui provoquent une oscillation de l'eau, garantissant ainsi que le film passant dans le bain d'eau est débarrassé des substances étrangères. Des raclettes sont prévues pour enlever les restes d'humidité adhérant éventuellement au film lorsque celui-ci sort du bain d'eau. La présente invention prévoit également le nettoyage par voie sèche des films supérieur et inférieur. Le film traverse alors une chanbre pourvue de buses en forme de fentes qui aspirent le film et le repoussent, le mettant ainsi en état d'oscillation. Ces oscillations entra nent le rejet de substances étrangères adhérant au film et leur élimination par aspiration à l'aide d'un dispositif d'aspiration. Ce dispositif de nettoyage par voie sèche est déjà connu associé à d'autres machines, par exemple des machines d'imprimerie, mais son utilisation pour le nettoyage des films supérieur et inférieur dans le cadre d'une invention concernant une machine de ce type est totalement nouvelle. En présence de toutes les procédures de nettoyage décrites, il est nécessaire de désioniser le film avant ou après. Dans le cas de la procédure de nettoyage par voie sèche, il est préférable de désioniser le film avant de l'introduire dans la chaimbre de nettoyage, alors que dans le cas de la procédure de nettoyage par voie humide, il est préférable de désioniser le film après son passage dans le bain de nettoyage humide. Les opérations décrites sont valables tant pour le film supérieur que pour le film inférieur. La procédure concernant le film inférieur est décrite en détail dans ce qui suit. - 2649668 Après avoir traversé le poste de désionisation, le film préparé est introduit dans le poste de chauffage dans lequel le plastique du film est chauffé jusqu'à un point proche du point de déformation. Le film est ensuite introduit dans un poste de formage dans lequel les récipients sont formés à l'aide d'air comprimé stérile et des outils de formage adéquats. Après le formage des récipients, le film est amené dans la chambre stérile. Il est important que soient disposés, dans cette zone d'air stérile, une série d'émetteurs d'UV-C.qui irradient toute la largeur du film. Ces émetteurs d'UV-C peuvent être montés mobiles pour couvrir toute la partie de film située dans la zone d'avance du film pour chaque cycle. La disposition des émetteurs suit le sens longitudinal du film. Les émetteurs suivent tout d'abord les cycles d'avance du film et irradient celui-ci. Après avoir parcouru une certaine longueur, les émetteurs sont immobilisés puis déplacés dans la direction opposée, soit dans la direction inverse de la direction de transport du film. La même zone est irradiée une nouvelle fois, de sorte qu'une double dose de radiation est appliquée à chaque zone. Une stérilisation fiable du film est ainsi réalisée avec un chauffage minimum du film qui reste donc stable. Un autre avantage de la disposition parallèle des émetteurs d'UV-C est que les rangées de récipients irradiés placés à l'avant et à l'arrière par rapport à la direction de transport se trouvent toujours de façon sûre dans le cône de radiationdWV-C, ce qui n'est pas toujours garanti avec une source de radiation arrêtée. Conmre la puissance de rayonnement est réduite en fonction du carré de la distance, les première et dernière rangées dans la direction de transport ne seraient pas suffisamment irradiées par une source de radiation d'UV-C arrêtée. Cela est évité grâce à une source de radiation se déplaçant toujours parallèlement. Etant donné que le film supérieur est plat et uni et ne comporte pas de récipients formés de cette façon, il n'est pas nécessaire d'utiliser une source de radiation se déplaçant parallèlement pour stériliser le film supérieur à l'aide des émetteurs d'UV-C. Dans ce cas, la source de radiation peut être disposée à un endroit fixe. Cependant, il est important que toute la stérilisation ait lieu dans la zone d'air stérile elle-nmme. I1 est également important qu'il y ait une surpression dans la zone d'air stérile, c'est-à-dire que l'air environnant traverse deux systèmes de filtre ou plus, un filtre grossier, un filtre fin et éventuellement un filtre total étant montés les uns derrière les autres pour permettre une élimination à l'échelle du micron et éliminer ainsi les traces, les bactéries et les fines poussières. Des tests effectués par le demandeur ont montré qu'un dispositif stérile de ce type permettait aussi de tuer de façon fiable la moisissure et les bactéries. Il est important que l'air stérile soit amené dans la zone stérile en surpression et soit évacué par surpression vers l'environnement, pour que la zone stérile elle-même contienne toujours uniquement de l'air stérile. L'introduction et l'évacuation des nappes de film se font aussi dans le courant d'air stérile, de sorte que même dans ces zones, aucune substance étrangère ou toxique n'est amenée dans la zone d'air stérile. Il est important, par ailleurs, que le remplissage se fasse d'une manière absolument stérile dans la zone d'air stérile. Il est bien évident que les aliments sont introduits dans le poste de remplissage à l'aide de dispositifs d'introduction munis d'une pompe de dosage stérile, tels que des tuyaux souples, par exemple. La stérilisation du produit se fait dans un appareil de traitement ultra poussé. Une fois que les aliments ont été versés dans les récipients, les récipients renplis sont dirigés vers le poste de scellage qui est situé lui aussi dans la zone d'air stérile. Il1 est important, maintenant, que pour l'introduction du film supérieur dans le poste de scellage, les &metteurs d'UV-C soient orientés de sorte que le film supérieur lui-même soit irradié. On obtient un double effet en orientant la source de radiation destinée à stériliser le film supérieur de telle sorte qu'elle irradie l'espace libre du poste de scellage et garantisse ainsi la stérilité de cet espace du poste. La quantité d'air restant qui est scellée dans l'emballage est donc stérilisée de façon fiable et les conditions de stérilité sont ainsi tout-à-fait respectées. Après thermoscellage de l'emballage et du film supérieur, l'entmballage terminé quitte la machine, c'est-à-dire la zone d'air stérile, et traverse plusieurs postes de coupe o des couteaux procèdent à la coupe en fonction des tailles d'emballages. D'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence au dessin annexé, qui est une vue latérale de la présente invention. Le film inférieur 3 est dévidé à partir d'un rouleau 1 reposant sur-un dévidoir 2. Après être passé par plusieurs poulies de guidage équipées d'un dispositif de désionisation 8, le film inférieur 3 est introduit dans un bain de nettoyage 4 qui permet un nettoyage liquide du film. i5 Le film traverse trois poulies de guidage 5, 6, 7 disposées en X, la poulie du milieu 6 étant fixée à l'extrémité inférieure libre d'une tige de levage 9. Le bain de nettoyage 4 contient de l'eau qui est mise en état d'oscillation grâce à un dispositif à ultrasons et chauffée par un système de chauffage 30. Les substances étrangères qui se trouvaient sur le film sont ainsi enlevées et le film quitte le bain de nettoyage au niveau de la poulie 7 o des raclettes, qui ne sont pas représentées en détail, sont prévues pour enlever sur le film les restes de liquide. Après avoir quitté le bain de nettoyage 4, le film arrive dans la zone d'air stérile 14. CcnTme l'explique la description générale, cette zone d'air stérile ne contient que de l'air débarrassé de la poussière et des substances étrangères. L'air est maintenu en surpression pour qu'il y ait toujours de l'air stérile dans la zone stérile 14. Dans la zone d'introduction de la zone d'air stérile 14 est fixé un dispositif d'émetteurs d'UV-C. Dans cette nmêe zone sont disposés également un rouleau d'introduction 10, un dispositif de désionisation 11, un poste de préchauffage 12 et un poste de formage 13. Dans le poste de formage 13, le film est chauffé pour subir une déformation plastique, et les récipients sont formés à l'aide d'air sous pression stérile. Après être passé par le poste de formage 13, c'est-à-dire après le formage des récipients, le film inférieur 3 arrive dans la zone de l'émetteur d'UV-C 20. Cet émetteur est monté mobile dans le sens des flèches 18, 19, c'est-àdire parallèlement au sens du transport du film inférieur. L'entraînement se fait grâce à un cylindre d'avance 16 qui est prévu au niveau d'une fixation 15, à l'extrémité supérieure, et auquel est accroché l'émetteur 20. L'émetteur est guidé latéralement, dans une position mobile, par des barres de guidage 17. Le film 3 traverse tout le système suivant les cycles. En début de cycle, l'émetteur 20 est tout d'abord dans sa position arrière, corme l'indique le dessin. Pendant les cycles d'avance du film dans le sens de la flèche 19, l'émetteur 20, entraîné par le cylindre d'avance 16, se déplace en mnme temps que le film jusqu'à ce qu'il ait atteint sa position 20'. Le film s'immobilise alors et l'émetteur s'éloigne de sa position 20' au niveau du film arrêté pour revenir à sa position initiale. Cela garantit que le film est irradié deux fois et offre ainsi les avantages mentionnés dans la description générale. Le film arrive ensuite dans la zone du poste de remplissage 21 qui alimente une plaque de dosage 22. Cette plaque de dosage 22 remplit les récipients du film inférieur 3 de façon uniforme et stérile. Puis le film inférieur 3 rempli arrive dans la zone d'un poste de scellage 33. Avant cela, le film supérieur 29 est introduit, stérile, dans la chambre (voir la partie gauche du dessin). Ce film supérieur 29 est dévidé à partir d'un rouleau 28 qui est lui aussi disposé sur un dévidoir 27. En passant par plusieurs poulies, le film supérieur 29 arrive dans la zone du bain de nettoyage 4' qui, de même que les dispositifs de désionisation 8 et 10, est construit exactement de la même manière que le bain de nettoyage 4 décrit plus haut et destiné à nettoyer le film inférieur. Le film supérieur 29 est ensuite guidé parallèlement par deux poulies 31, 32 vers le film inférieur 3 et introduit dans le poste de scellage 33, près du film inférieur rempli. 26.49668 Il est important que dans la zone verticale du film supérieur, un second émetteur 23 fixe, soit prévu. Cet émetteur irradie les parties verticales du film supérieur et irradie, au-dessous de la poulie 32, vers le poste de scellage 33. Cette radiation émise par l'émetteur 23 stérilise l'air contenu dans cet espace libre, pour que l'air restant dans l'enmballage soit également stérilisé de façon sûre. Cela maintient aussi le poste de scellage stérile. De plus, l'espace libre peut être soumis à une projection de gaz protecteur. Pour protéger le personnel, pendant l'arrêt de la machine, contre une exposition à l'émetteur 23 éventuellement en marche, il est prévu une protection 25 disposée dans le sens vertical (sens de la flèche 26) au niveau d'un cylindre 24. Lorsque la machine est arrêtée et ouverte, la protection 25 s'abaisse et couvre l'émetteur 23. Après avoir quitté le poste de scellage 33, le produit fini, e"ballé et scellé, sort de la zone d'air stérile 14 et arrive dans la zone de deux dispositifs de perforation transversale 34, puis dans la zone d'un dispositif de perforation longitudinale 35 o des lignes de rupture sont ménagées pour séparer les enballages. - Puis l'emballage arrive dans un poste de découpage complet 36 o le découpage de l'emballage est terminé, après quoi le produit est amené vers une seconde machine d'emballage. Pour la machine de la présente invention, il est important de construire, moyennant des frais relativement peu élevés, une chaîne d'emballage complètement stérile, débarrassée de produits chimiques, non polluante, garantissant l'utilisation de tous les films aptes à être emboutis et ne nécessitant donc pas de films spéciaux. Il est important que dans le dispositii d'émetteurs d'UV-C décrit comprenant l'émetteur 20 qui est déplacé dans la direction opposée à la direction de transport du film inférieur 3, cet émetteur 20 soit utilisé uniquement pour stériliser les récipients non profonds, dont la profondeur ne dépasse pas environ 30 mm. Cela dépend aussi du dianètre des récipients. Pour les emballages plus profonds, il est prévu des émetteurs d'UV-C en forme de baguettes qui ne peuvent être déplacés que verticalement; il est prévu toute une série d'émetteurs en forme de baguettes, à raison d'un par pot, l'émetteur entrant rapidement dans le récipient et en sortant pour que l'intérieur du pot soit stérilisé. Ces émetteurs ne se déplacent pas, mais ils sont fixes et peuvent seulement être abaissés et relevés verticalement. Si on doit stériliser 20 pots, il doit y avoir aussi le mnme nombre d'émetteurs. REVENDICATIONS 1. Machine de renplissage aseptique, notamnent pour des aliments qui sont versés dans dés récipients réalisés dans un film inférieur embouti, et scellés contre un film supérieur, ladite machine comportant des rouleaux de stockage pour les films supérieur et inférieur, des dispositifs de stérilisation pour lesdits films et une zone d'air stérile, installée en aval des dispositifs de stérilisation et dans laquelle les aliments sont versés dans les récipients formés par le film inférieur, récipients qui sont fermés et assemblés avec le film supérieur de façon hermétique et stér.ile, caractérisée en ce qu'il est prévu, en aval des rouleaux de stockage (1, 28) des films inférieur (3) et supérieur (29), des postes de nettoyage (4, 4') desdits films (3, 29), dans lesquels ceux-ci sont débarrassés de substances étrangères, en ce qu'en amont et/ou en aval de ces postes de nettoyage, les films nettoyés (3, 29) sont désionisés et en ce que les films (3, 29) sont stérilisés dans la chambre stérile (14) à l'aide d'émetteurs d'UV-C (20, 23). 2. Machine de remplissage aseptique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les films (3, 29) sont nettoyés par voie sèche et/ou par voie humide dans les postes de nettoyage (4, 4'). 3. Machine de remplissage aseptique selon la revendication 2, caractérisée en ce que, dans le cas d'un nettoyage par voie humide, il est prévu en aval du poste de nettoyage (4, 4') une raclette qui enlève les restes d'humidité adhérant au film. 4. Machine de remplissage aseptique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il y a surpression dans la zone d'air stérile (14). 5. Machine de remplissage aseptique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les émetteurs d'UV-C (20) prévus pour le film inférieur se déplacent avec lui en fonction des cycles. 6. Machine de remplissage aseptique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'un des émetteurs d'UV-C (23) irradie le film supérieur (29) et en même temps l'espace libre du poste de scellage (33).