Brevet FR2704516A1 — publié le 19941104

L'invention concerne les installations de remplissage de récipients avec des produits liquides, pâteux ou analogues. Généralement, les récipients contenant des produits ne sont pas remplis jusqu'au bord et il subsiste donc à la partie supérieure du récipient un espace libre généralement rempli d'air lorsque l'on procède au bouchage ultérieurement. Pour certains produits, en particulier pour les liquides alimentaires, il est désirable de remplir cet espace libre avec un gaz inerte vis à vis du liquide contenu dans le récipient. Ceci permet d'éviter une altération ou une transformation du produit contenu. Par exemple, les jus de fruit sont soumis à une oxydation par l'oxygène de l'air disposé dans l'espace libre précité ; cela entraîne la fixation de durées limites de consommation assez courtes. Par ailleurs, il peut se produire des phénomènes bactériologiques créés par l'air remplissant ledit espace vide. Or, on peut actuellement réaliser des installations d'embouteillage où la majorité des opérations, telles que le nettoyage des récipients, est réalisé de manière stérile et on peut donc envisager des installations de remplissage de récipients où toutes les opérations sont faites de manière stérile. C'est pourquoi il est désirable de réaliser une opération de fermeture étanche des récipients telle que l'espace vide soit rempli par un gaz qui est neutre vis à vis du produit contenu dans le récipient ; on peut par exemple remplir cet espace libre par de l'azote, du gaz carbonique ou un mélange de ces gaz. Cette opération est actuellement réalisée en plaçant l'ensemble du poste de bouchage dans une enceinte remplie d'un gaz inerte. Ce procédé entraîne une perte importante en gaz inerte sans que l'on puisse assurer que l'ensemble de l'espace libre soit bien rempli avec ce gaz inerte. La présente invention se propose donc de fournir un procédé de bouchage de récipients sous gaz inerte qui permette d'assurer un remplissage parfait de l'espace libre supérieur du récipient et qui limite les pertes de gaz inerte par rapport au procédé connu. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de bouchage sous gaz inerte de récipients contenant un produit liquide pâteux ou analogue de manière à remplir l'espace vide entre le niveau supérieur du liquide et le bouchon de fermeture avec un gaz neutre pour le produit contenu dans le récipient, caractérisé en ce que - après remplissage on enferme, dans une enceinte étanche, la partie supérieure du récipient - on met ladite enceinte sous vide - on met ladite enceinte en communication avec un réservoir de gaz inerte sous pression de manière à effectuer un remplissage de ladite enceinte par le gaz inerte - on effectue, dans ladite enceinte, l'opération de bouchage hermétique du récipient ; et - on dégage le récipient de ladite enceinte. Du fait que l'on enferme la partie supérieure du récipient dans une enceinte où on réalise tout d'abord le vide avant de remplir avec un gaz inerte permet d'assurer que l'espace libre sera entièrement rempli avec ledit gaz inerte. Par ailleurs, ladite enceinte étanche présente un volume limité, ce qui diminue fortement les pertes en gaz inerte. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins pendant une partie de l'opération de bouchage hermétique, on maintient ladite enceinte en communication avec le réservoir de gaz inerte. Ceci permet de bien remplir la partie supérieure du récipient avec le gaz inerte. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'opération de mise sous vide et l'opération de remplissage avec le gaz inerte sont réalisées respectivement par deux ouvertures distinctes de mise sous vide et de remplissage disposées de manière sensiblement opposée l'une par rapport à l'autre sur ladite enceinte. Grâce à cette disposition, la séquence des opérations de mise sous vide et de remplissage peut être réalisée en un temps minimal. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, destiné à la fermeture par vissage d'un bouchon de bouteilles contenant un produit liquide pâteux ou analogue, ledit dispositif comportant essentiellement un carrousel de vissage comportant des têtes de vissage montées à l'extrémité inférieure d'un arbre rotatif, caractérisé en ce que chaque tête de vissage est disposée dans une enceinte en forme de cloche montée à coulissement étanche sur ledit arbre rotatif de la tête de vissage. Avantageusement, ladite enceinte en forme de cloche comporte deux ouvertures commandées par une vanne destinées respectivement à la mise sous vide et au remplissage par du gaz inerte ; ces ouvertures sont avantageusement diamétralement opposées. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente, en coupe verticale, un dispositif de bouchage sous gaz inerte conforme à la présente invention - la figure 2 représente, schématiquement en vue de dessus, la chaîne cinématique d'une installation de remplissage et de bouchage conforme à la présente invention ; et - la figure 3 représente, de manière schématique en coupe verticale, les différentes opérations du procédé selon l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique de profil d'une tête de vissage d'un bouchon. On voit sur la figure 1 la partie supérieure 2 d'un récipient 1 qui a été préalablement rempli avec un liquide qui peut s'agir par exemple d'une bouteille remplie de jus de fruit. Au dessus du niveau supérieur 3 du liquide se trouve une zone 4 qui ne contient pas de liquide et qui, après bouchage, sera généralement remplie d'air. On a représenté sur la figure 1 la partie infé- rieure d'une tête de vissage de type connu ; elle comporte un arbre rotatif 5 entraîné par un mécanisme à limiteur de couple disposé à sa partie supérieure. Cet arbre 5 porte à sa partie inférieure une pince rotative 6 qui peut saisir un bouchon de remplissage 7. Cette tête de vissage fait partie, de manière connue, d'un carrousel de vissage faisant partie d'une installation de remplissage de récipients. On a représenté sur la figure 2, schématiquement, une telle installation ; elle comporte un carrousel de remplissage 11 qui reçoit des bouteilles vides à partir d'un barillet de transfert 12 qui prélève les bouteilles vides sur une borne transporteuse 13. Après remplissage, les bouteilles sont extraites du carrousel de remplissage 11 au moyen d'un barillet de transfert 14 et amenées sur un carrousel de bouchage 15 qui comporte un certain nombre de têtes de vissage, par exemple 20. Lorsque l'opération de bouchage est terminée, les bouteilles fermées sont reprises par un barillet de transfert 16 et amenées sur une borne transporteuse de sortie 17. Comme on peut le voir sur la figure 1, la tête de vissage est munie à sa partie inférieure d'une enceinte 21 en forme de cloche qui est montée coaxialement sur l'arbre rotatif 5 avec interposition d'un joint d'étanchéité 22. La forme de l'ouverture de cette cloche 21 est adaptée à la forme de la partie supérieure 2 du récipient 1. La partie inférieure 23 de la cloche 21 comporte également un joint d'étanchéité 24 destiné à assurer l'étanchéité entre la cloche 21 et la partie supérieure 2 du récipient 1. Les dimensions de cette enceinte 21 sont réduites au maximum ; dans le cas d'un récipient cylindrique, le diamètre intérieur de la cloche 21 est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la pince rotative 6. La cloche 21 comporte deux ouvertures 25 et 26 dans sa paroi latérale. Ces deux ouvertures sont commandées par un dispositif de fermeture tel qu'une vanne (non représenté). Ces deux ouvertures sont avantageusement disposées de manière diamétralement opposée ; l'une d'entre elles est reliée à une source de vide et l'autre à une source de gaz inerte sous pression, par exemple de l'azote. Comme on peut le voir sur la figure 4, la partie supérieure de la cloche 21 est en contact avec une extrémité d'un ressort de compression 27 disposé autour de l'arbre 5 et dont l'autre extrémité est en contact avec une pièce sensiblement cylindrique 28 montée à coulissement sur l'arbre 5. Le déplacement vers le bas de cette pièce cylindrique 28, sous l'effet d'un dispositif de commande non représenté, entraîne la cloche 21 vers le bas de manière à ce qu'elle vienne en contact avec la partie supérieure 2 du récipient 1 et y soit maintenue sous l'effet du ressort 27. Le fonctionnement de ce dispositif sera décrit en référence aux figures 2 et 3. Pendant une première étape, schématisée par le secteur 31 de la figure 2, la tête de vissage vient chercher un bouchon sur un barillet d'alimentation en bouchons 30. Pendant ltétape suivante, schématisée par le secteur 32, la pièce cylindrique 28 descend et pousse la cloche 21 sur la partie supérieure 2 du récipient 1. Pendant l'étape suivante (secteur 33), l'une des ouvertures 25 par exemple de la cloche est fermée et l'autre ouverture 26 est mise en communication avec une source de vide de manière à mettre l'intérieur de la cloche 21 sous vide. Dans l'étape suivante (secteur 34), l'ouverture 25 est fermée et l'ouverture 26 est mise en communication avec une source de gaz inerte sous pression de manière à remplir l'intérieur de la cloche 21 de ce gaz inerte. Pendant l'étape suivante (secteur 35), la tête de vissage est commandée de manière classique de manière à venir en position sur le récipient 1 et à visser le bouchon 7 avec un effort de serrage déterminé par un limiteur de couple. Dans la dernière étape (secteur 36), la tête de vissage remonte et la cloche est également remontée de manière à dégager le récipient 1 qui passe sur le barillet de sortie 16. Avantageusement, il existe un certain recouvrement entre l'étape de vissage et l'étape d'injection du gaz inerte, c'est-à-dire que l'opération de vissage s'effectue alors que l'ouverture de remplissage en gaz inerte est encore ouverte. A titre d'exemple, l'ensemble du cycle qui vient d'être décrit s'effectue sur un arc de cercle égal à 250 ; la première opération de descente de la cloche après le prélèvement d'un bouchon s'effectue sur un secteur de 30 et dure 0,5 s ; l'étape de mise sous vide s'effectue sur un secteur de 90" et dure 1,5 s ; l'étape de mise sous atmosphère inerte s'effectue sur un secteur de 90" et dure 1,5 s ; l'étape de vissage s'effectue sur un secteur de 40 et dure 0,67 s ; et l'étape de dégagement du récipient s 'effectue sur un secteur de 30 et dure 0,5 s. Dans ce cas, il y a un recouvrement entre la fin de l'étape de mise sous pression des gaz inertes et le début de l'étape de vissage correspondant à un secteur de 30 et à une durée de 0,5 s. Ceci permet d'obtenir une cadence de bouchage de 200 bouteilles par minute, le carrousel de vissage effectuant un tour en 6 s. On voit que l'invention permet de réaliser un bouchage sous atmosphère neutre qui garantit que tout l'espace libre est bien rempli avec le gaz inerte et qui limite les pertes de gaz inertes à des valeurs faibles. En effet, dans les systèmes connus où l'on met l'ensemble du dispositif de vissage sous une cloche de gaz inerte, les pertes en gaz inerte sont de l'ordre de trois litres pour le remplissage d'une bouteille d'un litre. Grâce au procédé selon l'invention, du fait que le volume de la cloche 21 est réduit au maximum, ces pertes sont fortement réduites. La description ci-dessus n'a été fournie qu'à titre d'exemple nullement limitatif et il est évidemment que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans sortie pour autant du cadre de la présente invention. En particulier, on peut également prévoir un seul orifice servant à la fois à la mise sous vide et à la mise sous pression de gaz inerte. Par ailleurs, l'invention peut s'appliquer également à des dispositifs de bouchage par sertissage. Enfin l'invention peut être utilisée pour des produits semi-liquides ou pâteux tels que du yaourt. REVENDICATIONS 1. Procédé de bouchage sous gaz inerte de récipients (1) contenant un produit liquide pâteux ou analogue de manière à remplir l'espace vide (4) entre le niveau supérieur du liquide (3) et le bouchon de fermeture (7) avec un gaz neutre pour le produit contenu dans le récipient, caractérisé en ce que - après remplissage on enferme, dans une enceinte étanche (21), la partie supérieure (2) du récipient - on met ladite enceinte (21) sous vide - on met ladite enceinte (21) en communication avec un réservoir de gaz inerte sous pression de manière à effectuer un remplissage de ladite enceinte (21) par le gaz inerte - on effectue, dans ladite enceinte (21), l'opération de bouchage hermétique du récipient ; et - on dégage le récipient (1) de ladite enceinte (21). 2. Procédé selon la revendicatioX caractérisé en ce que, au moins pendant une partie de l'opération de bouchage hermétique, on maintient ladite enceinte (21) en communication avec le réservoir de gaz inerte. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de mise sous vide et l'opération de remplissage avec le gaz inerte sont réalisées respectivement par deux ouvertures distinctes (25,26) de mise sous vide et de remplissage disposées de manière sensiblement opposée l'une par rapport à l'autre sur ladite enceinte (21). 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes destiné à la fermeture par vissage d'un bouchon (7) de bouteilles (1) contenant un produit liquide pâteux ou analogue, ledit dispositif comportant essentiellement un carrousel de vissage (15) comportant des têtes de vissage (6) montées à l'extrémité inférieure d'un arbre rotatif (5), caractérisé en ce que chaque tête de vissage (6) est disposée dans une enceinte en forme de cloche (21) montée à coulissement étanche sur ledit arbre rotatif (5) de la tête de vissage (6). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite cloche (21) comporte un joint d'étanchéité périphérique (24) à sa partie inférieure. 6. Dispositif selon revendication 4, caractérisé en ce que ladite enceinte en forme de cloche est soumise à l'action d'un ressort (27) tendant à la faire coulisser vers le bas sur l'arbre rotatif (5) de la tête de vissage (6). 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite enceinte (21) en forme de cloche comporte deux ouvertures (25,26) commandées par une vanne destinées respectivement à la mise sous vide et au remplissage par du gaz inerte. 8. Dispositif selon revendication 7, caractérisé en ce que lesdites ouvertures (25,26) de mise sous vide et de remplissage sont diamétralement opposées.