Brevet FR2893915A1 — publié le 20070601

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en bouchons d'une machine de bouchage de récipients. Elle concerne également un procédé associé. Par bouchon, au sens de la présente invention, il faut comprendre tout dispositif qui peut être appliqué sur un récipient afin de l'obturer : ainsi, l'invention peut s'appliquer aux bouchons à visser, aux bouchons à positionner de force, aux capsules métalliques ou plastiques, ou bien encore à des opercules à coller ou thermosceller sur les récipients. Pour des raisons d'hygiène, dans de nombreux cas, notamment dans celui des liquides alimentaires, les bouchons des récipients, tels que des bouteilles, sont conditionnés dans des sacs en plastique et stérilisés par voie de rayonnement stérilisant. C'est sous cette forme conditionnée qu'ils sont reçus par le remplisseur de récipients ou par leur fabricant quand celui-ci est aussi remplisseur. Le remplisseur doit donc extraire les bouchons stériles des sacs pour alimenter la machine de bouchage de récipients, en s'assurant que les bouchons restent stériles pendant l'extraction, tout en tenant compte du fait que la paroi extérieure du sac a vraisemblablement été contaminée pendant son transport. En effet, les bouchons sont posés sur les récipients en atmosphère stérile. Ainsi, il est connu d'utiliser dans l'état de la technique un dispositif d'alimentation en bouchons, préalablement disposés dans des sacs, lequel dis-positif comprend un tunnel ou sas possédant une extrémité ouverte, à savoir l'entrée du sas, et une extrémité fermée, à savoir le fond du sas où se situe une zone stérile. Un convoyeur mécanique, par exemple un tapis roulant, traverse le sas de manière à pouvoir acheminer les sacs de bouchons depuis l'extérieur non stérile du tunnel jusqu'à la zone stérile. L'extrémité fermée, donc le fond du sas, est en outre pourvue d'une goulotte d'évacuation des bouchons vers la machine de bouchage de récipients. Le sas est en outre équipé de moyens de stérilisation des sacs acheminés per-mettant l'envoi de jets de liquide stérilisant pour en stériliser l'enveloppe externe. La goulotte constitue également une zone stérile. Un problème de ce dispositif réside dans le fait qu'il est difficile de s'assurer que le fond du sas, d'où les bouchons sont extraits, reste parfaitement 2 stérile. En effet, le convoyeur peut y amener des salissures portées par sa mécanique. En outre, la stérilisation dans le sas ne peut jamais garantir que toutes les faces des sacs soient soumises à l'action des jets d'agent stérilisant et qu'aucune particule sale n'entre dans le sas et n'atteigne la zone stérile. En particulier, puis-que les sacs reposent sur le convoyeur, leur zone de contact avec le convoyeur peut ne pas être parfaitement stérilisée. L'invention a pour but de proposer un dispositif d'alimentation en bouchons d'une machine de bouchage de récipients qui garantisse la parfaite stérilité de toutes les faces des sacs de bouchons. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'alimentation en bouchons d'une machine de bouchage de récipients, caractérisé en ce qu'il comprend : - un sas de passage d'au moins un sac contenant des bouchons préalablement stérilisés, entre un environnement extérieur non stérile et une zone stérile, le sas étant apte à délimiter une zone intermédiaire, séparée à la fois de l'environnement extérieur non stérile et de la zone stérile, - des moyens d'introduction, depuis l'environnement extérieur non stérile, du ou des sacs dans la zone intermédiaire, - des moyens de stérilisation de la zone intermédiaire, - des moyens de passage du ou des sacs depuis la zone intermédiaire vers la zone stérile, et - des moyens d'évacuation des bouchons contenus dans chaque sac depuis la zone stérile vers une zone de bouchage de la machine de bouchage de récipients. Un dispositif d'alimentation selon l'invention peut en outre présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens de stérilisation sont agencés pour assurer également la stérilisation du ou des sacs lors de leur passage dans la zone intermédiaire ; - les moyens d'introduction comprennent des ouvrants d'introduction 30 dans la zone intermédiaire ; - le sas comprend une enceinte définissant deux chambres séparées par une paroi, l'une des chambres délimitant la zone intermédiaire et l'autre chambre délimitant la zone stérile ; - la paroi comporte une partie mobile apte à pivoter sur elle-même sur sensiblement 180 , et les moyens de passage comprennent la partie mobile de la paroi ; - ladite partie mobile de la paroi est apte à pivoter alternativement 5 dans un sens et dans le sens opposé ; - les moyens de passage comportent des moyens de réception par accrochage du ou des sacs, et les moyens de réception sont aptes à être déplacés depuis la zone intermédiaire vers la zone stérile ; - les moyens de stérilisation comportent des buses réparties sur le pla- 10 fond et le plancher de la zone stérile afin que les jets de liquide stérilisant puis-sent atteindre l'ensemble de la surface externe du ou des sacs accrochés aux moyens de réception ; - les moyens de réception sont solidaires de la partie mobile de la paroi ; 15 -le dispositif comporte des moyens aptes à maintenir une pression dans la zone stérile supérieure à la pression dans la zone intermédiaire ; - les moyens aptes à maintenir une pression dans la zone stérile supérieure à la pression dans la zone intermédiaire sont constitués par une pompe d'extraction d'air de la zone intermédiaire. 20 L'invention a également pour objet un procédé d'alimentation en bouchons d'une machine de bouchage de récipients au moyen d'un dispositif tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend - une étape d'introduction consistant à introduire au moins un sac contenant des bouchons préalablement stérilisés dans la zone intermédiaire du 25 sas ; - une étape de stérilisation consistant à stériliser la zone intermédiaire dans laquelle se trouvent le ou les sacs ; - une étape de passage consistant à faire passer chaque sac depuis la zone intermédiaire vers la zone stérile ; et 30 - une étape d'évacuation consistant à évacuer les bouchons contenus dans chaque sac depuis la zone stérile vers une zone de bouchage de la ma-chine de bouchage de récipients. 4 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un dispositif d'alimentation en bouchons selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - les figures 2 à 4 sont des vues schématiques de dessus du dispositif de la figure 1 au cours de son fonctionnement ; - la figure 5 est un schéma bloc illustrant un procédé mis en oeuvre par le dispositif, au cours de son fonctionnement illustré sur les figures précédentes ; et - la figure 6 est une vue schématique de dessus d'un dispositif selon un second mode de réalisation de l'invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 est désigné par la référence générale 10. Le dispositif 10 comprend un sas 12 de passage d'au moins un sac 14, contenant des bouchons stérilisés, entre un environnement extérieur 16 non stérile et une zone stérile 18 où les bouchons sont extraits de chaque sac 14. II comprend également des moyens d'évacuation 20 des bouchons depuis la zone stérile 18 vers une machine 22 de bouchage de récipients, par l'intermédiaire d'un dispositif de mise en ordre 24 des bouchons. Il convient de noter que la ma-chine 22 de bouchage peut être combinée avec une machine de remplissage, voire avec une machine de fabrication des récipients à boucher. Plus précisément, le sas 12 comprend une enceinte 26 définissant deux chambres, l'une des chambres délimitant une zone intermédiaire 28 et l'autre chambre délimitant la zone stérile 18. A cet effet, l'enceinte 26 est constituée d'une enveloppe 30 externe délimitant un espace fermé, et d'une paroi 32 s'étendant dans l'enveloppe 30. La paroi 32 sépare ainsi les deux chambres. L'enveloppe 30 a une section horizontale rectangulaire et possède de ce fait quatre côtés, complétés par un plafond et un plancher (non représentés). La paroi 32 s'étend verticalement entre deux côtés opposés de l'enveloppe, perpendiculairement à eux. La paroi 32 comporte des moyens de passage 34 du ou des sacs 14 depuis la zone intermédiaire 28 vers la zone stérile 18. A cet effet, la paroi 32 comporte, en son centre, une partie mobile 36 montée en rotation autour d'un axe vertical 38, apte à pivoter sur elle-même sur sensiblement 180 alternativement dans un sens et dans le sens opposé. L'axe vertical 38 est situé au milieu de la paroi 32. La partie mobile 36 est bordée laté- ralement de chaque côté par deux parties fixes 40 de la paroi 32 qui chevauchent le bord adjacent de la partie mobile 36. Ce chevauchement améliore l'isolation entre la zone intermédiaire 28 et la zone stérile 18. Le mode de chevauchement est tel qu'il permet une fuite d'air stérile de la zone stérile 18 vers la zone intermédiaire 28 lorsque la première est en surpression par rapport à la seconde. Chaque face de la partie mobile 36 est munie de moyens de réception 42 par accrochage du ou des sacs 14 de bouchons, permettant la suspension de ces derniers. Dans l'exemple décrit, les moyens de réception 42 sont des crochets destinés à coopérer avec des ouvertures préalablement ménagées dans les sacs 14. Ainsi, en pivotant sur elle-même dans un sens, la partie mobile 36 de la paroi 32 peut déplacer les moyens de réception 42, et donc les sacs 14, depuis la zone intermédiaire 28 vers la zone stérile 18. De manière similaire, en pivotant dans l'autre sens, la partie mobile 36 peut déplacer les moyens de réception 42 depuis la zone stérile 18 vers la zone 20 intermédiaire 28. L'enveloppe 30 est pourvue de moyens d'introduction 44 du ou des sacs 14 dans la zone intermédiaire 32. Ces moyens 44 sont par exemple constitués par des ouvrants ménagés sur un côté de l'enveloppe 30 faisant face à la paroi 32. 25 Le sas 12 est également pourvu de moyens de stérilisation 46 de la zone intermédiaire 28. Les moyens de stérilisation 46 comportent des buses portées par l'enveloppe 30, aptes à envoyer des jets de liquide stérilisant dans la zone intermédiaire 28. Les moyens de stérilisation 46 sont agencés pour assurer la stérilisation du ou des sacs 14 lors de leur passage dans la zone intermédiaire 30 28. Ainsi, les buses sont réparties sur le plafond et le plancher afin que les jets de liquide stérilisant puissent atteindre l'ensemble de la surface externe des sacs 14. Certaines des buses peuvent aussi être utilisées pour injecter du produit de rinçage. Dans une variante, non représentée, des moyens de stérilisation complémentaires, par exemple également sous la forme de buses, peuvent se trou-ver dans la zone stérile 18, afin de faciliter le maintien de cette dernière dans des conditions stériles. Le sas 12 comprend par ailleurs des gants 48 intégrés dans le côté de l'enveloppe 30 opposé aux moyens d'introduction 44 et permettant de manipuler les sacs 14 situés dans la zone stérile 18, notamment pour en extraire les bouchons. Les moyens d'évacuation 20 des bouchons comportent une première goulotte 20A fermée, dans laquelle les bouchons sont acheminés en vrac depuis la zone stérile 18 jusqu'au dispositif de mise en ordre 24, également fermé. Ce dispositif de mise en ordre 24 est destiné à ordonner les bouchons en file indienne. Les moyens d'évacuation 20 comportent ensuite une seconde goulotte 20B, également fermée, dans laquelle les bouchons sont acheminés en file in- dienne depuis le dispositif de mise en ordre 24 jusqu'à une zone 50 de bouchage des récipients dans la machine 22 de bouchage. Le fait que les goulottes 20A et 20B soient fermées permet d'assurer la continuité de la stérilité. L'atmosphère de cette zone 50 de bouchage est stérile et maintenue à une pression relative voisine de 25 Pa. La fermeture des goulottes 20A et 20B isole les bouchons acheminés de l'environnement extérieur 16. Ainsi, la zone 50 de bouchage est en communication avec la zone stérile par l'intermédiaire des moyens d'évacuation 20, dont la section de passage est petite. Des moyens 52 associés à l'enceinte 26 sont par ailleurs prévus et agencés pour maintenir une pression dans la zone stérile 18 supérieure à la pression dans la zone intermédiaire 28, de façon à garantir le maintien permanent de la stérilité de la zone stérile 18. Ces moyens sont par exemple constitués par une pompe d'extraction d'air de la zone intermédiaire 28. Les deux zones stérile 18 et de bouchage 50 partagent la même atmosphère, mais avec une pression plus faible dans la zone stérile 18, entre 5 et 15 Pa, résultant de pertes de charge le long des moyens d'évacuation 20 et des fuites au travers de la paroi 32. Un cycle de fonctionnement du procédé mis en oeuvre par le dispositif 10 va à présent être décrit en référence aux figures 2 à 5. Le procédé comprend une première étape 100 d'ouverture des ouvrants des moyens d'introduction 44. II continue avec une étape 200 d'introduction, symbolisée par des flèches sur la figure 2, consistant à introduire le ou les sacs 14 contenant des bouchons dans la zone intermédiaire 28. Au cours de cette étape, les sacs 14 sont suspendus aux moyens de réception 42 du côté de la paroi 32 faisant face aux ouvrants des moyens d'introduction 44. Lors-que les ouvrants sont ouverts, la pompe constituant les moyens 52 aptes à main-tenir une pression dans la zone stérile 18 supérieure à la pression dans la zone intermédiaire 28 fonctionne à vitesse constante, de façon à assurer une légère dépression de la zone intermédiaire 28 par rapport à la zone stérile 18. D'autres sacs 14 ont été préalablement suspendus aux moyens de réception 42 de l'autre côté de la paroi 32 de la même manière, au cours d'un cycle précédent. Dans une étape d'isolation 300, on referme les ouvrants afin d'isoler la 15 zone intermédiaire 28 à la fois de l'environnement extérieur 16 et de la zone stérile 18. Le procédé comprend alors (figure 3) une étape de stérilisation 400 consistant à stériliser la zone intermédiaire 28 dans laquelle se trouve le ou les sacs 14. Grâce au fait que les sacs 14 sont accrochés en suspension et grâce au 20 positionnement des buses des moyens de stérilisation 46, il est possible de stériliser et le cas échéant de rincer l'ensemble de leur surface et notamment leur partie inférieure destinée à être éventrée, ce qui est impossible avec les dispositifs connus de l'art antérieur. En parallèle de l'étape de stérilisation 400 des sacs venant d'entrer 25 dans la zone intermédiaire 28, les sacs 14 qui se trouvent suspendus aux moyens d'accrochage de l'autre côté de la paroi 32, donc dans la zone stérile 18, après avoir été stérilisés lors d'un passage préalable dans la zone intermédiaire 28, sont éventrés lors d'une étape 500 par des opérateurs utilisant les gants 48. Les bouchons contenus dans les sacs 14 se déversent dans la goulotte 20A et 30 sont évacués depuis la zone stérile 18 jusqu'au dispositif de mise en ordre 24, puis jusqu'à la zone 50 de bouchage de la machine 22 de bouchage. Comme illustré sur la figure 4, le procédé continue avec une étape 600 de passage consistant à faire passer le ou les sacs 14 stérilisés depuis la zone intermédiaire 28 vers la zone stérile 18. La partie mobile 36 de la paroi 32 est à cet effet pivotée dans le sens de rotation approprié autour de l'axe vertical 38 afin de faire volte-face. Au cours des étapes 400, 500 et 600, la pompe fonctionne de manière régulée afin de forcer une circulation d'air depuis la zone stérile 18 vers la zone intermédiaire 28. Cette circulation est rendue possible dans la configuration de la figure 3 par la présence de fuites d'air entre les parties fixes et mobile de la paroi 32. Par la suite, les ouvrants sont ouverts au cours d'une étape 700. Les sacs vidés au cours de l'étape 500 sont échangés avec de nouveaux sacs pleins lors d'une étape 800. Le dispositif 10 se trouve alors à nouveau dans la configuration illustrée sur la figure 2, et est prêt à réaliser un nouveau cycle de fonctionnement. La figure 6 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont dési-15 gnés par des références identiques. Dans ce mode de réalisation, le sas 12 comprend une enceinte 26 de section horizontale hexagonale. Le sas 12 comprend également un carrousel 60 circulaire mobile en rotation autour d'un axe vertical 38 situé au centre de l'enceinte 26. 20 Le carrousel 60 comprend six parois 62 s'étendant chacune depuis le centre du carrousel 60 jusqu'à sa périphérie et délimitant six secteurs de taille égale dans le carrousel 60. L'enceinte 26 comprend des parois fixes 64 s'étendant depuis les angles de l'enceinte 26, c'est-à-dire les arêtes 65 de chaque côté de l'hexagone, jusqu'au carrousel 60. Les parois fixes 64 de l'enceinte 25 et les parois 62 du carrousel 60 sont destinées à se compléter en s'alignant afin de délimiter dans l'enceinte 26 six zones, à savoir une zone stérile 18, une zone intermédiaire 28, une zone de chargement 68, deux zones de transition 70, isolées hermétiquement les unes des autres pour des positions angulaires déterminées du carrousel. 30 Le carrousel 60 comprend, dans chaque secteur, des moyens de réception de sacs (non représentés) semblables à ceux du premier mode de réalisation de l'invention. L'enceinte possède un côté ouvert, par lequel les sacs 14 peuvent être chargés sur le carrousel 60 dans la zone de chargement 68. La rotation du car- 9 rousel 60 est ainsi apte à faire passer les sacs 14 depuis la zone de chargement 68 jusqu'à une autre zone, dite zone intermédiaire 28, comportant des moyens de stérilisation 46 des sacs 14, puis jusqu'à encore une autre zone dite zone stérile 18, où les sacs peuvent être ouverts par des moyens manuels (comme dans le premier mode de réalisation) ou automatiques afin que les bouchons se déversent dans des moyens d'évacuation 20. Les moyens de stérilisation 46 et les moyens d'évacuation 20 sont identiques à ceux du mode de réalisation précédent. Les zones de chargement 68, intermédiaire 28 et stérile 18 précitées sont séparées les unes des autres par des zones de transition ou d'isolation 70 dans lesquelles aucune action n'est réalisée sur les sacs. En variante, la zone de transition 70 située entre la zone intermédiaire 28 et la zone stérile 18 est adaptée pour permettre le séchage des sacs 14. Le carrousel 60 constitue ainsi l'équivalent des moyens de passage 34 15 et des moyens d'introduction 44 du mode de réalisation précédent. D'après la description précédente, il apparaît clairement que des dis-positifs d'alimentation en bouchons selon l'invention garantissent la stérilité de la zone stérile et permettent de stériliser la totalité de la surface extérieure des sacs avant leur ouverture. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en bouchons d'une machine (22) de bouchage de récipients, caractérisé en ce qu'il comprend : - un sas (12) de passage d'au moins un sac (14) contenant des bou- chons préalablement stérilisés, entre un environnement extérieur (16) non stérile et une zone stérile (18), le sas (12) étant apte à délimiter une zone intermédiaire (28), séparée à la fois de l'environnement extérieur (16) non stérile et de la zone stérile (18), - des moyens d'introduction (44), depuis l'environnement extérieur (16) non stérile, du ou des sacs (14) dans la zone intermédiaire (28), - des moyens de stérilisation (46) de la zone intermédiaire (28), - des moyens de passage (34) du ou des sacs (14) depuis la zone intermédiaire (28) vers la zone stérile (18), et - des moyens d'évacuation (20) des bouchons contenus dans chaque 15 sac (14) depuis la zone stérile (18) vers une zone (50) de bouchage de la ma-chine (22) de bouchage de récipients. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de stérilisation (46) sont agencés pour assurer également la stérilisation du ou des sacs (14) lors de leur passage dans la zone intermédiaire (28). 20 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'introduction (44) comprennent des ouvrants d'introduction dans la zone intermédiaire (28). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le sas (12) comprend une enceinte (26) définissant deux chambres séparées par une paroi (32), l'une des chambres délimitant la zone intermédiaire (28) et l'autre chambre délimitant la zone stérile (18). 5. Dispositif selon les revendications 3 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que la paroi (32) comporte une partie mobile (36) apte à pivoter sur elle-même sur sensiblement 180 , et en ce que les moyens de passage (34) corn- 30 prennent la partie mobile (36) de la paroi (32). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite partie mobile (36) de la paroi est apte à pivoter alternativement dans un sens et dans le sens opposé. 11 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de passage (34) comportent des moyens de réception (42) par accrochage du ou des sacs (14), et en ce que les moyens de réception (42) sont aptes à être déplacés depuis la zone intermédiaire (28) vers la zone stérile (18). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de stérilisation (46) comportent des buses réparties sur le plafond et le plancher de la zone stérile afin que les jets de liquide stérilisant puissent atteindre l'ensemble de la surface externe du ou des sacs (14) accrochés aux moyens de réception (42). 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8 prise ensemble avec la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de réception (42) sont solidaires de la partie mobile (36) de la paroi (32). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (52) aptes à maintenir une pression dans la zone stérile (18) supérieure à la pression dans la zone intermédiaire (28). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (52) aptes à maintenir une pression dans la zone stérile (18) supérieure à la pression dans la zone intermédiaire (28) sont constitués par une pompe d'extraction d'air de la zone intermédiaire (28). 12. Procédé d'alimentation en bouchons d'une machine (22) de bouchage de récipients au moyen d'un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape d'introduction (200) consistant à introduire au moins un 25 sac (14) contenant des bouchons préalablement stérilisés dans la zone intermédiaire (28) du sas (12) ; - une étape de stérilisation (400) consistant à stériliser la zone intermédiaire (28) dans laquelle se trouvent le ou les sacs (14) ; - une étape de passage (600) consistant à faire passer chaque sac 30 (14) depuis la zone intermédiaire (28) vers la zone stérile (18) ; et - une étape d'évacuation (500) consistant à évacuer les bouchons contenus dans chaque sac (14) depuis la zone stérile (18) vers une zone (50) de bouchage de la machine (22) de bouchage de récipients.