Brevet FR2953414A1 — publié le 20110610

i La présente invention concerne un dispositif de traitement pour la stérilisation de récipients par faisceau d'électrons et le remplissage desdits récipients avec un produit de remplissage. De tels dispositifs de traitement comprennent classiquement un premier carrousel ou tourelle pour réaliser la stérilisation, les récipients stérilisés étant transférés via un système de transfert vers un second carrousel pour réaliser le remplissage desdits récipients stérilisés avec un produit de remplissage. La stérilisation peut être effectuée par faisceau d'électrons. Par io rapport à une stérilisation classique par voie chimique, la stérilisation par faisceau d'électrons se révèle plus efficace en termes de stérilisation, plus rapide, et ne laisse pas de traces résiduelles après traitement. Le premier carrousel peut alors comporter un plateau support rotatif portant une pluralité de postes de traitement disposés à espace 15 angulaire régulier, chaque poste de traitement comprenant des moyens de stérilisation qui comportent un émetteur de faisceau d'électrons, et des moyens de support pour supporter un récipient sous ledit émetteur, ledit émetteur étant apte à émettre un faisceau d'électrons par l'ouverture supérieure d'un récipient porté par lesdits moyens de support afin de 20 stériliser le récipient. Les récipients stérilisés sont alors transférés vers le second carrousel, du même type que le premier carrousel, dans lequel chaque poste de traitement comprend des moyens de remplissage comportant un bec de remplissage, et des moyens de support pour supporter un récipient 25 sous ledit bec de remplissage. Le but de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif pour la stérilisation et le remplissage de récipients, qui soit simple de conception et de mise en oeuvre. A cet effet, la présente invention propose un dispositif de 30 traitement pour la stérilisation de récipients par faisceau d'électrons et le remplissage desdits récipients avec un produit de remplissage, en particulier un produit alimentaire, caractérisé en ce qu'il comprend un carrousel rotatif comportant un plateau support rotatif, monté rotatif sur un bâti fixe, portant une pluralité de postes de traitement disposés à 35 espace angulaire régulier, chaque poste de traitement comprenant 2 - des moyens de stérilisation comportant un émetteur de faisceau d'électrons, - des moyens de remplissage comportant un bec de remplissage, de préférence une canule de remplissage, et - des moyens de support pour supporter un récipient sous ledit émetteur et ledit bec de remplissage. ledit émetteur étant apte à émettre un faisceau d'électrons passant par l'ouverture supérieure d'un récipient porté par lesdits moyens de support, afin de stériliser ledit récipient, en particulier sa paroi interne, ledit bec de remplissage étant apte à délivrer du produit de remplissage au récipient, préalablement stérilisé. Selon l'invention, le dispositif de traitement comprend un seul et même carrousel dont les postes de traitement comprennent à la fois de moyens de stérilisation par faisceau d'électrons et des moyens de remplissage, chaque récipient pouvant être stérilisé puis immédiatement rempli lors de son passage sur le carrousel. Le dispositif selon l'invention présente un encombrement très réduit, se révèle simple de conception et de réalisation, et permet d'obtenir des niveaux de stérilité très élevés, de Log 3 ou Log 6 selon le temps d'exposition des récipients aux faisceaux d'électrons et les cadences. Selon un mode de réalisation, ledit émetteur est monté mobile en translation verticale au dessus du plateau et est équipé d'une buse tubulaire, appelée également antenne, apte à coulisser dans un passage vertical dudit plateau, à s'étendre sensiblement verticalement sous le plateau support, et à délivrer par son extrémité distale le faisceau d'électrons créé par l'émetteur, chaque poste de traitement comprenant un système de montée/descente, monté au dessus du plateau, apte à déplacer ledit émetteur pour introduire ladite buse dans le récipient par son ouverture supérieure ou pour extraire du récipient ladite buse, de manière à garantir une stérilisation efficace de la paroi interne du récipient. Selon un mode de réalisation, ledit bec de remplissage est monté mobile en translation verticale sur le plateau, sensiblement parallèlement à la buse de l'émetteur, et est apte à coulisser dans ledit passage vertical, la buse de l'émetteur et le bec de remplissage étant disposés sensiblement parallèlement, côte à côte, en étant décalés angulairement 3 et ou radialement l'un par rapport à l'autre, ledit système de montée/descente étant apte à déplacer en translation verticale ledit bec de remplissage pour l'introduire dans le récipient par son ouverture supérieure, ou pour extraire du récipient ledit bec de remplissage. En variante, le bec de remplissage est maintenu fixe au dessus de l'ouverture supérieure du récipient. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de support sont montés de manière fixe sur le plateau, le système de montée/descente comprenant io - des premiers moyens de montée/descente aptes à déplacer l'émetteur entre une position haute, dans laquelle l'extrémité distale de sa buse est disposée au-dessus de l'ouverture supérieure du récipient, de préférence au dessus du plateau, et au moins une position basse dans laquelle l'extrémité distale de sa buse est disposée dans le récipient, et 15 - des seconds moyens de montée/descente aptes à déplacer le bec de remplissage entre une position haute, dans laquelle l'orifice de décharge du bec est disposé au-dessus de l'ouverture du récipient, de préférence au dessus du plateau, et au moins une position basse dans laquelle l'orifice de décharge est disposé dans le récipient. 20 Selon une particularité, le dispositif comprend en outre système de protection pour stopper les rayonnements émis par les émetteurs. Selon un mode de réalisation, ledit système de protection comprend une goulotte fixe ouverte, sous la forme d'un segment annulaire, de section transversale de préférence en forme générale de U 25 ou en V, montée fixe sous ledit plateau support et formant avec ce dernier une enceinte de protection en segment annulaire dans laquelle se déplacent les moyens de support portant les récipients, ladite goulotte présentant une extrémité amont ouverte pour l'entrée des récipients à traiter dans l'enceinte de protection et une extrémité ouverte aval pour la 30 sortie des récipients traités hors de l'enceinte. En comparaison avec des enceintes englobant l'ensemble du dispositif pour la stérilisation, l'enceinte de protection selon l'invention s'avère simple de conception et de réalisation, moins chère et moins encombrante. Selon un mode de réalisation, ledit système de protection 35 comprend en outre un système d'écran apte venir contre le plateau pour recouvrir le passage vertical lorsque l'émetteur est dans sa ou ses 4 positions basses, et ainsi faire pour faire écran aux rayonnements susceptibles de passer par ledit passage vertical, ledit système écran comprenant par exemple une rondelle ou une bague télescopique, montée sur la buse de l'émetteur, et munie d'une ouverture dans laquelle coulisse le bec de remplissage. Selon un mode de réalisation, ladite goulotte fixe est sensiblement sans contact avec ledit plateau support, ledit système de protection comprenant un premier système de chicanes pour faire écran aux rayonnements émis par les émetteurs à la liaison plateau-anneau, io ledit premier système de chicanes comprenant par exemple deux nervures verticales s'étendant verticalement depuis la face inférieure du plateau, entre lesquelles la goulotte est positionnée. Selon un mode de réalisation, ledit système de protection comprend un second système de chicanes pour faire écran aux 15 rayonnements susceptibles de passer par les extrémités amont et aval de la goulotte. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre première étoile de transfert, pour transférer les récipients à traiter vers les moyens de support en amont de l'extrémité amont, et une deuxième 20 étoile de transfert pour évacuer les récipients traités des moyens de support en aval de l'extrémité aval. Selon un mode de réalisation, ledit second système de chicanes comprend une paroi latérale sensiblement verticale s' étendant depuis la paroi extérieure de la goulotte, de part et d'autre des extrémités amont et 25 aval, et entourant les deux étoiles de transfert. Avantageusement, les éléments constitutifs du système de protection sont réalisés à base de plomb. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la 30 description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un dispositif de traitement selon l'invention, avec un arraché partiel du plateau support 35 du carrousel ; - la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe radiale du carrousel au niveau d'un poste de traitement, la buse de l'émetteur et la canule étant en position haute, en dehors du récipient ; - la figure 3 est une vue analogue à celle la figure 2, la canule en 5 position haute et la buse de l'émetteur en position basse, insérée dans le récipient pour l'opération de stérilisation ; et, - la figure 4 est une vue analogue à celles des figures 2 et 3, la buse de l'émetteur en position haute, et la canule en position basse, insérée dans le récipient pour l'opération de remplissage. Les figures 1 à 3 illustrent un dispositif de traitement pour la stérilisation de la paroi interne de récipients R, en passant par l'ouverture supérieure des récipients, et pour le remplissage des récipients stérilisés avec un produit de remplissage. Les récipients sont par exemple des bouteilles, et sont remplis avec un produit liquide tel que de l'eau, du lait ou du jus de fruit. Bien entendu, l'invention peut être appliquée à la stérilisation et au remplissage de tout type de récipient comprenant une ouverture principale supérieure, le produit de remplissage pouvant être constitué par tout type de produit liquide ou visqueux. Le dispositif comprend un carrousel 1 comportant un plateau 10 support, sous la forme d'une plaque circulaire ou annulaire, destiné à être monté tournant sur un bâti fixe (non représenté) autour d'un axe A de rotation vertical, par exemple dans le sens horaire, tel qu'illustré sur la figure 1. Le plateau support porte une pluralité de postes 2 de traitement disposés à espace angulaire régulier autour de l'axe A de rotation. En références aux figures 2 à 4, chaque poste de traitement comprend des moyens 3 de stérilisation formés d'un émetteur 31 de faisceau à électrons, connu en soi, muni d'une buse 32 tubulaire ou antenne tubulaire, de forme allongée, l'émetteur étant apte à délivrer un faisceau d'électrons par l'extrémité 32a (Fig. 3) distale de sa buse. L'extrémité distale de la buse est équipée d'une feuille de titane, par exemple de 121um d'épaisseur. Les moyens de stérilisation sont par exemple formés d'un émetteur tel que décrit dans le document brevet US 2008/0073549. L'émetteur est monté mobile au-dessus du plateau. Sa buse, d'axe B1 longitudinal vertical, est apte à passer dans un passage 13 vertical du plateau 10 et à s'étendre sous la face inférieure du plateau. La 6 buse est définie de sorte qu'elle puisse être insérée par l'ouverture supérieure des récipients pour irradier l'intérieur des récipients. Ledit passage 13 vertical est par exemple constitué par le passage interne d'un tube 14 cylindrique traversant de part en part le plateau 10. L'émetteur est relié à des premiers moyens de montée/descente, représentés schématiquement sous la référence 91, aptes à déplacer l'émetteur en translation verticale, tel qu'illustré par la flèche F1, entre une position haute illustrée aux figures 2 et 4 et une position basse illustrée à la figure 3. Dans la position haute, l'extrémité 32a distale de io sa buse est disposée au dessus du plateau. Dans la position basse, la buse est insérée dans le récipient pour l'opération de stérilisation de la paroi interne du récipient. Chaque poste de traitement comprend en outre des moyens 8 de remplissage comportant un bec de remplissage formé dans le présent 15 mode de réalisation par une canule 81 de remplissage, d'axe B2 longitudinal vertical, munie d'un orifice 81a (Fig.4) de décharge. La canule est montée mobile sur le plateau et est apte à passer dans le passage 13 du plateau 10, et à s'étendre sous la face inférieure du plateau. La canule est définie de sorte qu'elle puisse être insérée par 20 l'ouverture supérieure des récipients pour leur remplissage. La canule est reliée à des seconds moyens de montée/descente, représentés schématiquement sous la référence 92, aptes à déplacer la canule en translation verticale, tel qu'illustré par la flèche F2, entre une position haute illustrée aux figures 2 et 3 et une position basse illustrée à 25 la figure 4. Dans la position haute, l'orifice de décharge de la canule est disposé au dessus du plateau, sensiblement au même niveau que l'extrémité distale de la buse. Dans la position basse, la canule est insérée dans le récipient pour l'opération de remplissage. La canule 81 et la buse 32 sont disposées côte à côte, parallèlement l'une à autre, 30 sensiblement sans contact, la canule étant légèrement décalée radialement vers l'extérieur par rapport à la buse. La canule est alimentée en produit de remplissage par un conduit 82 d'alimentation relié à des moyens de stockage (non représentés) pour le stockage de produit de remplissage, ces moyens de remplissage 35 pouvant être formés d'une cuve montée sur le plateau 10. Les moyens de dosage comprennent en outre des moyens de dosage pour délivrer une 7 quantité déterminée de produit de remplissage dans chaque récipient amené sous le bec. Ces moyens de dosage sont par exemple de type pondéral ou volumétrique. Les premiers et seconds moyens 91, 92 de montée descente sont 5 par exemple de type servomoteurs, vérins pneumatiques ou électriques, ou systèmes de came. Chaque poste de remplissage comprend en outre des moyens 4 de support pour le maintien d'un récipient R sous l'émetteur et la canule. Les axes principaux des récipients portés par les moyens de support io décrivent un cercle C (Fig 1), l'axe B1 de la buse 32 et l'axe B2 de la canule 81 sont disposés symétriquement de part et d'autre de ce cercle C. Les moyens de support comprennent par exemple une pince 41 apte à saisir le récipient, par exemple au dessus ou en dessous de sa collerette située à la base de son col, et un socle 43 pour soutenir le récipient par 15 son fond. La pince et le socle sont montés sur une tige 42 verticale montée de manière fixe sur le plateau 10. Le dispositif comprend un système d'amenée de récipients vides, connu en soi, tel qu'un convoyeur 51 à bande combiné à un convoyeur tournant de transfert, classiquement appelé étoile 52 de transfert, qui 20 permet d'engager latéralement les récipients entre les pinces des moyens de support des postes de traitement, et un système d'évacuation, comprenant une étoile 53 de transfert combinée par exemple à une portion aval du convoyeur 51 à bande précité, permettant d'évacuer latéralement les récipients remplis 25 Les émetteurs de faisceaux d'électrons produisent des rayonnements indésirables, notamment des rayons X. Le dispositif comprend un système de protection ou blindage pour stopper les rayonnements émis par les émetteurs, en particulier les rayonnements parasites du type rayons X et éviter tout risque de propagation de 30 rayonnements vers l'extérieur, et ainsi protéger les opérateurs. Ce système de blindage comprend une goulotte 6 montée fixe sous le plateau 10, par exemple fixée au bâti du carrousel 1. Cette goulotte est ouverte et se présente donc sous la forme d'un segment annulaire, s'étendant sur un secteur angulaire d'angle R, avec une 35 extrémité 61 amont ouverte et une extrémité 62 aval ouverte. La goulotte présente une section transversale sensiblement en forme générale de U 8 ou de V. Dans le mode de réalisation, la goulotte est sensiblement en forme de U et est formée d'une paroi 63 de fond, d'une paroi 64 cylindrique intérieure et d'une paroi 65 cylindrique extérieure. La goulotte est fixée de sorte que les bords libres de ses parois cylindriques soient disposés à proximité de la face inférieure du plateau, sans contact avec cette dernière, sa paroi de fond étant disposée sensiblement parallèle audit plateau. La goulotte est sensiblement centrée selon le cercle C. Le plateau 10 et la goulotte 6 sont réalisés à base de plomb, et io forment ensemble une enceinte E de protection, sous la forme de segment annulaire s'étendant sur le secteur angulaire d'angle 13, par exemple d'environ 300° dans le mode de réalisation illustré. Un système de chicanes est prévu pour éviter toute propagation de rayonnements au niveau de l'interface goulotte-plateau. Ce système 15 de chicanes comprend ici une nervure 11 annulaire formée sur la face inférieure de la platine, à proximité de laquelle la paroi 64 intérieure de la goulotte est disposée, cette paroi intérieure étant munie d'un rebord 66 annulaire venant se positionner à proximité du bord d'extrémité de la nervure 11. Du côté de la paroi 65 extérieure, la paroi extérieure est 20 munie à proximité de son bord libre d'un rebord 67 annulaire s'étendant vers l'extérieur, et se prolongeant par une paroi 68 annulaire verticale qui s'étend verticalement vers le haut, le long et à proximité immédiate du bord extérieur du plateau. Un système d'écran, formé d'une rondelle 15 montée de manière 25 fixe à la base de la buse 32, est avantageusement prévu pour venir en appui contre la platine, autour du passage 13 vertical lorsque que la buse est en position basse, afin de faire écran aux rayonnements susceptibles de passer par ledit passage 13. Le tube 14 formant le passage comprend avantageusement un épaulement 14a, la rondelle venant se loger dans le 30 tube 14, contre l'épaulement 14a. La rondelle, réalisée en plomb, présente une ouverture dans laquelle coulisse la canule lors de son déplacement entre ses positions haute et basse. Le fonctionnement du dispositif va à présent être décrit. L'étoile 52 de transfert transfère les récipients vers les pinces 41, 35 juste en amont de l'extrémité 61 amont, l'émetteur 31 et la canule étant en position haute, tel qu'illustré à la figure 2. Pour chaque poste de 9 traitement, l'émetteur est déplacé en position basse et est activé afin d'irradier la paroi interne du récipient, le récipient étant confiné dans l'enceinte E de protection. La canule 81 peut être légèrement descendue afin d'obturer l'ouverture de la rondelle 15. L'émetteur 31 est ramené en position haute. Cette phase de stérilisation est effectuée sur un secteur angulaire d'angle al, par exemple de l'ordre de 90° dans le mode de réalisation illustré. L'ensemble du dispositif est avantageusement placé dans une enceinte avec de l'air stérile en surpression. Sur le secteur suivant d'angle a2, d'environ 60°, l'air en surpression rentre dans les io récipients venant d'être stérilisés. La canule 81 est ensuite déplacée vers sa position basse pour effectuer le remplissage, tel qu'illustré à la figure 4. Le remplissage commence lorsque la canule est dans sa position basse, et la canule est remontée progressivement vers le haut en cours de remplissage, tel que 15 représenté schématiquement sur la figure 1. Cette phase de remplissage est effectuée sur un secteur angulaire d'angle a3, par exemple de l'ordre de 90°. La longueur de la buse 32 et la course de déplacement de l'émetteur 31 pourront être adaptés, de sorte que l'extrémité 32a distale 20 de la buse soit disposée à proximité du fond du récipient R dans la position basse de l'émetteur. Par ailleurs, le système d'écran pourra être adapté de sorte que l'émetteur puisse être activé dès que l'extrémité distale 32a de sa buse 32 pénètre dans l'enceinte E. L'émetteur activé est ensuite déplacé progressivement jusqu'à sa position basse puis remonté 25 progressivement, tel qu'illustré schématiquement sur la figure 1. A titre d'exemple, le système d'écran se présente sous la forme d'une bague télescopique montée sur la buse et venant en appui par son bord libre annulaire contre l'épaulement 14a. Les récipients traités sont ensuite récupérés par l'étoile 53 de transfert, juste en aval de l'extrémité 62 aval 30 de la goulotte. Afin d'augmenter l'angle a sur lequel le traitement est effectué, tout en évitant les risques de propagation de rayonnements, le système de protection comprend un système de chicanes, réalisé également en plomb, pour faire écran aux rayonnements susceptibles de sortir par les 35 extrémités 61, 62 ouvertes de la goulotte fixe. Ce système de chicanes, comprend une paroi 7 latérale sensiblement verticale s'étendant depuis la 2953414 io paroi extérieure de la goulotte, de part et d'autre des extrémités de la goulotte, en entourant les deux étoiles 52, 53 de transfert, avec des passage 74, 75 pour l'entrée et la sortie des récipients. Ladite paroi latérale comprend deux premières portions 71 s'étendant depuis la paroi 5 extérieure de la goulotte et se prolongeant chacune par une deuxième portion 72 parallèle au convoyeur 51, une troisième portion 73 est disposée du côté extérieur dudit convoyeur, parallèlement aux deuxièmes portions 72, les deuxièmes portions formant avec la troisième portion lesdits passages 74, 75 pour l'entrée et la sortie des récipients dans le io dispositif Selon un mode de réalisation, ce système de chicanes comprend une paroi supérieure horizontale et une paroi inférieure horizontale (non représentées), disposées respectivement au-dessus et en dessous des étoiles de transfert, et reliées à la paroi latérale. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de 15 réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de 1' invention. REVENDICATIONS1. Dispositif de traitement pour la stérilisation de récipients (R) par faisceau d'électrons et le remplissage desdits récipients avec un produit de remplissage, caractérisé en ce qu'il comprend un carrousel (1) rotatif comportant un plateau (10) support rotatif portant une pluralité de postes (2) de traitement disposés à espace angulaire régulier, chaque poste de traitement comprenant - des moyens (3) de stérilisation comportant un émetteur (31) de io faisceau d'électrons, - des moyens (8) de remplissage comportant un bec (81) de remplissage, et - des moyens (4) de support pour supporter un récipient sous ledit émetteur et ledit bec de remplissage. is ledit émetteur étant apte à émettre un faisceau d'électrons passant par l'ouverture supérieure d'un récipient porté par lesdits moyens de support, afin de stériliser ledit récipient, ledit bec de remplissage étant apte à délivrer du produit de remplissage au récipient, préalablement stérilisé. 20 2. Dispositif de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit émetteur (31) est monté mobile au dessus du plateau (10) et est équipé d'une buse (32) tubulaire, apte à coulisser dans un passage (13) vertical dudit plateau, à s'étendre sensiblement verticalement sous le plateau support, et à délivrer par son extrémité (32a) distale le faisceau 25 d'électrons créé par l'émetteur, chaque poste (2) de traitement comprenant un système (91) de montée/descente, apte à déplacer ledit émetteur pour introduire ladite buse dans le récipient par son ouverture supérieure ou pour extraire ladite buse du récipient. 3. Dispositif de traitement selon la revendication 2, caractérisé en 30 ce que ledit bec (81) de remplissage est monté mobile sur le plateau (10), et est apte à coulisser dans ledit passage vertical (13), ledit système (92) de montée/descente étant apte à déplacer ledit bec de remplissage pour l'introduire dans le récipient par son ouverture supérieure, ou pour extraire du récipient ledit bec de remplissage. 4. Dispositif de traitement selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens (4) de support sont montés de manière fixe sur le plateau (10), le système de montée/descente comprenant - des premiers moyens (91) de montée/descente aptes à déplacer l'émetteur (31) entre une position haute, dans laquelle l'extrémité (32a) distale de sa buse (32) est disposée au-dessus de l'ouverture supérieure du récipient (R), et au moins une position basse dans laquelle l'extrémité distale de sa buse est disposée dans le récipient, et - des seconds moyens (92) de montée/descente aptes à déplacer le bec (81) de remplissage entre une position haute, dans laquelle l'orifice (8 lb) de décharge du bec est disposé au-dessus de l'ouverture du récipient, et au moins une position basse dans laquelle l'orifice de décharge est disposé dans le récipient. 5. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 4, 15 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de protection pour stopper les rayonnements émis par les émetteurs. 6. Dispositif de traitement selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit système de protection comprend une goulotte (6) fixe ouverte, montée fixe sous ledit plateau (10) support et formant avec ce 20 dernier une enceinte (E) de protection dans laquelle se déplacent les moyens de support portant les récipients, ladite goulotte présentant une extrémité (61) amont ouverte pour l'entrée des récipients à traiter dans l'enceinte de protection et une extrémité (62) ouverte aval pour la sortie des récipients traités hors de l'enceinte. 25 7. Dispositif de traitement selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que ledit système de protection comprend en outre un système (15) d'écran apte venir contre le plateau (10) pour recouvrir le passage (13) vertical lorsque l'émetteur (31) est dans sa ou ses positions basses.