Brevet FR3035876A1 — publié le 20161111

PROCEDE DE TRAITEMENT EN SURPRESSION D'UN CONTENANT AVEC SON CONTENU APRES REMPLISSAGE ET BOUCHAGE La présente invention est un procédé de traitement en surpression d'un contenant avec son contenu, après remplissage et bouchage, notamment d'un procédé de traitement d'un liquide ou semi-liquide alimentaire acide tel qu'un jus de fruit dans une bouteille en matériau polymère. On entend pour la suite par contenu un produit liquide ou semi-liquide alimentaire destiné à être commercialisé en dehors de la chaîne de froid, dans un contenant, un contenant au sens de la présente invention étant une enveloppe en matériau polymère tel qu'une bouteille, munie d'un bouchon destiné à obturer de façon hermétique la bouteille après remplissage. Les emballages en complexe carton, feuille aluminium et feuille polymère, les emballages en verre, métal et en film plastique laminé formant des poches ne sont pas concernés par la présente invention. Les contenus sont sensibles au développement microbien et les qualités organoleptiques sont très rapidement modifiées en l'absence d'un traitement de stérilisation des organismes pathogènes. De façon connue, le traitement thermique à haute température de l'ordre de 90°C pendant quelques secondes, dit aussi flash pasteurisation, est appliqué aussi aux liquides ou semiliquides alimentaires ayant un pH inférieur à 4,7, comme les jus par exemple. Dans ce procédé, le liquide est traité dans une unité spécifique, préalablement au remplissage qui doit être effectué de façon stérile. Il faut donc veiller à ce que la chaîne reste stérile. Ce procédé de remplissage consiste à remplir à froid en ambiance stérile. Le contenant et son bouchon sont stérilisés à froid au moyen d'un liquide de stérilisation puis d'un rinçage et le liquide est ensuite introduit dans ce contenant en atmosphère aseptique. L'avantage est de recourir à des emballages qui nécessitent peu de matière car les propriétés mécaniques nécessaires sont limitées. Le procédé n'engendre pas de variations de volume liées aux 3035876 2 variations de température. De plus, les propriétés mécaniques nécessaires étant limitées, les formes esthétiques extérieures sont plus libres. Néanmoins, ceci induit des installations complexes, coûteuses et d'un entretien rigoureux et lui-même coûteux. De plus, le contrôle qualité ne peut être que par échantillonnage, il n'y a 5 donc pas de contrôle systématique et donc pas de certitude quant à la stérilisation du liquide ou semi-liquide alimentaire ainsi conditionné. Une autre solution connue est celle de la stérilisation simultanément au remplissage en introduisant un liquide stérilisant. On comprend que l'adjonction d'un produit stérilisant, qui est un composé chimique, n'est pas nécessairement acceptée par toutes les législations 10 sanitaires des pays et le consommateur lui-même peut être réticent à absorber non pas seulement le produit alimentaire liquide ou semi-liquide qu'il a choisi mais aussi le produit stérilisant introduit. De plus, l'adjonction d'un produit stérilisant doit être mentionné sur les étiquettes et de tels produits n'entreront pas dans les catégories sans conservateur ou bio. De tels agents conservateurs peuvent induire des modifications des qualités organoleptiques 15 tant au cours de la conservation que après ouverture de l'emballage. Une dernière solution parmi les solutions principales connues de l'art antérieur, consiste à remplir à chaud un emballage. Dans ce cas, c'est le liquide qui assure la stérilisation car il est introduit à une température permettant la destruction des organismes pathogènes donc supérieure à 73°C, généralement 75°C. 20 L'emballage est fermé puis immédiatement agité, généralement par retournement afin de traiter toutes les surfaces y compris celle du bouchon. La solution est intéressante car elle garantit que chaque emballage est nécessairement stérilisé intérieurement, sans qu'il puisse y avoir de manque. L'inconvénient est de nécessiter un emballage qui résiste d'une part à la température et 25 d'autre part au phénomène de collapsage lié à la rétraction du volume du liquide lors du refroidissement, ce qui met en dépression l'intérieur dudit contenant. L'emballage doit être mécaniquement résistant, deformable et nécessite une quantité de matière importante, une architecture spécifique avec des panneaux pour résister aux déformations de cet emballage et/ou pour compenser la dépression par des déformations appropriées. Il est à noter que cela va dans le sens contraire des besoins de développement durable qui visent une diminution des quantités de matière polymère utilisées, ce qui a aussi un impact évident sur le prix de la fabrication et une incidence sur le recyclage donc une incidence sur le prix final. 3035876 3 Néanmoins, ce procédé est celui qui nécessite les lignes de conditionnement les plus simples tant en installation qu'en maintenance, qui est simple à contrôler puisque le contrôle principale porte sur un seul paramètre : la température du liquide. D'autres solutions de compensation ont été mises en oeuvre, l'une d'elles par exemple 5 consiste à introduire une goutte d'azote liquide dans l'espace de tête immédiatement avant bouchage. L'azote liquide passe à l'état gazeux avec une très forte augmentation de volume, ce qui place le volume de la bouteille sous pression et permet de compenser au fur et à mesure du refroidissement le volume de rétraction du liquide. A l'état final, à température ambiante, l'équilibre est trouvé et l'azote ne peut que provoquer un inertage 10 supplémentaire. Des progrès dans les procédés et dans les matériaux des contenants ont permis d'améliorer les performances. Le marché de plusieurs milliards de bouteilles est de ce fait très incitatif. Néanmoins, le but qui est aussi celui de la présente invention est de pouvoir procéder au remplissage à chaud en utilisant des bouteilles ayant un surpoids de matière le plus faible 15 possible par rapport aux contenants utilisés pour le remplissage en ambiance stérile, à froid. Il est donc nécessaire de proposer un procédé de remplissage à chaud qui permet de compenser la diminution de volume de quelques pourcents au refroidissement, diminution qui provoque une déformation de la bouteille et la rend impropre à la commercialisation. Il se pose également un problème de mise en dépression de contenants remplis à froid 20 lorsque le produit absorbe l'oxygène de l'air. Il se produit alors une diminution du volume d'air dans l'espace de tête et donc une mise en dépression. La présente invention vise un procédé de remplissage à chaud, c'est-à-dire à une température supérieure à 75°C, d'un contenant avec une contenu, avec une compensation de la dépression générée dans ledit contenant. 25 Le procédé est maintenant décrit en regard du synoptique présenté sur la figure unique annexée. Cette description est établie selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, pour un contenant qui est une bouteille. Il est également prévu une variante de réalisation. 30 De plus, ce procédé est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif représenté schématiquement sur les dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures montrent : - Figure lA : une vue de l'étape de stérilisation des moyens de bouchage, 3035876 4 Figure 1B : une vue des moyens combinés de perçage/obturation par fusion en étape de perçage, Figure 1C : une vue des moyens combinés de perçage/obturation par fusion en étape d'injection, 5 Figure 1D: une vue des moyens combinés de perçage/obturation par fusion en étape d'obturation par fusion. Le procédé de remplissage selon la présente invention consiste à remplir à chaud un contenant, notamment en PTE, polytéréphtalate d'éthylène, avec un contenu, porté à une température apte à détruire les organismes pathogènes à savoir une température 10 supérieure à 73°C, en l'occurrence 75°C. Une fois que le contenant est rempli, il est bouché par des moyens de bouchage, en l'occurrence un bouchon qui laisse subsister une espace 18 de tête. Les moyens de bouchage sont exempts de tout mécanisme ou autre accessoire de compensation de pression. 15 Le contenant est apte à recevoir un contenu à la température de stérilisation retenue sans dégradation mais se trouve exempt de moyens de compensation de dépression. Le procédé prévoit de mettre en mouvement le contenant afin de mettre en contact toutes les surfaces internes du contenant en contact avec le contenu porté à la température stérilisante. 20 Le contenant et son liquide sont ensuite refroidis dans un tunnel de refroidissement par aspersion d'eau. Lorsque le contenant atteint une température inférieure à 73°C le contenant, du fait du matériau qui le constitue, se collapse car le volume intérieur du contenu par rapport au contenant se réduit jusqu'à 3 à 5%. Cette réduction augmente au fur et à mesure du 25 refroidissement. Le phénomène de collapse est proche de son maximum à une température inférieure ou égale à 45°C. Le procédé prévoit une injection de gaz inerte à travers les moyens de bouchage dans l'espace de tête du contenant, à tout moment du refroidissement mais encore plus particulièrement lorsque la température est inférieure ou égale à 45°C. 30 L'étape suivante consiste en une obturation du passage généré par l'opération d'injection à travers les moyens de bouchage dans un délai compris entre 0 et 5 secondes. 3035876 5 La pression d'injection et la durée de bouchage sont combinées pour que la pression résiduelle dans le contenant soit supérieure à la pression atmosphérique, plus particulièrement comprise entre 1,01 bars et 2,5 bars et plus particulièrement entre 1,01 bars et 1,4 bars. 5 Selon un perfectionnement de l'invention, les moyens de bouchage sont stérilisés extérieurement avant perçage, par chauffage ponctuel ou par stérilisation chimique. De façon préférentielle, l'injection est réalisée au moyen d'une aiguille, en ambiance stérile. Le gaz injecté est de préférence un gaz neutre de façon à ne pas provoquer d'oxydation du contenu, postérieurement à la mise en bouteille, par exemple de l'azote, notamment sous 10 forme liquide. Le bouchage du trou effectué est assuré par tous moyens parmi lesquels, on peut citer la mise en place d'un opercule. Une autre solution consiste à fondre la matière des moyens de bouchage ainsi percés de façon concomitante à la sortie de l'aiguille avec une aiguille équipée de moyens de 15 chauffage, par fusion de matière sur les bords dudit trou ou par apport de matière fondue immédiatement après le retrait de l'aiguille. Le contenant contient ainsi un contenu sous pression ou sous une légère pression au moins égale à la pression atmosphérique afin que le delta de pression avec l'air ambiant évite de générer un quelconque collapsage. 20 Sur les figures annexées, on a représenté un dispositif de mise en oeuvre du procédé ci-avant décrit. Sur la figure 1A, il est proposé de stériliser les moyens 10 de bouchage comportant un bouchon 12 par une projection de liquide 14 stérilisant. Le liquide stérilisant assure la destruction des organismes pathogènes présents sur la surface extérieure du bouchon. 25 Sur la figure 1B, après la stérilisation, on utilise des moyens 16 combinés comportant des moyens 18 de perçage, des moyens 20 d'injection et des moyens 22 d'obturation par fusion ces éléments étant agencés dans un capot 24 à la forme du bouchon. De façon avantageuse, les moyens 18 de perçage et les moyens 22 d'obturation sont disposés de façon diamétrale par rapport au capot. Lors de cette étape, le capot 24 est accosté sur le bouchon de façon 30 étanche. Cette étape d'accostage du capot 24 est complétée par un balayage de gaz neutre tel que de l'azote gazeux, sous pression sous ce capot. Les moyens 18 de perçage assurent 3035876 6 un trou par pénétration dans la matière plastique, par déformation, sans arrachement de matière. Sur la figure 1C, on constate que les moyens 18 de perçage comportent un étranglement permettant de réaliser un perçage de diamètre supérieur à celui de l'étranglement. Ainsi, en 5 mettant sous pression le volume défini par le capot, il est possible d'injecter du gaz par le différentiel de diamètre entre l'étranglement et le trou percé. Le volume de tête est ainsi mis en pression, pression identique à celle qui est générée sous le capot 24. Sur la figure 1D, le capot 24 est mis en rotation pour positionner les moyens 22 d'obturation 10 au droit du trou ménagé. Les moyens 22 d'obturation sont constitués d'une canule chaude qui vient fondre la matière plastique du bouchon afin de réaliser un bouchage du trou par fusion de la matière dudit bouchon. Il est entendu que le contenant ainsi mis sous pression ou sous légère pression ne pose pas de problème et tout au plus, il renforce la rigidité dudit contenant. 15 Un tel procédé permet le remplissage à chaud dans des contenants, par exemple en PTFE, polytétrafluoroéthylène avec des grammages réduits de l'ordre de 10 g de matière pour un volume de 1 litre. Aucune architecture particulière doit être étudiée pour la paroi, tout panneau technique et/ou fond pétaloïde deviennent inutiles. 20 Les formes des contenants sont de fait, beaucoup plus libres et sobres, le recyclage est moins coûteux puisque la quantité de matière utilisée est moindre. Le fait de disposer le contenant sous pression atmosphérique ou légère pression autorise le gerbage et la palettisation. Une telle ligne d'embouteillage est beaucoup plus simple qu'une ligne d'embouteillage 25 stérile et surtout elle assure une totale sécurité quant au remplissage puisqu'il est effectué à chaud. Le poste stérile ne concerne qu'une opération. Cette ligne présente l'avantage de permettre l'utilisation de contenants en matériau résistant à la température d'embouteillage mais pas nécessairement au collapsage puisque 30 ce collapsage a été supprimé combiné à la sécurité du remplissage à chaud. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : Remplissage à chaud du contenant, à une température détruisant les microorganismes pathogènes, soit au moins 73°C, Fermeture dudit contenant par des moyens de bouchage, Refroidissement à une température inférieure à 73°C, Introduction d'un fluide dans l'espace de tête par un trou, ménagé à travers les moyens de bouchage, de façon à obtenir une pression résiduelle supérieure à la pression atmosphérique, Obturation dudit trou des moyens de bouchage. 2. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide est introduit dans l'espace de tête après un refroidissement à une température inférieure à 45°C. 3. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pression d'introduction du fluide est adaptée afin de générer une pression résiduelle dans le contenant comprise entre 1,01 bars et 2,5 bars plus particulièrement entre 1,01 bars et 1,4 bars. 4. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le fluide est un gaz inerte et stérile. 5. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes d'introduction du fluide et d'obturation sont réalisées en ambiance stérile. 6. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'introduction du fluide est réalisée au moyen d'une aiguille avec une stérilisation chimique ou par la chaleur de la surface extérieure des moyens de bouchage préalablement à l'introduction de ladite aiguille. 3035876 8 7. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'obturation du trou généré par l'aiguille est réalisée au moyen d'un opercule. 8. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage 5 à chaud selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'obturation du trou généré par l'aiguille est réalisée par fusion de la matière autour dudit trou ou par apport de matière fondue. 9. Procédé de traitement en surpression du contenu d'un contenant après remplissage à chaud selon la revendication 6 ou 8, caractérisé en ce que le trou est obturé 10 concomitamment à la sortie de l'aiguille munie de moyens de chauffage. 10. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (16) combinés comprenant : Des moyens (14) de stérilisation Des moyens (18) de perçage 15 Des moyens (20) d'injection, et Des moyens (22) d'obturation du perçage. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (22) d'obturation sont des moyens (22) d'obturation par fusion.