Apparoil à emballer dans des conditions stériles.
L'invention concerne un appareil pour l'emballage stérile de produits de consommation stériles, dans lequel, à partir d'une bande d'un matériau d'emballage flexible résistant aux conditions de stérilisation, tel que du papier, une matière plastique ou similaire, mise en forme de gaine, qui est partiellement emplie du produit devant être emballé et façonnée en des récipients fermés par une compression transversale à sa direction longitudinale, appareil qui comporte une conduite amenant un fluide stérile du côté de l'entrée de la bande de matériau d'emballage dans l'appareil, ainsi qu'à la partie supérieure da la gaine formée.
Un appareil du type général précité est dans l'ensemble décrit dans le brevet allemand N[deg.] 1.053.740. Pour exécuter, à partir d'une bande de matériau, un emballage devant contenir un produit stérile, il suffit de stériliser la face de la bande destinée à former ultérieurement le côté intérieur de l'emballage, pour autant que des mesures soient prises pour empêcher la face stérilisée de la bande de venir au contact de parties de surface non stériles ou d'une atmosphère contenant des germes, ce qui aurait pour conséquence une infection ultérieure. Dans ce but, il est
<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
partir d'un emplacement d'arrivée se trouvant sur celle-ci. L'appareil connu comporte des. moyens pour guider la bande en circulation, des parois s'étendant à une certaine distance de la bande, et au moins une sortie permettant de diriger un courant du fluide stérile sur la face stérile de la bande.
Dans l'appareil connu, la stérilisation d'une face de la bande est effectuée par rayonnement de chaleur. L'air, aspiré dans l'atmosphère et débarrassé des germes entraînés dans un filtre en céramique, peut être dirigé sur la bande au moyen des conduites décrites. La bande est formée d'un papier enduit d'un côté d'une matière plastique, par exemple de polyétbylène et sa face stérile est constituée par le côté revêtu de matière plastique. Pour mettre en service l'appareil connu, on façonne la bande, stérilisée sur sa face enduite de matière plastique, alors que le produit devant être introduit n'est pas encore délivré, en une gaine qui
est comprimée transversalement à sa direction, longitudinale de façon à ne s'ouvrir que vers le haut.. L'appareil de remplissage et d'emballage étant à l'arrêt, on introduit par le haut, dans la paroi ouverte formant la gaine de bande, de la vapeur surchauf-
<EMI ID=3.1>
ties de l'appareil de remplissage devant être maintenues stériles, sont donc stérilisés à la vapeur d'eau. Au bout d'un certain temps, on interrompt l'admission de vapeur d'eau surchauffée et l'on fait arriver de l'air stérile'après avoir mis en marche l'appareil de remplissage et d'emballage. Le produit amené tel que le lait est alors emballé par conséquent dans des conditions de stérilité permanente.
<EMI ID=4.1>
pression du lait à son arrivée dans la gaine n'est pas réglée à une valeur constante, en ce que le processus de stérilisation a lieu en deux stades, c'est-à-dire nécessite l'utilisation de deux fluides stériles - d'une part pour la stérilisation préliminaire de l'appareil et d'autre part, pour le maintien de la stérilité en service - et en ce que la formation de la gaine de section circulaire est compliquée.
Selon d'autres propositions antérieures, la stérilisation du matériau d'emballage ainsi que de l'appareil est effectuée par action thermique. Différentes conditions et obligations sont indiquées pour montrer l'intérêt qu'offre l'introduction d'éléments chauffants à l'intérieur de la gaine. En relation avec ce chauffage, on a décrit de plus divers procédas et dispositifs pour refroidir les parois ou l'emballage, portés par le chauffage à une température trop élevée.
Il est connu enfin d'effectuer la mise en forme de la gaine dans une enceinte stérile fermée sur elle-même. La stérilisation de cette enceinte est réalisée de nouveau par chauffage au moyen de porteurs de chaleur. On utilise de préférence à cet effet de la vapeur d'eau surchauffée. Les températures appliquées sont de l'ordre de 400[deg.]C. C'est seulement après une demi-heure de passage de cette vapeur d'eau surchauffée qu'on considère la stérilisation comme achevée et qu'on introduit alors de l'air stérile au deuxième stade.
Les appareils connus sus-décrits prévoient des dispositions particulières pour des températures de stérilisation élevées, ainsi qu'une commande compliquée par soupapes pour l'admission
de deux fluides de stérilisation différents; tous les appareils <EMI ID=5.1> connus ont un point commun, savoir qu'il se produit au remplissage des fluctuations de pression non négligeables du produit de consommation stérile, notamment du lait, ce qui peut entraîner des difficultés au dosage exact du produit amené dans la gaine
et à la fermeture de celle-ci par soudage.
Le problème servant de base à l'invention est donc de perfectionner l'appareil du type cité au début, en prévoyant par des moyens simples un régulateur de la pression du produit de consommation stérile, qui fonctionne en service de façon sure, sans commandes électroniques ou pneumatiques compliquées, et qui peut être maintenu stérile par les mêmes moyens que les autres éléments de conduites, régulateur qui peut.être stérilisé en même temps que toute l'installation de tuyauteries lors de la mise en service sans moyens auxiliaires supplémentaires, un seul et même fluide stérile pouvant être utilisé ainsi en vue de la stérilisation et du maintien à l'état stérile.
Conformément à l'invention, la conduite d'admission d'air stérile est munie d'un récipient préalable à flotteur servant à régler la pression de remplissage du produit de consommation, et il est prévu, pour former un coussin d'air, une conduite amenant de l'air stérile dans la partie supérieure du récipient préalable à flotteur. On a constaté avec étonnement que des récipients à flotteur usuels et connus en soi peuvent être montés facilement, sous certaines conditions, dans une conduire du type sus-décrit, de sorte que, dans un appareil pour l'emballage stérile de lait stérilisé, on obtient une valeur de pression remarquablement constante, du seul fait qu'un flotteur ouvre l'arrivée du produit de consommation stérile lorsque le niveau de remplissage baisse, et forme cette arrivée lorsque le niveau monte.
Les éléments intérieurs du récipient préalable à flotteur peuvent être ceux des
<EMI ID=6.1>
du siège commandant l'arrivée du produit.
Dans les appareils de remplissage connus jusqu'à présent à fonctionnement cadencé, un équilibrage de la pression ne pouvait pas être obtenu en un laps de temps très court avec les régulateurs de pression usuels. Les installations connues sont équipées généralement de soupapes régulatrices à commande pneumatique, pourvues de transmetteurs pneumatiques de valeur de consigne, destinés à un ajustement à distance de la valour de consigne. Pour examiner les fluctuations de la pression dans la conduite de série ame-
"7 nant du lait à des appareils d'emballage, on a fait varier la pression entre 0,5 et 1,5 kg/cm<2> eff. L'appareil a présenté des temps de fermeture-et d'ouverture de 1,3 ainsi que de 6 secondes. Comme résultat de l'examen, on a trouvé-une suroscillation de 0,6 kg/cm<2> eff. pour un temps de fermeture de 3 secondes. Au démarrage on obtenait une sur-oscillation de 0,2 kg/cm<2> eff. On considérait jusqu'à présent ces fluctuations de pression comme suffisantes, car des résultats meilleurs ne pouvaient pas être atteints dans des conditions stériles. Ces résultats peuvent être toutefois sensiblement améliorés par les moyens sus-décrits proposés par l'invention...
Dans le cadre de l'invention, il s'est avéré particulièrement judicieux que le coussin d'air au-dessus du flotteur soit maintenu par l'admission d'air stérile sous une pression d'envi-
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
appareils connus ne sont pas nécessaires avec l'appareil conforme à l'invention, ce qui représente une simplification manifeste, sans altérer les bons résultats de la stérilisation.
La subdivision en deux stades des procédés connus est évitée pareillement de manière surprenante par l'invention, grâce
au fait que la conduite entre le filtre et le réchauffeur est munie d'un dispositif pour une injection de peroxyde d'hydrogène ciaprès dénommée de façon plus usuelle "eau oxygénée" bien que le produit soit mis en oeuvre sous forme gazeuse. Ce dispositif est tout simplement un réservoir d'eau oxygénée, qui est raccordé à la conduite au moyen d'une soupape magnétique et se trouve sous une pression d'air de 1 kg/cm<2> eff. Après que l'air usé dans le système de conduites, ou l'air frais aspiré à l'atmosphère, contenant des germes et utilisé en complément, a été préparé dans un filtre stérile, il passe devant une buse pour l'eau oxygénée précitée et pénètre dans un échangeur de chaleur, où il est porté'à une température d'environ 150[deg.]C.
A la mise en service de l'installation, c'est-à-dire lors de la stérilisation initiale, on injecte de l'eau oxygénée par périodes de 0,3 seconde pendant un temps global de seulement 20 minutes, chaque période d'injection étant suivie d'un temps de séchage de 10 secondes. La soupape magnétique ouvre-et ferme l'admission d'eau oxygénée à la manière voulue. Pendant cette stérilisation initiale, l'eau oxygénée est dirigée
à travers tout le système de conduites et à travers l'appareil, y compris le récipient préalable'à flotteur, de sorte que la totalité de l'installation, y compris les conduites du produit de consommation stérile, s'échauffe à 130[deg.]C environ et peut devenir stérile. La stérilisation préalable est achevée au bout
des 20 minutes. Aussitôt après, il est prévu de préférence une période de séchage de 10 minutes; qui normalise de nouveau l'atmosphère fortement enrichie en gaz (H202 gazeux). L'appareil d'emballage et de remplissage est alors mis en marche sans aucun changement dans le circuit d'air stérile.
L'utilisation avantageuse et facilement réalisable d'air chaud stérile, tant pour la stérilisation initiale que pour le maintien à l'état stérile pendant l'opération ultérieure de remplissage, procure conformément à l'invention un avantage supplémentaire, dû à ce que la bande de matériau d'emballage peut être stérilisée elle-même à l'eau oxygénée liquide. Il est prévu par l'invention qu'un bain d'eau oxygénée muni de deux cylindres d'application et deux cylindres exprimeurs est disposé avant l'entrée de la bande du matériau d'emballage dans l'appareil pour humecter la bande sur une face. La première paire de cylindres d'application assure un mouillage parfait de l'une des surfaces de la bande formant ultérieurement le côté intérieur de la gaine, tandis que la deuxième paire de cylindres répartit uniformément le film liquide appliqué.
Lorsque la bande entre ensuite dans l'appareil d'emballage, l'air stérile chaud lèche la surface mouillée et la sèche. Il est par conséquent certain qu'il ne reste pas d'eau oxygénée liquide sur la surface stérile et ceci est réalisé de manière avantageuse.
En vue du séchage du film d'eau oxygénée, il est prévu, dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, un tuyau d'évacuation d'air disposé à l'extrémité supérieure d'un parcours de séchage de la bande humectée de matériau d'emballage. Le tuyau d'évacuation d'air forme un parcours de séchage, tout au long duquel est maintenu un courant d'air, de sorte qu'un séchage suffisant du filn liquide est toujours garanti.
Selon une autre caractéristique de l'invention, destinée à rendre plus compact l'appareil d'emballage, il est prévu en outre un rail de renvoi en demi-cercle, monté entre l'extrémité supérieure du parcours de séchage et l'extrémité supérieure du parcours de remplissage et de soudage.
Après que la bande de matériau d'emballage a été humectée, une ligne de pliage lui est imprimée à peu près en son milieu, ligne le long de laquelle une pliure est exécutée au passage à travers le parcours de séchage, de telle sorte que les bords de la gaine ouverte d'un côté, qui se forme par la suite, se transforment en un caisson ou un canal ouvert d'un côté est maintenu stérile en permanence, il ne peut pas pénétrer de l'air atmosphérique contenant des germes à l'intérieur de la gaine en formation, qui entre, après le séchage de ses.faces intérieures,.dans le rail de renvoi en demi-cercle susdécrit.
D'autres avantages, caractéristiques et possibilités d'application de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins anne-
<EMI ID=9.1> Fig. 1 montre schématiquement le trajet suivi par la bande de matériau d'emballage de la bobine de réserve jusqu'au rail de renvoi en demi-cercle en passant par le bain d'eau oxygénée; Fig. 2 montre la suite du trajet de la bande vue en plan de la gauche de l'appareil selon fig. 1, Fig. 3 représente le système de conduites vu en direction de fig. 2 - pendant la stérilisation initiale; <EMI ID=10.1> direction de fig. 1; Fig. 5 est une vue en plan du système de conduites suivant fig. 3 et 4; Fig. 6 représente schématiquement en coupe les conduites du produit de consommation stérile avec tuyau de remplissage et gaine de matériau d'emballage partiellement arrachée;
Fig. 7a et 7b montrent le fonctionnement de la soupape à membrane à deux voies selon fig. 6, Fig. 8 représente en coupe partielle l'agencement du récipient préalable à flotteur conforme à l'invention.
Conformément à fig. 1, la bande 1 de matériau d'emballage se dévidant d'une bobine de réserve 2 est dirigée par des rouleaux de renvoi 3 devant un bain d'eau oxygénée 4 à niveau constant, passe à travers une première paire 5 de cylindres d'application, à travers une deuxième paire 6 de cylindres exprimeurs
<EMI ID=11.1>
ler la bande, puis sur un cylindre de renvoi 8, pour être amenée dans un canal 9 ouvert d'un côté à un rail de renvoi en demi--
1 <EMI ID=12.1>
cercle 10.
Le cylindre inférieur de la paire de cylindres d'application 5 tourne dans le liquide (eau oxygénée) maintenu à niveau constant, de sorte que l'oau oxygénée est appliquée sur la face inférieure de la bande 1 devant former ultérieurement le côté intérieur de la gaine mise en forme. Les cylindres exprimeurs
de la deuxième paire 6 ont pour fonction d'assurer la répartition uniforme d'un film mince d'eau oxygénée sur le côté intérieur do la bande. Conformément à l'invention, il est fait usage de préférence d'une bande de papier, revêtue intérieurement d'une feuille d'aluminium. Le cylindre supérieur de la.troisième paire est un cylindre à canneler négatif vis-à-vis duquel est disposé un cylindre à canneler positif. Le pliage est effectué suivant la ligne 11 représentée en fig. 1. La gaine se formant s'ouvre
<EMI ID=13.1>
montrant le bord de la gaine en formation qui s'applique sur le canal 9 et dans celui-ci.
la
Comme le montre/fig. 2, la bande 1 sortant du rail de renvoi 10 passe sur une paire de cylindres 13 et les deux moitiés latérales de la bande 1 circulent alors à travers un tuyau d'air
<EMI ID=14.1>
longitudinal a lieu à l'emplacement de soudage 16. La gaine n'est plus ouverte ensuite que vers le haut de sorte qu'il peut se former en dessous une colonne de liquide du produit de consommation stérile 17. L'extrémité inférieure de cette colonne est définie par un deuxième dispositif de soudage 18 servant au scellement transversal.
Le système de conduites selon l'invention est représenté de façon détaillée dans les fig. 3 à 5.
L'air aspiré dans l'atmosphère par une tubulure 20 parcourt d'abord une conduite 21 dans la direction des flèches représentées pour parvenir à un ventilateur à haute pression. 22, possédant-un débit de refoulement de 180 m<3>/h sous une pression maximum de
<EMI ID=15.1>
ne d'eau sert par la conduite 23 du ventilateur à haute pression
22 et entre dans un filtre stérile 2'+, dont la finesse est fixée
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1> <EMI ID=18.1>
les à double effet, dee éléments intérieurs facilement accessibles et un traitement superficiel spécial, ainsi que d'autres caractéristiques des formes de réalisation connues. L'unité
de filtration est formée, par exemple, d'une enveloppo en acier
<EMI ID=19.1>
bit en circulation. Les éléments constituant le réservoir,.lec joints d'étanchéité et les raccords auxiliaires peuvent être montés et desservis facilement. Des filtres de ce genre sont fabriqués et commercialisés, par exemple par la Société,Pall GmbH.
Entre la sortie du filtre stérile et l'entrée de l'air stérile dans un échangeur de chaleur 25 servant à porter l'air
<EMI ID=20.1>
pulvériser de l'eau oxygénée. Cette buse est en communication avec une soupape magnétique 27 qui la relie à un récipient d'eau oxygénée 28. Ce récipient est muni à son extrémité supérieure d'un raccord d'air 29 sous 1 kg/cm<2> eff. Après avoir parcouru une conduite 30, dans laquelle il possède une pression d'environ 150 mm de colonne d'eau et une température de 150[deg.]C, l'air stérile réchauffé se ramifie, d'une part, par une conduite 31 vers un parcours de séchage 32 formé par le canal 9 pour être ramené à l'extrémité supérieure à la tubulure d'aspiration 20 comme air recyclé par une conduite 33 et, d'autre part, vers un récipient préalable à flotteur et vers l'installation de conduites du produit de consommation stérile.
Après la ramification 34, l'air s'écoule en deux directions:
1. dans le récipient préalable à flotteur 36,
<EMI ID=21.1>
la gaine ouverte.
1. Pour la stérilisation initiale selon les fig. 3 à 5, l'air sortant du filtre stérile 24 est arrosé d'eau oxygénée par périodes de 20 minutes, chaque pulvérisation durant 0,3 seconde et étant suivie d'un temps de séchage de 10 secondes. Après avoir été réchauffé et être sorti de la .ramification 34, l'air stérile entre par le haut dans le récipient préalable à flotteur
36 en direction des flèches 38. Il lèche le flotteur 39, est dirige vers le bas dans une tubulure 40 fixée au flatteur 39 et représentée en fig. 8 de façon plus détaillée, par quatre ouvertures 41 distantes de son extrémité inférieure, passe devant un
J
<EMI ID=22.1>
du couvercle 43 vers le bas au centre du récipient. L'air chaud stérile sort du récipient préalable à flotteur par le tube 44, traverse, une soupape à membrane à deux voies 45 à commando pnou-
<EMI ID=23.1>
sort par un pot d'échappement 46.. '
<EMI ID=24.1>
stérilisation de l'air chaud à travers là soupape de remplissage jusqu'à l'intérieur du tuyau de remplissage 15. A cet emplacement, de même qu'à sa sortie dans la gaine ouverte vers le haut, l'air est à une température voisine de.13000. Les flèches 47 de fig. 4 montrent le parcours que suit l'air entrant dans la gaine <EMI ID=25.1>
tion initiale que pendant tout le service, la pénétration d'air extérieur porteur de germes étant interdite par le contre-courant d'air stérile.
En fig. 6 sont représentées, respectivement en tirets et
<EMI ID=26.1>
trent le trajet suivi par l'air stérile lors de la stérilisation préalable et les flèches 48 le parcours suivi par le produit, par exemple par le lait stérile devant être emballé. La disposition de fig. 6 va être décrite d'abord en ce qui concerne la stérilisation préalable. Après que l'air chaud stérile a franchi la ramification 34, la fraction inférieure entre par la con-
<EMI ID=27.1>
sort de la gaine suivant les flèches 38. L'autre fraction de l'air chaud quittant la ramification 34 entre par le . haut dans le récipient préalable 36' représenté ici sous la forme d'une tubulure et s'en échappe par le bas pour circuler dans le tuyau de remplissage 15. L'air sort vers le haut de la gaine, qui n'est pas remplie pendant la stérilisation préalable.
<EMI ID=28.1>
de raccords I à IV. La jonction entre les raccords I et II - et en sens opposé - sert à la circulation du produit et est constamment ouverte. Le raccord III est ouvert pendant la stérilisation préalable, de sorte qu'il existe, selon les flèches 38 de fig. 6, un passage libre du raccord IV vers le raccord III jusqu'à l'in-
<EMI ID=29.1>
pas en communication avec les raccords III ou IV.
Après que la stérilisation préalable a été effectuée, l'appareil d'emballage est mis en marche. L'arrivée du produit
<EMI ID=30.1>
niveau du produit de consommation ait atteint une hauteur fixée
à l'avance.
Dans la forme de réalisation de fig. 6, il est prévu uné électrode 50 pour signaler que le niveau est atteint. L'électrode donne alors une impulsion de fermeture ou d'ouverture du raccord de passage IV.
Dans la forme de réalisation de fig. 8, l'élévation du flotteur 39 au-dessus d'un niveau déterminé assure la fermeture du clapet d'étanchéité 42. L'arrivée du produit est alors fermée. Lorsque le niveau de remplissage baisse, le flotteur des- ' cend et ouvre de nouveau l'arrivée. De cette manière, une valeur constante de la pression du produit de consommation dans le récipient préalable à flotteur 36 est maintenue en permanence. Dans le tuyau de remplissage 15, c'est-à-dire dans la gaine du matériau d'emballage 1, la pression s'exerçant à chaque pas de travail est la même, ce qui garantit un emballage régulier et sans à-coups.de pression. la
Lorsque le niveau du liquide 51 selon/fig. 6 baisse dans la gaine du matériau d'emballage 1, un interrupteur électrique 52 placé sur la gaine donne une impulsion pour l'ouverture du passage de IV vers III. Ce passage est refermé au moyen de l'interrup-
<EMI ID=31.1>
Au remplissage, le produit de consommation stérile traverse le récipient préalable à flotteur selon/fig. 8 par le tube
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
pace se trouvant autour du flotteur 39. A partir d'un certain
<EMI ID=34.1>
se ferme de manière étanche et que l'arrivée précitée du produit de consommation est interrompue.
REVENDICATIONS
1. Appareil pour l'emballage stérile de produits de consommation stériles, dans lequel, à partir d'une bande d'un matériau d'emballage flexible résistant aux conditions de stérilisation, tel que du papier, une matière plastique ou similaire, - mise sous forme de gaine, qui est partiellement emplie du produit devant être emballé et façonnée en des récipients fermés
par une compression transversale à sa direction, longitudinale, appareil qui comporte une conduite amenant un fluide stérile du côté de l'entrée de la bande de matériau d'emballage dans l'appa-
<EMI ID=35.1>
est caractérisé en ce que la conduite d'admission d'air stérile est munie d'un récipient préalable à flotteur (36) servant à
<EMI ID=36.1>
et en ce qu'il est prévu, pour former un coussin d'air, une conduite (34-) amenant de l'air stérile dans la partie supérieure du récipient préalable à flotteur (36).