CA1294931C - Installation de conditionnement de produits dans des recipients - Google Patents
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- CA1294931C CA1294931C CA000574878A CA574878A CA1294931C CA 1294931 C CA1294931 C CA 1294931C CA 000574878 A CA000574878 A CA 000574878A CA 574878 A CA574878 A CA 574878A CA 1294931 C CA1294931 C CA 1294931C
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Abstract
Cette installation comprend un convoyeur au-dessus duquel sont disposés un dispositif d'injection de gaz liquéfié dans les récipients et, en aval de celui-ci par rapport au sens de déplacement du convoyeur, un dispositif d'obturation des récipients, ainsi qu'un tunnel de protection des récipients contre l'air ambiant s'étendant entre le dispositif d'injection et le dispositif d'obturation. Application au conditionnement en boîtes ou bouteilles de boissons non gazeuses et de produits organiques.
Description
DESCRIPTION
La présente invention est relative à une installation de conditionne~ent de produits dans des recipients, du type ccmprenant un convoyeur au-dessus duquel sont disposés un dispositif d'injection de gaz liquéfié dans les récipients et, en aval de celui-ci par rapport au sens de deplacement du convoyeur, un dispositif d'obturation des recipients.
Iors du conditio~lement en recipients, tels que boites ou bouteilles, de produits divers, liquides ou pâteux notamment, dans des domaines tr~s varies (produits alimentaires, phyto-sanitaires, chimlques, pesticides et fongicides, etc...~, se posent frequemment l'un et/ou l'autre des deux problèmes suivants :
- protection par mertage du produit conditionne contre l'air ambiant, essentiellement oontre 1'oxygène ;
- maintien, ou generation avant mise en place du bouchon du récipient9 d:une surpression predéterminée.
La protection contre l'oxyg~ne peut ~tre nécessaire pour diverses raisons, dont le risque de degradati~n du prcduib par l'oxyg~ne de l'air, l'attaque possible du produit par Ull produit de cette réaction, la dépressurisation (ou la monb~e en pression) de l'enveloppe (plus ou moins souple) du recipient à la suite de réactions du produit avec l'oxygène (par exemple dans le cas de produits contenant des terp~nes).
Cette modification de pressi~n deforme 1'emballage et conduit à des problemes de stockage (bouteilles bcmbees par exemple), d'esthetique ou d'adherence d'étiquettes deposees ensuite.
La pressurisation des récipients, quant à elle, permet de Campenff une depressurisation ~es récipients lors du refroidissement de produits conditionnés à chaud, et/ou de oompenser la perm~ation des gaz à
travers la paroi des recipients, et elle améliore la tenue mkcanique des recipients lor~ de leur manutention, en rkduisant l'epaisseur de paroi nécessaire pour leur realisation~
Qn utilise actuellement deux proc~des pour atteindre ces buts :
- l'inertage par voie gazeuse : les recipients passent dans un tunnel, ou passage capoté, avec ou sans sas, sous pression gazeuse entretenue, ou bien sous des dispositifs (pipes, cannes, bu æs...) injectant le gaz considere. Le gaz utilise est en gen~ral de l'azote, de l'anhydride carbonique, voire un m~lange des deux. On peut obtenir ainsi des taux residuels d'oxygène assez bas ~jusque 3% environ, dans certains cas), mais on ne peut pas generer ou maintenir une surpression importante ;
:
`~
~, ~'$~?3~
- 1'inertage/pressurisation par voie liquide : les recipients reCoivent, avant la pose du bouc~lon, quelques gouttes de gaz liquéfié, qui se vaporisent en chassant l'air et en creant la surpression desiree.
Les installations correspondantes, qui sont du ~ype indiqué plus haut 5(voir par exemple le brevet ~P 103 506~, gé~rent souvent des pressions finales instables, qui sont fonction de la qualite du phénom~ne de caléfaction et du type de produit traite, notamment de sa proFortion de phase aqueuse ; en outre, le taux d'oxygène remonte rapidement après evaporation partielle du gaz liquefie ; enfin~ comme la consammation de gaz liquefié est faible, le d~gazage et la perte d'azote gazeux au stockage sont relativement importants.
La presente invention a pour but de fournir une installation capable de g~nérer et de m~lntenir d'une paxt une surpression constante et reglable, d'autre part un taux d'oxyg~ne residuel très faible, quel que soit le type du produit additionne~
A cet effet, l'invention a pour objet une m stallation du type precité, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de protection des r~cipients contre llair ambiant s'etendant entre le dispositif d'injection et le dispositif d'cbturation.
20Dans un mode de r~alisation préfer~e, le dispositif de protection forme un tunnel recouvrant le convoyeur, et l'installation comprend des m~yens d'injection dans le tunnel dudit gaz ~ l'etat gazeux.
Le dispositif de protectiQn peut notamment ccmporter, au moins sur une partie de sa longueur, une paroi superieure souple situee ~ faible distance de l'ouverture de~ r~cipients.
Uh exemple de realisation de l'invention va maintenant 8tre d~crit en regard des dessins a~nexes, sur lesq~lels :
- la figure 1 est une vue sch~matique en elevation, partiellement en coupe, d'une installation de conditionnement conforme l'inv~ntion ;
- la figure 2 est une vue sch~matique de dessus de l'interieur du tunnel de protec*ion, la paroi de celui-ci ~tant supposee enlevee ;
- la figure 3 est une vue prise en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 , et 35- la figure 4 est une vue sch~matique en perspective du tunnel de protection , :,~ ~ . . . . .
33~
L'installation de conditionnement représentée aux figures 1 à 3 ccmprend essentiellement un convoyeur 1 sur lequel défilent des récipients 2 disposes sur une seule file, un dispositif 3 d'in~ection d'azote liquide, un dispositif 4 d'obturatiQn des récipients, et un tunnel de protection 5. Les dispositifs 3 et 4 sont disposes à l'aplcmb du convoyeur, le dispositif 4 étant situé en a~al du di~spositif 3 par rapport au sens de défilement de ce convoyeur ; le tunnel 5 coiffe le convoyeur entre ces deux dispositifs, depuis un emplacement situé un peu en aval du dispositif 3 jusqu'à un emplacement situé un peu en amont du dispositif 4.
Ainsi, les récipients 2, qui sont des bouteilles en mati~re plastique dans cet exemple, après avoir reçu une quantité déterminée d'un produit 6, qui peut not~mment 8tre un liquide organique, passent successivement sous le dispositif 3, à travers le tunnel 5 puis sous le dispositif 4. Le dispositif d'injection d'azote liquide 3 peut être l'un queloonque des di~ers types de dispositifs connus, par exemple tel que decrit dans le brevet Eæ 103 506 pr~cite. Il est alimenté en a~ote liquide par une conduite theLmiquem~nt isolée 7 reliée ~ la partie inferieure d'un réservoir 8 d'azote li~uide.
Le dispositi~ d'obturation 4 est également classique. Il sert à
fixer par sertissage un bouchcn 9 sur chaque bouteille sortant du tunnel 5.
Le tunnel 5, ouvert à ses deux extremit~s, comprend une paroi souple 10 constituee d'un materiau resistant aux basses temperaturesr par exewple d'une feuille de "Mylar", maintenue par une serie dlarceaux 11 qui sont eux-m&mes fixés sur les rives fixes 12 (figures 2 et 3) du conv~yeur 1. Ces arceaux conferent ~ la paroi 10 une section transversale à peu pres constante, par exemple rectangulaire ccmme représenté ~ la figure 3, avec une paroi sup~rieure 1~ et deux parois la~érales 14 elles aussi fixees aux rives 11. De plus, deux c~bl~s 15, enfil~s dans des rany~es longitudinales de trous 16 prévus dans la paroi superieure 13, comportent des moyens (non repr~sentés) de mise en tension et ; penmettent d'~viter la fl~che de cette paroi 13 entre les arceaux 11. En vue de profil (figure 1), la paroi 13 descend legèrement d'amant vers l'aval.
Deux rampes longitudinales 17 sont ~nb~es dans le tunnel 5, de part et d'autre des bouteilles 2, et s'~endent sur toute la longueur du tunnel. Chaque rampe comporte une fente longitudinale 18 située à peu ~, . ':
:~ .
3~
pres aux deux tiers de la hauteur des bouteilles 2 et orientee à environ 45 vers le bas. Chaque rampe est alimentee par une conduite l9 reliee au scm~et du reservoir d'azote liquide 8 et ~raversant un orifice 20 de la paroi latérale 14 correspondante.
Ie fonctionnement de l'installation ainsi decrite est le suivant.
En passant sous le dispositif 3, chaque bouteille reSoit, direct3~ent sur le produit 6, une petite quantite déberminée d'azote liquide. Ce liquide se vaporise progressivement au oours du passage dans le tunnel 5, en générant de l'azote gazeux qui chasse l'air contenu dans la partie suFerieure des bouteilles. Pour acc~lérer cette vaporisation, notamment lorsque le produit 6 est un liquide organi~ue qui ne se congèle pas sous l'ef~et de cette petite quantité d'azote liquide, les bouteilles
La présente invention est relative à une installation de conditionne~ent de produits dans des recipients, du type ccmprenant un convoyeur au-dessus duquel sont disposés un dispositif d'injection de gaz liquéfié dans les récipients et, en aval de celui-ci par rapport au sens de deplacement du convoyeur, un dispositif d'obturation des recipients.
Iors du conditio~lement en recipients, tels que boites ou bouteilles, de produits divers, liquides ou pâteux notamment, dans des domaines tr~s varies (produits alimentaires, phyto-sanitaires, chimlques, pesticides et fongicides, etc...~, se posent frequemment l'un et/ou l'autre des deux problèmes suivants :
- protection par mertage du produit conditionne contre l'air ambiant, essentiellement oontre 1'oxygène ;
- maintien, ou generation avant mise en place du bouchon du récipient9 d:une surpression predéterminée.
La protection contre l'oxyg~ne peut ~tre nécessaire pour diverses raisons, dont le risque de degradati~n du prcduib par l'oxyg~ne de l'air, l'attaque possible du produit par Ull produit de cette réaction, la dépressurisation (ou la monb~e en pression) de l'enveloppe (plus ou moins souple) du recipient à la suite de réactions du produit avec l'oxygène (par exemple dans le cas de produits contenant des terp~nes).
Cette modification de pressi~n deforme 1'emballage et conduit à des problemes de stockage (bouteilles bcmbees par exemple), d'esthetique ou d'adherence d'étiquettes deposees ensuite.
La pressurisation des récipients, quant à elle, permet de Campenff une depressurisation ~es récipients lors du refroidissement de produits conditionnés à chaud, et/ou de oompenser la perm~ation des gaz à
travers la paroi des recipients, et elle améliore la tenue mkcanique des recipients lor~ de leur manutention, en rkduisant l'epaisseur de paroi nécessaire pour leur realisation~
Qn utilise actuellement deux proc~des pour atteindre ces buts :
- l'inertage par voie gazeuse : les recipients passent dans un tunnel, ou passage capoté, avec ou sans sas, sous pression gazeuse entretenue, ou bien sous des dispositifs (pipes, cannes, bu æs...) injectant le gaz considere. Le gaz utilise est en gen~ral de l'azote, de l'anhydride carbonique, voire un m~lange des deux. On peut obtenir ainsi des taux residuels d'oxygène assez bas ~jusque 3% environ, dans certains cas), mais on ne peut pas generer ou maintenir une surpression importante ;
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`~
~, ~'$~?3~
- 1'inertage/pressurisation par voie liquide : les recipients reCoivent, avant la pose du bouc~lon, quelques gouttes de gaz liquéfié, qui se vaporisent en chassant l'air et en creant la surpression desiree.
Les installations correspondantes, qui sont du ~ype indiqué plus haut 5(voir par exemple le brevet ~P 103 506~, gé~rent souvent des pressions finales instables, qui sont fonction de la qualite du phénom~ne de caléfaction et du type de produit traite, notamment de sa proFortion de phase aqueuse ; en outre, le taux d'oxygène remonte rapidement après evaporation partielle du gaz liquefie ; enfin~ comme la consammation de gaz liquefié est faible, le d~gazage et la perte d'azote gazeux au stockage sont relativement importants.
La presente invention a pour but de fournir une installation capable de g~nérer et de m~lntenir d'une paxt une surpression constante et reglable, d'autre part un taux d'oxyg~ne residuel très faible, quel que soit le type du produit additionne~
A cet effet, l'invention a pour objet une m stallation du type precité, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de protection des r~cipients contre llair ambiant s'etendant entre le dispositif d'injection et le dispositif d'cbturation.
20Dans un mode de r~alisation préfer~e, le dispositif de protection forme un tunnel recouvrant le convoyeur, et l'installation comprend des m~yens d'injection dans le tunnel dudit gaz ~ l'etat gazeux.
Le dispositif de protectiQn peut notamment ccmporter, au moins sur une partie de sa longueur, une paroi superieure souple situee ~ faible distance de l'ouverture de~ r~cipients.
Uh exemple de realisation de l'invention va maintenant 8tre d~crit en regard des dessins a~nexes, sur lesq~lels :
- la figure 1 est une vue sch~matique en elevation, partiellement en coupe, d'une installation de conditionnement conforme l'inv~ntion ;
- la figure 2 est une vue sch~matique de dessus de l'interieur du tunnel de protec*ion, la paroi de celui-ci ~tant supposee enlevee ;
- la figure 3 est une vue prise en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 , et 35- la figure 4 est une vue sch~matique en perspective du tunnel de protection , :,~ ~ . . . . .
33~
L'installation de conditionnement représentée aux figures 1 à 3 ccmprend essentiellement un convoyeur 1 sur lequel défilent des récipients 2 disposes sur une seule file, un dispositif 3 d'in~ection d'azote liquide, un dispositif 4 d'obturatiQn des récipients, et un tunnel de protection 5. Les dispositifs 3 et 4 sont disposes à l'aplcmb du convoyeur, le dispositif 4 étant situé en a~al du di~spositif 3 par rapport au sens de défilement de ce convoyeur ; le tunnel 5 coiffe le convoyeur entre ces deux dispositifs, depuis un emplacement situé un peu en aval du dispositif 3 jusqu'à un emplacement situé un peu en amont du dispositif 4.
Ainsi, les récipients 2, qui sont des bouteilles en mati~re plastique dans cet exemple, après avoir reçu une quantité déterminée d'un produit 6, qui peut not~mment 8tre un liquide organique, passent successivement sous le dispositif 3, à travers le tunnel 5 puis sous le dispositif 4. Le dispositif d'injection d'azote liquide 3 peut être l'un queloonque des di~ers types de dispositifs connus, par exemple tel que decrit dans le brevet Eæ 103 506 pr~cite. Il est alimenté en a~ote liquide par une conduite theLmiquem~nt isolée 7 reliée ~ la partie inferieure d'un réservoir 8 d'azote li~uide.
Le dispositi~ d'obturation 4 est également classique. Il sert à
fixer par sertissage un bouchcn 9 sur chaque bouteille sortant du tunnel 5.
Le tunnel 5, ouvert à ses deux extremit~s, comprend une paroi souple 10 constituee d'un materiau resistant aux basses temperaturesr par exewple d'une feuille de "Mylar", maintenue par une serie dlarceaux 11 qui sont eux-m&mes fixés sur les rives fixes 12 (figures 2 et 3) du conv~yeur 1. Ces arceaux conferent ~ la paroi 10 une section transversale à peu pres constante, par exemple rectangulaire ccmme représenté ~ la figure 3, avec une paroi sup~rieure 1~ et deux parois la~érales 14 elles aussi fixees aux rives 11. De plus, deux c~bl~s 15, enfil~s dans des rany~es longitudinales de trous 16 prévus dans la paroi superieure 13, comportent des moyens (non repr~sentés) de mise en tension et ; penmettent d'~viter la fl~che de cette paroi 13 entre les arceaux 11. En vue de profil (figure 1), la paroi 13 descend legèrement d'amant vers l'aval.
Deux rampes longitudinales 17 sont ~nb~es dans le tunnel 5, de part et d'autre des bouteilles 2, et s'~endent sur toute la longueur du tunnel. Chaque rampe comporte une fente longitudinale 18 située à peu ~, . ':
:~ .
3~
pres aux deux tiers de la hauteur des bouteilles 2 et orientee à environ 45 vers le bas. Chaque rampe est alimentee par une conduite l9 reliee au scm~et du reservoir d'azote liquide 8 et ~raversant un orifice 20 de la paroi latérale 14 correspondante.
Ie fonctionnement de l'installation ainsi decrite est le suivant.
En passant sous le dispositif 3, chaque bouteille reSoit, direct3~ent sur le produit 6, une petite quantite déberminée d'azote liquide. Ce liquide se vaporise progressivement au oours du passage dans le tunnel 5, en générant de l'azote gazeux qui chasse l'air contenu dans la partie suFerieure des bouteilles. Pour acc~lérer cette vaporisation, notamment lorsque le produit 6 est un liquide organi~ue qui ne se congèle pas sous l'ef~et de cette petite quantité d'azote liquide, les bouteilles
2 sont soumises ~ des chocs ou à des vibrations ~ans le ~unnel 5, par des moyens connus non représentés, afin de b~iser en de m~ltiples gouttelettes la goutte uni~ue d'azote liquide qui se forme sur le produit 6 sous l'effet de la calefaction.
Le tunnel 5 a pour but d'emp~cher la retrodiffusion de l'air dans les bouteilles. Pour cela, la paroi supérieure 13 limite la section d~ passage des gaz autour des goulots des bouteilles ~t augmente la vitesse de sortie des gaz hors de ces goulots, et les rampes 17 injectent en permanence de l'azote ga~eux dans le tunnel, cet azote gazeux léchant les bouteilles de haut en bas comme indiqué sur la figure 3.
La longueur du tunnel est choisie de fa~on que la fin de la vaporisation de l'azote liquide se produi æ un peu en amont de sa sortie.
Compte tanu de la décroissance du volume d'azote gazeux produit au fur et ~ mesure de cette vaporisation, la fonme descendante de la paroi 13 permet d'engendrer une surpression à peu près constante dans les bouteilles 2 sur toute la longueur du tunnel, au moins dans la partie terminale de celui-ci.
A leur sortie du tunnel 5, la partie ~up~rieure des bouteilles contient ainsi de l'azote gazeux sous une legère surpression, ce qui : maintient un courant ascendant d'azote pendant le bref laps de temps, de l'ordre de la seoonde, qui sépare la sortie d'une bouteille du tunnel de l' mstant o~ elle est m~nie d'un bouchon par le dispositlf 4.
On a pu ainsi obtenir des bcuteilles contenant un produit organique avec un ciel ~azeux oonstitué d'azote contenant un taux .
1~%~ig~3~
residuel d'oxygène sensiblemRnt constant de 3 ~ 4~, avec une surpression à peu près uniforme d'une bou~eille à l'autre, de l'ordre de SO à 100 mh.
L'inertage du tunnel par les rampes 17 permet par ailleurs d'utiliser les vapeurs d'azote formees dans le reser~oir 8 ~ous l'effet des entrees de chaleur naturelles, et, par consequent, n'induit aucune, ou presque aucune, conscmmatiQn supplem~ntaire d'azote.
L'invention s'applique au conditi3nnement de prcduits tr~s divers, liquides ou pâteux notamment, tels que : boissons non gazeuses, pesticides, fongicides, produits phyto-sanitaires ou detergents liquides, solvants et produits chimiques ou petroliers, cosm~tiques et phaLmaoeutiques, etc... Les recipients peuvent ~tre des bouteilles, des ~o~tes etc..., et être realisés en verre, en metal, en matiere plastique, etc...
: . , . . ~ ~ . .
Le tunnel 5 a pour but d'emp~cher la retrodiffusion de l'air dans les bouteilles. Pour cela, la paroi supérieure 13 limite la section d~ passage des gaz autour des goulots des bouteilles ~t augmente la vitesse de sortie des gaz hors de ces goulots, et les rampes 17 injectent en permanence de l'azote ga~eux dans le tunnel, cet azote gazeux léchant les bouteilles de haut en bas comme indiqué sur la figure 3.
La longueur du tunnel est choisie de fa~on que la fin de la vaporisation de l'azote liquide se produi æ un peu en amont de sa sortie.
Compte tanu de la décroissance du volume d'azote gazeux produit au fur et ~ mesure de cette vaporisation, la fonme descendante de la paroi 13 permet d'engendrer une surpression à peu près constante dans les bouteilles 2 sur toute la longueur du tunnel, au moins dans la partie terminale de celui-ci.
A leur sortie du tunnel 5, la partie ~up~rieure des bouteilles contient ainsi de l'azote gazeux sous une legère surpression, ce qui : maintient un courant ascendant d'azote pendant le bref laps de temps, de l'ordre de la seoonde, qui sépare la sortie d'une bouteille du tunnel de l' mstant o~ elle est m~nie d'un bouchon par le dispositlf 4.
On a pu ainsi obtenir des bcuteilles contenant un produit organique avec un ciel ~azeux oonstitué d'azote contenant un taux .
1~%~ig~3~
residuel d'oxygène sensiblemRnt constant de 3 ~ 4~, avec une surpression à peu près uniforme d'une bou~eille à l'autre, de l'ordre de SO à 100 mh.
L'inertage du tunnel par les rampes 17 permet par ailleurs d'utiliser les vapeurs d'azote formees dans le reser~oir 8 ~ous l'effet des entrees de chaleur naturelles, et, par consequent, n'induit aucune, ou presque aucune, conscmmatiQn supplem~ntaire d'azote.
L'invention s'applique au conditi3nnement de prcduits tr~s divers, liquides ou pâteux notamment, tels que : boissons non gazeuses, pesticides, fongicides, produits phyto-sanitaires ou detergents liquides, solvants et produits chimiques ou petroliers, cosm~tiques et phaLmaoeutiques, etc... Les recipients peuvent ~tre des bouteilles, des ~o~tes etc..., et être realisés en verre, en metal, en matiere plastique, etc...
: . , . . ~ ~ . .
Claims (9)
1. Installation de conditionnement de pro-duits dans des récipients, du type comprenant un convoyeur au-dessus duquel sont disposés un disposi-tif d'injection de gaz liquéfié dans les récipients et, en aval de celui-ci par rapport au sens de déplacement du convoyeur, un dispositif d'obturation des récipients, caractérisé en ce qu'elle comprend un tunnel de protection des récipients contre l'air ambiant s'étendant entre le dispositif d'injection et le dispositif d'obturation et recouvrant le convoyeur, ce tunnel comportant, au moins sur une partie de sa longueur, une paroi supérieure située à
une distance de l'ouverture des récipients qui est suffisamment faible pour limiter la section de passage des gaz sortant des récipients et augmenter la vitesse de sortie de ces gaz hors de ces recipi-ents, et des moyens d'injection dans le tunnel dudit gas à l'état gazeux, disposés latéralement par rapport aux récipients.
une distance de l'ouverture des récipients qui est suffisamment faible pour limiter la section de passage des gaz sortant des récipients et augmenter la vitesse de sortie de ces gaz hors de ces recipi-ents, et des moyens d'injection dans le tunnel dudit gas à l'état gazeux, disposés latéralement par rapport aux récipients.
2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite paroi supérieure descend d'amont vers l'aval.
3. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite paroi supérieure est souple.
4. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que ladite paroi supérieure est souple.
5. Installation suivant les revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que ladite paroi supérieure est prolongée par deux voiles latéraux fixés de chaque côté du convoyeur et est munie de moyens de réglage de sa tension.
6. Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir de stockage de gaz liquéfié muni d'une conduite d'alimentation en gaz liquéfié du dispositif d'injec-tion et d'une conduite d'alimentation des moyens d'injection en gaz vaporisé partant de la partie supérieure du réservoir.
7. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'injection com-prennent deux rampes d'injection s'étendant le long des bords du tunnel.
8. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens d'injection com-prennent deux rampes d'injection s'étendant le long des bords du tunnel.
9. Installation suivant les revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que les rampes d'injection sont situées au niveau de la partie supérieure des récipients et comportent des ouvertures d'injection de gaz orientées en oblique vers le bas, en direction des récipients.
Applications Claiming Priority (2)
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