La présente invention concerne un procédé et une installation de fabrication de récipients et d'emballage d'un produit à l'aide desdits récipients.
Selon un procédé connu de ce type, on réalise d'abord les récipients par déformage à chaud d'une bande en matière plastique, on remplit lesdits récipients avec le produit à emballer, on obture les récipients à l'aide d'une bande de scellement scellée sur les bords desdits récipients et, finalement, on découpe des deux bandes superposées, les récipients remplis et scellés.
Une installation connue pour la mise en oeuvre du procédé susmentionné comporte en série un poste de stockage et d'alimentation de la bande en matière thermoplastique, un mécanisme de transport pas à pas pour la bande thermoplastique à travers l'installation, un poste de chauffage recevant la bande thermoplastique à l'état déroulé, un poste de formage réalisant des récipients à partir de la bande thermoplastique, un poste de remplissage pour introduire des produits à emballer dans les récipients formés, un poste d'obturation des récipients pour fermer hermétiquement lesdits récipients à l'aide d'une bande métallique de scellement revêtue d'un film thermoplastique et scellée sur le bord desdits récipients, un poste de découpe pour séparer les récipients remplis et scellés, d'une part, des bandes thermoplastiques et métalliques, et, d'autre part,
des récipients voisins, ainsi qu'un poste d'évacuation pour transporter les récipients découpés individuellement ou en groupe vers un poste collecteur ou de stockage.
Ce procédé et cette installation connus ne permettent pas d'emballer à l'aide de récipients thermoplastiques des produits sous pression ou donnant lieu à la formation d'une pression interne lorsque, une fois hermétiquement emballés, ils sont soumis à un traitement thermique, par exemple en vue d'une stérilisation.
La présente invention cherche à remédier à ces inconvénients et a pour but de proposer un procédé et une installation permettant l'emballage des produits sous pression à l'aide de récipients thermoplastiques.
Pour le procédé du type initialement mentionné, ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait qu'au moins le remplissage et l'obturation des récipients s'effectuent dans un milieu de surpression dont la pression est supérieure à la pression atmosphérique et au moins d'une valeur telle que soit empêchée tout ébullition du produit à la température de remplissage du produit.
De cette manière, il est possible de maintenir des produits, par exemple préstérilisés, à leur pression de préstérilisation et d'éviter des éclaboussures de produit au moment de son introduction dans les récipients. La suppression des éclaboussures garantit des bords de récipients propres et, de ce fait, une obturation hermétique parfaite des récipients.
Ce procédé de conditionnement se prête aussi à la stérilisation des produits au moment de leur introduction dans les récipients.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, on effectue le remplissage des récipients avec le produit à emballer dans un milieu de stérilisation dont la température est égale ou supérieure à la température de stérilisation et dont la pression est suffisante pour éviter, à la température du milieu, une ébullition du produit, on maintient les récipients remplis dans le milieu de stérilisation pendant un laps de temps suffisant à la stérilisation du produit et des récipients, on effectue l'obturation des récipients remplis dans le milieu de stérilisation.
Pour éviter l'éclatement des récipients obturés et contenant un produit préstérilisé ou un produit stérilisé, au moment où ces récipients sont remis dans le milieu ambiant à pression et température normales, avantageusement on fait passer les récipients obturés dans un milieu dit de refroidissement, dont la pression est sensiblement égale à celle du milieu de surpression ou de stérilisation, mais dont la température est inférieure à celle dudit milieu de stérilisation.
Afin de rendre stériles les récipients avant leur remplissage et la bande de scellement avant son application sur les récipients, il est avantageux de laisser séjourner dans le milieu de stérilisation, pendant un temps suffisant, lesdits récipients et ladite bande, avant le remplissage et l'obturation desdits récipients.
Afin d'éviter toute pollution des récipients entre leur formage et leur obturation, de préférence on effectue le formage des récipients dans le milieu de stérilisation.
Pour des raisons pratiques d'introduction de la bande thermoplastique dans le milieu de surpression ou de stérilisation et pour réduire les pertes de pression au minimum, de préférence on effectue le chauffage de la bande thermoplastique dans le milieu de surpression ou de stérilisation.
En vue d'éviter une surpression importante dans les récipients hermétiquement obturés, surpression entraînant un bombage du couvercle des récipients, par exemple on utilise dans la zone du milieu de surpression, zone associée au remplissage et à l'obturation des récipients, de la vapeur d'eau sèche surchauffée.
L'installation du type initialement mentionné et permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisée par les faits qu'au moins une zone de surpression comprenant le poste de remplissage et celui d'obturation des récipients est logée dans une chambre étanche susceptible d'être reliée à une source de fluide sous pression et qu'un sas d'entrée est prévu en amont et un sas de sortie est prévu en aval de ladite zone de surpression.
De cette façon, on peut établir, tout au moins pour le remplissage et l'obturation des récipients, une zone de surpression qui empêchera le produit d'entrer en ébullition à la température considérée de ladite zone, ou d'éclabousser par-dessus le bord des récipients.
Il est avantageux de prévoir le sas d'entrée en amont du poste de chauffage de la bande thermoplastique et d'étendre l'enceinte étanche jusqu'en amont du poste de chauffage de sorte que ce dernier et le poste de formage des récipients soient également entourés par ladite enceinte. Grâce à cette disposition, par exemple il suffit de prévoir sur le couvercle frontal de l'enceinte une fente d'entrée dont les dimensions correspondent à celles de la bande thermoplastique et de monter sur la face intérieure du couvercle frontal, de part et d'autre de ladite fente, un joint à lèvres dont les lèvres sont dirigées vers le poste de chauffage.
Dans la zone de surpression, de préférence l'enceinte comporte à sa partie supérieure, entre le poste de remplissage et le poste d'obturation un sas d'entrée pour la bande de scellement.
Afin de pouvoir refroidir sous pression des produits ayant subi, avant ou après leur introduction dans les récipients, avantageusement un traitement thermique tel qu'un traitement de stérilisation, on prolonge l'enceinte étanche au-delà du poste d'obturation jusqu'au sas de sortie.
Par exemple, I'enceinte est de section transversale ronde s'inscrivant dans un rectangle, de préférence équilatéral et dont les faces courbes latérales qui sont tangentes aux côtés du rectangle, ont un rayon de courbure beaucoup plus grand que les parties de section situées aux angles du rectangle et se raccordant progressivement aux faces courbes latérales.
Selon une forme d'exécution particulière de l'installation,
I'enceinte étanche est subdivisée en plusieurs tronçons d'enceinte dont un premier est associé au poste de chauffage, dont un deuxième est associé aux postes de remplissage et d'obturation et dont un troisième est associé à la zone de refroidissement comprise entre le poste d'obturation et le sas de sortie, chaque tron çon d'enceinte étant muni d'une conduite obturable allant vers une source de pression, d'un organe de mesure de température et d'une valve tarée de surpression.
De préférence, les postes de formage et de scellement et une partie du sas de sortie reposent sur le sol par l'intermédiaire de montants et servent de supports aux tronçons d'enceinte qui, par leurs brides d'extrémité, sont fixés de façon étanche aux faces frontales des postes de formage et de scellement et de la partie frontale du sas de sortie.
Le mécanisme de transport pas à pas pour la bande thermoplastique et les récipients solidaires de ladite bande comprend par exemple deux transporteurs à chaînes sans fin munies de pinces pour saisir chaque bande sur ses bords, de préférence transporteurs qui sont disposés l'un derrière l'autre, I'un à l'intérieur de l'enceinte étanche entre le sas d'entrée et le sas de sortie et l'autre en aval dudit sas de sortie et qui sont entraînés en synchronisme.
De préférence, le pas d'avance du transporteur disposé en aval du sas de sortie est légèrement plus grand que celui du transporteur disposé dans l'enceinte.
Le tronçon d'enceinte associé à la zone de refroidissement comporte par exemple sur sa face extérieure des ailettes de refroidissement.
De préférence, à l'intérieur du tronçon d'enceinte associé à la zone de refroidissement, est prévu un bac de refroidissement disposé en dessous du niveau de la bande thermoplastique, mobile verticalement et mû par un vérin disposé en dessous dudit bac et dont la course est au moins égale à la hauteur des récipients et dont l'actionnement a lieu immédiatement avant et après chaque pas d'avance de la bande thermoplastique, le bac de refroidissement étant relié à un circuit de liquide réfrigérant.
Afin de réduire l'échange de chaleur entre la zone de refroidissement et la zone de surpression associée aux postes de remplissage et d'obturation, avantageusement on prévoit entre ces deux zones une barrière thermique constituée par exemple par deux écrans à lèvres souples qui sont montés dans le même plan vertical sur la face frontale aval du poste d'obturation et sont disposés l'un par rapport à l'autre de façon à laisser un passage aux récipients tout en restant appliqués par les lèvres tout au moins sur le couvercle et le fond desdits récipients.
Pour réduire l'échange de chaleur entre la zone de chauffage de la bande thermoplastique et la zone de surpression associée aux postes de remplissage et d'obturation, avantageusement une barrière thermique constituée par deux écrans à lèvres souples est montée sur la face frontale verticale du poste de formage de telle sorte que les deux lèvres s'appliquent de part et d'autre sur la bande thermoplastique plane.
De préférence, le sas de sortie comprend deux portes à volets dont l'une est à poste fixe et dont l'autre est mobile parallèlement au plan de transport de la bande thermoplastique et de ses récipients et est associée à un vérin de commande.
Avantageusement, la porte fixe du sas de sortie comprend, d'une part, une cloison de séparation fixée latéralement de façon étanche sur un tronçon d'enceinte, de préférence sur celui associé à la zone de refroidissement, et munie d'une ouverture de passage pour la bande thermoplastique et ses récipients, et, d'autre part, deux volets d'obturation verticaux qui sont disposés l'un audessus de l'autre et de part et d'autre du plan horizontal déterminé par la bande thermoplastique, qui sont appliqués par une de leurs faces latérales et sous l'effet de la pression régnant dans la zone de surpression ou de refroidissement et qui sont agencés de façon à pouvoir, alternativement, libérer et obturer l'ouverture de passage de la cloison de séparation,
au moins le volet inférieur étant mobile dans le plan parallèle à celui de la cloison et étant d'une épaisseur inférieure à l'écartement séparant les parties les plus rapprochées de deux récipients voisins pris dans le sens de transport desdits récipients.
Avantageusement, la porte mobile du sas de sortie comprend un support de piston, d'une part, logé de façon immobile et étanche dans un autre tronçon d'enceinte dont une extrémité est montée de façon étanche sur la face latérale aval de la cloison de séparation et, d'autre part, muni d'un alésage cylindrique dont les génératrices sont parallèles au plan horizontal déterminé par la bande thermoplastique, un piston d'extraction qui est guidé de façon étanche dans l'alésage cylindrique du support de piston, piston relié à l'organe mobile d'un vérin de commande dont l'organe fixe est solidaire dudit support de piston, et qui comporte en outre un perçage de passage aligné avec l'ouverture de passage de ladite cloison ainsi que deux volets d'obturation verticaux qui sont montés sur le piston d'extraction de part et d'autre du plan horizontal déterminé par la bande thermoplastique,
sont agencés de façon à pouvoir alternativement libérer et obturer le perçage de passage, et dont au moins le volet inférieur est mobile, est guidé de façon étanche dans une fente verticale du piston d'extraction, et est d'une épaisseur inférieure à l'écartement séparant les parties les plus rapprochées de deux récipients voisins pris dans le sens de transport desdits récipients.
De préférence, les volets mobiles des deux portes du sas de sortie sont associés chacun à un vérin de commande, le vérin associé au volet mobile du piston d'extraction étant solidaire de ce dernier.
De préférence, la course d'avance du vérin de commande du piston d'extraction est synchronisée avec le mouvement d'avance pas à pas de la bande thermoplastique et est égale, ou légèrement supérieure, au pas d'avance du transporteur logé dans l'enceinte de surpression.
Afin de réduire le volume de la chambre du sas de sortie, chambre délimitée par les deux portes dudit sas et un tronçon d'enceinte reliant les deux portes, par exemple l'écartement minimal entre les volets des deux portes est égal à l'épaisseur d'un récipient, épaisseur prise dans le sens d'avance de la bande thermoplastique, c'est-à-dire à la longueur d'un pas d'avance du transporteur logé dans l'enceinte de surpression.
De préférence, la chambre du sas de sortie est susceptible d'être reliée à une source de fluide sous pression.
En vue de pouvoir adapter à un multiple de différents pas d'avance de la bande thermoplastique la longueur des tronçons d'enceinte entre deux postes fixes voisins tels que le poste de formage, le poste d'obturation, la porte fixe et le support de piston du sas de sortie, et le poste de découpe, avantageusement on prévoit au moins un anneau de calage entre la bride d'un tronçon d'enceinte et la face latérale voisine du poste correspondant.
L'objet de l'invention sera décrit ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement sur le dessin annexé sur lequel:
la fig. 1 est une coupe verticale longitudinale à travers l'installation de conditionnement conforme à l'invention:
la fig. 2 est une coupe verticale longitudinale agrandie à travers le sas de sortie de l'installation;
la fig. 3 est une coupe verticale transversale à travers la porte fixe du sas de sortie selon la ligne III-III de la fig. 2;
la fig. 4 est une coupe verticale partielle transversale à travers la porte mobile du sas de sortie selon la ligne IV-IV de la fig. 3, et
la fig. 5 est une coupe horizontale à travers le volet mobile de la porte mobile selon la ligne V-V de la fig. 4.
Telle que représentée schématiquement sur la fig. 1, I'installation de conditionnement comprend en série un poste de stockage et d'alimentation 1 d'une bande en matière thermoplastique 2 à partir de et dans laquelle seront formés des récipients 3, un poste de chauffage 4, prévu dans une chambre étanche de chauffage 5, un poste de formage 6, un poste de remplissage 7 servant à introduire sous pression un produit liquide pâteux ou granuleux ou poudreux dans les récipients 3 et disposé dans une chambre étanche de surpression 8, un poste d'obturation ou de scellement 9 également prévu dans la chambre de surpression 8 et servant à obturer hermétiquement les récipients 3 à l'aide de couvercles réalisés à partir d'une bande de scellement métallique 10 revêtue d'un côté d'un film thermoplastique, une chambre de refroidissement 11, un sas de sortie 12, un poste de découpe 13 servant à découper,
des deux bandes soudées ensemble 2 et 10, les récipients remplis et obturés 3, ainsi qu'un poste d'évacuation 14 pour transporter les récipients découpés individuellement ou par groupes vers un poste de stockage ou de chargement non représenté.
Les postes de formage, d'obturation ou de scellement et de découpe 6, 9 et 13 sont de conception connue, à l'exception du fait qu'ils sont des faces annulaires verticales planes, et ne néces sitent pour cette raison aucune description de détail. Il faut cependant remarquer qu'ils sont supportés par des montants verticaux 15, 16 et 17 qui sont avec ceux (18, 19) du sas de sortie 12 les seuls appuis de l'installation sur le sol d'usine 20. Le bâti, non représenté, de l'installation est fixé sur les montants 15 à 19.
L'enceinte de la chambre de chauffage 5 est délimitée par un tronçon de tube cylindrique 21 muni de deux brides d'extrémité 22, 23 dont celle (22) située du côté du poste de stockage 1 est obturée de façon étanche par un couvercle frontal bridé 24 muni d'un sas d'entrée ou d'accès 25 pour la bande thermoplastique 2. Le sas d'entrée 25 est constitué par une fente d'entrée horizontale 26 dont les dimensions sont adaptées à celles de la bande 2 qui est guidée en amont de ladite fente par une paire de rouleaux de transport 27 dont la génératrice de contact est perpendiculaire aux bords de ladite bande 2 et située dans le même plan horizontal que la fente 26.
Le sas d'entrée ou d'accès 25 comprend également sur la face intérieure du couvercle 24, de part et d'autre de la fente 26, un joint à lèvres 28 dont les lèvres convergent en direction du poste de chauffage vers le plan horizontal passant par la fente. Ce plan horizontal constitue d'ailleurs le plan de transport ou d'avancement 29 de la bande 2 à travers l'installation de conditionnement.
L'autre bride d'extrémité 23 du tronçon d'enceinte 21 est fixée de façon étanche sur une des deux faces annulaires planes 30, 31 du poste de formage 6 dont les vérins de commande 32, 33 font partie du support annulaire 34 dudit poste 6. Une barrière thermique 35 constituée par deux écrans à lèvres souples touchant la bande thermoplastique 2 et convergeant vers le couvercle frontal 24 recouvre l'ouverture laissée par le support annulaire 34 et est fixée sur la face frontale 30 de ce support, face tournée vers la chambre de chauffage 5.
L'enceinte de la chambre de surpression 8 est délimitée par le poste de formage 6, le poste d'obturation ou de scellement 9 et
par un tronçon de tube cylindrique 35 muni de brides d'extrémités 36, 37. Le poste de scellement 9 comporte, comme le poste de
formage 6, un support annulaire 38 reposant sur les montants 16
et présentant deux faces frontales annulaires planes 39, 40.
Une (36) des brides d'extrémité du tronçon de tube cylindrique 35
est fixée de façon étanche sur la face frontale annulaire 31 du
support annulaire 34 du poste de formage 6 et l'autre bride (37)
est fixée de façon étanche sur la face annulaire frontale 39 du
poste d'obturation 9. Sur le support annulaire 38 est monté, à
l'extérieur du tronçon de tube cylindrique 35, un appui 41 pour le
rouleau 42 de la bande de scellement métallique 10 qui, sur le côté
destiné à être appliqué sur les bords horizontaux des récipients 3,
bords constitués par la partie horizontale non déformée de la
bande thermoplastique 2, est munie d'un film thermoplastique.
La
bande de scellement 10 est guidée par plusieurs rouleaux de
renvoi 43, 44 et passe dans la chambre de surpression 8 à travers
un sas d'entrée 45 prévu dans la partie supérieure du tronçon de
tube 35 et constitué, comme le sas 25, par une fente et un joint à
lèvres disposées de part et d'autre de la fente et de la bande 10 sur
la face intérieure du tronçon de tube 35. Le poste d'obturation 9
comprend deux vérins de commande 46, 47 pour les outils de
scellement, ces vérins étant prévus à l'intérieur du pourtour drl
support annulaire 38 qui, lui, est soutenu par les montants 16.
Sur
la face frontale aval 40, le support annulaire 38 du poste d'obtura
tion 9 est muni d'une barrière thermique 48, constituée par des
écrans à lèvres souples qui sont disposés l'un au-dessus de l'autre
de façon à laisser un passage aux récipients scellés 3 tout en
restant appliqués, par leurs lèvres, au moins sur les couvercles et
les fonds de ces récipients.
La chambre de refroidissement 1 1 est délimitée par le poste de
scellement 9, I'extrémité amont du sas de sortie et par un tronçon
de tube cylindrique 49 dont les brides d'extrémité 50, 51 sont
fixées de façon étanche, d'une part, sur la face frontale aval 40 du
poste de scellement 9 et, d'autre part, sur la face frontale annulaire amont 52 du sas de sortie 12. Le tronçon d'enceinte 49 entourant la chambre de refroidissement 11 est, par exemple, muni à sa face extérieure, d'ailettes de refroidissement 53. Le cas échéant, un bac de refroidissement 54 relié à un circuit de liquide réfrigérant non représenté, est disposé en dessous du plan 29 de la bande thermoplastique 2, et est monté mobile verticalement sous l'effet d'un vérin de commande 55 prévu dans la chambre de refroidissement 11.
La profondeur du bac 54 est légèrement supérieure à la hauteur des récipients 3 et sa longueur prise dans le sens d'avance des récipients 3 est égale à plusieurs pas d'avance, par exemple trois pas d'avance. La course de travail du vérin 55 est supérieure à la hauteur des récipients de façon qu'en position basse du bac 54, les récipients 3 puissent avancer sans être gênés par ce dernier. Après chaque pas d'avance, le bac 54 est soulevé et vient en position haute où les récipients 3 sont plongés dans le liquide réfrigérant et où, de préférence, le bord du bac 54 soutient les récipients 3 par leurs bords constitués par les parties planes non déformées de la bande thermoplastique 2 et séparant le cas échéant deux récipients voisins.
La bande thermoplastique 2 est déplacée pas à pas dans l'installation de conditionnement à l'aide d'un mécanisme d'entraînement qui comprend en série deux transporteurs à chaines sans fin 56, 57. Chaque transporteur 56, 57 comprend deux paires de roues dentées de renvoi 58, 59 et 60, 61 et deux chaînes latérales sans fin 62 et 63. Les chaînes sans fin 62, 63 sont munies de pinces, non représentées, et susceptibles de saisir et de pincer les bords de la bande thermoplastique 2 sur le trajet du brin supérieur des chaînes, trajet qui coïncide sensiblement avec le plan horizontal 29 déterminé par ladite bande 2. Le premier transporteur 56 est disposé entre les deux sas 25 et 12 et se trouve donc entièrement compris dans une enceinte étanche. Le deuxième transporteur 57 est prévu en aval du sas de sortie 12 et se trouve de ce fait à l'air libre.
Les paires de roues aval 59 et 61 de chaque transporteur 56, 57 sont entraînées en synchronisme à partir d'un moteur commun 62 et à l'aide d'une transmission 63 comprenant, pour chaque paire de roues aval 59, 61, un variateur de vitesses 64 et 65 et agissant à l'extérieur des enceintes sur les arbres desdites roues. Afin que la bande thermoplastique 2 soit toujours légèrement tendue, on règle le variateur de vitesses 65 associé au deuxième transporteur 57 de telle sorte que son pas d'avance soit légèrement supérieur à celui du premier transporteur 56. En vue de ne pas laisser sans appui sur une distance trop grande les récipients 3 surtout lorsqu'ils ont été remplis, on prévoit, aussi bien dans la chambre de surpression 8 que dans la chambre de refroidissement 11, des glissières de support 66, 67 sur lesquelles peuvent reposer et glisser les fonds desdits récipients 3.
Afin de pouvoir contrôler à volonté la température et la pression régnant dans les différentes chambres 5, 8 et 11, chacune de ces chambres, qui sont en principe à la même pression d'une valeur supérieure à celle de l'atmosphère, est munie d'un thermomètre de contrôle 68, 69, 70, d'une valve de sécurité 71, 72, 73 contre les surpressions intempestives et d'une conduite d'alimentation 74, 75, 76 comportant chacune une valve de fermeture 77, 78, 79 et reliée à une source de fluide gazeux sous pression, non représentée. Si les chambres de chauffage 5 et de surpression 8 sont, en général, reliées à une source de fluide chaud sous pression, la chambre de refroidissement 11 est reliée à une source de fluide gazeux froid
sous pression.
Le sas de sortie 12 représenté en détail sur les fig. 2 à 5 comprend, entre deux portes 80 et 81, une chambre de sas 82 délimitée en outre par un tronçon de tube cylindrique 83 dont les deux brides d'extrémités 84, 85 sont fixées, d'une part, de façon étanche sur la face frontale aval 86 de la porte amont 80 et, d'autre part, sur la face frontale amont 87 du poste de découpe 13. La porte amont 80 est à poste fixe et comporte une cloison de séparation 88 qui, par la partie périphérique de ses deux faces frontales 52 et 86, est montée de façon étanche entre la bride aval 51 du tronçon 49
et la bride amont 84 du tronçon de tube 83.
Au niveau des réci pients 3, cette cloison 88 est munie d'une ouverture de passage 89 pour la bande thermoplastique 2 et les récipients 3 qui y sont attachés par exemple par rangées transversales de deux (voir fig. 3 et 4) et de préférence par rangées de quatre, six, huit et même douze. La porte amont 80 comprend également deux volets d'obturation 90, 91 superposés parallèlement à la cloison 88 et appliqués de façon étanche contre la face frontale amont de cette dernière sous l'effet de la pression régnant dans la chambre de refroidissement 11.
Ces volets d'obturation 90, 91 sont guidés latéralement dans des rainures de guidage verticales latérales 92 de la cloison 88, sont disposés de part et d'autre du plan 29 déterminé par la bande thermoplastique 2 et sont agencés de façon à pouvoir alternativement libérer et obturer l'ouverture de passage 89 de la cloison 88 en s'écartant ou se rapprochant parallèlement au plan de la cloison 88, dudit plan 29 et matérialisé par les parties non déformées de la bande 2, parties subsistant entre les récipients voisins 3. Les deux volets d'obturation 90, 91 sont verticalement mobiles à l'aide de deux vérins 93, 94 agissant simultanément en sens opposés, mais le volet supérieur 90 peut aussi être fixe.
Lorsque les deux volets 90, 91 serrent entre eux la partie plane non déformée de la bande 2, partie subsistant entre deux rangées transversales de récipients 3, ils assurent une étanchéité suffisante entre la chambre de refroidissement 1 1 et la chambre de sas 82. L'épaisseur du volet inférieur 91 au moins est inférieure à l'écartement de deux rangées transversales voisines des récipients 3.
La porte mobile 81 du sas de sortie 12 comprend un support de piston 95 qui est logé de façon étanche sur son pourtour dans le tronçon d'enceinte 83 et qui est muni d'un alésage cylindrique 96 dont les génératrices sont parallèles au plan horizontal 29 déterminé par la bande thermoplastique 2. Dans cet alésage 96 est monté, de façon mobile et étanche, un piston d'extraction 97 qui est susceptible de se déplacer alternativement dans le même sens que la bande thermoplastique 2 et dans celui opposé à celui de ladite bande 2 sous l'effet d'un vérin de commande 98 dont l'organe mobile est relié audit piston 97 et dont l'organe fixe est par exemple solidaire du support de piston 95. L'étanchéité entre le piston d'extraction 97 et l'alésage cylindrique 96 est assurée par des joints d'étanchéité 99, 100 solidaires, soit du support 95, soit du piston 97.
Ce piston d'extraction 97 comporte en outre un perçage de passage 101 dont la section est identique à celle de l'ouverture de passage 89 de la cloison 88 et qui est horizontalement aligné avec ladite ouverture 89. Sur le piston d'extraction 97, par exemple près de sa face amont, sont prévus de part et d'autre du plan horizontal 29, et perpendiculairement au sens d'avance de la bande thermoplastique 2, deux volets d'obturation 102, 103 dont au moins le volet inférieur 103 est mobile et guidé de façon étanche dans une fente verticale 104 ménagée dans la partie inférieure et dans une protubérance inférieure 105 du piston d'extraction 97. Le volet inférieur 103 a une course verticale au moins légèrement supérieure à la hauteur des récipients 3 et est mû par un vérin de commande 106 logé dans la protubérance inférieure 105 du piston 97.
Le volet supérieur 102 est fixe et s'étend, par son extrémité inférieure, jusqu'au niveau du plan horizontal 29. L'épaisseur du volet inférieur 103 est au moins légèrement inférieure à l'écartement entre deux rangées transversales voisines des récipients 3. Lorsque le volet inférieur 103 est sollicité par son vérin 106 contre la partie plane non déformée de la bande 2, et ladite partie contre l'extrémité inférieure du volet supérieur 102, la porte mobile 81 du sas de sortie 12 obture hermétiquement la chambre de sas 82 vers l'extérieur. La chambre 82 peut être reliée à une source de fluide gazeux comprimé de préférence froid à l'aide d'une conduite 107 munie d'une valve de fermeture 108.
Pour pouvoir adapter la longueur des chambres 8 et 1 1 entre deux postes fixes, par exemple entre le poste de formage 6 et le poste de scellement 9 ou entre ce dernier et la porte amont 80 du sas de sortie 12 ou encore entre cette dernière et le poste de
découpe 13, on prévoit un ou plusieurs anneaux de calage 109,
110 entre la bride, par exemple 84, d'un tronçon de tube, par
exemple 83, et la face frontale voisine, par exemple 86, d'un poste
correspondant, par exemple la porte 80.
Le procédé de conditionnement susceptible d'être mis en
oeuvre à l'aide de l'installation précédemment décrite se comprend
de soi-même. Du fait que l'on réalise dans une chambre, notam
ment la chambre de surpression 8, une pression supérieure à celle
de l'atmosphère et suffisante pour éviter qu'un produit arrivant par le poste 7, sous une certaine pression interne, se décompose
partiellement ou entre en ébullition à la température régnant dans
la chambre 8, et que l'on maintient cette surpression dans ladite
chambre jusqu'après l'obturation étanche des récipients 3 remplis
sous le poste 7, on peut utiliser des matières plastiques pour
l'emballage des produits sous pression.
Lorsque le produit arrive
dans la chambre 8, il peut déjà se trouver à une température
correspondant à la température de stérilisation pour la pression à
laquelle il est soumis dans le poste de remplissage 7 et dans la
chambre 8, mais on peut également porter le produit à sa température de stérilisation après l'avoir introduit dans les récipients 3
dans la chambre 8 où l'on maintient une surpression qui, pour la
température de stérilisation considérée et largement inférieure au
point de ramollissement des matières thermoplastiques utilisées
pour la fabrication des récipients 3, empêche l'ébullition ou la
vaporisation partielle du produit. Il est à remarquer que la
chambre de refroidissement 1 1 ne sera utilisée que lorsque le
produit contenu dans les récipients 3 est à refroidir rapidement.
Autrement, cette chambre 1 1 peut être supprimée et le sas de
sortie 12 est raccordé directement à la station de scellement 9.
Les deux portes 80 et 81 du sas de sortie 12 s'ouvrent et se
ferment alternativement. De plus, le piston d'extraction 97 recule
par exemple d'un pas d'avance en direction de la porte fixe 80
lorsque ses volets 102, 103 sont en position d'ouverture et avance
en synchronisme avec la bande 2 après la fermeture étanche
desdits volets. Pour ne pas perturber la pression établie dans la
chambre voisine, par exemple la chambre de refroidissement 11,
on peut, après chaque mise à l'atmosphère de la chambre de
sas 82 et de sa fermeture, établir la surpression dans ladite
chambre à l'aide de la conduite 107.
Si l'on désire envoyer pério
diquement un fluide froid sous pression dans la chambre de
refroidissement 11, on peut se servir de la chambre de sas 82 pour
laisser échapper une partie de ce fluide entre-temps réchauffé et
afin de permettre une nouvelle alimentation de la chambre 1 1 en
fluide froid sans augmenter la valeur de la surpression prédétermi
née.
Le procédé de conditionnement de produits dans un emballage
en matière plastique selon l'invention se distingue par le fait que
le remplissage et/ou le traitement thermique des produits dans les
récipients en matière plastique s'effectue dans une enceinte en
surpression 8 pendant que les récipients 3 avancent pas à pas.
Il peut être appliqué notamment à la fabrication des conserves
où par exemple les produits à conserver sont préalablement
stérilisés à une température supérieure à 100"C, puis acheminés
également à une température supérieure à 100"C dans la
chambre 8 où règne une pression au-dessus de la pression atmo
sphérique et suffisante pour éviter l'ébullition du produit. Dans
cette chambre 8 se trouve le système de remplissage 7 qui distri
bue les produits à conserver dans des récipients en matière plas
tique 3 préaiablement formés eux aussi dans cette chambre 8.
Après ce remplissage qui s'est effectué sous pression, un jet de
vapeur d'eau sèche peut être utilisé pour chasser l'air contenu
dans la partie supérieure restée vide du récipient 3, puis les réci
pients 3 sont scellés de façon étanche par la soudure d'une bande
de scellement 10 sur leur ouverture.
Ces récipients remplis et scellés sont ensuite stérilisés dans la
chambre 8, puis refroidis dans la chambre 1 1 dont la pression est
égale à la surpression de la chambre 8. Lors de ce refroidissement,
la vapeur d'eau sèche contenue dans les récipients 3 se condense et forme le vide dans le récipient 3 ou réduit au moins considérablement la surpression initiale.
Dans une variante plus particulièrement destinée au conditionnement en continu de produits qui ne peuvent être préstérili sés ou dosés en continu, le formage et le remplissage des récipients 3 se font de façon non stérile, puis les récipients remplis mais non encore obturés sont placés dans la chambre 8 en surpression comme précédemment où ils sont stérilisés, soit avant, soit après leur obturation, puis refroidis dans la chambre de refroidissement 11.
Ce procédé permet non seulement la réalisation de conserves en emballage plastique, mais également le conditionnement en emballage plastique de produits devant être remplis sous pression et ne nécessitant pas de traitement thermique, comme c'est le cas par exemple pour la bière.
The present invention relates to a method and an installation for manufacturing containers and for packaging a product using said containers.
According to a known method of this type, the containers are first produced by hot deforming a plastic strip, said containers are filled with the product to be packaged, the containers are sealed with a strip of sealed on the edges of said containers and, finally, cutting two superimposed strips, the containers filled and sealed.
A known installation for the implementation of the aforementioned method comprises in series a station for storing and feeding the strip of thermoplastic material, a step-by-step transport mechanism for the thermoplastic strip through the installation, a heating station. receiving the thermoplastic strip in the unwound state, a forming station making containers from the thermoplastic strip, a filling station for introducing products to be packaged into the formed containers, a sealing station for the containers to hermetically close said said containers using a metal sealing strip coated with a thermoplastic film and sealed on the edge of said containers, a cutting station for separating the filled and sealed containers, on the one hand, thermoplastic and metal bands, and , on the other hand,
neighboring containers, as well as an evacuation station for transporting the cut containers individually or in groups to a collecting or storage station.
This known method and installation does not make it possible to package, using thermoplastic containers, products under pressure or giving rise to the formation of internal pressure when, once hermetically packaged, they are subjected to a heat treatment, by example for sterilization.
The present invention seeks to remedy these drawbacks and aims to provide a method and an installation allowing the packaging of products under pressure using thermoplastic containers.
For the process of the type initially mentioned, this aim is achieved, in accordance with the invention, because at least the filling and sealing of the receptacles are carried out in an overpressure medium, the pressure of which is greater than atmospheric pressure. and at least of a value such that any boiling of the product at the filling temperature of the product is prevented.
In this way, it is possible to maintain products, for example pre-sterilized, at their pre-sterilization pressure and to avoid splashing of the product when it is introduced into the containers. The elimination of splashes ensures clean container edges and therefore a perfect hermetic seal of the containers.
This packaging process is also suitable for sterilizing the products at the time of their introduction into the containers.
According to a particular embodiment of the invention, the containers are filled with the product to be packaged in a sterilization medium, the temperature of which is equal to or greater than the sterilization temperature and the pressure of which is sufficient to avoid the temperature of the medium, boiling of the product, the filled containers are maintained in the sterilization medium for a period of time sufficient for sterilization of the product and the containers, the filled containers are sealed in the sterilization medium.
To avoid the bursting of the sealed containers containing a pre-sterilized product or a sterilized product, when these containers are returned to the ambient environment at normal pressure and temperature, the sealed containers are advantageously passed through a so-called cooling medium, of which the pressure is substantially equal to that of the overpressure or sterilization medium, but the temperature of which is lower than that of said sterilization medium.
In order to render the containers sterile before their filling and the sealing strip before its application to the containers, it is advantageous to leave said containers and said strip to remain in the sterilization medium for a sufficient time, before filling and sealing of said receptacles.
In order to avoid any pollution of the containers between their forming and their sealing, the forming of the containers is preferably carried out in the sterilization medium.
For practical reasons of introducing the thermoplastic strip into the overpressure or sterilization medium and to reduce the pressure losses to a minimum, the heating of the thermoplastic strip is preferably carried out in the overpressure or sterilization medium.
In order to avoid significant overpressure in hermetically sealed containers, overpressure causing the lid of the containers to bend, for example, steam is used in the area of the overpressure medium, area associated with the filling and sealing of the containers, superheated dry water.
The installation of the type initially mentioned and allowing the implementation of the method according to the invention is characterized by the fact that at least one overpressure zone comprising the filling station and that of sealing the receptacles is housed in a sealed chamber. capable of being connected to a source of pressurized fluid and that an inlet lock is provided upstream and an outlet lock is provided downstream of said overpressure zone.
In this way, it is possible to establish, at least for the filling and sealing of the receptacles, an overpressure zone which will prevent the product from entering the boiling point at the temperature considered in said zone, or from splashing over it. edge of containers.
It is advantageous to provide the entry lock upstream of the heating station of the thermoplastic strip and to extend the sealed enclosure upstream of the heating station so that the latter and the station for forming the containers are also surrounded by said enclosure. Thanks to this arrangement, for example it suffices to provide on the front cover of the enclosure an entry slot whose dimensions correspond to those of the thermoplastic strip and to mount on the inner face of the front cover, on both sides. another of said slot, a lip seal whose lips are directed towards the heating station.
In the overpressure zone, the enclosure preferably comprises at its upper part, between the filling station and the sealing station, an inlet lock for the sealing strip.
In order to be able to cool under pressure products which have undergone, before or after their introduction into the containers, advantageously a heat treatment such as a sterilization treatment, the sealed enclosure is extended beyond the sealing station to the airlock. Release.
For example, the enclosure has a round cross section forming part of a rectangle, preferably equilateral, and the curved lateral faces which are tangent to the sides of the rectangle have a radius of curvature much greater than the section parts situated at the sides. angles of the rectangle and gradually connecting to the curved side faces.
According to a particular embodiment of the installation,
The sealed enclosure is subdivided into several enclosure sections, a first of which is associated with the heating station, a second of which is associated with the filling and sealing stations and a third of which is associated with the cooling zone between the station shutter and the outlet lock, each enclosure section being provided with a closable pipe going to a pressure source, a temperature measuring device and a calibrated pressure relief valve.
Preferably, the forming and sealing stations and part of the outlet airlock rest on the ground by means of uprights and serve as supports for the enclosure sections which, by their end flanges, are fixed in a sealed manner. on the front faces of the forming and sealing stations and of the front part of the outlet airlock.
The step-by-step transport mechanism for the thermoplastic strip and the containers secured to said strip comprises, for example, two endless chain conveyors provided with grippers for gripping each strip on its edges, preferably conveyors which are arranged one behind the the other, one inside the sealed enclosure between the inlet lock and the outlet lock and the other downstream of said outlet lock and which are driven in synchronism.
Preferably, the advance pitch of the conveyor disposed downstream of the outlet lock is slightly greater than that of the conveyor disposed in the enclosure.
The enclosure section associated with the cooling zone comprises, for example, on its outer face cooling fins.
Preferably, inside the enclosure section associated with the cooling zone, there is provided a cooling tank arranged below the level of the thermoplastic strip, movable vertically and moved by a jack placed below said tank and whose stroke is at least equal to the height of the receptacles and the actuation of which takes place immediately before and after each advance step of the thermoplastic strip, the cooling tank being connected to a coolant circuit.
In order to reduce the heat exchange between the cooling zone and the overpressure zone associated with the filling and sealing stations, a thermal barrier is advantageously provided between these two zones, constituted for example by two flexible lip screens which are mounted. in the same vertical plane on the downstream end face of the closure station and are arranged relative to each other so as to leave a passage for the containers while remaining applied by the lips at least on the lid and the bottom of said containers.
To reduce the heat exchange between the heating zone of the thermoplastic strip and the overpressure zone associated with the filling and sealing stations, advantageously a thermal barrier consisting of two flexible lip screens is mounted on the vertical front face of the forming station such that the two lips are applied on either side of the flat thermoplastic strip.
Preferably, the exit lock comprises two shutter doors, one of which is stationary and the other of which is movable parallel to the transport plane of the thermoplastic strip and its containers and is associated with a control cylinder.
Advantageously, the fixed door of the exit airlock comprises, on the one hand, a partition wall fixed laterally in a sealed manner on a section of the enclosure, preferably on that associated with the cooling zone, and provided with an opening of passage for the thermoplastic strip and its receptacles, and, on the other hand, two vertical shutter flaps which are arranged one above the other and on either side of the horizontal plane determined by the thermoplastic strip, which are applied by one of their side faces and under the effect of the pressure prevailing in the overpressure or cooling zone and which are arranged so as to be able, alternately, to release and close the passage opening of the partition wall,
at least the lower flap being movable in the plane parallel to that of the partition and being of a thickness less than the spacing between the parts closest to two neighboring containers taken in the direction of transport of said containers.
Advantageously, the movable door of the exit lock comprises a piston support, on the one hand, housed immobile and sealed in another section of the enclosure, one end of which is mounted in a sealed manner on the downstream side face of the bulkhead. separation and, on the other hand, provided with a cylindrical bore whose generatrices are parallel to the horizontal plane determined by the thermoplastic strip, an extraction piston which is guided in a sealed manner in the cylindrical bore of the piston support, piston connected to the movable member of a control cylinder whose fixed member is secured to said piston support, and which further comprises a passage bore aligned with the passage opening of said partition as well as two shutters verticals which are mounted on the extraction piston on either side of the horizontal plane determined by the thermoplastic strip,
are arranged so as to be able to alternately release and close the passage bore, and of which at least the lower flap is movable, is guided in a sealed manner in a vertical slot of the extraction piston, and is of a thickness less than the spacing separating the closest parts of two neighboring containers taken in the direction of transport of said containers.
Preferably, the movable flaps of the two doors of the exit lock are each associated with a control cylinder, the cylinder associated with the movable flap of the extraction piston being integral with the latter.
Preferably, the advance stroke of the extraction piston control cylinder is synchronized with the stepwise advance movement of the thermoplastic strip and is equal to, or slightly greater than, the advance step of the conveyor housed in the 'pressure vessel.
In order to reduce the volume of the chamber of the exit airlock, chamber delimited by the two doors of said airlock and a section of enclosure connecting the two doors, for example the minimum spacing between the flaps of the two doors is equal to the thickness of a container, thickness taken in the direction of advance of the thermoplastic strip, that is to say the length of one advance step of the conveyor housed in the overpressure chamber.
Preferably, the chamber of the outlet lock is capable of being connected to a source of pressurized fluid.
In order to be able to adapt to a multiple of different advance pitches of the thermoplastic strip the length of the enclosure sections between two neighboring fixed stations such as the forming station, the shutter station, the fixed door and the piston of the outlet lock, and the cutting station, advantageously at least one wedging ring is provided between the flange of an enclosure section and the adjacent side face of the corresponding station.
The object of the invention will be described below with the aid of an exemplary embodiment shown schematically in the appended drawing in which:
fig. 1 is a longitudinal vertical section through the packaging installation according to the invention:
fig. 2 is an enlarged longitudinal vertical section through the outlet airlock of the installation;
fig. 3 is a transverse vertical section through the fixed door of the exit lock according to the line III-III of FIG. 2;
fig. 4 is a partial transverse vertical section through the movable door of the exit lock according to the line IV-IV of FIG. 3, and
fig. 5 is a horizontal section through the movable shutter of the movable door along the line V-V of FIG. 4.
As shown schematically in FIG. 1, the conditioning installation comprises in series a storage and supply station 1 of a strip of thermoplastic material 2 from and in which will be formed containers 3, a heating station 4, provided in a sealed chamber heating station 5, a forming station 6, a filling station 7 serving to introduce under pressure a pasty or granular or powdery liquid product into the containers 3 and arranged in a sealed overpressure chamber 8, a closure or sealing station 9 also provided in the overpressure chamber 8 and serving to hermetically seal the containers 3 by means of lids made from a metal sealing strip 10 coated on one side with a thermoplastic film, a cooling chamber 11 , an outlet airlock 12, a cutting station 13 for cutting,
of the two bands welded together 2 and 10, the filled and sealed containers 3, as well as an evacuation station 14 for transporting the containers cut individually or in groups to a storage or loading station, not shown.
The forming, closing or sealing and cutting stations 6, 9 and 13 are of known design, except that they are flat vertical annular faces, and therefore do not require any description of detail. However, it should be noted that they are supported by vertical uprights 15, 16 and 17 which, together with those (18, 19) of the outlet lock 12, are the only supports of the installation on the factory floor 20. The frame, not shown, the installation is fixed on the uprights 15 to 19.
The enclosure of the heating chamber 5 is delimited by a section of cylindrical tube 21 provided with two end flanges 22, 23 of which the one (22) located on the side of the storage station 1 is sealed off by a front cover flanged 24 provided with an entry or access lock 25 for the thermoplastic strip 2. The inlet lock 25 is formed by a horizontal inlet slot 26 whose dimensions are adapted to those of the strip 2 which is guided upstream of said slot by a pair of transport rollers 27 whose contact generatrix is perpendicular to the edges of said strip 2 and located in the same horizontal plane as slot 26.
The entry or access lock 25 also comprises on the inner face of the cover 24, on either side of the slot 26, a lip seal 28 whose lips converge towards the heating station towards the horizontal plane. going through the slit. This horizontal plane moreover constitutes the transport or advancement plane 29 of the strip 2 through the packaging installation.
The other end flange 23 of the enclosure section 21 is fixed in a sealed manner on one of the two flat annular faces 30, 31 of the forming station 6, the control jacks 32, 33 of which form part of the annular support 34 of said station. 6. A thermal barrier 35 constituted by two flexible lip screens touching the thermoplastic strip 2 and converging towards the front cover 24 covers the opening left by the annular support 34 and is fixed to the front face 30 of this support, face facing towards the heating chamber 5.
The enclosure of the overpressure chamber 8 is delimited by the forming station 6, the closure or sealing station 9 and
by a section of cylindrical tube 35 provided with end flanges 36, 37. The sealing station 9 comprises, like the
forming 6, an annular support 38 resting on the uprights 16
and having two flat annular end faces 39, 40.
One (36) of the end flanges of the cylindrical tube section 35
is tightly fixed to the annular front face 31 of the
annular support 34 of the forming station 6 and the other flange (37)
is tightly fixed to the front annular face 39 of the
shutter station 9. On the annular support 38 is mounted, to
outside the cylindrical tube section 35, a support 41 for the
roll 42 of the metal sealing tape 10 which, on the side
intended to be applied on the horizontal edges of containers 3,
edges formed by the undeformed horizontal part of the
thermoplastic strip 2, is provided with a thermoplastic film.
The
sealing strip 10 is guided by several rollers of
return 43, 44 and passes into the overpressure chamber 8 through
an entry lock 45 provided in the upper part of the section of
tube 35 and formed, like the airlock 25, by a slot and a gasket
lips arranged on either side of the slot and of the strip 10 on
the inner face of the tube section 35. The sealing station 9
includes two control cylinders 46, 47 for the tools of
sealing, these jacks being provided inside the perimeter drl
annular support 38 which is supported by the uprights 16.
Sure
the downstream end face 40, the annular support 38 of the sealing station
tion 9 is provided with a thermal barrier 48, consisting of
soft lip shields which are arranged one above the other
so as to leave a passage for the sealed containers 3 while
remaining applied, by their lips, at least on the lids and
the bottoms of these receptacles.
The cooling chamber 1 1 is delimited by the station
seal 9, the upstream end of the exit lock and by a section
cylindrical tube 49 of which the end flanges 50, 51 are
tightly fixed, on the one hand, on the downstream end face 40 of the
sealing station 9 and, on the other hand, on the upstream annular front face 52 of the outlet airlock 12. The enclosure section 49 surrounding the cooling chamber 11 is, for example, provided on its outer face, with fins cooling 53. Where appropriate, a cooling tank 54 connected to a coolant circuit, not shown, is arranged below the plane 29 of the thermoplastic strip 2, and is mounted to move vertically under the effect of a control 55 provided in the cooling chamber 11.
The depth of the tank 54 is slightly greater than the height of the containers 3 and its length taken in the direction of advance of the containers 3 is equal to several steps in advance, for example three steps in advance. The working stroke of the jack 55 is greater than the height of the containers so that in the low position of the container 54, the containers 3 can advance without being hampered by the latter. After each advance step, the tank 54 is lifted and comes to the upper position where the containers 3 are immersed in the refrigerant liquid and where, preferably, the edge of the tank 54 supports the containers 3 by their edges formed by the flat parts. not deformed of the thermoplastic strip 2 and separating, if necessary, two neighboring containers.
The thermoplastic strip 2 is moved step by step in the packaging installation using a drive mechanism which comprises in series two endless chain conveyors 56, 57. Each conveyor 56, 57 comprises two pairs of wheels. toothed gear 58, 59 and 60, 61 and two endless side chains 62 and 63. The endless chains 62, 63 are provided with clamps, not shown, and capable of gripping and pinching the edges of the thermoplastic strip 2 on the path of the upper strand of the chains, a path which substantially coincides with the horizontal plane 29 determined by said strip 2. The first conveyor 56 is disposed between the two lock 25 and 12 and is therefore entirely included in a sealed enclosure. The second conveyor 57 is provided downstream of the outlet lock 12 and is therefore in the open air.
The pairs of downstream wheels 59 and 61 of each conveyor 56, 57 are driven in synchronism from a common motor 62 and using a transmission 63 comprising, for each pair of downstream wheels 59, 61, a variator speeds 64 and 65 and acting outside the enclosures on the shafts of said wheels. So that the thermoplastic strip 2 is always slightly stretched, the speed variator 65 associated with the second conveyor 57 is adjusted so that its advance step is slightly greater than that of the first conveyor 56. In order not to leave without support over too great a distance the containers 3 especially when they have been filled, there are provided, both in the overpressure chamber 8 and in the cooling chamber 11, support slides 66, 67 on which can rest and slide the bottoms of said receptacles 3.
In order to be able to control at will the temperature and the pressure prevailing in the various chambers 5, 8 and 11, each of these chambers, which are in principle at the same pressure by a value greater than that of the atmosphere, is provided with 'a control thermometer 68, 69, 70, a safety valve 71, 72, 73 against unwanted overpressures and a supply line 74, 75, 76 each comprising a shut-off valve 77, 78, 79 and connected to a source of gaseous fluid under pressure, not shown. If the heating 5 and overpressure 8 chambers are, in general, connected to a source of hot pressurized fluid, the cooling chamber 11 is connected to a source of cold gaseous fluid.
under pressure.
The outlet lock 12 shown in detail in FIGS. 2 to 5 comprises, between two doors 80 and 81, an airlock chamber 82 further delimited by a section of cylindrical tube 83, the two end flanges 84, 85 of which are fixed, on the one hand, in a sealed manner on the downstream end face 86 of the upstream door 80 and, on the other hand, on the upstream end face 87 of the cutting station 13. The upstream door 80 is fixed station and comprises a partition 88 which, by the peripheral part of its two end faces 52 and 86, is mounted in a sealed manner between the downstream flange 51 of the section 49
and the upstream flange 84 of the tube section 83.
At the level of the receptacles 3, this partition 88 is provided with a passage opening 89 for the thermoplastic strip 2 and the receptacles 3 which are attached thereto, for example in transverse rows of two (see FIGS. 3 and 4) and preferably in rows of four, six, eight and even twelve. The upstream door 80 also comprises two shutter flaps 90, 91 superimposed parallel to the partition 88 and applied in a sealed manner against the upstream end face of the latter under the effect of the pressure prevailing in the cooling chamber 11.
These shutter flaps 90, 91 are guided laterally in lateral vertical guide grooves 92 of the partition 88, are arranged on either side of the plane 29 determined by the thermoplastic strip 2 and are arranged so as to be able to alternately release and closing the passage opening 89 of the partition 88 by moving away from or approaching parallel to the plane of the partition 88, from said plane 29 and materialized by the undeformed parts of the strip 2, parts remaining between the neighboring containers 3. The two shutter flaps 90, 91 are vertically movable with the aid of two jacks 93, 94 acting simultaneously in opposite directions, but the upper flap 90 can also be fixed.
When the two flaps 90, 91 clamp together the non-deformed flat part of the strip 2, the part remaining between two transverse rows of containers 3, they provide sufficient sealing between the cooling chamber 1 1 and the airlock chamber 82. L The thickness of the lower flap 91 at least is less than the spacing of two neighboring transverse rows of the containers 3.
The movable door 81 of the outlet lock 12 comprises a piston support 95 which is housed in a sealed manner on its periphery in the enclosure section 83 and which is provided with a cylindrical bore 96 whose generatrices are parallel to the horizontal plane 29 determined by the thermoplastic strip 2. In this bore 96 is mounted, in a movable and sealed manner, an extraction piston 97 which is capable of moving alternately in the same direction as the thermoplastic strip 2 and in that opposite to that of said band 2 under the effect of a control cylinder 98 whose movable member is connected to said piston 97 and whose fixed member is for example secured to the piston support 95. The seal between the extraction piston 97 and the cylindrical bore 96 is provided by seals 99, 100 integral with either the support 95 or the piston 97.
This extraction piston 97 further comprises a passage bore 101 whose cross section is identical to that of the passage opening 89 of the partition 88 and which is horizontally aligned with said opening 89. On the extraction piston 97, for example near its upstream face, are provided on either side of the horizontal plane 29, and perpendicular to the direction of advance of the thermoplastic strip 2, two shutter flaps 102, 103 of which at least the lower flap 103 is movable and guided in a sealed manner in a vertical slot 104 formed in the lower part and in a lower protuberance 105 of the extraction piston 97. The lower flap 103 has a vertical stroke at least slightly greater than the height of the containers 3 and is moved by a control cylinder 106 housed in the lower protuberance 105 of the piston 97.
The upper flap 102 is fixed and extends, via its lower end, to the level of the horizontal plane 29. The thickness of the lower flap 103 is at least slightly less than the distance between two adjacent transverse rows of the containers 3. When the lower flap 103 is urged by its jack 106 against the non-deformed flat part of the strip 2, and said part against the lower end of the upper flap 102, the movable door 81 of the outlet lock 12 hermetically seals the lock chamber 82 outwards. The chamber 82 can be connected to a source of preferably cold compressed gaseous fluid by means of a pipe 107 provided with a closing valve 108.
To be able to adapt the length of the chambers 8 and 1 1 between two fixed stations, for example between the forming station 6 and the sealing station 9 or between the latter and the upstream door 80 of the outlet lock 12 or between the latter and the post of
cutout 13, one or more wedging rings 109 are provided,
110 between the flange, for example 84, of a section of tube, by
example 83, and the neighboring front face, for example 86, of a station
corresponding, for example gate 80.
The packaging process likely to be implemented
work using the previously described installation is understandable
of oneself. Due to the fact that we realize in a room, in particular
pressure chamber 8, a pressure greater than that
of the atmosphere and sufficient to prevent a product arriving through station 7, under a certain internal pressure, decomposing
partially or boils at the temperature prevailing in the
chamber 8, and that this overpressure is maintained in said
chamber until after the sealed 3 filled containers
under item 7, plastics can be used for
packaging of products under pressure.
When the product arrives
in room 8, it may already be at a temperature
corresponding to the sterilization temperature for the pressure at
which it is subjected to in the filling station 7 and in the
chamber 8, but the product can also be brought to its sterilization temperature after having introduced it into the containers 3
in chamber 8 where an overpressure is maintained which, for the
sterilization temperature considered and well below the
softening point of the thermoplastics used
for the manufacture of containers 3, prevents boiling or
partial vaporization of the product. It should be noted that the
cooling chamber 1 1 will only be used when the
product contained in containers 3 must be cooled rapidly.
Otherwise, this chamber 1 1 can be deleted and the airlock
output 12 is connected directly to the sealing station 9.
The two doors 80 and 81 of the exit lock 12 open and
alternately close. In addition, the extraction piston 97 moves back
for example one step forward towards the fixed door 80
when its flaps 102, 103 are in the open position and advance
in synchronism with band 2 after sealing
of said shutters. In order not to disturb the pressure established in the
neighboring chamber, for example the cooling chamber 11,
we can, after each venting of the room to
airlock 82 and its closure, establish the overpressure in said
chamber using line 107.
If you want to send period
only a cold pressurized fluid in the
cooling 11, the airlock chamber 82 can be used for
let escape some of this meanwhile heated fluid and
in order to allow a new supply of the chamber 1 1 in
cold fluid without increasing the value of the predetermined overpressure
born.
The process of packaging products in packaging
made of plastic according to the invention is distinguished by the fact that
filling and / or heat treatment of products in
plastic containers is carried out in an enclosure made of
overpressure 8 while the containers 3 advance step by step.
It can be applied in particular to the manufacture of preserves
where, for example, the products to be preserved are
sterilized at a temperature above 100 "C, then shipped
also at a temperature above 100 "C in the
chamber 8 where there is a pressure above the atmo pressure
spherical and sufficient to prevent the product from boiling. In
this chamber 8 is the filling system 7 which distributes
drink the products to be stored in plastic containers
tick 3 also previously formed in this chamber 8.
After this filling, which was carried out under pressure, a jet of
dry water vapor can be used to expel the contained air
in the empty upper part of container 3, then the containers
3 pients are sealed by welding a strip
sealing 10 on their opening.
These filled and sealed containers are then sterilized in the
chamber 8, then cooled in chamber 1 1, the pressure of which is
equal to the overpressure of chamber 8. During this cooling,
the dry water vapor contained in the containers 3 condenses and forms a vacuum in the container 3 or at least considerably reduces the initial overpressure.
In a variant more particularly intended for the continuous packaging of products which cannot be pre-sterilized or continuously dosed, the forming and filling of the containers 3 are carried out in a non-sterile manner, then the containers filled but not yet sealed are placed in the container. chamber 8 in overpressure as before where they are sterilized, either before or after their sealing, then cooled in the cooling chamber 11.
This process not only makes it possible to produce canned goods in plastic packaging, but also the packaging in plastic packaging of products which must be filled under pressure and which do not require heat treatment, as is the case for example for beer.