EP0794902B1 - Procede et dispositif pour eliminer l'oxygene de l'espace de tete d'un emballage - Google Patents

Procede et dispositif pour eliminer l'oxygene de l'espace de tete d'un emballage Download PDF

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EP0794902B1
EP0794902B1 EP95936932A EP95936932A EP0794902B1 EP 0794902 B1 EP0794902 B1 EP 0794902B1 EP 95936932 A EP95936932 A EP 95936932A EP 95936932 A EP95936932 A EP 95936932A EP 0794902 B1 EP0794902 B1 EP 0794902B1
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nitrogen
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Willy Hugelshofer
Josef Egli
Alfred Messerli
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Nestle SA
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Societe des Produits Nestle SA
Nestle SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/04—Evacuating, pressurising or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied
    • B65B31/041—Evacuating, pressurising or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied the nozzles acting from above on containers or wrappers open at their top

Definitions

  • the invention relates to a method for removing oxygen. head space of aseptically filled packaging, in which the packaging is filled in an air atmosphere sterile, sterile nitrogen is then injected with a nozzle disposed directly above the opening of said packaging at room temperature and under pressure atmospheric in a sterile air atmosphere and we seals the packaging between two sealing elements.
  • the invention further relates to the device used for the implementation of this process.
  • DE-A-3108817 also relates to a device to remove oxygen from the headspace of a packaging.
  • the nozzle allowing to inject nitrogen is integral with one of the elements of sealing, which reduces the efficiency of the nitrogen supply, because said nozzle moves and the nitrogen jet changes direction.
  • US-A-4,934,127 and EP-A-479,037 also relate to devices for eliminating the headspace oxygen of a package. The disadvantage of these devices is that the sealing of the packaging is done downstream of the injection station nitrogen, which has the effect of letting the quantity of nitrogen introduced beforehand.
  • the object of the present invention is the development of a process for removing oxygen from the headspace packaging that is aseptically filled efficiently. By eliminating is meant reaching a content of very low oxygen in the headspace, i.e. around 2% and even less.
  • sterile nitrogen is injected from the nozzle which is fixed and disposed between the two mobile sealing elements, nitrogen injection is done from the top at an angle between 40 and 50 ° with respect to the vertical and against the current the direction of movement of the packaging.
  • the packaging used can be of any type, but its upper part is sealable.
  • the filling product in the packaging can be of any type.
  • liquid type from the food industry, for example a product based on milk, fruit juice or water, which can also contain part of pieces.
  • the goal is to get products with a long shelf life, for which there is no degradation of taste and / or certain ingredients during storage.
  • the process is implemented on a production line classic industrial, in which there is in particular a filling compartment and sealing compartment : it is necessary to add according to the invention in the sealing compartment a nitrogen injection step.
  • the two filling and sealing compartments are under sterile air flow so as to create turbulence conditions: the injection speed of nitrogen is greater than the air injection speed sterile.
  • the nitrogen flow per line between 100 and 800 l / min at atmospheric pressure.
  • the duration of nitrogen injection per package is around of the second. This rapid nitrogen injection allows save the amount of nitrogen and limit the length of the production line. We can also operate with a continuous nitrogen arrival than discontinuous.
  • the invention further relates to the device usable for the implementation of the method described above.
  • This device includes a filling compartment for product in packaging, sealing compartment said package with two sealing elements and one conveyor device for conveying the packaging in the two compartments, the second compartment comprising a fixed nozzle for injecting nitrogen, this being disposed between the movable sealing elements and being positioned so that it makes an angle between 40 and 50 ° with the vertical, said angle being against the current the direction of movement of the packaging.
  • the conveyor device has a step-by-step advancement system and we arrive at a conventional filling rate at this type of line. It is understood that in this description, all that is said concerns a mode of aseptic filling: the nitrogen and the air used are pre-sterilized.
  • the packages 1 arrive via the conveyor device 2 in the direction of the arrows 3 in the compartment aseptic filling 4, then in the compartment sealing 5. Sterile air is injected into both above-mentioned compartments respectively by lines 6 and 7.
  • the product 8 arrives through the filling system 9 and is dosed in packaging 1 thanks to the nozzle filling 10.
  • the sealing compartment 5 comprises the fixed nitrogen injection nozzle 11, the nitrogen arriving via the line 12 and the two sealing elements 13,14.
  • Aseptic 4 filling and sealing compartments 5 have openings 15, 16, 17 allowing the passage of the packaging 1 on the conveyor device 2.
  • the operation of the device according to the invention is the next:
  • the conveyor device 2 has a system step by step.
  • Package 1 is positioned under the filling nozzle 10, which then delivers the dose of product 8.
  • the compartment is permanently under sterile air atmosphere.
  • the transport device then position the other packages under the nozzle 10 and the filled packages arrive in the compartment of seal 5 and pass under the nozzle 11 for injecting nitrogen.
  • the nitrogen flow is 300 l / min, the compartment sealing also being permanently under atmosphere sterile air.
  • Fig. 2 we can clearly see the operation of sealing with elements 13 and 14.
  • the device carrier 2 then delivers the packaging ready to use or storage.
  • packaging is thus obtained which can be stored for at least 6 months, without any degraded product quality and taste.
  • vitamins as well as mineral salts are in addition preserved.

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Description

L'invention concerne un procédé d'élimination d'oxygène de l'espace de tête d'un emballage rempli aseptiquement, dans lequel on remplit l'emballage sous atmosphère d'air stérile, on injecte ensuite de l'azote stérile avec une buse disposée directement au-dessus de l'ouverture dudit emballage à température ambiante et sous la pression atmosphérique dans une atmosphère d'air stérile et on scelle l'emballage entre deux éléments de scellage. L'invention concerne en outre le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Dans le domaine du remplissage aseptique avec certains types de machine, il n'est pas possible de remplir un emballage et de le sceller sans y laisser un faible volume gazeux, appelé espace de tête. Comme on travaille normalement dans des systèmes avec de l'air stérile, cet espace de tête contient de l'ordre de 20% d'oxygène. La présence d'oxygène a un effet négatif, en ce sens que lors de la conservation du produit contenu dans ledit emballage, il arrive fréquemment que ce produit soit sensible à l'oxygène, ce qui conduit ainsi à une dégradation de son goût et/ou de certains ingrédients, tels que les vitamines et les sels minéraux. Ce phénomène est inacceptable pour le consommateur ou pour des raisons de législation alimentaire. On a déjà envisagé une solution dans laquelle on cherche à réduire l'espace de tête : on opère dans ce cas en remplaçant juste avant le scellage l'air par de la vapeur d'eau. L'inconvénient de ce système est cependant que la vapeur d'eau se condense sur des surfaces froides : la conséquence est un risque inacceptable d'infection pour les produits neutres et faiblement acides. Une seconde solution consiste à réduire l'espace de tête avec des éléments mécaniques en pressant l'emballage : mais il n'est cependant pas possible d'éliminer totalement ledit espace. Le brevet DE-A-3108817 concerne également un dispositif permettant d'éliminer l'oxygène de l'espace de tête d'un emballage. Dans ce dispositif, la buse permettant d'injecter l'azote est solidaire de l'un des éléments de scellage, ce qui diminue l'efficience de l'arrivée d'azote, car ladite buse bouge et le jet d'azote change de direction. Les brevets US-A-4,934,127 et EP-A-479,037 concernent également des dispositifs pour éliminer l'oxygène de l'espace de tête d'un emballage. L'inconvénient de ces dispositifs est que le scellage de l'emballage se fait en aval de la station d'injection d'azote, ce qui a pour conséquence de laisser repartir la quantité d'azote introduite au préalable.
Le but de la présente invention est la mise au point d'un procédé permettant d'éliminer l'oxygène de l'espace de tête d'un emballage rempli aseptiquement de manière efficiente. Par éliminer, on entend le fait d'atteindre une teneur en oxygène très faible dans l'espace de tête, à savoir de l'ordre de 2% et même moins.
Selon le procédé de l'invention, on injecte l'azote stérile à partir de la buse qui est fixe et disposée entre les deux éléments de scellage mobiles, l'injection d'azote est faite depuis le haut sous un angle compris entre 40 et 50° par rapport à la verticale et à contre-courant du sens de déplacement des emballages.
On améliore ainsi l'efficacité d'élimination de l'air résiduel dans l'espace de tête grâce à cette disposition spécifique de l'arrivée du courant d'azote.
L'emballage utilisé peut être de tout type, pouvu que sa partie supérieure soit scellable.
Le produit de remplissage de l'emballage peut être de tout type liquide du domaine alimentaire, par exemple un produit à base de lait, de jus de fruit ou d'eau, pouvant en outre contenir une partie de morceaux. On préfère tout particulièrement les produits sensibles à l'oxygène et faiblement acides, comme les produits diététiques contenant des vitamines et des sels minéraux. Le but est d'obtenir des produits à longue durée de conservation, pour lesquels il n'y a pas de dégradation du goût et/ou de certains ingrédients lors du stockage.
Le procédé est mis en oeuvre sur une ligne de fabrication industrielle classique, dans laquelle il y a notamment un compartiment de remplissage et un compartiment de scellage : il faut rajouter selon l'invention dans le compartiment de scellage une étape d'injection d'azote.
Les deux compartiments de remplissage et de scellage sont sous courant d'air stérile de manière à y créer des conditions de turbulence : la vitesse d'injection de l'azote est supérieure à la vitesse d'injection d'air stérile. Pour parvenir à un espace de tête ayant une teneur en oxygène de moins de 2 96, il faut travailler avec un débit d'azote par ligne compris entre 100 et 800 l/min à pression atmosphèrique.
La durée d'injection d'azote par emballage est de l'ordre de la seconde. Cette rapide injection d'azote permet d'économiser la quantité d'azote et limite la longueur de la ligne de production. On peut aussi bien opérer avec une arrivée d'azote continue que discontinue.
L'invention concerne en outre le dispositif utilisable pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Ce dispositif comprend un compartiment de remplissage de produit dans un emballage, un compartiment de scellage dudit emballage avec deux éléments de scellage et un dispositif transporteur pour véhiculer les emballages dans les deux compartiments, le second compartiment comportant une buse fixe pour injecter l'azote, celle-ci étant disposée entre les éléments de scellage mobiles et étant positionnée de manière à ce qu'elle fasse un angle compris entre 40 et 50° avec la verticale, ledit angle étant à contre-courant du sens de déplacement des emballages.
Le dispositif transporteur à un système d'avancée au pas-à-pas et on arrive à une cadence de remplissage classique à ce type de ligne. Il est bien entendu que dans la présente description, tout ce qui est dit concerne un mode de remplissage aseptique : l'azote et l'air utilisé sont préstérilisés.
On dispose dans la buse d'arrivée d'azote un répartiteur et des moyens supplémentaires, tels qu'une ou plusieurs plaques métalliques permettant d'obtenir des flux uniformes à la sortie de la buse.
Il faut également que le flux d'azote arrive sur une largeur suffisante pour bien déplacer l'air résiduel de l'espace de tête : on prévoit une largeur de buse supérieure à la largeur d'ouverture de l'emballage. La suite de la description est faite en référence aux dessins sur lesquels :
  • Fig. 1 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention, dans l'étape d'injection d'azote et
  • Fig. 2 est une représentation schématique du même dispositif dans l'étape de scellage.
    • Les emballages 1 arrivent par le dispositif transporteur 2 dans le sens des flèches 3 dans le compartiment de remplissage aseptique 4, puis dans le compartiment de scellage 5. De l'air stérile est injecté dans les deux compartiments précités respectivement par les conduites 6 et 7. Le produit 8 arrive par le système de remplissage 9 et est dosé dans l'emballage 1 grâce à la buse de remplissage 10. Le compartiment de scellage 5 comprend la buse fixe 11 d'injection d'azote, l'azote arrivant par la conduite 12 ainsi que les deux éléments de scellage 13,14.
    Les compartiments de remplissage aseptique 4 et de scellage 5 comportent des ouvertures 15, 16, 17 permettant le passage des emballages 1 sur le dispositif transporteur 2.
    Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant : Le dispositif transporteur 2 a un système d'avancée pas-à-pas. L'emballage 1 est positionné sous la buse de remplissage 10, qui délivre alors la dose de produit 8. Le compartiment est en permanence sous atmosphère d'air stérile. Le dispositif transporteur positionne ensuite les autres emballages sous la buse 10 et les emballages remplis arrivent dans le compartiment de scellage 5 et passent sous la buse 11 d'injection d'azote. Le débit d'azote est de 300 l/min, le compartiment de scellage étant lui aussi en permanence sous atmosphère d'air stérile. Dans la Fig. 2, on voit bien l'opération de scellage avec les éléments 13 et 14. Le dispositif transporteur 2 délivre alors les emballages prêts à l'emploi ou au stockage.
    On obtient ainsi selon l'invention des emballages qui peuvent être stockés pendant au moins 6 mois, sans aucune dégradation de la qualité et du goût du produit. Les vitamines ainsi que les sels minéraux sont en outre préservés. Dans l'exemple précité, on arrive à une teneur en oxygène de 1% dans l'espace de tête.

    Claims (8)

    1. Procédé d'élimination d'oxygène de l'espace de tête d'un emballage (1) rempli aseptiquement, dans lequel on remplit l'emballage (1) sous atmosphère d'air stérile, on injecte ensuite de l'azote stérile avec une buse (11) disposée directement au dessus de l'ouverture dudit emballage à température ambiante et sous la pression atmosphérique dans une atmosphère d'air stérile et on scelle l'emballage avec deux éléments de scellage (13,14), caractérisé en ce qu'on injecte l'azote stérile à partir de la buse (11) qui est fixe et disposée entre les deux éléments de scellage mobiles (13,14) et en ce que l'injection d'azote est faite depuis le haut sous un angle de l'ordre de 40-50° par rapport à la verticale et à contre-courant du sens de déplacement des emballages.
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injection d'azote dure de l'ordre de la seconde par emballage.
    3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'injection d'azote est faite de manière continue ou discontinue.
    4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vitesse d'injection de l'azote est supérieure à la vitesse d'injection de l'air stérile.
    5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le débit d'injection d'azote par ligne est compris entre 100 et 800 l/min.
    6. Dispositif pour la mise en oeuvre du' procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant un compartiment de remplissage aseptique (4) de produit dans un emballage (1), un compartiment de scellage (5) dudit emballage avec deux éléments de scellage (13, 14) et un dispositif transporteur (2) pour véhiculer les emballages dans les deux compartiments (4,5), caractérisé en ce que le second compartiment (5) comporte une buse fixe (11) pour injecter l'azote, ladite buse étant disposée entre les éléments de scellage mobiles (13,14) et en ce que la buse (11) fait un angle compris entre 40° et 50° avec la verticale, ledit angle étant à contre-courant du sens de déplacement des emballages.
    7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la buse présente un repartiteur.
    8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la buse (11) a une largeur plus grande que celle de l'emballage (1).
    EP95936932A 1994-12-06 1995-12-05 Procede et dispositif pour eliminer l'oxygene de l'espace de tete d'un emballage Expired - Lifetime EP0794902B1 (fr)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP94119203 1994-12-06
    EP94119203 1994-12-06
    AT94119/20 1994-12-06
    PCT/CH1995/000290 WO1996017775A1 (fr) 1994-12-06 1995-12-05 Procede et dispositif pour eliminer l'oxygene de l'espace de tete d'un emballage

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0794902A1 EP0794902A1 (fr) 1997-09-17
    EP0794902B1 true EP0794902B1 (fr) 1999-04-07

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    Family Applications (1)

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    EP95936932A Expired - Lifetime EP0794902B1 (fr) 1994-12-06 1995-12-05 Procede et dispositif pour eliminer l'oxygene de l'espace de tete d'un emballage

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    US (1) US5896727A (fr)
    EP (1) EP0794902B1 (fr)
    JP (1) JPH11500394A (fr)
    AT (1) ATE178547T1 (fr)
    AU (1) AU688160B2 (fr)
    BR (1) BR9509963A (fr)
    DE (1) DE69508958T2 (fr)
    DK (1) DK0794902T3 (fr)
    ES (1) ES2131869T3 (fr)
    GR (1) GR3030005T3 (fr)
    PL (1) PL177976B1 (fr)
    RU (1) RU2139229C1 (fr)
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