"Ensemble constitué d'un dispositif de décontamination et d'au moins une préforme, installation et procédé de fabrication d'un récipient stérile"
L'invention concerne un ensemble constitué d'un dispositif de décontamination et d'au moins une préforme, une installation et un procédé de fabrication d'un récipient stérile.
L'invention concerne plus particulièrement un ensemble comportant un dispositif de décontamination de l'intérieur de préformes et au moins une préforme en matière thermoplastique pour la fabrication d'un récipient, dans lequel la préforme comporte un col qui se prolonge axialement par un corps fermé par un fond et qui délimite une ouverture d'accès à l'intérieur de ladite préforme.
Dans le domaine de l'agro-alimentaire, on connaît des dispositifs de décontamination pour la mise en œuvre de traitement de décontamination (encore appelé d'aseptisation ou de stérilisation) de l'intérieur au moins d'une préforme en matière thermoplastique, telle que du PET.
De tels dispositifs sont utilisés pour décontaminer en particulier l'intérieur de préformes qui sont destinées à être transformées en récipients, les récipients stériles obtenus étant aptes à recevoir des denrées alimentaires.
Les traitements de décontamination appliqués ont pour but de détruire, ou à tout le moins de réduire, la présence d'organismes microbiologiques ou micro-organismes, tels qu'en particulier les germes, les bactéries, les spores, les moisissures, etc.
A cet égard, on distingue dans les dispositifs de décontamination ceux mettant en œuvre une décontamination dite par "voie chimique" résultant de l'action bactéricide, virucide, fongicide, etc. d'au moins un agent stérilisant, tel que le peroxyde d'hydrogène (H202) notamment.
Le document WO-A1 -2006/136499 décrit un exemple d'une telle décontamination de l'intérieur d'une préforme en matière thermoplastique au moyen d'un dépôt par condensation d'un film d'agent stérilisant.
Le but de la présente invention est notamment de proposer une alternative à la décontamination par voie chimique grâce à un
ensemble comportant notamment un dispositif de décontamination permettant de décontaminer l'intérieur d'une préforme par irradiation.
Dans ce but l'invention propose un ensemble comportant un dispositif de décontamination de l'intérieur de préformes et au moins une préforme du type décrit précédemment, caractérisé en ce que ledit dispositif de décontamination comporte au moins un organe de support portant des moyens de décontamination par irradiation qui sont constitués de composants de type semi-conducteur destinés à être introduits par l'ouverture à l'intérieur de ladite préforme pour émettre sélectivement au moins un rayonnement ultraviolet à l'intérieur de la préforme à décontaminer.
Avantageusement, la décontamination par irradiation est réalisée avant la transformation de la préforme en récipient.
Avantageusement, la surface interne à décontaminer d'une préforme est inférieure à celle du récipient final (bouteille, flacon, pot, etc.) de sorte que la décontamination d'une préforme est plus économique, notamment grâce à une moindre consommation d'énergie.
De plus et par comparaison avec celle d'un récipient (comme une bouteille) qui est souvent ouvragée pour des raisons techniques et/ou esthétiques, la surface interne de la paroi d'une préforme ne comporte pas d'éléments en relief de sorte que, aucun problème d'ombres et de surfaces masquées au rayonnement ne se pose avec une préforme.
Cependant, l'introduction des moyens de décontamination par irradiation à l'intérieur d'une préforme se heurte à différents problèmes techniques d'accessibilité, problèmes qui n'étaient pas rencontrés avec la décontamination par voie chimique où généralement seul l'agent stérilisant projeté par une buse est introduit par l'ouverture du col.
Une préforme présente une accessibilité réduite à tout le moins du fait de l'accès unique à son volume interne fermé par l'ouverture délimitée par le col de la préforme.
Pour indiquer une ordre de grandeur, la valeur du diamètre interne du col d'une préforme est généralement comprise entre 20 et 35 mm pour des préformes destinées à être transformées en bouteilles, ces valeurs ne sont toutefois pas limitatives et données uniquement à titre d'exemples.
Si le col est une partie de la préforme qui - par son diamètre interne - détermine les contraintes d'accessibilité au volume interne de la préforme, il n'est cependant pas toujours la seule partie à prendre en considération.
En effet, il convient également de considérer le corps de la préforme qui peut comporter au moins un tronçon axial présentant un diamètre interne inférieur ou sensiblement égal au diamètre interne du col déterminant l'ouverture.
On rappellera qu'une préforme est fabriquée par injection de matière thermoplastique dans un moule, le point d'injection se situant au niveau du fond de la préforme.
Ainsi, le fait que les dimensions radiales d'au moins un tronçon du corps, par exemple celui du corps directement adjacent au col ou le fond de la préforme, soient inférieures à celles du col est de nature à faciliter le démoulage de la préforme après fabrication.
A titre non limitatif et pour donner des ordres de grandeur, une préforme d'une hauteur totale de 80 mm et dont le diamètre interne de col est globalement égal à une valeur de 22 mm présentera par exemple un diamètre interne sur le tronçon du corps adjacent au fond dont la valeur sera comprise entre 16 et 17 mm.
Grâce notamment à leurs dimensions réduites, les composants semi-conducteurs formant les moyens de décontamination sont aptes à être introduits avec leur organe de support à l'intérieur de la préforme, à travers l'ouverture du col et au-delà dans le volume interne fermé qui est circonférentiellement délimité par la surface interne de la paroi du col, du corps et du fond de la préforme.
Avantageusement, les moyens de décontamination selon l'invention sont en effet non seulement aptes à être introduits par l'ouverture de faible diamètre du col de la préforme mais également au-delà dans le corps et à proximité du fond, sans toutefois entrer en contact avec la surface interne.
Grâce à quoi, les moyens de décontamination selon l'invention sont disposés à proximité immédiate de la surface interne et irradient l'intérieur de la préforme, plus précisément et l'ensemble de la surface interne de la paroi de la préforme au moyen dudit au moins un rayonnement ultraviolet émis par les composants semi-conducteurs.
Grâce au fait que la source émettrice de rayonnement(s) formée par les composants de type semi-conducteur est introduite directement à l'intérieur de la préforme, soit reçue dans le volume interne, la puissance émise par chaque composant est utilisée de manière optimale, sans la moindre perte, ledit au moins un rayonnement ultraviolet parcourant une faible distance avant d'irradier la surface de la paroi se trouvant globalement en vis-à-vis.
Par comparaison, on comprendra notamment qu'une source émettrice positionnée à l'extérieur de la préforme ne permettrait pas d'obtenir un rendement équivalent entre l'énergie consommée d'une part et la quantité de rayonnement effectivement reçue par la surface à décontaminer par irradiation.
L'irradiation par le ou les rayonnements émis par les moyens de décontamination, pendant au moins une durée déterminée, provoque la destruction de tout ou de la majeure partie des micro-organismes précités (germes, bactéries, spores, moisissures, etc.) présents à l'intérieur de la préforme et permet, après transformation de ladite préforme décontaminée, d'obtenir un récipient stérile.
On rappelle que la quantité de micro-organismes est susceptible d'être dénombrée par comptage après notamment des opérations de lavage, de filtration et de mise en culture, on détermine ainsi une réduction logarithmique du nombre de micro-organismes par exemple dite de l'ordre de 3D, ou encore 3Log équivalent à 1000 unités (103).
Grâce au dispositif de décontamination par irradiation réalisé conformément à l'invention, l'intérieur de la préforme est stérilisé avec des niveaux de décontamination pouvant atteindre des valeurs de l'ordre d'au moins 3Log et jusqu'à 6Log.
Les moyens de décontamination sont aptes à émettre sélectivement au moins un rayonnement ultraviolet présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre
100 nm et 400 nm.
De préférence, les moyens de décontamination sont aptes à émettre une combinaison de rayonnements comportant en outre au moins un rayonnement ultraviolet de type "UVC" et/ou un rayonnement ultraviolet de type "UVA", avantageusement combiné.
Au moins l'un des rayonnements ultraviolets est combiné à au moins un autre rayonnement de type infrarouge ou "IR", de préférence les deux rayonnements ultraviolets UVC et UVA.
Une telle combinaison irradiante d'au moins deux rayonnements permet d'obtenir un effet de synergie grâce auquel les microorganismes irradiés sont détruits avec des taux supérieurs de réduction du nombre de micro-organismes.
Avantageusement, le traitement direct appliqué avec une telle combinaison irradiante de rayonnements permet d'obtenir une efficacité de destruction sur un large nombre de micro-organismes, chacun des micro-organismes présentant généralement une vulnérabilité plus importante à l'un en particulier des rayonnements émis.
La Demanderesse a pu établir que l'effet de synergie d'une telle combinaison irradiante découle du fait que, par exemple, les moisissures sont plus sensibles au rayonnement infrarouge tandis que les bactéries le seront plus aux rayonnements ultraviolets.
L'action décontaminante du rayonnement infrarouge résulte de l'apport qui est fait d'une quantité importante de chaleur capable d'altérer l'acide désoxyribonucléique (ou ADN) mais de provoquer surtout une altération de la membrane du micro-organisme, voir l'implosion du micro-organisme incapable de la dissiper, de l'évacuer.
L'action décontaminante des rayonnements ultraviolets résulte de phénomènes différents et tout particulièrement de leur capacité à traverser la membrane du micro-organisme pour en altérer l'acide désoxyribonucléique (ou ADN) du noyau, raison pour laquelle les rayonnements ultraviolets UVC et UVA sont en particulier capables, en altérant l'ADN, d'inhiber la mitose.
Le dispositif de décontamination par irradiation permet avantageusement d'atteindre des niveaux de décontamination qui sont au moins équivalents à ceux obtenus avec une décontamination ou stérilisation par voie chimique dont il constitue dès lors une alternative pouvant recevoir application industrielle.
Par l'intermédiaire de l'organe de support traversant l'ouverture du col de la préforme, la source émettrice portée par ledit organe est amenée à proximité de la paroi délimitant le volume interne fermé, en
vis-à-vis de la surface, de manière à obtenir une irradiation importante des micro-organismes et ce faisant la garantie de leur destruction massive et rapide.
Avantageusement, la décontamination de l'intérieur de la préforme est obtenue avec une durée d'irradiation courte qui n'affecte dès lors pas les cadences de fabrication de récipients.
Selon d'autres caractéristiques du dispositif de l'invention :
- au moins l'un des composants formant lesdits moyens de décontamination émet un rayonnement ultraviolet de type "C" présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 100 nm et 280 nm ;
- au moins l'un des composants formant les moyens de décontamination émet un rayonnement ultraviolet de type "A" présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 315 nm et 400 nm ;
- les moyens de décontamination sont constitués par des composants formant au moins un premier groupe de composant(s) et un deuxième groupe de composant(s), et au moins le premier groupe de composant(s) est constitué d'au moins un composant qui émet un rayonnement ultraviolet présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 100 nm et 400 nm ;
- le deuxième groupe de composant(s) est constitué d'au moins un composant qui émet un rayonnement infrarouge présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 780 nm et 1 mm ;
- ledit dispositif de décontamination comporte des moyens d'actionnement commandés sélectivement pour provoquer un déplacement relatif entre l'organe de support et la préforme afin d'introduire temporairement les moyens de décontamination par irradiation à l'intérieur de la préforme ;
- les moyens de décontamination sont constitués par des composants qui sont agencés sur tout ou partie de la hauteur du tronçon de l'organe de support destiné à être reçu à l'intérieur de la préforme ;
- les moyens de décontamination sont constitués par des composants qui sont agencés sur l'ensemble du pourtour de l'organe
de support pour émettre un rayonnement dans l'ensemble des directions, sur sensiblement 360°, de manière à décontaminer l'intérieur de la préforme ;
l'organe de support des composants est entraîné sélectivement en rotation pour balayer l'intérieur de la préforme au moyen d'au moins un rayonnement ultraviolet ;
- le dispositif de décontamination comporte une unité de contrôle commandant sélectivement les composants pour contrôler l'émission ou non dudit au moins un rayonnement ultraviolet ;
- l'organe de support des composants est constitué par une tige d'étirage d'une unité de moulage de préformes pour la fabrication de récipients ;
- le dispositif de décontamination comporte des moyens de refroidissement des composants, lesdits moyens de refroidissement étant constitués au moins par l'organe de support évacuant au moins par conduction la chaleur produite en fonctionnement par lesdits composants ;
- l'organe de support comporte un circuit de refroidissement pour établir sélectivement une circulation d'un fluide caloporteur à l'intérieur de l'organe de support ;
- au moins une partie des composants formant les moyens de décontamination sont des diodes électroluminescentes ;
- au moins une partie des composants formant les moyens de décontamination sont des diodes laser.
Avantageusement, le dispositif de décontamination de l'ensemble selon l'invention est utilisé dans une installation de fabrication de récipients stériles qui sont obtenus à partir de préformes préalablement décontaminées par irradiation avant leur transformation.
L'invention propose une installation de fabrication de récipients stériles à partir de préformes en matière thermoplastique comportant un col qui se prolonge axialement par un corps fermé par un fond et qui délimite une ouverture d'accès à l'intérieur de ladite préforme, ladite installation comportant au moins :
- un four pour conditionner thermiquement les préformes ;
- une machine de soufflage pour transformer, au moins par injection d'un fluide sous pression, lesdites préformes en récipients ;
caractérisée en ce que ladite installation comporte au moins un dispositif de décontamination des préformes comportant au moins un organe de support portant des moyens de décontamination par irradiation qui sont constitués de composants de type semi-conducteur destinés à être introduits par l'ouverture à l'intérieur de ladite préforme pour émettre sélectivement au moins un rayonnement ultraviolet à l'intérieur de la préforme à décontaminer.
Le dispositif de décontamination est susceptible d'être agencé, suivant le sens de déplacement du flux de préformes dans l'installation, en amont, dans ou en aval du four de conditionnement thermique
Avantageusement, ledit dispositif de décontamination est agencé en amont du four de conditionnement thermique.
En variante, ledit dispositif de décontamination est intégré au four de conditionnement thermique, notamment au dispositif de transport des préformes entre l'entrée et la sortie du four.
Avantageusement, ledit dispositif de décontamination est agencé en aval du four de conditionnement thermique, notamment intégré aux moyens de transfert des préformes issues du four ou intégré à la machine de soufflage.
L'invention propose encore un procédé de fabrication d'un récipient stérile à partir d'une préforme en matière thermoplastique, ledit procédé comportant au moins :
- une étape initiale consistant à fabriquer une préforme en matière thermoplastique,
- une étape finale consistant à transformer ladite préforme en un récipient,
caractérisé en ce que, entre lesdites étapes initiale et finale, ledit procédé comporte au moins une étape intermédiaire de décontamination d'au moins l'intérieur d'une préforme consistant au moins à :
- introduire à l'intérieur de la préforme des moyens de décontamination par irradiation formés par des composants de type semi-conducteur aptes à émettre sélectivement au moins un rayonnement ultraviolet ;
- commander lesdits composants de type semi-conducteur pour provoquer l'émission d'au moins un rayonnement ultraviolet afin d'irradier l'intérieur de la préforme ;
- extraire lesdits moyens de décontamination hors de la préforme décontaminée.
Avantageusement, le procédé comporte une étape de conditionnement thermique de la préforme avant l'étape finale de transformation de la préforme en récipient.
Avantageusement, l'étape finale consiste au moins à injecter un fluide sous pression à l'intérieur d'une préforme préalablement conditionnée thermiquement et disposée dans une unité de moulage de récipient.
La préforme décontaminée est ainsi transformée en un récipient stérile dans une unité de moulage, notamment par soufflage ou par étirage-soufflage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective qui représente un mode de réalisation d'un dispositif de décontamination d'un ensemble selon l'invention et qui illustre un organe de support sur lequel sont montés des composants de type semi-conducteur formant les moyens de décontamination par irradiation dudit dispositif ;
- la figure 2 est une vue en perspective qui représente l'extrémité libre de l'organe de support du dispositif de décontamination selon la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe de l'organe de support du dispositif de décontamination selon la figure 1 qui représente des moyens de refroidissement des moyens de décontamination ;
- la figure 4 est une vue en coupe d'un exemple de préforme à décontaminer avant sa transformation en récipient au moyen d'un dispositif de décontamination ;
- la figure 5 est une vue schématique qui représente les étapes successives de décontamination de l'intérieur d'une préforme par le dispositif de décontamination par irradiation des figures 1 à 3;
- la figure 6 est une vue schématique qui représente une installation pour la fabrication d'un récipient stérile à partir d'une préforme décontaminée par un dispositif de décontamination ;
- la figure 7 est une vue en perspective qui représente une unité de moulage comportant une tige d'étirage formant l'organe de support des moyens de décontamination et qui illustre ladite unité en position ouverte et en position fermée.
Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les termes tels que "supérieur" et "inférieur", "intérieur" et "extérieur", etc. en référence aux définitions données dans la description et au trièdre (L, V, T) représenté sur les figures.
De plus, les éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
On a représenté aux figures 1 à 3, un dispositif 10 de décontamination selon un mode de réalisation donné à titre non limitatif.
Selon l'invention, le dispositif 10 est utilisé pour procéder à la décontamination de l'intérieur d'au moins une préforme 12 telle que représentée sur la figure 4.
Un ensemble 1 selon l'invention représenté à la figure 5 comporte au moins une préforme 12 à décontaminer au moyen dudit dispositif 10 de décontamination associé.
La préforme 12 se caractérise notamment par une paroi 14 délimitant un volume 16 interne fermé accessible uniquement au travers d'une ouverture 18 délimitée circonférentiellement par un col.
Un exemple de réalisation d'une préforme 12 sera décrit plus en détails ultérieurement en référence à la figure 4.
On décrira tout d'abord le dispositif 10 de décontamination selon un mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3.
Le dispositif 10 de décontamination comporte au moins un organe 20 de support qui est apte à être introduit sélectivement par l'ouverture 18 à l'intérieur de la préforme 12.
Plus précisément, au moins une partie de l'organe 20 de support formant son extrémité libre est destinée à être reçue dans le volume 16 interne de la préforme 12.
Le dispositif 10 de décontamination comporte des moyens 22 de décontamination par irradiation qui sont constitués de composants de type semi-conducteur.
Les composants de type semi-conducteur sont aptes à émettre sélectivement au moins un rayonnement ultraviolet propre à détruire les micro-organismes ou à tout le moins d'inhiber leur développement en empêchant la mitose afin de stériliser l'intérieur de la préforme 12 et tout particulièrement la surface de la paroi 14 interne.
Le dispositif 10 de décontamination comporte au moins un organe 20 de support qui porte des moyens 22 de décontamination par irradiation qui sont constitués de composants de type semi-conducteur destinés à être introduits par l'ouverture 18 à l'intérieur de la préforme 12 pour émettre sélectivement au moins un rayonnement ultraviolet à l'intérieur de la préforme 12 de manière à stériliser l'intérieur de la préforme 12.
L'organe 20 de support du dispositif 10 de décontamination présente globalement une forme de tige qui s'étend de manière rectiligne suivant la direction verticale du trièdre (L, V, T) représenté à la figure 1.
Dans la présente description la direction verticale est utilisée par convention, sans référence à la gravité terrestre.
De préférence, l'organe 20 de support présente, en coupe par un plan horizontal (L, T), une section polygonale propre à faciliter le montage des composants notamment du fait de la planéité des faces.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, l'organe 20 de support est de section carrée. En variante, l'organe 20 de support présente une section de forme pentagonale, hexagonale, etc. ou encore triangulaire.
Avantageusement, les composants sont disposés sur l'ensemble du pourtour de l'organe 20 de support, de préférence de manière régulière sur les faces verticales de l'organe 20.
Les composants sont agencés verticalement depuis l'extrémité libre de l'organe 20 de support au moins sur une hauteur "h" donnée correspondant par exemple au tronçon de l'organe 20 destiné à pénétrer à l'intérieur de la préforme 12.
De préférence, l'organe 20 de support comporte des composants sur sa face 24 inférieure, ici horizontale, située à son extrémité libre comme l'illustre plus particulièrement la figure 2.
En variante, l'organe 20 de support ne comporte pas de composants à son extrémité libre, en particulier en fonction de la géométrie de cette extrémité comme une forme en pointe conduisant à l'absence de face inférieure horizontale.
Avantageusement, les composants formant lesdits moyens 22 de décontamination sont disposés sur l'organe 20 de support de manière à émettre un rayonnement dans l'ensemble des directions, sur sensiblement 360°, afin de stériliser tout l'intérieur de la préforme 12.
Avantageusement, les réflexions du ou des rayonnements émis qui se produisent à l'intérieur de la préforme participent également à parfaire la stérilisation de l'intérieur de ladite préforme 12.
L'organe 20 de support des composants présente un axe X principal qui s'étend suivant la direction verticale du trièdre (L, V, T) de la figure 1.
De préférence, l'organe 20 de support est au moins monté mobile en translation suivant la direction verticale, coulissant entre au moins une première position et une deuxième position.
En variante, l'organe 20 de support est fixe verticalement suivant l'axe X et la préforme 12 est alors avantageusement susceptible d'être déplacée sélectivement pour introduire, par l'ouverture 18 au moins la partie de l'organe 20 de support portant les composants, dans la préforme 12.
Avantageusement, l'organe 20 de support et la préforme 12 sont susceptibles d'être déplacés relativement l'un par rapport à l'autre, au moins l'un des deux étant mobile par rapport à l'autre.
En variante, l'organe 20 de support est apte à être entraîné sélectivement en rotation autour de l'axe X de manière à permettre un balayage de l'intérieur de la préforme 12 par ledit au moins un rayonnement ultraviolet émis par la source irradiante que constituent les moyens 22 de décontamination.
Avantageusement, lesdits composants formant les moyens 22 de décontamination par irradiation constituent une source de
rayonnement ultraviolet présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 100 nm et 400 nm.
On distingue conventionnellement par des lettres les différents types de rayonnements dans la bande spectrale de longueur d'onde comprise entre 100 nm et 400 nm correspondant audit rayonnement ultraviolet.
Ainsi, un rayonnement ultraviolet de type "C", dit UVC, correspond à une longueur d'onde comprise entre 100 nm et 280 nm, un rayonnement ultraviolet de type "B", dit UVB, à une longueur d'onde comprise entre 280 nm et 315 nm et un rayonnement ultraviolet de type "A", dit UVA, à une longueur d'onde comprise entre 315 nm et 400 nm.
Avantageusement, au moins un composant formant les moyens 22 de décontamination est apte à émettre un rayonnement ultraviolet de type "C", c'est-à-dire un rayonnement présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 100 nm et 280 nm.
De préférence, ladite raie principale du rayonnement ultraviolet de type "C" a une longueur d'onde comprise entre 250 nm et 275 nm.
Avantageusement, la plage de longueur d'onde comprise entre 250 nm et 275 nm correspond aux valeurs pour lesquelles l'absorption du rayonnement par l'acide désoxyribonucléique (ou ADN) des microorganismes est la plus importante et par conséquent la destruction des micro-organismes maximale.
En effet, l'acide désoxyribonucléique comporte quatre bases azotées, à savoir l'adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G), qui présentent respectivement des caractéristiques d'absorption d'un rayonnement ultraviolet différentes.
De préférence, ladite raie principale du rayonnement ultraviolet de type "C" présente une longueur d'onde qui est égale à 265 nm.
La valeur de 265 nm correspond au pic d'absorption du rayonnement ultraviolet par l'acide désoxyribonucléique de microorganismes tels que par exemple le bacille "Bacillus Subtilis".
Avantageusement, les composants formant les moyens 22 de décontamination sont aptes à émettre différents rayonnements, y compris au sein de la bande spectrale correspondant aux ultraviolets.
De préférence, au moins un composant formant les moyens 22 de décontamination est apte à émettre un rayonnement ultraviolet de type "A" ou UVA présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 315 nm et 400 nm.
Les moyens 22 de décontamination peuvent donc être constitués par des composants se distinguant les uns des autres au moins par les caractéristiques du rayonnement émis.
De préférence, les moyens 22 de décontamination comportent alors au moins un premier groupe de composant(s) et un deuxième groupe de composant(s).
Avantageusement, au moins le premier groupe de composant(s) est constitué d'au moins un composant apte à émettre un rayonnement ultraviolet présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 100 nm et 400 nm.
Ainsi, les moyens 22 de décontamination peuvent comporter uniquement des composants émettant un rayonnement ultraviolet (UVC) ou des composants émettant un rayonnement ultraviolet (UVA) pour former ledit premier groupe de composants.
Avantageusement, les moyens 22 de décontamination comportent des composants de chaque type soit un premier groupe de composants aptes à émettre un rayonnement ultraviolet de type "C" et un deuxième groupe de composants aptes à émettre un rayonnement ultraviolet de type "A".
Le deuxième groupe de composant(s) est donc alors constitué d'au moins un composant apte à émettre un rayonnement ultraviolet de type "A" présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 315 nm et 400 nm, c'est-à-dire également comprise entre 100 nm et 400 nm.
En variante, le deuxième groupe de composant(s) est constitué d'au moins un composant apte à émettre un rayonnement présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde hors de la bande spectrale correspondant aux ultraviolets qui est comprise entre 100 nm et 400 nm.
De préférence, le deuxième groupe de composant(s) est constitué d'au moins un composant apte à émettre un rayonnement
infrarouge présentant au moins une raie principale ayant une longueur d'onde comprise entre 780 nm et 1 mm.
En variante, les moyens 22 de décontamination du dispositif 10 comportent par conséquent au moins trois groupes de composants différents, respectivement aptes à émettre des rayonnements ultraviolets de type "C" et "A" pour le premier et le deuxième groupe ainsi qu'un rayonnement infrarouge pour le troisième groupe.
Par conséquent, les moyens 22 de décontamination sont avantageusement susceptibles de combiner au moins deux rayonnements d'un type déterminé, dont au moins l'un appartient aux ultraviolets, pour stériliser par irradiation l'intérieur de la préforme.
Grâce à une combinaison irradiante résultant de la présence d'au moins deux groupes de composants distincts sur l'organe 20 de support, on obtient de manière surprenante un effet de synergie entre lesdits au moins deux types de rayonnements émis simultanément pour traiter l'intérieur de la préforme 12, lequel effet de synergie accroît la destruction des micro-organismes.
Le nombre de composants d'un type donné formant le premier groupe est par exemple différent de celui du deuxième groupe de composants, de sorte que en fonction du nombre de composants respectifs de chaque type, il est possible de faire varier en proportion les types de rayonnement émis.
La puissance du rayonnement émis par un groupe de composants donné est également susceptible de différer de celle d'un autre groupe de composants.
De préférence, au moins une partie des composants formant lesdits moyens 22 de décontamination sont des diodes électroluminescentes.
Avantageusement, les diodes électroluminescentes présentent une bande spectrale d'émission étroite autour de la raie principale choisie.
De telles diodes électroluminescentes sont par exemple, selon leur acronyme en anglais, des LED {Light Emitting Diode) ou des VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Light) ou encore des EED {Edge Emitting Diode).
Dans le dispositif 10 de décontamination selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, les moyens 22 de décontamination sont des diodes électroluminescentes, de préférence lesdites diodes sont de type LED.
On a représenté sur la figure 1, en détail dans une loupe, un exemple de diode électroluminescente comportant principalement une partie supérieure 26 destinée à être traversée par le rayonnement émis depuis une partie inférieure logée dans un boîtier 28 à partir duquel s'étendent une anode 25 et une cathode 27 pour l'alimentation électrique de la diode.
Bien entendu, la diode électroluminescente représentée à la figure 1 ne constitue qu'un exemple non limitatif de diode électroluminescente.
La partie supérieure 26 de la diode est avantageusement une partie présentant des propriétés optiques pour diffuser et/ou réfléchir le rayonnement émis par les moyens semi-conducteurs adjacents formant la partie inférieure logée dans le boîtier 28.
De manière connue, lesdits moyens semi-conducteurs correspondent aux différentes couches de matériau semi-conducteur propres à émettre le rayonnement, lesdites couches étant généralement supportées par un "socle" qui est plus communément appelé "submount" en anglais.
En variante non représentée, la diode électroluminescente ou laser formant le composant semi-conducteur peut notamment ne pas comporter de boîtier 28.
Selon une telle variante, la diode est montée sur l'organe 20 de support directement par l'intermédiaire du socle ("submount"). Avantageusement, l'organe 20 de support est alors un élément participant à la dissipation de la chaleur produite par le composant en fonctionnement.
L'élément associé au socle ("submount") pour assurer la fonction d'échangeur thermique apte à dissiper la chaleur est généralement appelé "heat sink" en anglais.
L'absence de boîtier 28 suivant une telle variante permet avantageusement, à surface égale, une implantation d'un plus grand nombre de composants.
Avantageusement et tout particulièrement avec une telle variante, une réduction de l'encombrement global du dispositif de décontamination est obtenue en intégrant les composants à l'organe 20 de support, de manière que lesdits composants ne fassent notamment pas saillie et soient protégés de l'environnement (humidité, poussières, etc.).
De préférence, les composants sont totalement intégrés dans l'épaisseur de l'organe 20 de support pour ne pas faire saillie par rapport aux faces dudit organe, grâce à quoi la compacité du dispositif de décontamination est augmentée.
Les diodes électroluminescentes peuvent être des composants individuels mais sont de préférence des sous-ensembles, par exemple en forme de barre ou de plaque, chaque sous-ensemble comportant une pluralité de diodes.
De préférence, les moyens 22 de décontamination comportent un premier groupe de diodes électroluminescentes aptes à émettre un rayonnement ultraviolet de type UVC et un deuxième groupe de diodes électroluminescentes aptes à émettre un rayonnement ultraviolet de type UVA.
Sur la figure 1, les diodes référencées 22C correspondent au premier groupe émettant des rayonnements de type UVC et les diodes référencées 22A correspondent au deuxième groupe émettant des rayonnements de type UVA, chacune des diodes électroluminescentes 22C et 22A de type LED ayant été représentées avec des motifs différents dans la partie 26 de manière à les distinguer.
Selon une variante non représentée, les moyens 22 de décontamination comportent des diodes électroluminescentes émettant un rayonnement infrarouge en combinaison avec d'autres diodes émettant un rayonnement ultraviolet de type UVC et/ou de type UVA.
En variante, au moins une partie des composants formant les moyens 22 de décontamination du dispositif 10 de décontamination sont constitués par des diodes laser.
Les diodes laser présentent en effet une émission de type monochromatique ou pseudo-monochromatique permettant d'obtenir un rayonnement ayant une raie principale d'une longueur d'onde donnée.
Avantageusement, le dispositif 10 de décontamination comporte des moyens 30 de refroidissement aptes à refroidir les composants semi-conducteurs formant les moyens 22 de décontamination.
En effet, les composants de type semi-conducteur tels que les diodes produisent en fonctionnement de la chaleur, les composants sont donc avantageusement refroidis notamment de manière à en garantir un fonctionnement optimal.
Les moyens 30 de refroidissement sont par exemple constitués par l'organe 20 de support qui est apte à évacuer par conduction la chaleur produite en fonctionnement par les composants montés sur l'organe 20.
Pour favoriser la conduction de la chaleur par l'organe 20 de support, le choix du matériau constitutif dudit organe 20 de support se portera sur un matériau métallique présentant de bonnes propriétés de conductivité thermique.
L'organe 20 de support peut être pourvu de moyens de dissipation de la chaleur transmise par conduction par les composants, par exemple un radiateur agencé sur un tronçon de l'organe 20 de support qui n'est pas introduit à l'intérieur de la préforme 12, ledit radiateur pouvant être associé à un ventilateur pour forcer l'échange thermique entre le radiateur et l'air.
De préférence, les moyens 30 de refroidissement sont des moyens permettant une régulation de la température afin de maintenir les composants dans des conditions optimales de fonctionnement.
Avantageusement, l'organe 20 de support intègre un circuit de refroidissement apte à établir sélectivement une circulation d'un fluide caloporteur à l'intérieur de l'organe 20 de support des composants.
Le circuit de refroidissement comporte au moins deux conduits, respectivement au moins un conduit 32 d'admission et au moins un conduit 34 d'évacuation.
Les conduits 32, 34 sont respectivement agencés dans l'organe 20 de support, formant préférentiellement le fluide de refroidissement des composants un liquide est destiné à être mis en circulation dans lesdits conduits 32, 34 du circuit de refroidissement.
Tel qu'illustré à la figure 3, le circuit de refroidissement comporte un conduit 34 d'évacuation du fluide qui est agencé en
position centrale et raccordé à plusieurs conduits 32 d'admission du fluide caloporteur. Les conduits 32 d'admission entourent ledit conduit 34 d'évacuation et sont adjacents aux faces de l'organe 20 de support sur lesquelles sont montés les composants.
Avantageusement, l'ensemble des conduits 32 et 34 sont réalisés directement dans la matière constitutive de l'organe 20 de support assurant par conduction la transmission de la chaleur produite par les composants, depuis les faces de l'organe 20 de support jusqu'aux conduits 34 d'admission assurant le refroidissement, la chaleur absorbée étant ensuite évacuée par le fluide de refroidissement via le conduit 34 d'évacuation.
Selon une variante de réalisation non représentée, le fluide caloporteur du circuit refroidissement est constitué par de l'air circulant dans au moins un canal interne de l'organe 20 de support.
Avantageusement, le dispositif 10 de décontamination comporte une unité 36 de contrôle apte à commander sélectivement chacun des composants ou groupe de composants pour contrôler l'émission ou non dudit au moins un rayonnement ultraviolet.
Avantageusement, l'unité 36 de contrôle du dispositif 10 de décontamination est apte à commander sélectivement des moyens 38 d'actionnement pour provoquer un déplacement relatif entre l'organe 20 de support et la préforme 12 afin d'exécuter un cycle de décontamination.
De préférence et tel que décrit précédemment, l'organe 20 de support est apte à coulisser selon la direction verticale, les moyens 38 d'actionnement sont donc associés à l'organe 20 de support.
Les moyens 38 d'actionnement sont par exemple constitués par au moins un actionneur, tel qu'un moteur électrique ou un vérin.
Le cycle de décontamination comporte successivement au moins une phase d'introduction, par ladite ouverture 18, des moyens 22 de décontamination dans le volume 16 interne fermé pour stériliser l'intérieur de la préforme 12 et une phase d'extraction, par l'ouverture 18, des moyens 22 de décontamination hors dudit volume 16 interne fermé de la préforme 12.
On décrira maintenant de manière détaillée un exemple de préforme 12 en référence à la figure 4 puis, en référence à la figure 5,
un ensemble 1 selon l'invention comportant une telle préforme 12 et un dispositif 10 de décontamination selon le mode de réalisation qui vient d'être décrit.
La préforme 12 représentée à la figure 4 ne constitue qu'un exemple de préforme en matière thermoplastique qui est par conséquent donné à titre non limitatif, les caractéristiques géométriques d'une préforme étant en particulier fonction du récipient final désiré, tel qu'une bouteille, un flacon, un pot, etc., de sa contenance.
La préforme 12 comporte un corps 40 dont la paroi 14 délimite le volume 16 interne fermé, une partie de la paroi 14 formant un fond 42 à l'opposé duquel, selon la direction verticale du trièdre (L, V, T), un col 44 délimite ladite ouverture 18 d'accès au volume 16 interne.
La préforme 12 présente un axe O principal qui s'étend selon la direction verticale.
De manière connue, le col 44 de la préforme est à sa forme définitive et se raccorde au corps 40, ici par une collerette 46 s'étendant radialement vers l'extérieur.
Le col 44 de la préforme est de préférence pourvu d'un filetage 48 destiné à permettre la fermeture ultérieure par bouchage du récipient final.
Le récipient stérile final est obtenu après transformation de la préforme 12 décontaminée.
On rappellera que la transformation de la préforme 12 est obtenue au moyen d'au moins un fluide sous pression introduit par l'ouverture 18 à l'intérieur de la préforme 12 disposée dans une unité de moulage comportant un moule correspondant au récipient. Généralement, le fluide est de l'air sous pression et le récipient obtenu par soufflage ou par étirage-soufflage de la préforme.
A cet effet, la préforme en matière thermoplastique est préalablement conditionnée thermiquement dans un four afin d'en ramollir la matière constitutive ce qui correspond à l'hypothèse dans laquelle la préforme n'est pas immédiatement transformée après sa fabrication par injection.
Les récipients comme les bouteilles sont utilisés dans l'industrie agro-alimentaire pour le conditionnement de nombreux liquides comme l'eau, les jus de fruits ou les sodas, le lait, etc.
Pour réaliser un conditionnement aseptique ou stérile de tels produits liquides, des dispositifs de décontamination sont utilisés pour décontaminer au moins l'intérieur de la préforme 12.
Le document WO-2006/136499 précité décrit un procédé de stérilisation pour la décontamination d'une préforme en matière thermoplastique destinée à être transformée en un récipient stérile.
Dans ce document, au moins l'intérieur de la préforme est décontaminé chimiquement en déposant par condensation sur la surface interne de la préforme un film de buée d'un agent stérilisant, tel que du peroxyde d'hydrogène (H202).
Pour de nombreuses applications, une telle méthode donne satisfaction, en particulier quant au degré d'aseptisation ou de stérilisation obtenu après décontamination des préformes traitées.
Comme cela a été indiqué en préambule, on recherche cependant d'autres méthodes alternatives à la décontamination chimique afin notamment de s'affranchir de certaines contraintes liées à l'utilisation d'agent comme le peroxyde d'hydrogène (H202) souvent utilisé pour réaliser une telle décontamination microbiologique.
Dans le cas d'une préforme en matière thermoplastique telle que celle représentée à la figure 4 et tel que rappelé en préambule, les caractéristiques géométriques sont directement liées au type de récipient souhaité et font souvent obstacle à la mise en œuvre de la décontamination, depuis les dimensions réduites de l'ouverture 18 délimitée par le col 44 jusqu'à la longueur et l'étroitesse du corps 40 s'étendant dudit col 44 jusqu'au fond 42.
Le diamètre interne du col 44 de la préforme 12 détermine l'ouverture 18 et même si les valeurs varient en fonction du récipient, on comprendra que le dispositif 10 de décontamination doit avantageusement présenter un faible encombrement.
Pour autant le col 44 n'est pas nécessairement la partie de la préforme 12 présentant les dimensions les plus réduites.
En effet, la préforme 12 illustrée à la figure 4 présente par exemple un corps 40 se raccordant au col 44 par un tronçon
tronconique, le diamètre interne du corps 40 étant inférieur au diamètre interne du col 44.
L'espace interne au voisinage du fond 42 est également parfois moindre qu'au niveau du col 44 en raison d'une épaisseur plus importante de la paroi formant le fond 42.
La matière thermoplastique constitutive de la préforme, comme par exemple le Polyéthylène Térephtalate (PET), est également une caractéristique à prendre en considération lors du choix de la méthode afin que le traitement ne provoque aucun défaut d'aspect, notamment esthétique, du récipient ou encore la présence de résidus d'agent utilisé pour la stérilisation.
Or, les matières thermoplastiques comme le PET forment une barrière au rayonnement ultraviolet qui ne peut donc traverser la paroi 14 de la préforme 12.
Par conséquent, le traitement de décontamination par irradiation de l'intérieur d'une préforme 12 ne peut s'effectuer depuis l'extérieur de la préforme 12 au travers de la paroi 14.
Toutefois, une irradiation par un rayonnement ultraviolet de l'extérieur de la préforme 12 peut être mise en œuvre pour décontaminer tout particulièrement l'extérieur du col 44 qui constitue une zone sensible.
Ainsi, l'utilisation d'au moins un rayonnement ultraviolet pour stériliser par irradiation l'intérieur de la préforme 12 nécessite que le rayonnement ultraviolet soit introduit à l'intérieur de la préforme 12.
Avec le dispositif 10 de décontamination selon les figures 1 à 3, la source émettrice elle-même, constituée des composants semiconducteur, est avantageusement introduite directement à l'intérieur de la préforme 12.
On décrira maintenant plus particulièrement en référence à la figure 5, le traitement d'une telle préforme 12 suivant un cycle de décontamination réalisé au moyen dudit dispositif 10 de décontamination par irradiation.
Tout d'abord, la préforme 12 et/ou l'organe 20 de support sont déplacés pour être positionnés relativement l'un par rapport l'autre dans une position de traitement déterminée, l'axe X principal de
l'organe 20 de support et l'axe O de la préforme étant sensiblement coaxiaux.
Tel qu'illustré en (a) sur la figure 5, l'organe 20 de support est en position de traitement à l'aplomb de la préforme 12.
L'organe 20 de support occupe alors une première position dans laquelle l'organe 20 est à l'extérieur de la préforme 12 et qui correspond à une position d'attente du début du cycle de décontamination.
De préférence, les moyens 22 de décontamination sont inactifs, à l'état de veille.
Selon le mode de réalisation des figures 1 à 3, les diodes 22C et 22A sont donc respectivement éteintes de sorte que aucun rayonnement ultraviolet n'est émis par les diodes.
Puis, l'unité 36 de contrôle du dispositif 10 de décontamination commande alors les moyens 38 d'actionnement associés à l'organe 20 de support pour déplacer verticalement l'organe 20 de support de la première position vers au moins une deuxième position.
La deuxième position correspond à une position active dans laquelle au moins une partie de l'organe 20 de support s'étend à l'intérieur de la préforme 12 à décontaminer.
La phase d'introduction de la source de rayonnement est illustrée en (b) sur la figure 5, les moyens 38 d'actionnement provoquant ici une descente de l'organe 20 de support en direction de l'ouverture 18 du col 44 de la préforme 12, positionnée ici "col en haut".
Bien entendu, l'agencement de la préforme 12 et de l'organe 20 de support pourrait être structurellement inversé.
En variante, la préforme 12 étant positionnée col en bas, l'organe 20 de support effectue alors un mouvement de montée en direction de l'ouverture 18 de la préforme 12 pour s'introduire à l'intérieur du volume 16 interne de la préforme 12 fermé par le fond 42.
De préférence, l'organe 20 de support est monté mobile suivant l'axe X par rapport à la préforme 12.
L'organe 20 de support est déplacé par les moyens 38 d'actionnement associés qui sont commandés sélectivement pour l'introduire à l'intérieur de la préforme 12 puis l'en extraire.
En variante, l'organe 20 de support est fixe et la préforme 12 apte à être déplacée par exemple par des moyens de préhension montés mobiles.
L'extrémité libre de l'organe 20 de support pénètre progressivement à l'intérieur de la préforme 12 à travers l'ouverture 18 délimitée circonférentiellement par le col 44.
Avantageusement, l'unité 36 de commande contrôle les moyens 22 de décontamination et les diodes 22C et 22A sont progressivement allumées, au fur et à mesure de l'introduction de l'extrémité libre de l'organe 20 de support des diodes à l'intérieur de la préforme 12, dans le volume 16 interne fermé délimité par la paroi 14.
Les diodes 22C et 22A vont donc émettre respectivement leur rayonnement ultraviolet dès le franchissement de l'ouverture 18 du col 44 de la préforme 12 de sorte que, parallèlement au déplacement de l'organe 20 de support, les composants vont irradier du ou des rayonnement(s) émis la surface de la paroi 14 se trouvant en vis-à-vis.
Ainsi, tout au long de la course de descente de l'organe 20 de support jusqu'à atteindre la deuxième position de l'organe 20 illustrée en (c) sur la figure 5, la paroi 14 interne est irradiée de haut en bas.
Avantageusement, le fait de débuter l'irradiation dès le passage de l'ouverture 18, et sans attendre que soit atteinte la deuxième position, permet d'augmenter la durée d'irradiation lors du cycle de décontamination.
L'organe 20 de support parvenu à la deuxième position marque avantageusement un arrêt avant d'effectuer la course en sens inverse, c'est-à-dire de remonter vers la première position.
La temporisation effectuée par l'organe 20 de support est destinée à irradier le fond 42 de la préforme 12 pendant une durée déterminée suffisante qui est fonction des applications.
Tel qu'illustré sur la figure 5, les diodes sont représentées à l'intérieur de la préforme 12 sans aucun motif sur la partie 26 pour les distinguer et cela afin d'illustrer par comparaison le fait que les diodes soient allumées, le ou les rayonnement(s) émis n'ayant quand à lui pas été représenté(s).
Ainsi en (c), l'ensemble des diodes 22C et 22A allumées irradient l'intérieur de la préforme 12 d'un rayonnement ultraviolet combinant avantageusement des UVC et des UVA.
Avantageusement, la hauteur "h" sur laquelle des diodes sont montées sur l'organe 20 de support correspond sensiblement à au moins la profondeur de la préforme 12.
Avantageusement et grâce à l'allumage des composants sélectivement contrôlés par l'unité 36 de commande, un même organe 20 de support peut être utilisé pour traiter des préformes 12 de dimensions différentes, tout particulièrement celles du corps 40, la hauteur "h" pouvant varier en commandant sélectivement l'allumage d'une partie seulement des composants.
Tel qu'illustré en (d) sur la figure 5, l'unité 36 de commande du dispositif 10 de décontamination commande ensuite les moyens 38 d'actionnement associés à l'organe 20 de support pour déplacer verticalement l'organe 20 de support de sa deuxième position vers sa première position ce qui correspond à la phase d'extraction.
L'organe 20 de support remonte verticalement suivant l'axe X et les diodes 22C et 22A sont commandées par l'unité 36 de manière à être éteintes lorsqu'elles franchissent de nouveau l'ouverture 18 du col 44 pour se retrouver hors de la préforme 12.
Tel qu'illustré en (e) sur la figure 5, la remontée de l'organe 20 de support est achevée et il occupe à nouveau sa première position, l'ensemble des diodes 22C et 22A sont éteintes, un nouveau cycle de décontamination d'une autre préforme 12 peut alors avantageusement débuter.
La décontamination de l'intérieur d'une préforme 12 comporte au moins les étapes consistant à :
- introduire les moyens 22 de décontamination par irradiation formés par les composants semi-conducteur à l'intérieur de la préforme
12 ;
- commander les composants semi-conducteur pour provoquer l'émission d'au moins un rayonnement ultraviolet afin de décontaminer par irradiation l'intérieur de la préforme 12 ;
- extraire les moyens 22 de décontamination hors de l'intérieur de la préforme 12.
De préférence et tel que décrit en référence à la figure 5, la première étape d'introduction de la source irradiante dans la préforme 12 est obtenue en commandant les moyens 38 d'actionnement associés à l'organe 20 de support des composants semi-conducteur pour déplacer ledit organe 20 de support, d'une première position d'attente vers une deuxième position de travail, de manière à introduire la source émettrice à l'intérieur du volume 16 interne fermé de la préforme 12.
Lors de la deuxième étape d'irradiation aux fins de décontamination, les composants tels que les diodes 22C et 22A formant les moyens 22 de décontamination sont allumées sélectivement, au plus tard lorsque l'organe 20 de support a atteint ladite deuxième position.
La troisième étape consiste à commander les moyens 38 d'actionnement associés à l'organe 20 de support des composants semi-conducteur pour déplacer ledit organe 20 de support en sens opposé, soit de la deuxième position de travail vers la première position d'attente occupée initialement.
Avantageusement, le dispositif 10 de décontamination qui vient d'être décrit constitue un dispositif de traitement autonome pouvant être intégré dans une installation 100 de fabrication de récipients, tel que des bouteilles, afin de fabriquer des récipients stériles à partir de préformes décontaminées.
La figure 6 représente un exemple d'installation 100 de fabrication de récipients stériles, ladite installation 100 comportant une entrée E et une sortie S entre lesquelles sont disposés des moyens 102 de transfert aptes à assurer, de l'amont vers l'aval, la circulation d'un flux de préformes 12 à travers l'installation de fabrication de récipient 120.
Les moyens 102 de transfert comportent par exemple des roues qui sont pourvues de moyens de transport des préformes 12 tels que des encoches ou des pinces.
L'installation 100 comporte au moins un four 104 pour le conditionnement thermique des préformes 12, une machine 106 de moulage (généralement appelée "souffleuse") dans laquelle les préformes sont transformées en récipients.
De préférence, l'installation 100 comporte, en aval de la machine 106 de moulage, une machine (non représentée) de remplissage et de bouchage des récipients 120 stériles sortant de ladite unité 106 de moulage et qui sont transférés par des moyens 102 agencés à la sortie S.
Avantageusement, une telle installation 100 comporte au moins un dispositif 10 de décontamination par irradiation pour décontaminer au moins l'intérieur d'une préforme 12.
De préférence et tel que représenté sur la figure 6, le dispositif 10 de décontamination est agencé en amont du four 104 de conditionnement thermique des préformes.
L'agencement du dispositif 10 de décontamination en amont du four 104 ne constitue toutefois qu'un exemple non limitatif d'implantation du dispositif 10 dans une installation 100.
En effet, le dispositif 10 de décontamination peut être intégré de différentes manières dans l'installation 100 de fabrication de récipients stériles pour décontaminer un flux de préformes 12 destinées à y être transformées.
En variantes, le dispositif 10 de décontamination est intégré au dispositif 108 de transport du four 104 ou agencé en aval du four 104, notamment entre le four 104 et la machine 106 de soufflage, voir encore intégré à la machine 106 de soufflage.
Selon un premier exemple, l'organe 20 de support des composants est constitué par une tige d'un système de nettoyage (non représenté) de l'intérieur d'une préforme 12 qui est agencé en amont du four 104.
Pour de plus amples détails sur un tel système de nettoyage, encore appelé parfois de dépoussiérage, on se reportera par exemple au document WO-99/03513.
Avantageusement, la tige a alors une double fonction d'une part celle de nettoyage et, d'autre part, celle de décontamination.
De plus, la tige du système de nettoyage est généralement creuse afin de permettre une circulation d'air utilisée pour réaliser le dépoussiérage, l'air y circulant pouvant alors avantageusement former un fluide de refroidissement des composants.
Selon ce premier exemple, le dispositif 10 de décontamination assure donc les fonctions de dépoussiérage et de décontamination des préformes 12 destinées à être transformées en récipients 120 stériles grâce à l'installation 100.
Selon un deuxième exemple non représenté, l'organe 20 de support des moyens 22 de décontamination est lié en déplacement aux moyens de préhension de la préforme 12 que comporte un dispositif 108 de transport de préformes équipant le four 104 de conditionnement thermique.
De nombreux exemples de moyens de préhension de préformes, encore appelés "mandrins" ou "tournettes", sont connus de l'état de la technique, on se reportera par exemple au document WO- 00/48819.
Les moyens de préhension des préformes 12 sont liés en déplacement à un dispositif 108 de transport associé au four 104 de manière à effectuer en boucle fermée le parcours de chauffe au cours duquel les préformes 12 sont conditionnées thermiquement par des moyens 110 de chauffage formant une source de rayonnement infrarouge, telle que des lampes.
De préférence, l'organe 20 de support des composants est monté mobile de manière à pouvoir être escamoté temporairement lors des opérations de vêtissage et de dévêtissage de la préforme 12 sur les moyens de préhension et ceci afin de ne pas interférer.
L'organe 20 de support est avantageusement commandé en coulissement à travers les moyens de préhension, une fois la préforme 12 vêtie, pour introduire les composants semi-conducteur à l'intérieur du volume 16 interne de la préforme 12.
Avantageusement, le traitement de décontamination par irradiation de la surface interne de la paroi de la préforme 12 est alors réalisé simultanément au conditionnement thermique, grâce à quoi la décontamination est opérée en temps masqué.
Par conséquent, une telle décontamination de l'intérieur des préformes 12 opérée dans le four 104 ne modifie en rien, par rapport à un procédé conventionnel, la durée de fabrication d'un récipient à partir d'une préforme et permet de plus une durée importante
d'irradiation sans que ne soit en rien impactée la cadence de fabrication.
Selon un troisième exemple, le dispositif 10 de décontamination est intégré à des moyens 102 de transfert des préformes tel que ceux agencés par exemple entre la sortie du four 104 et la machine 106 de soufflage.
Avantageusement, la décontamination est alors encore réalisée en temps masqué et les avantages précités demeurent.
On a représenté de manière schématique sur la figure 6 un exemple de réalisation d'un dispositif 10 de décontamination.
Le dispositif 10 de décontamination est agencé en amont du four 104 mais pourrait être agencé ailleurs dans l'installation 100 ainsi que cela vient d'être décrit.
Le four 104 est ainsi alimenté par un flux de préformes 12 décontaminées provenant dudit dispositif 10 de décontamination.
De préférence, le dispositif 10 de décontamination a pour seule fonction la décontamination de l'intérieur des préformes 12.
De préférence, le dispositif 10 de décontamination est de type rotatif et au moins les préformes 12 sont entraînées en rotation autour d'un axe central du dispositif 10.
Avantageusement, le dispositif 10 comporte plusieurs postes de décontamination disposés circonférentiellement les uns à côté des autres et comportant chacun un organe 20 de support pourvu de moyens 22 de décontamination par irradiation.
L'organe 20 de support est par exemple une tige mobile ayant pour fonction de porter les moyens 22 de décontamination.
Le dispositif 10 est alimenté en continu par un flux de préformes 12, chaque préforme 12 étant transportée sur un trajet par l'intermédiaire de moyens dudit dispositif 10 qui sont par exemple analogues à des moyens connus, tels qu'une roue à encoches ou une pince.
Avantageusement, les organes 20 de support sont alors également montés mobiles en rotation autour de l'axe central du dispositif 10 et synchronisés pour suivre une préforme 12 sur le ledit trajet déterminé au cours duquel est réalisé le cycle de décontamination par irradiation.
Dans le cas d'un dispositif 10 de type rotatif, le trajet parcouru est par exemple une portion de cercle s'étendant entre une entrée où les préformes 12 sont admises dans le dispositif 10 et une sortie où les préformes 12 quittent le dispositif 10 pour poursuivre leur parcours en direction du four 104.
En variante, les postes du dispositif 10 de décontamination sont alignés de manière rectiligne les uns à la suite des autres.
De préférence, le cycle de décontamination mis en œuvre avec le dispositif 10 est réalisé sur des préformes 12 qui sont en mouvement de sorte que la décontamination n'affecte pas la cadence de fabrication des récipients à partir des préformes 12.
En variante, le dispositif 10 de décontamination comporte des postes fixes, chaque préforme 12 restant temporairement immobile pendant la durée du cycle de décontamination par irradiation.
Avantageusement, un tel dispositif 10 est agencé en amont du four 104 et la décontamination réalisée sur le flux de préformes 12 alimentant le four.
De préférence, au moins une zone tampon est alors crée pour pouvoir décontaminer un lot comportant un nombre de préformes 12 déterminé mais sans que ne soit interrompu pour autant le flux de préforme 12 alimentant le four 104.
Avantageusement, un lot de préformes 12 est extrait du flux pour être décontaminé dans le dispositif 10 puis y est réintégré. Des préformes 12 sont ainsi successivement admises, traitées suivant le cycle de décontamination décrit précédemment et évacuées vers l'aval pour permettre l'admission d'un nouveau lot de préformes.
De préférence, les moyens 22 de décontamination du dispositif 10 comportent des composants de type semi-conducteur telles que les diodes 22C et 22A aptes émettre respectivement un rayonnement ultraviolet de type UVC et UVA et formant un premier et un deuxième groupe de composants.
De préférence, les moyens 110 de chauffage par infrarouge équipant le four 104 constituent alors les composants du troisième groupe (en variante le deuxième groupe) émettant un rayonnement infrarouge se combinant avec un rayonnement ultraviolet UVC et/ou UVA.
En effet et contrairement au rayonnement ultraviolet, le rayonnement infrarouge est susceptible de traverser la paroi 14 de la préforme 12 en matière thermoplastique telle que le PET.
Le rayonnement infrarouge est donc susceptible d'être appliqué depuis l'extérieur de la préforme 12 pour en décontaminer l'intérieur.
En variante, les composants du troisième groupe (en variante le deuxième groupe) émettant un rayonnement infrarouge sont portés par l'organe 20 de support et sont donc également introduits à l'intérieur de la préforme 12.
Selon un quatrième exemple illustré à la figure 7, l'organe 20 de support des composants est constitué par une tige qui est associée à une unité 112 de moulage d'une machine 106 de moulage de l'installation 100.
De préférence, une telle tige est montée à demeure sur l'unité 112 de moulage notamment pour éviter toutes opérations de montage/démontage par un opérateur.
Avantageusement, l'unité 112 de moulage comporte des moyens d'actionnement associés aptes à être commandés sélectivement pour escamoter l'organe 20 de support d'une position d'utilisation vers une position de veille et réciproquement.
Avantageusement, l'organe 20 de support des composants est constitué par une tige d'étirage de l'unité 112 de moulage.
Tel que représenté sur la figure 7, l'unité 112 de moulage comporte au moins deux demi-moules 50 qui sont montés mobiles l'un par rapport à l'autre entre au moins une position ouverte et une position fermée de l'unité.
L'unité 112 de moulage est ici de type "en portefeuille", c'est-à- dire qu'au moins l'un des demi-moules 50 est monté mobile en rotation autour d'un axe A d'orientation verticale.
En position fermée, les demi-moules de l'unité 112 de moulage sont réunis suivant un plan de joint d'orientation verticale.
Chaque demi-moule 50 est pourvu d'une empreinte de moulage, la réunion des empreintes en position fermée de l'unité 112 de moulage déterminant une cavité de moulage.
En variante non représentée, l'unité 112 de moulage comporte un fond de moule distinct, complémentaire des demi-moules 50.
Une telle unité 112 de moulage est destinée à la fabrication d'un récipient. Le récipient final est obtenu à partir d'une préforme 12 qui, préalablement conditionnée thermiquement dans un four 104, est par exemple transformée par soufflage ou par étirage-soufflage dans l'unité 112 de moulage.
L'unité 112 de moulage constitue généralement l'un des postes d'une machine 106 de soufflage ou "souffleuse" d'une installation 100 de fabrication de récipients. Une machine 106 de soufflage de conception "rotative" comporte une pluralité d'unités 112 de moulage réparties circonférentiellement.
Lors de la fabrication du récipient, la préforme 12 s'étend à travers l'ouverture 114 de l'unité 112 de moulage, le corps 40 à l'intérieur de la cavité de moulage et le col 44 présentant sa forme définitive demeurant à l'extérieur.
La paroi de l'unité 112 comportant l'empreinte de moulage est destinée à être en contact avec la surface externe du corps du récipient 120 stérile résultant de la transformation de la préforme 12 décontaminée.
Dans les différents exemples décrits auparavant, l'organe 20 de support des moyens 22 de décontamination du dispositif 10 est de préférence une tige qui est montée mobile de manière à être temporairement introduite à l'intérieur de la préforme 12 puis extraite et qui présente une longueur (ou hauteur) fixe et un diamètre constant.
En variante, l'organe 20 de support présente un diamètre externe qui décroît en suivant l'axe X en direction de son extrémité libre.
Une telle variation du diamètre de l'organe 20 de support permet avantageusement de l'introduire jusqu'au fond 42 de la préforme 12 même lorsque l'espace est étroit.
En variante non représentée, l'organe 20 de support est de longueur variable. Avantageusement, l'organe 20 de support est une tige télescopique formée d'un ensemble de tronçons mobiles pouvant s'escamoter en s'interpénétrant.
Avantageusement, un tel organe 20 de support de type télescopique présente alors un diamètre externe qui décroît en suivant l'axe X en direction de son extrémité libre
L'invention propose encore un procédé de fabrication d'un récipient 120 stérile à partir d'une préforme 12 en matière thermoplastique, ledit procédé comportant au moins une étape initiale consistant à fabriquer une préforme 12 en matière thermoplastique et une étape finale consistant à transformer ladite préforme 12 en un récipient 120 et étant caractérisé par le fait que, entre lesdites étapes initiale et finale, ledit procédé comporte au moins une étape intermédiaire de décontamination d'au moins l'intérieur de la préforme 12 consistant au moins à :
- introduire à l'intérieur de la préforme 12 des moyens 22 de décontamination par irradiation formés par des composants de type semi-conducteur aptes à émettre sélectivement au moins un rayonnement ultraviolet ;
- commander lesdits composants de type semi-conducteur pour provoquer l'émission d'au moins un rayonnement ultraviolet afin d'irradier l'intérieur de la préforme 12 ;
- extraire lesdits moyens 22 de décontamination hors de la préforme 12 décontaminée.
La décontamination de l'intérieur des préformes 12 avec un dispositif 10 de décontamination est mise en œuvre avant la fabrication des récipients pour obtenir directement des récipients 120 stériles.
Avantageusement, les récipients 120 stériles obtenus à partir des préformes décontaminées sont en effet susceptibles d'être directement remplis et fermés, par exemple par bouchage, dans l'installation 100.