EP3535189A1 - Procede et dispositif de conditionnement en pression d'un contenant a traiter et machine de conditionnement en pression associee - Google Patents

Procede et dispositif de conditionnement en pression d'un contenant a traiter et machine de conditionnement en pression associee

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EP3535189A1
EP3535189A1 EP17811983.0A EP17811983A EP3535189A1 EP 3535189 A1 EP3535189 A1 EP 3535189A1 EP 17811983 A EP17811983 A EP 17811983A EP 3535189 A1 EP3535189 A1 EP 3535189A1
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EP
European Patent Office
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pressure
container
plug
fluid
cover
Prior art date
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EP17811983.0A
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EP3535189B1 (fr
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Jean-guy DELAGE
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Jalca
Original Assignee
Jalca
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Publication date
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Publication of EP3535189B1 publication Critical patent/EP3535189B1/fr
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/006—Adding fluids for preventing deformation of filled and closed containers or wrappers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied
    • B65B31/046—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or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied the nozzles co-operating, or being combined, with a device for opening or closing the container or wrapper
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    • B67C3/22—Details
    • B67C2003/228—Aseptic features

Definitions

  • the present invention relates to the field of bottling, and relates in particular to a method and a device for pressure-conditioning a container to be treated. at least partially filled with a content and sealingly sealed by a plug disposed above a headspace of the container, and on an associated pressure conditioning machine.
  • content is understood to mean a liquid or semi-liquid food product intended to be marketed outside the cold chain such as an acidic fruit juice, in a container, a container within the meaning of the present invention being an envelope polymeric material such as a bottle, provided with a plug of known type, for hermetically closing the bottle after filling, usually screw.
  • liquid or semi-liquid food contents are sensitive to microbial growth and the organoleptic qualities are very rapidly modified in the absence of sterilization treatment of the pathogenic organisms and / or the presence of oxygen.
  • the high temperature heat treatment of the order of 90 ° C for a few seconds is also applied to liquids or semi-liquid foods with a pH below 4.7, such as juices. example.
  • the liquid is treated in a specific unit, prior to the filling which must be performed in a sterile manner. It must therefore be ensured that the chain remains sterile.
  • This known filling method consists in cold filling in a sterile environment, the container and its cap being cold sterilized by means of a sterilizing liquid and then rinsing and the contents then being introduced into this container in an aseptic atmosphere.
  • the advantage is to use packaging that requires little material because the necessary mechanical properties are limited. The process does not cause volume variations due to temperature variations.
  • a last solution among the main solutions known from the prior art is to heat-fill a package, that is to say to introduce the contents brought to a high temperature directly into the container without it having undergone a sterilization treatment.
  • it is the content itself that ensures the sterilization of the container because it is introduced at a temperature allowing the destruction of pathogenic organisms therefore greater than 73 ° C, generally 85 ° C.
  • the package is closed and immediately agitated, generally by turning, to heat treat all internal surfaces of the container, including the inner face of the cap.
  • the plug in the case of hot plugging is a known type of plug, monomatiere, obtained by molding, controlled before installation to avoid any installation of a faulty plug.
  • Such caps are extremely inexpensive.
  • the disadvantage of hot filling is to require a package that withstands both the temperature and secondly the collapse phenomenon related to the retraction of the volume of the liquid during cooling, this which depresses the interior of said container.
  • the oxygen of the air trapped during filling is also "consumed" after cooling by the liquid or semi-liquid food composition, which causes a delayed depression which may also cause additional deformation of the container.
  • the packaging which must therefore be mechanically resistant and / or deformable, requires a large amount of material and often a specific architecture with panels to resist the deformations of this package and / or to compensate for the depression by appropriate deformations.
  • funds can take two positions, one deformation inwardly under the effect of the depression so as to compensate said depression.
  • the deformation of the bottom being under the bottle, this does not cause stability problem of the bottle when it is placed on said bottom, only the digging of the bottom is more pronounced, which is invisible, except to look from below. It is understood that such a background must be sophisticated, is complex to achieve and induces a clear overhead.
  • the purpose which is also that of the present invention, is to be able to proceed in particular hot filling using bottles having an overweight of material as low as possible compared to the containers used for filling in sterile environment, cold .
  • Patents which have proposed a method of compensation, such as patent applications FR 2322062 A1 and US 2015/0121807 A1 which propose injecting a gaseous fluid into the headspace through a specific closure member.
  • a device consists in introducing a needle through the closure member, injecting a gas through the needle into the head space and removing said needle, the closure member ensuring itself a seal.
  • a membrane that can only be a barrier to the liquid during hot filling, for example because the liquid will not pass behind the membrane and then the closure member is perforated which introduces possible organisms included behind the membrane that will migrate into the container.
  • the fact of injecting the gaseous fluid into the head space while the needle is still inserted through the closure member can cause a projection. of liquid contained in the container on the needle and thus cause a sterility problem of the needle.
  • the piercing needle used is a hollow hypodermic needle with a beveled end which is liable to break during piercing and which is also likely to create cork plastic waste in the contents during the piercing of the cap, which would make the contents unfit for human consumption.
  • Another device also uses an even more specific cap, that described in the patent application WO 2009142510 A1.
  • This plug is manufactured with an opening. After filling, the head space is placed in a pressure vessel, a plug is inserted into the hole provided for this purpose, said cap being immobilized in the hole by mechanical means.
  • the present invention aims at solving the drawbacks of the prior art by proposing a method and a device for pressure-conditioning a container to be treated at least partially filled with a content and sealed with a stopper arranged above a head space of the container, said method comprising, inter alia, a step of sealingly engaging a cowl on the outer surface of the plug, a step of drilling a hole through the plug by lowering piercing means towards the stopper, a step of raising the piercing means and a step of introducing a fluid into the headspace of the container via said hole, which allows to proceed in particular to a hot filling using bottles having an overweight of material as low as possible compared to containers used for filling in a cold sterile environment, and which also makes it possible to compensate for the depression in cold-filled containers that can undergo deformation by depression, especially if the containers themselves have a low mechanical strength.
  • the piercing means can be raised, before the fluid injection step, while maintaining the pressure between the cap and the cap, which allows to guarantee the sterility of the piercing means during the fluid injection step.
  • the subject of the present invention is therefore a process for the pressure-packing of a container to be treated at least partially filled with a content and sealed with a stopper placed above a head space of the container, characterized by the it comprises the following steps: the sealed docking of a hood on the outer surface of the cap, said cap comprising inside thereof piercing means, fluid injection means and melt sealing means; drilling a hole through the stopper by lowering the piercing means towards the stopper; the raising of the piercing means out of the cap; introducing a fluid into the head space of the container via said hole, formed through the cap, using the fluid injection means, so as to obtain a residual pressure at least equal at atmospheric pressure in the head space of the container; plugging said plug hole by melting the plug material by lowering the plugging means by melting to the plug; the recovery of the sealing means by fusion; and removing the hood.
  • said pressure-conditioning method of a container to be treated makes it possible in particular to perform a hot filling using bottles having an overweight of material as low as possible compared to the containers used for filling in cold sterile environment, and also makes it possible to compensate for the depression in cold-filled containers which can undergo deformation by depression, especially if the containers themselves have a low mechanical strength.
  • the piercing means can be raised, before the fluid injection step, while maintaining the pressure between the cap and the cap, the piercing is therefore "clean" without chips or waste by pushing the plastic material of the cap only, the withdrawal of the piercing means out of the cap during the injection of fluid also to avoid splashing of the contents on the piercing means when introducing fluid that creates turbulence of the surface of the contents, for improved hygiene.
  • the plug used in the context of the invention and therefore in this process is a conventional one-piece cap, without internal membrane and therefore inexpensive and easy to recycle.
  • the invention is however not limited in this respect.
  • the following plugs are also within the scope of the present invention, and may be used with the method of the invention:
  • a plug comprising an annular membrane (or liner or liner) hollowed out in its central part, a plug comprising a solid membrane (or inner liner or solid liner) but with a central thickness less than the minimum thickness necessary for self-sealing in the case of a drilling and a subsequent withdrawal of a needle from the plug, this minimum thickness required being below 0.2 mm,
  • a plug comprising a solid membrane (or inner liner or solid liner) of thickness between 0.2 mm and 0.8 mm, with a polyethylene / ethylene-vinyl acetate (PE / EVA) type material which does not possess no known self-sealing characteristic after removal of a piercing needle with a diameter of between 0.1 mm and 3 mm.
  • PE / EVA polyethylene / ethylene-vinyl acetate
  • This method is preferably used for hot content filling, but may also be used for cold content filling.
  • the melt sealing means make it possible to seal, by melting the plastic material of the stopper, the hole formed in the stopper by the piercing means, which makes it possible to guarantee the final seal of the container, while compensating for the negative pressure in the container. container.
  • the container thus contains a content with a pressure balanced for the least and preferably under a slight pressure so that the internal pressure difference with the external pressure of the container avoids generating any collapse of the container.
  • the step of introducing fluid into the headspace comprises introducing a fluid into an initial phase at a first pressure value, and then introducing a fluid into a final phase at a first stage. second pressure value lower than the first pressure value.
  • the method further comprises a step of verification, using an optical or inductive means arranged in the cover, of the integrity of the piercing means after the rising step of the piercing means.
  • the optical means may be a camera or an optical fiber connected to an optical sensor.
  • An optical camera remote hood can control the filling level of the container at the end of the pressure conditioning process to detect a possible breakage of the piercing means. Indeed, during normal processing, the content level must drop to a certain predetermined level, while in case of non-drilling and therefore no introduction of fluid, the level of content will not drop.
  • a proximity sensor system could also control the presence of complete and unbroken piercing means, for example a photoelectric or magnetic cell.
  • the method further comprises a step of verification, with the aid of an optical camera disposed inside the cover, of the quality of closing the hole by the sealing means by merger.
  • An optical camera located on a downstream station on a production line implementing the method is also contemplated in the context of the present invention.
  • the fluid in the case of a hot filling at a temperature above 73 ° C., the fluid is introduced into the headspace after cooling the contents to a temperature below 45 ° C. .
  • the fluid introduction pressure is configured to generate a residual pressure in the container, between 1.01 bars and 2.5 bars, and preferably between 1.01 bars and 1, 4 bars.
  • the fluid is an inert and sterile gas such as nitrogen, especially in gaseous form.
  • the method further comprises, before, during and / or after the bonnet docking step, a step of circulating sterile fluid between the cap and the cap, preferably an inert gas, more preferably nitrogen.
  • this circulation of sterile fluid prevents bacteria from entering the space between the cap and the cap from the outside, to ensure the sterility of the container.
  • An overpressure is created between the cap and the cap to maintain a positive pressure greater than or equal to the internal pressure of the container to the melt shutter.
  • the method further comprises, before the cap berthing step on the cap, a step of sterilizing the outer surface of the cap by one or more of a punctual heating, a chemical sterilization , a vapor, a pulsed light emission or the like.
  • punctual heating or chemical sterilization using a sterilizing liquid ensures the destruction of pathogenic organisms present on the outer surface of the plug.
  • the present invention also relates to a device for pressure packaging a container to be treated at least partially filled with a content and sealed with a stopper disposed above a head space of the container, said device comprising a cover which comprises, inside thereof, piercing means, fluid injection means and fusion closure means, said device being configured to implement the pressure conditioning process as described above.
  • the piercing means and the melt-sealing means are arranged in the cap so that their respective axes of displacement are intersecting at a point situated in the plug material or at top of the plug material when the hood is docked on the plug.
  • Those skilled in the art will be able to position the axes in the hood according to the shape of the closure means to ensure that the closure means seal the hole created by the piercing means.
  • the piercing means and the melt sealing means are inclined with respect to one another so that their respective longitudinal axes of displacement intersect at the same point in the material of the cap or above it.
  • said point is at the center of the upper surface of the plug.
  • the piercing means are movable, in the position of docking the cap on the cap, between a retracted position and a piercing position to pierce the cap.
  • the melt shutter means are movable, in the position of docking the cover on the cap, between a rest position and a closed position to melt seal the hole formed in the cap.
  • the piercing means comprise a needle capable of moving linearly.
  • the needle is configured to pierce the plug in its piercing position.
  • the needle is never in contact with the contents during drilling.
  • the needle is solid and has a pointed end in the form of a cone.
  • said needle is more solid compared to a hollow hypodermic needle with beveled end, which prevents the needle from breaking during the piercing step.
  • Said needle ensures a hole by penetration into the plastic material of the plug, by deformation and repoussage of the material, without tearing material. No plastic waste plug thus falls into the contents of the container.
  • the diameter of the drilling hole must allow to combine rapid inflation (largest diameter possible) and welding safety (smallest possible diameter).
  • a 0.7 mm diameter needle seems to be a good compromise.
  • the diameter of the needle may be between 0.3 and 0.8 times the thickness of the plug.
  • the thickness of the plug is defined as the maximum thickness of the flat surface of the plug from which extends the skirt of the cap bearing the thread.
  • the needle is heated by a heating means.
  • the needle can thus be thermally connected to a resistance type heating element.
  • the heating of the needle makes it possible both to sterilize the needle and to facilitate the drilling of the plastic material of the stopper.
  • the needle is, of preferably, heated to a temperature above 95 ° C for sterilization and below 130 ° C to prevent possible melting of the plastic material of the plug during drilling and gluing of plastic particles on the needle which could then come off when drilling the cap of another container in a next cycle.
  • the temperature of the needle is preferably maintained and continuously monitored by a resistor / probe placed in the needle holder.
  • the fusion closure means comprise a heating cannula able to move linearly.
  • said heating cannula is configured to melt seal the hole formed in the cap in its closed position, the plastic material of the plug melting in contact with the heating cannula.
  • the heating cannula preferably has a convex shape, more preferably a hemispherical shape.
  • the respective longitudinal axes of movement of the piercing and sealing means are thus intersecting so that the vertex of the convex shape on the heating cannula touches the hole pierced by the needle in the stopper, when the heating cannula touches the stopper. .
  • the fluid injection means comprise at least one fluid inlet adapted to receive a fluid under pressure and to inject it into the interior of the hood sealingly abutted on the plug.
  • the present invention further relates to a pressure conditioning machine comprising at least one pressure conditioning device as described above, said pressure conditioning machine further comprising container holding means relative to which the cover of the at least one pressure conditioning device is movable between a rest position remote from the holding means; container position and a docking position in which the hood is docked sealingly on the cap of the container to be treated.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pressure conditioning device of a container to be treated according to the present invention
  • Figure 2 is a detail sectional view of the device of Figure 1 in the non-docked position
  • Figure 3 is a sectional view similar to Figure 2 during the docking step
  • Figure 4 is a sectional view similar to Figure 2 during the piercing step
  • Figure 5 is a sectional view similar to Figure 2 in the fluid introduction step
  • Figure 6 is a sectional view similar to Figure 2 during the sealing step
  • Figure 7 is a sectional view of the needle of the device of Figure 1. With reference to FIG. 1, it can be seen that there is shown a device for pressure conditioning 1 of a container to be treated 2.
  • the container to be treated 2 is at least partially filled with a content and sealed with a stopper 3 disposed above a container head space 2.
  • the container 2 undergoes a hot filling, and is a bottle, in particular of PET (polyethylene terephthalate), of low basis weight, with a content, such as a fruit juice, brought to a temperature capable of destroying pathogenic organisms, namely a temperature above 73 ° C, in this case 85 ° C.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a content such as a fruit juice
  • the container 2 is filled with the hot content, it is plugged by the plug 3 of known type, namely a screw screw injection molded or compression, monolithic and monomatiere, free of any additional sealing element.
  • the seal is obtained by contact under mechanical pressure of the material of the plug 3, in this case its inner face, on the material of the peripheral edge of the neck 2a of the container 2, the screwing to exert said mechanical pressure required.
  • said cap 3 When closing, said cap 3 leaves a head space. This space results from filling without overflow because the content should in no way overflow and end up on the lip of the neck 2a before closing because the content would then be an entry door under the cap 3 and the container 2 would be unfit for sale .
  • the plug 3 is free from any mechanism or other pressure compensation accessory. Air trapped in the head space is hot but at atmospheric pressure.
  • the present invention also applies to certain plugs commonly used, particularly in the United States, which are bi-material type with an inner membrane used to ensure only the seal between the surface of the neck of the container 2 and the cap 3 by compression during screwing, unlike the inner lip for the monomatiere-type plugs.
  • this inner membrane for such a bi-material cap does not have the necessary characteristics to ensure a self-sealing of the plug in the case of a piercing with a needle and then a withdrawal of the needle out of the cap.
  • the container 2 is able to receive a content at the sterilization temperature retained without degradation but is free of depression compensation means.
  • the container 2 is set in motion immediately after filling with the contents, in order to put all the internal surfaces of the container 2 in contact with the contents brought to the sterilizing temperature.
  • the container 2 and its contents are then cooled in a cooling tunnel by water spraying, for example to bring the assembly close to the ambient temperature.
  • the pressure conditioning device 1 comprises a cover 4, also called docking head, which comprises inside the latter piercing means 5, fluid injection means 6 and closure means by merger 7.
  • the pressure conditioning device 1 further comprises a horizontal lower support 8 on which the container 2 is positioned, a horizontal upper support 9 comprising a notch 9a in which the neck 2a of the container 2 is inserted, and a vertical support 10 to which are connected the lower support 8 and the upper support 9.
  • the cover 4 is vertically movable, by means of a vertical displacement motor 11, between a rest position remote from the upper support 9 and a docking position in which the cover 4 is sealed against the stopper 3 of the container to be treated 2. It is understood that the invention is not limited in this respect: either the hood is movable, docked on the container brought under the hood, or the hood is fixed, the container being brought into the hood.
  • the pressure conditioning device 1 is configured to implement a pressure-conditioning process of the container to be treated 2 which comprises the following steps: sealing the bonnet 4 on the outer surface of the plug 3; drilling a hole through the stopper 3 by lowering the piercing means 5 towards the stopper 3; the raising of the piercing means 5 out of the plug 3; introducing a fluid into the head space of the container 2 by through said hole, formed through the plug 3, using the fluid injection means 6, so as to obtain a residual pressure at least equal to the atmospheric pressure in the headspace of the container 2; closing said plug hole 3 by melting the plug material 3 by lowering the muffling closure means 7 towards the plug 3; the rise of the sealing means 7 by fusion; and removing the cover 4.
  • the various process steps will be described in more detail in Figures 2 to 6.
  • the method according to the invention can be implemented in a production line, with one or more stations upstream or downstream, in which case a conveying device will transport the container to the position of the production line implementing the process according to the invention.
  • the pressure-conditioning method according to the invention makes it possible to proceed in particular to a hot filling using bottles having an overweight of material as low as possible compared to the containers used for the filling in cold sterile environment, and also makes it possible to compensate for depression in cold-filled containers that may be deformed by vacuum, especially if the containers themselves have poor mechanical strength.
  • the piercing means 5 can be raised, before the fluid injection step, while maintaining the pressure between the cap 4 and the cap 3, the piercing is "clean" without chips or waste by pushing the plastic material of the cap 3 only, the removal of the piercing means 5 during the injection of fluid also to avoid possible splashing of the contents on the piercing means 5 for improved hygiene.
  • the plug 3 used in this process is a conventional one-piece plug, without internal membrane and therefore inexpensive.
  • the container 2 thus contains a content with a pressure balanced for the least and preferably under a slight pressure so that the internal pressure difference with the external pressure of the container 2 avoids generating any collapse of the container 2.
  • the container 2 is partially filled with a content 12 so that a head space 13 without content remains at the neck 2a of the container 2, the container 2 being sealed by the cap 3 disposed above the container. head space 13 of the container 2.
  • the piercing means 5 comprise a piston 14 at the end of which is fixed a needle 15, said piston 14 being able to move linearly in a cylinder 16 formed on the cover 4, the stroke of the piston 14 being limited by a chamber of piston 17 formed in the upper end of the cylinder 16.
  • the needle 15 is configured to pierce the cap 3 when the cap 4 is docked on the cap 3 and the piston 14 is in its extended position.
  • the melt sealing means 7 comprise a piston 18 at the end of which is fixed a heating cannula 19, said piston 18 being able to move linearly in a cylinder 20 formed on the cover 4, the piston 18 being limited stroke by a piston chamber 21 formed in the upper end of the cylinder 20.
  • the pistons 14 and 18 can be actuated electrically or hydraulically. In order not to overload the figures, the power supply or hydraulic actuation son of the pistons 14 and 18 have not been shown in the figures. Similarly, the heating elements for heating the needle 15 or the heating cannula 19, and their respective power supplies, have not been shown to not overload the figures.
  • the heating cannula 19 is configured to melt seal the hole formed in the cap 3 by the needle 15 when the cap 4 is docked on the cap 3 and the piston 18 is in its extended position, the plastic material of the cap 3 melting in contact with the heating cannula 19.
  • the needle 15 and the heating cannula 19 are located in an internal cavity 22 of the cover 4.
  • the fluid injection means 6 comprise a plurality of fluid inlets adapted to receive a pressurized fluid and to inject it into the internal cavity 22 of the cover 4, the cover 4 being able to contain up to five inputs of fluid 6.
  • the pressure-conditioning method also comprises, before the step of docking the cap 4 on the cap 3, a step of sterilizing the outer surface of the cap 3 by spot heating, by chemical sterilization using a liquid sterilizing, steaming, pulsed light emitting or other similar process to ensure the destruction of pathogenic organisms on the outer surface of the plug 3.
  • the internal cavity 22 of the cover 4 is always overpressured with sterile gas by a first inlet of fluid 6, even before docking to maintain the sterility of the cap 3 previously performed.
  • the last two fluid inlets 6 could be used for the injection of a sterilizing fluid after the docking and drilling and a rapid suction evacuation of the sterilizing fluid before drilling.
  • the pistons 14 and 18 respectively of the needle 15 and the heating cannula 19 are in their retracted positions, also called rest positions.
  • the cover 4 is sealed against the outer surface of the stopper 3 so that at least a portion of the stopper 3 is inserted into at least a portion of the internal cavity 22 of the cover 4.
  • the pistons 14 and 18 are arranged in the cover 4 so that their respective axes of displacement are intersecting at a point situated in the material of the cap 3 or slightly above it when the cap 4 is approached on the plug 3, said point being preferably at the center of the upper surface of the plug 3, or slightly above, eccentric, depending on the shape of the heating cannula 19.
  • the pressure conditioning process may also comprise, after the step of docking the cover 4 on the plug 3, a step of circulating sterile fluid, preferably an inert gas such as nitrogen, into the internal cavity 22 of the hood 4 by through some of the fluid inlets 6.
  • An overpressure is created between the cap 3 and the cap 4 to maintain a positive pressure greater than or equal to the internal pressure of the container 2 to the melt shutter.
  • the piston 14 of the needle 15 is in its extended position, so that the needle 15 is lowered to the cap 3 and pierces a hole 23 through the material of the cap 3.
  • the needle 15 is never in contact with the contents 12 during drilling.
  • the needle 15 makes the hole 23 by penetration into the plastic material of the plug 3, by deformation and embossing of the material, without tearing material.
  • This drilling step is immediately followed by a step of raising the needle 15 in the rest position of the piston 14.
  • the pressure conditioning method may also comprise a verification step, using an optical camera or optical fiber connected to an optical sensor (not shown in FIG. 4) disposed in the cover 4, of the integrity of the the needle 15 after the step of raising the needle 15, thus making it possible to optically verify whether the needle 15 is or not broken after the piercing step.
  • An optical camera remote hood can control the filling level of the container 2 at the end of the pressure conditioning process to detect a possible breakage of the needle 15. Indeed, during normal processing, the level of content 12 must go down up to a predetermined level, while in case of non-drilling and therefore no introduction of fluid, the level of the content 12 will not drop.
  • a proximity sensor system could also control the presence of the complete and unbroken needle without departing from the scope of the present invention.
  • the pistons 14 and 18 respectively of the needle 15 and the heating cannula 19 are in their rest positions.
  • a fluid 24 is introduced into the internal cavity 22 of the cover 4 and then into the head space 13 of the container 2 via the hole 23, formed through the stopper 3, using one of the inputs of FIG. fluid 6, so as to obtain a residual pressure at least equal to the atmospheric pressure in the head space 13 of the container 2.
  • the fluid 24 is an inert and sterile gas such as nitrogen, especially in gaseous form, which makes it possible not to cause subsequent oxidation of the contents 12, subsequent to bottling. This avoids over-collapsing due to the subsequent oxygen consumption as there is none or very little, the inert gas having largely replaced the initially confined air.
  • an inert and sterile gas such as nitrogen, especially in gaseous form, which makes it possible not to cause subsequent oxidation of the contents 12, subsequent to bottling. This avoids over-collapsing due to the subsequent oxygen consumption as there is none or very little, the inert gas having largely replaced the initially confined air.
  • the fluid 24 is introduced into the head space 13 after cooling the contents 12 to a temperature below 45 ° C.
  • the fluid introduction pressure 24 is configured to generate a residual pressure in the containing 2, between 1.01 bar and 2.5 bar, and preferably between 1.01 bar and 1.4 bar.
  • the step of introducing the fluid 24 into the head space 13 preferably comprises a fluid introduction 24 in an initial phase at a first pressure value, then a fluid introduction 24 in a final phase at a second pressure value lower than the first pressure value. It is thus possible to greatly increase the pressure in the initial phase of the pressurization immediately after the piercing, and to have a lower pressure in the final phase in order to adjust the final pressure just before the fusion plugging. .
  • the piston 18 of the heating cannula 19 is in its extended position, so that the heating cannula 19 is lowered to the hole 23 formed in the stopper 3 by the needle 15.
  • the heating cannula 19 can, by melting the plastic material of the plug 3, seal up the hole 23 formed in the plug 3, which makes it possible to guarantee the final seal of the container 2 while compensating for the depression in the container 2.
  • the shutter step is performed within a period of between 0 and 5 seconds.
  • the pressure conditioning method may also comprise a verification step, with the aid of an optical camera (not shown in FIG. 6) disposed in the internal cavity 22 of the cover 4, of the hole closure quality 23 by the heating cannula 19, which thus makes it possible to verify optically whether the Hole sealing quality 23 by the heating cannula 19 is good or bad.
  • the shutter step is followed by a step of raising the heating cannula 19 in the rest position of the piston 18, then a step of removing the cover 4 from the stopper 3.
  • the method according to the present invention allows hot filling in containers 2, for example in
  • PET with reduced grammages of the order of 15% compared to the hot filling process with deformation of the container, which is a considerable reduction of material in view of the coefficient multiplier of the number of containers 2 produced.
  • the forms of containers 2 are in fact much more free and sober, and recycling is less expensive since the amount of material used is less.
  • the method according to the present invention applies to all the filling modes and even for a pressurization of cold-filled containers 2 in a sterile environment, of which it would be desirable not only to compensate for a possible decrease in the volume of the head space 13 by consumption of oxygen, but also put in slight overpressure to enhance the mechanical strength, or even inject a neutral gas to replace the air confined in the head space 13 to maintain all the organoleptic qualities of the products that the oxidation can alter.
  • Figure 7 it can be seen that there is shown the needle 15 of the pressure conditioning device 1.
  • the needle 15 is force-fitted into a substantially cylindrical needle holder 25, said needle holder 25 including an end 25a, opposite the needle 15, configured to press into the end of the needle. piston 14.
  • the needle 15 is cylindrical and solid and has a pointed end in the form of a cone.
  • the needle 15 is stronger compared to the hollow hypodermic needle with a beveled end of the prior art, which prevents the needle 15 from breaking during the piercing step.
  • the needle 15 is preferably heated by a heating means (not shown in FIG. 7), the heating of the needle 15 making it possible both to sterilize the needle 15 and to facilitate the drilling of the plastics material.
  • the needle 15 is preferably heated to a temperature above 95 ° C for sterilization and below 130 ° C to prevent possible melting of the plastic material of the plug 3 during drilling and gluing. plastic particles on the needle 15 which could then become detached during the drilling of the cap 3 of another container 2.
  • the temperature of the needle 15 is preferably maintained and continuously monitored by a resistor / probe placed in the needle holder 25.
  • the diameter of the drilling hole must allow to combine rapid inflation (largest diameter possible) and welding safety (smallest possible diameter).
  • a 0.7 mm diameter needle seems to be a good compromise. It is understood that the invention is not limited in this respect, the diameter of the needle may be between 0.3 and 0.8 times the thickness of the plug.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de conditionnement en pression d'un contenant à traiter (2) bouché par un bouchon (3) disposé au-dessus d'un espace de tête (13) du contenant (2), ledit procédé comprenant l'accostage de manière étanche d'un capot (4) sur le bouchon (3), ledit capot (4) comprenant des moyens de perçage (5) et des moyens d'obturation (7), le perçage d'un trou (23) à travers le bouchon (3) par abaissement des moyens de perçage (5), la remontée des moyens de perçage (5) hors du bouchon (3), l'introduction d'un fluide (24) dans l'espace de tête (13) par l'intermédiaire dudit trou (23), l'obturation du trou (23) par fusion de la matière du bouchon (3) par abaissement des moyens d'obturation par fusion (7), la remontée des moyens d'obturation par fusion (7), et le retrait du capot (4).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONDITIONNEMENT EN PRESSION D'UN CONTENANT A TRAITER ET MACHINE DE CONDITIONNEMENT EN PRESSION ASSOCIEE La présente invention concerne le domaine de l'embouteillage, et porte en particulier sur un procédé et un dispositif de conditionnement en pression d'un contenant à traiter au moins partiellement rempli avec un contenu et bouché de manière étanche par un bouchon disposé au-dessus d'un espace de tête du contenant, et sur une machine de conditionnement en pression associée.
On entend pour la suite par contenu un produit liquide ou semi-liquide alimentaire destiné à être commercialisé en dehors de la chaîne de froid tel qu'un jus de fruit acide, dans un contenant, un contenant au sens de la présente invention étant une enveloppe en matériau polymère tel qu'une bouteille, munie d'un bouchon de type connu, destiné à obturer de façon hermétique la bouteille après remplissage, généralement à vis.
Les contenus liquides ou semi-liquides alimentaires sont sensibles au développement microbien et les qualités organoleptiques sont très rapidement modifiées en l'absence d'un traitement de stérilisation des organismes pathogènes et/ou de la présence d'oxygène.
De façon connue, le traitement thermique à haute température de l'ordre de 90 °C pendant quelques secondes, également désigné flash pasteurisation, est appliqué aussi aux liquides ou semi-liquides alimentaires ayant un pH inférieur à 4,7, comme les jus par exemple. Dans ce procédé connu, le liquide est traité dans une unité spécifique, préalablement au remplissage qui doit être effectué de façon stérile. Il faut donc veiller à ce que la chaîne reste stérile. Ce procédé connu de remplissage consiste à remplir à froid en ambiance stérile, le contenant et son bouchon étant stérilisés à froid au moyen d'un liquide de stérilisation puis d'un rinçage et le contenu étant ensuite introduit dans ce contenant en atmosphère aseptique. L'avantage est de recourir à des emballages qui nécessitent peu de matière car les propriétés mécaniques nécessaires sont limitées. Le procédé n'engendre pas de variations de volume liées aux variations de température. De plus, les propriétés mécaniques nécessaires étant limitées, les formes esthétiques extérieures sont plus libres. Néanmoins, l'oxygène contenu dans l'espace de tête peut être consommé et il se produit alors une dépression dans la bouteille. Il faut donc prévoir soit une bouteille résistant à cette dépression, soit une compensation de cette dépression.
Cette technique "stérile" induit des installations complexes, coûteuses et d'un entretien rigoureux et lui-même coûteux. De plus, le contrôle de qualité ne peut être réalisé que par échantillonnage, il n'y a donc pas de contrôle systématique et donc pas de certitude quant à la stérilisation du contenu liquide ou semi-liquide alimentaire ainsi conditionné.
Une autre solution connue est celle de la stérilisation simultanément au remplissage en introduisant un liquide stérilisant. On comprend que l'adjonction d'un produit stérilisant, qui est un composé chimique, n'est pas nécessairement acceptée par toutes les législations sanitaires des pays et que le consommateur lui-même peut être réticent à absorber non pas seulement le produit alimentaire liquide ou semi-liquide qu'il a choisi mais aussi le produit stérilisant introduit résiduel. De tels agents conservateurs peuvent induire des modifications des qualités organoleptiques tant au cours de la conservation qu'après ouverture de l'emballage.
Une dernière solution parmi les solutions principales connues de l'art antérieur, consiste à remplir à chaud un emballage, c'est-à-dire à introduire le contenu porté à une température élevée directement dans le contenant sans que celui-ci ait subi un traitement de stérilisation. Dans ce cas, c'est le contenu lui-même qui assure la stérilisation du contenant car il est introduit à une température permettant la destruction des organismes pathogènes donc supérieure à 73°C, généralement 85°C. L'emballage est fermé puis immédiatement agité, généralement par retournement, afin de traiter par la chaleur toutes les surfaces internes du contenant, y compris la face intérieure du bouchon.
Le bouchon dans le cas du bouchage à chaud est un bouchon de type connu, monomatière, obtenu par moulage, contrôlé avant mise en place pour éviter toute pose d'un bouchon défectueux. De tels bouchons coûtent extrêmement peu cher.
Cette solution est intéressante car elle garantit que chaque emballage est nécessairement stérilisé intérieurement, sans qu'il puisse y avoir de manque.
Si le bouchon est peu cher, l'inconvénient du remplissage à chaud est de nécessiter un emballage qui résiste d'une part à la température et d'autre part au phénomène de collapsage lié à la rétraction du volume du liquide lors du refroidissement, ce qui met en dépression l'intérieur dudit contenant. De plus, l'oxygène de l'air emprisonné lors du remplissage est aussi "consommé" après refroidissement par la composition liquide ou semi-liquide alimentaire, ce qui provoque une dépression différée qui peut aussi provoquer une déformation additionnelle du contenant .
L'emballage, qui doit donc être mécaniquement résistant et/ou déformable, nécessite une quantité de matière importante et souvent une architecture spécifique avec des panneaux pour résister aux déformations de cet emballage et/ou pour compenser la dépression par des déformations appropriées. Ainsi des fonds peuvent prendre deux positions dont une de déformation vers 1 ' intérieur sous l'effet de la dépression de façon à compenser ladite dépression. La déformation du fond étant sous la bouteille, ceci ne provoque pas de problème de stabilité de la bouteille lorsqu'elle est posée sur ledit fond, seul le creusement du fond est plus prononcé, ce qui est invisible, sauf à regarder par le dessous. On comprend qu'un tel fond doit être sophistiqué, est complexe à réaliser et induit un surcoût évident .
Il est à noter que ceci va aussi dans le sens contraire des besoins de développement durable qui visent une diminution des quantités de matière polymère utilisées, ce qui a aussi un impact sur le prix de la fabrication et une incidence sur le recyclage donc par conséquent sur le prix final .
Néanmoins, ce procédé est celui qui nécessite les lignes de conditionnement les plus simples tant en installation qu'en maintenance, qui est simple à contrôler puisque le contrôle principal porte sur un seul paramètre : la température du contenu.
D'autres solutions de compensation ont été mises en œuvre, l'une d'elles par exemple consiste à introduire une goutte d'azote liquide dans l'espace de tête immédiatement avant bouchage. L'azote liquide passe à l'état gazeux avec une très forte augmentation de volume, ce qui place le volume de la bouteille sous pression et permet de compenser au fur et à mesure du refroidissement le volume de rétraction du liquide. A l'état final, à température ambiante, l'équilibre est trouvé et l'azote ne peut que provoquer un inertage supplémentaire. Cependant, ce procédé est relativement complexe à maîtriser et assez difficilement reproductible.
Des progrès dans les procédés et dans les matériaux des contenants ont permis d'améliorer les performances. Néanmoins, le but, qui est aussi celui de la présente invention, est de pouvoir procéder notamment au remplissage à chaud en utilisant des bouteilles ayant un surpoids de matière le plus faible possible par rapport aux contenants utilisés pour le remplissage en ambiance stérile, à froid.
Il est aussi utile de pouvoir compenser la dépression dans des contenants remplis à froid qui peuvent aussi subir des déformations par dépression, ou encore pour améliorer leur tenue mécanique, surtout si les contenants eux-mêmes ont une faible résistance mécanique, ce qui est aussi un objectif de la présente invention.
Il est donc nécessaire de proposer un procédé de compensation de la dépression dans un contenant, au minimum, et plus généralement de maîtrise de la surpression, notamment dans le cas d'un remplissage à chaud. Cette surpression, après refroidissement, permet de compenser la diminution de volume de l'espace de tête qui est de quelques pourcents au refroidissement. Cette surpression permet de compenser aussi à terme la diminution de pression liée à la consommation d'oxygène.
Ces différentes sources de diminution de la pression, lorsqu ' aucune compensation voire aucune mise en surpression n'est prévue, provoquent une déformation de la bouteille et la rend impropre à la commercialisation. Ces mises en dépression conduisent aussi à une mauvaise préhension par les consommateurs mais aussi à une mauvaise tenue mécanique des contenants durant le transport par palettes, même filmées.
On connaît des brevets qui ont proposé un procédé de compensation, comme les demandes de brevets FR 2322062 Al et US 2015/0121807 Al qui proposent d'injecter un fluide gazeux dans 1 ' espace de tête à travers un organe de bouchage spécifique. Un tel dispositif consiste à introduire une aiguille à travers l'organe de bouchage, à injecter un gaz à travers l'aiguille dans l'espace de tête et à retirer ladite aiguille, l'organe de bouchage assurant lui-même 1 ' étanchéité . Il se trouve qu'il faut un organe de bouchage muni de moyens spécifiques, ce qui est totalement rédhibitoire au regard du prix de l'emballage. En plus du prix et en complément, ceci engendre des problèmes complexes liés à la présence de plusieurs matériaux, à la complexité du contrôle de la qualité, aux difficultés au recyclage et à la non certitude du bouchage de qualité. En l'occurrence, il est prévu une membrane qui ne peut que faire barrière au liquide lors du remplissage à chaud par exemple car le liquide ne passera pas derrière la membrane puis l'organe de bouchage est perforé ce qui introduit d'éventuels organismes compris derrière la membrane qui vont migrer dans le contenant .
En outre, dans les demandes de brevets FR 2322062 Al et US 2015/0121807, le fait d'injecter le fluide gazeux dans l'espace de tête alors que l'aiguille est encore introduite à travers l'organe de bouchage peut entraîner une projection de liquide contenu dans le contenant sur l'aiguille et ainsi provoquer un problème de stérilité de l'aiguille. De plus, dans ces demandes de brevets, l'aiguille de perçage utilisée est une aiguille hypodermique creuse à extrémité biseautée qui est susceptible de casser lors du perçage et qui est également susceptible de créer des déchets de matière plastique de bouchon dans le contenu lors du perçage du bouchon, ce qui rendrait le contenu impropre à la consommation.
Un autre dispositif recourt aussi à un bouchon encore plus spécifique, celui décrit dans la demande de brevet WO 2009142510 Al. Ce bouchon est issu de fabrication avec une ouverture. Après remplissage, l'espace de tête est placé dans une enceinte sous pression, un pion de bouchage est introduit dans le trou ménagé à cet effet, ledit bouchon étant immobilisé dans le trou par des moyens mécaniques. Un tel procédé est totalement inenvisageable industriellement, tant du point de vue des cadences que du prix et que des difficultés de contrôle et même de mise en place .
La présente invention vise à résoudre les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en proposant un procédé et un dispositif de conditionnement en pression d'un contenant à traiter au moins partiellement rempli avec un contenu et bouché de manière étanche par un bouchon disposé au-dessus d'un espace de tête du contenant, ledit procédé comprenant, entre autres, une étape d'accostage de manière étanche d'un capot sur la surface extérieure du bouchon, une étape de perçage d'un trou à travers le bouchon par abaissement de moyens de perçage vers le bouchon, une étape de remontée des moyens de perçage et une étape d'introduction d'un fluide dans l'espace de tête du contenant par l'intermédiaire dudit trou, ce qui permet de pouvoir procéder notamment à un remplissage à chaud en utilisant des bouteilles ayant un surpoids de matière le plus faible possible par rapport aux contenants utilisés pour le remplissage en ambiance stérile à froid, et ce qui permet également de compenser la dépression dans des contenants remplis à froid qui peuvent subir des déformations par dépression, surtout si les contenants eux-mêmes ont une faible résistance mécanique. De plus, l'accostage du capot sur le bouchon étant réalisé de manière étanche, les moyens de perçage peuvent être remontés, avant l'étape d'injection de fluide, tout en maintenant la pression entre le capot et le bouchon, ce qui permet de garantir la stérilité des moyens de perçage lors de l'étape d'injection de fluide.
La présente invention a donc pour objet un procédé de conditionnement en pression d'un contenant à traiter au moins partiellement rempli avec un contenu et bouché de manière étanche par un bouchon disposé au-dessus d'un espace de tête du contenant, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : l'accostage de manière étanche d'un capot sur la surface extérieure du bouchon, ledit capot comprenant à l'intérieur de celui-ci des moyens de perçage, des moyens d'injection de fluide et des moyens d'obturation par fusion ; le perçage d'un trou à travers le bouchon par abaissement des moyens de perçage vers le bouchon ; la remontée des moyens de perçage hors du bouchon ; l'introduction d'un fluide dans l'espace de tête du contenant par l'intermédiaire dudit trou, ménagé à travers le bouchon, à l'aide des moyens d'injection de fluide, de façon à obtenir une pression résiduelle au moins égale à la pression atmosphérique dans l'espace de tête du contenant ; l'obturation dudit trou du bouchon par fusion de la matière du bouchon par abaissement des moyens d'obturation par fusion vers le bouchon ; la remontée des moyens d'obturation par fusion ; et le retrait du capot. Ainsi, ledit procédé de conditionnement en pression d'un contenant à traiter permet de procéder notamment à un remplissage à chaud en utilisant des bouteilles ayant un surpoids de matière le plus faible possible par rapport aux contenants utilisés pour le remplissage en ambiance stérile à froid, et permet également de compenser la dépression dans des contenants remplis à froid qui peuvent subir des déformations par dépression, surtout si les contenants eux-mêmes ont une faible résistance mécanique.
De plus, l'accostage du capot sur le bouchon étant réalisé de manière étanche, les moyens de perçage peuvent être remontés, avant l'étape d'injection de fluide, tout en maintenant la pression entre le capot et le bouchon, le perçage est donc "propre" sans copeaux, ni déchets par repoussage de la matière plastique du bouchon uniquement, le retrait des moyens de perçage hors du bouchon lors de l'injection de fluide permettant également d'éviter des éclaboussures éventuelles du contenu sur les moyens de perçage lors de l'introduction de fluide qui crée une turbulence de la surface du contenu, pour une hygiène améliorée .
Le bouchon utilisé dans le cadre de l'invention et donc dans ce procédé est un bouchon classique monobloc, sans membrane interne et donc peu onéreux et facile à recycler. L'invention n'est toutefois pas limitée à cet égard. A titre d'exemple non limitatif, les bouchons suivants entrent également dans le cadre de la présente invention, et peuvent être utilisés avec le procédé de l'invention :
- un bouchon comprenant une membrane (ou revêtement intérieur ou liner) annulaire évidé dans sa partie centrale, - un bouchon comprenant une membrane pleine (ou revêtement intérieur ou liner plein) mais avec une épaisseur centrale inférieure à l'épaisseur minimale nécessaire pour une auto-étanchéité dans le cas d'un perçage et d'un retrait consécutif d'une aiguille du bouchon, cette épaisseur minimale nécessaire étant en dessous de 0,2 mm,
- un bouchon comprenant une membrane pleine (ou revêtement intérieur ou liner plein) d'épaisseur comprise entre 0,2 mm et 0,8 mm, avec un matériau de type polyéthylène/éthylène-acétate de vinyle (PE/EVA) qui ne possède pas de caractéristique d'auto-bouchage avérée après retrait d'une aiguille de perçage d'un diamètre compris entre 0,1 mm et 3 mm.
Ce procédé est, de préférence, utilisé pour un remplissage de contenu à chaud, mais peut également être utilisé pour un remplissage de contenu à froid.
Les moyens d'obturation par fusion permettent de reboucher, par fusion de la matière plastique du bouchon, le trou formé dans le bouchon par les moyens de perçage, ce qui permet de garantir l'étanchéité finale du contenant, tout en compensant la dépression dans le contenant.
Le contenant contient ainsi un contenu avec une pression équilibrée pour le moins et préférentiellement sous une légère pression afin que la différence de pression interne avec la pression extérieure du contenant évite de générer un quelconque collapsage du contenant.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'étape d'introduction de fluide dans l'espace de tête comprend une introduction de fluide dans une phase initiale à une première valeur de pression, puis une introduction de fluide dans une phase finale à une seconde valeur de pression inférieure à la première valeur de pression .
Ainsi, il est possible d'augmenter fortement la pression dans la phase initiale de la mise sous pression immédiatement après le perçage, et d'avoir une pression moins importante dans la phase finale afin d'ajuster la pression finale juste avant l'obturation par fusion.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé comprend en outre une étape de vérification, à l'aide d'un moyen optique ou inductif disposé dans le capot, de l'intégrité des moyens de perçage après l'étape de remontée des moyens de perçage. Le moyen optique peut être une caméra ou une fibre optique reliée à un capteur optique.
Ainsi, on peut vérifier optiquement, à l'aide de la caméra optique, si les moyens de perçage sont ou non cassés après l'étape de perçage, afin de réparer les moyens de perçage du capot et de jeter le contenu du contenant dans le cas où une cassure des moyens de perçage est détectée.
Une caméra optique déportée du capot peut contrôler le niveau de remplissage du contenant à la fin du procédé de conditionnement en pression pour détecter une éventuelle cassure des moyens de perçage. En effet, lors d'un traitement normal, le niveau de contenu doit baisser à un certain niveau prédéterminé, alors qu'en cas de non perçage et donc de non introduction de fluide, le niveau de contenu ne baissera pas.
Un système de détecteur de proximité pourrait également contrôler la présence des moyens de perçage complets et non cassés, par exemple une cellule photoélectrique ou magnétique. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé comprend en outre une étape de vérification, à l'aide d'une caméra optique disposée à l'intérieur du capot, de la qualité d'obturation du trou par les moyens d'obturation par fusion. Une caméra optique située sur un poste en aval sur une ligne de production mettant en œuvre le procédé est également envisagée dans le cadre de la présente invention.
Ainsi, on peut vérifier optiquement, à l'aide de la caméra optique, si la qualité d'obturation du trou par les moyens d'obturation par fusion est bonne ou mauvaise, afin de réaliser une nouvelle fois l'étape d'obturation par fusion ou de jeter le bouchon dans le cas où une mauvaise qualité d'obturation est détectée.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, dans le cas d'un remplissage à chaud à une température supérieure à 73 °C, le fluide est introduit dans l'espace de tête après un refroidissement du contenu à une température inférieure à 45°C.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, la pression d'introduction du fluide est configurée pour générer une pression résiduelle dans le contenant, comprise entre 1,01 bars et 2,5 bars, et de préférence entre 1,01 bars et 1,4 bars.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le fluide est un gaz inerte et stérile tel que de l'azote, notamment sous forme gazeuse.
Ainsi, le gaz inerte et stérile permet de ne pas provoquer d'oxydation ultérieure du contenu, postérieurement à la mise en bouteille. Ceci évite le sur- collapsage du fait de la consommation d'oxygène ultérieure puisqu'il n'y en a pas ou très peu, le gaz inerte ayant remplacé en grande partie l'air initialement confiné. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé comprend en outre, avant, pendant et/ou après l'étape d'accostage du capot sur le bouchon, une étape de mise en circulation de fluide stérile entre le capot et le bouchon, de préférence un gaz inerte, de façon davantage préférée l'azote.
Ainsi, cette mise en circulation de fluide stérile, de préférence à faible pression, permet d'empêcher que des bactéries ne rentrent dans l'espace entre le capot et le bouchon depuis l'extérieur, afin d'assurer la stérilité du contenant. Une surpression est créée entre le bouchon et le capot pour maintenir une pression positive supérieure ou égale à la pression interne du contenant jusqu'à l'obturation par fusion.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé comprend en outre, avant l'étape d'accostage du capot sur le bouchon, une étape de stérilisation de la surface extérieure du bouchon par un ou plusieurs parmi un chauffage ponctuel, une stérilisation chimique, une vapeur, une émission de lumière puisée ou autre procédé analogue.
Ainsi, le chauffage ponctuel ou la stérilisation chimique à l'aide d'un liquide stérilisant assure la destruction des organismes pathogènes présents sur la surface extérieure du bouchon.
La présente invention a également pour objet un dispositif de conditionnement en pression d'un contenant à traiter au moins partiellement rempli avec un contenu et bouché de manière étanche par un bouchon disposé au-dessus d'un espace de tête du contenant, ledit dispositif comprenant un capot qui comprend à l'intérieur de celui-ci des moyens de perçage, des moyens d'injection de fluide et des moyens d'obturation par fusion, ledit dispositif étant configuré pour mettre en œuvre le procédé conditionnement en pression tel que décrit ci-dessus.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, les moyens de perçage et les moyens d'obturation par fusion sont disposés dans le capot de façon à ce que leurs axes de déplacement respectifs soient sécants en un point situé dans la matière du bouchon ou au- dessus de la matière du bouchon lorsque le capot est accosté sur le bouchon. L'homme du métier saura positionner les axes dans le capot en fonction de la forme des moyens d'obturation pour faire en sorte que les moyens d'obturation obturent le trou créé par les moyens de perçage .
Ainsi, les moyens de perçage et les moyens de d'obturation par fusion sont inclinés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que leurs axes longitudinaux de déplacement respectifs sont sécants en un même point dans la matière du bouchon ou au-dessus de celui-ci. De préférence, ledit point se situe au niveau du centre de la surface supérieure du bouchon.
Les moyens de perçage sont déplaçables, dans la position d'accostage du capot sur le bouchon, entre une position rétractée et une position de perçage pour percer le bouchon. Les moyens d'obturation par fusion sont déplaçables, dans la position d'accostage du capot sur le bouchon, entre une position de repos et une position d'obturation pour obturer par fusion le trou formé dans le bouchon .
Selon une caractéristique particulière de l'invention, les moyens de perçage comprennent une aiguille apte à se déplacer linéairement. Ainsi, l'aiguille est configurée pour percer le bouchon dans sa position de perçage. L'aiguille n'est jamais en contact avec le contenu lors du perçage.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'aiguille est pleine et possède une extrémité pointue en forme de cône .
Ainsi, ladite aiguille est plus solide comparée à une aiguille hypodermique creuse à extrémité biseautée, ce qui permet d'éviter que ladite aiguille ne se casse lors de l'étape de perçage.
Ladite aiguille assure un trou par pénétration dans la matière plastique du bouchon, par déformation et repoussage de la matière, sans arrachement de matière. Aucun déchet de matière plastique de bouchon ne tombe ainsi dans le contenu du contenant .
Le diamètre du trou de perçage doit permettre de combiner un gonflage rapide (diamètre le plus gros possible) et une sécurité de soudure (diamètre le plus petit possible). A titre d'exemple non limitatif, une aiguille de diamètre 0,7 mm semble constituer un bon compromis. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cet égard, le diamètre de l'aiguille pouvant être compris entre 0,3 et 0,8 fois l'épaisseur du bouchon. L'épaisseur du bouchon est définie comme l'épaisseur maximale de la surface plane du bouchon à partir de laquelle s'étend la jupe du bouchon portant le pas de vis.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'aiguille est chauffée par un moyen de chauffage. L'aiguille peut ainsi être reliée thermiquement à un élément chauffant de type résistance.
Ainsi, le chauffage de l'aiguille permet à la fois de stériliser l'aiguille et de faciliter le perçage de la matière plastique du bouchon. L'aiguille est, de préférence, chauffée à une température supérieure à 95 °C pour sa stérilisation et inférieure à 130°C pour éviter la fonte possible de la matière plastique du bouchon lors du perçage et un collage de particules de plastique sur l'aiguille qui pourraient ensuite se détacher lors du perçage du bouchon d'un autre contenant dans un prochain cycle .
La température de l'aiguille est, de préférence, maintenue et contrôlée en permanence par une résistance/sonde placée dans le support de l'aiguille.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, les moyens d'obturation par fusion comprennent une canule chauffante apte à se déplacer linéairement.
Ainsi, ladite canule chauffante est configurée pour obturer par fusion le trou formé dans le bouchon dans sa position d'obturation, la matière plastique du bouchon fondant au contact de la canule chauffante.
La canule chauffante a de préférence une forme convexe, de façon davantage préférée une forme hémisphérique. Les axes longitudinaux de déplacement respectifs des moyens de perçage et d'obturation sont ainsi sécants de telle sorte que le sommet de la forme convexe sur la canule chauffante touche le trou percé par l'aiguille dans le bouchon, lorsque la canule chauffante touche le bouchon.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, les moyens d'injection de fluide comprennent au moins une entrée de fluide apte à recevoir un fluide sous pression et à injecter celui-ci à l'intérieur du capot accosté de manière étanche sur le bouchon.
La présente invention a en outre pour objet une machine de conditionnement en pression comprenant au moins un dispositif de conditionnement en pression tel que décrit ci -dessus, ladite machine de conditionnement en pression comprenant en outre un moyen de maintien en position de contenant par rapport auquel le capot de l'au moins un dispositif de conditionnement en pression est déplaçable entre une position de repos distante du moyen de maintien en position de contenant et une position d'accostage dans laquelle le capot est accosté de manière étanche sur le bouchon du contenant à traiter.
Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, un mode de réalisation préféré, avec référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins : la Figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de conditionnement en pression d'un contenant à traiter selon la présente invention ;
la Figure 2 est une vue en coupe de détail du dispositif de la Figure 1 dans la position non accostée ;
la Figure 3 est une vue en coupe analogue à la Figure 2 lors de l'étape d'accostage ;
la Figure 4 est une vue en coupe analogue à la Figure 2 lors de l'étape de perçage ;
la Figure 5 est une vue en coupe analogue à la Figure 2 lors de l'étape d'introduction de fluide ;
la Figure 6 est une vue en coupe analogue à la Figure 2 lors de l'étape d'obturation ;
la Figure 7 est une vue en coupe de l'aiguille du dispositif de la Figure 1. Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir qu'il y est représenté un dispositif de conditionnement en pression 1 d'un contenant à traiter 2.
Le contenant à traiter 2, dont la forme n'est pas limitée selon la présente invention à la forme représentée sur les figures, est au moins partiellement rempli avec un contenu et bouché de manière étanche par un bouchon 3 disposé au-dessus d'un espace de tête du contenant 2.
Dans le cas de la présente description, le contenant 2 subit un remplissage à chaud, et est une bouteille, notamment en PET (polyéthylène téréphtalate) , de faible grammage, avec un contenu, tel qu'un jus de fruit, porté à une température apte à détruire les organismes pathogènes, à savoir une température supérieure à 73 °C, en l'occurrence 85°C.
Une fois que le contenant 2 est rempli par le contenu chaud, il est bouché par le bouchon 3 de type connu, à savoir un bouchon à vis moulé par injection ou compression, monolithique et monomatière, exempt de tout élément d'étanchéité complémentaire.
L'étanchéité est obtenue par contact sous pression mécanique de la matière du bouchon 3, en l'occurrence de sa face intérieure, sur la matière du bord périphérique du goulot 2a du contenant 2, le vissage permettant d'exercer ladite pression mécanique nécessaire.
Lors de la fermeture, ledit bouchon 3 laisse subsister un espace de tête. Cet espace résulte du remplissage sans débordement car le contenu ne doit en aucun cas déborder et se retrouver sur la lèvre du goulot 2a avant fermeture car le contenu serait alors une porte d'entrée sous le bouchon 3 et le contenant 2 serait impropre à la vente. Le bouchon 3 est exempt de tout mécanisme ou de tout autre accessoire de compensation de pression. L'air emprisonné dans l'espace de tête est chaud mais à pression atmosphérique .
II est à noter que la présente invention s'applique également à certains bouchons couramment utilisés, notamment aux Etats-Unis, qui sont de type bi- matière avec une membrane intérieure utilisée pour assurer uniquement l'étanchéité entre la surface du goulot du contenant 2 et le bouchon 3 par compression lors du vissage, contrairement à la lèvre intérieure pour les bouchons de type monomatière. Cependant, cette membrane intérieure pour un tel bouchon bi -matière ne possède pas les caractéristiques nécessaires pour assurer une auto- étanchéité du bouchon dans le cas d'un perçage à l'aide d'une aiguille puis d'un retrait de l'aiguille hors du bouchon .
Le contenant 2 est apte à recevoir un contenu à la température de stérilisation retenue sans dégradation mais se trouve exempt de moyen de compensation de dépression .
Le contenant 2 est mis en mouvement immédiatement après remplissage avec le contenu, afin de mettre toutes les surfaces internes du contenant 2 en contact avec le contenu porté à la température stérilisante.
Le contenant 2 et son contenu sont ensuite refroidis dans un tunnel de refroidissement par aspersion d'eau, par exemple pour amener l'ensemble proche de la température ambiante.
Lorsque le contenant 2 atteint une température inférieure à 75°C, du fait du matériau qui le constitue, ledit contenant 2 se collapse car le volume de gaz et de liquide se réduit jusqu'à 3 à 5% à l'intérieur du contenant 2. Cette réduction augmente au fur et à mesure du refroidissement. Le phénomène de collapsage est proche de son maximum à une température inférieure ou égale à 45°C.
Le dispositif de conditionnement en pression 1 comprend un capot 4, également appelé tête d'accostage, qui comprend à l'intérieur de celui-ci des moyens de perçage 5, des moyens d'injection de fluide 6 et des moyens d'obturation par fusion 7.
Le dispositif de conditionnement en pression 1 comprend en outre un support inférieur horizontal 8 sur lequel est positionné le contenant 2, un support supérieur horizontal 9 comprenant une encoche 9a dans laquelle est inséré le goulot 2a du contenant 2, et un support vertical 10 auquel sont reliés le support inférieur 8 et le support supérieur 9.
Le capot 4 est verticalement déplaçable, par l'intermédiaire d'un moteur de déplacement vertical 11, entre une position de repos distante du support supérieur 9 et une position d'accostage dans laquelle le capot 4 est accosté de manière étanche sur le bouchon 3 du contenant à traiter 2. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cet égard : soit le capot est mobile, accosté sur le contenant amené sous le capot, soit le capot est fixe, le contenant étant amené dans le capot .
Le dispositif de conditionnement en pression 1 est configuré pour mettre en œuvre un procédé conditionnement en pression du contenant à traiter 2 qui comprend les étapes suivantes : l'accostage de manière étanche du capot 4 sur la surface extérieure du bouchon 3 ; le perçage d'un trou à travers le bouchon 3 par abaissement des moyens de perçage 5 vers le bouchon 3 ; la remontée des moyens de perçage 5 hors du bouchon 3 ; l'introduction d'un fluide dans l'espace de tête du contenant 2 par l'intermédiaire dudit trou, ménagé à travers le bouchon 3, à l'aide des moyens d'injection de fluide 6, de façon à obtenir une pression résiduelle au moins égale à la pression atmosphérique dans l'espace de tête du contenant 2 ; l'obturation dudit trou du bouchon 3 par fusion de la matière du bouchon 3 par abaissement des moyens d'obturation par fusion 7 vers le bouchon 3 ; la remontée des moyens d'obturation par fusion 7 ; et le retrait du capot 4. Les différentes étapes du procédé seront décrites plus en détail aux Figures 2 à 6.
Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre dans une ligne de production, avec un ou plusieurs postes en amont ou en aval, auquel cas un dispositif de convoyage transportera le contenant jusqu'au poste de la ligne de production mettant en œuvre le procédé selon 1 ' invention .
Le procédé de conditionnement en pression selon l'invention permet de procéder notamment à un remplissage à chaud en utilisant des bouteilles ayant un surpoids de matière le plus faible possible par rapport aux contenants utilisés pour le remplissage en ambiance stérile à froid, et permet également de compenser la dépression dans des contenants remplis à froid qui peuvent subir des déformations par dépression, surtout si les contenants eux-mêmes ont une faible résistance mécanique.
De plus, l'accostage du capot 4 sur le bouchon 3 étant réalisé de manière étanche, les moyens de perçage 5 peuvent être remontés, avant l'étape d'injection de fluide, tout en maintenant la pression entre le capot 4 et le bouchon 3, le perçage est donc "propre" sans copeaux, ni déchets par repoussage de la matière plastique du bouchon 3 uniquement, le retrait des moyens de perçage 5 lors de l'injection de fluide permettant également d'éviter des éclaboussures éventuelles du contenu sur les moyens de perçage 5 pour une hygiène améliorée.
Le bouchon 3 utilisé dans ce procédé est un bouchon classique monobloc, sans membrane interne et donc peu onéreux.
Le contenant 2 contient ainsi un contenu avec une pression équilibrée pour le moins et préférentiellement sous une légère pression afin que la différence de pression interne avec la pression extérieure du contenant 2 évite de générer un quelconque collapsage du contenant 2.
Si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir qu'il y est représenté le dispositif de conditionnement en pression 1 dans la position non accostée du capot 4.
Le contenant 2 est partiellement rempli avec un contenu 12 de telle sorte qu'un espace de tête 13 sans contenu subsiste au niveau du goulot 2a du contenant 2, le contenant 2 étant bouché de manière étanche par le bouchon 3 disposé au-dessus de l'espace de tête 13 du contenant 2.
Les moyens de perçage 5 comprennent un piston 14 à l'extrémité duquel est fixée une aiguille 15, ledit piston 14 étant apte à se déplacer linéairement dans un cylindre 16 formé sur le capot 4, la course du piston 14 étant limitée par une chambre de piston 17 formée dans l'extrémité supérieure du cylindre 16.
Ainsi, l'aiguille 15 est configurée pour percer le bouchon 3 lorsque le capot 4 est accosté sur le bouchon 3 et que le piston 14 est dans sa position déployée.
Les moyens d'obturation par fusion 7 comprennent un piston 18 à l'extrémité duquel est fixée une canule chauffante 19, ledit piston 18 étant apte à se déplacer linéairement dans un cylindre 20 formé sur le capot 4, la course du piston 18 étant limitée par une chambre de piston 21 formée dans l'extrémité supérieure du cylindre 20. Les pistons 14 et 18 peuvent être actionnés électriquement ou hydrauliquement . Afin de ne pas surcharger les figures, les fils d'alimentation électrique ou d' actionnement hydraulique des pistons 14 et 18 n'ont pas été représentés sur les figures. De même, les éléments chauffants permettant de chauffer l'aiguille 15 ou la canule chauffante 19, ainsi que leurs alimentations électriques respectives, n'ont pas été représentés pour ne pas surcharger les figures.
Ainsi, la canule chauffante 19 est configurée pour obturer par fusion le trou formé dans le bouchon 3 par l'aiguille 15 lorsque le capot 4 est accosté sur le bouchon 3 et que le piston 18 est dans sa position déployée, la matière plastique du bouchon 3 fondant au contact de la canule chauffante 19.
L'aiguille 15 et la canule chauffante 19 sont situées dans une cavité interne 22 du capot 4.
Les moyens d'injection de fluide 6 comprennent plusieurs entrées de fluide aptes à recevoir un fluide sous pression et à injecter celui-ci à l'intérieur de la cavité interne 22 du capot 4, le capot 4 pouvant contenir jusqu'à cinq entrées de fluide 6.
Le procédé de conditionnement en pression comprend également, avant l'étape d'accostage du capot 4 sur le bouchon 3, une étape de stérilisation de la surface extérieure du bouchon 3 par chauffage ponctuel, par stérilisation chimique à l'aide d'un liquide stérilisant, par vapeur, par émission de lumière puisée ou par un autre procédé analogue, afin d'assurer la destruction des organismes pathogènes présents sur la surface extérieure du bouchon 3.
La cavité interne 22 du capot 4 est toujours en surpression de gaz stérile par une première entrée de fluide 6, même avant l'accostage pour maintenir la stérilité du bouchon 3 réalisée préalablement.
Il y a deux autres entrées 6 de gaz stérile pour l'étape d'introduction de fluide, également appelée étape de gonflage.
Les deux dernières entrées de fluide 6 pourraient être utilisées pour l'injection d'un fluide stérilisant après l'accostage et le perçage et une évacuation rapide par aspiration du fluide stérilisant avant le perçage.
Si l'on se réfère à la Figure 3, on peut voir qu'il y est représenté le dispositif de conditionnement en pression 1 lors de l'étape d'accostage.
Lors de l'étape d'accostage, les pistons 14 et 18 respectivement de l'aiguille 15 et de la canule chauffante 19 sont dans leurs positions rétractées, également appelées positions de repos.
Le capot 4 est accosté de manière étanche sur la surface extérieure du bouchon 3 de telle sorte qu'au moins une partie du bouchon 3 est insérée dans au moins une partie de la cavité interne 22 du capot 4.
Les pistons 14 et 18 sont disposés dans le capot 4 de façon à ce que leurs axes de déplacement respectifs soient sécants en un point situé dans la matière du bouchon 3 ou légèrement au-dessus de celui-ci lorsque le capot 4 est accosté sur le bouchon 3, ledit point se situant de préférence au niveau du centre de la surface supérieure du bouchon 3, ou légèrement au-dessus, excentré, en fonction de la forme de la canule chauffante 19.
Le procédé de conditionnement en pression peut également comprendre, après l'étape d'accostage du capot 4 sur le bouchon 3, une étape de mise en circulation de fluide stérile, de préférence un gaz inerte tel que l'azote, dans la cavité interne 22 du capot 4 par l'intermédiaire de certaines des entrées de fluide 6. Une surpression est ainsi créée entre le bouchon 3 et le capot 4 pour maintenir une pression positive supérieure ou égale à la pression interne du contenant 2 jusqu'à l'obturation par fusion.
Si l'on se réfère à la Figure 4, on peut voir qu'il y est représenté le dispositif de conditionnement en pression 1 lors de l'étape de perçage.
Lors de l'étape de perçage, le piston 14 de l'aiguille 15 est dans sa position déployée, de telle sorte que l'aiguille 15 est abaissée jusqu'au bouchon 3 et perce un trou 23 à travers la matière du bouchon 3.
L'aiguille 15 n'est jamais en contact avec le contenu 12 lors du perçage.
L'aiguille 15 réalise le trou 23 par pénétration dans la matière plastique du bouchon 3, par déformation et repoussage de la matière, sans arrachement de matière.
Cette étape de perçage est immédiatement suivie d'une étape de remontée de l'aiguille 15 dans la position de repos du piston 14.
Le procédé de conditionnement en pression peut également comprendre une étape de vérification, à l'aide d'une caméra optique ou fibre optique reliée à un capteur optique (non représentés à la Figure 4) disposée dans le capot 4, de l'intégrité de l'aiguille 15 après l'étape de remontée de l'aiguille 15, permettant ainsi de vérifier optiquement si l'aiguille 15 est ou non cassée après l'étape de perçage.
Une caméra optique déportée du capot peut contrôler le niveau de remplissage du contenant 2 à la fin du procédé de conditionnement en pression pour détecter une éventuelle cassure de l'aiguille 15. En effet, lors d'un traitement normal, le niveau du contenu 12 doit baisser jusqu'à un niveau prédéterminé, alors qu'en cas de non perçage et donc de non introduction de fluide, le niveau du contenu 12 ne baissera pas.
Un système de détecteur de proximité pourrait également contrôler la présence de l'aiguille 15 complète et non cassée, sans s'écarter du cadre de la présente invention .
Si l'on se réfère à la Figure 5, on peut voir qu'il y est représenté le dispositif de conditionnement en pression 1 lors de l'étape d'introduction de fluide.
Lors de l'étape d'introduction de fluide, les pistons 14 et 18 respectivement de l'aiguille 15 et de la canule chauffante 19 sont dans leurs positions de repos.
Un fluide 24 est introduit dans la cavité interne 22 du capot 4 puis dans l'espace de tête 13 du contenant 2 par l'intermédiaire du trou 23, ménagé à travers le bouchon 3, à l'aide de l'une des entrées de fluide 6, de façon à obtenir une pression résiduelle au moins égale à la pression atmosphérique dans l'espace de tête 13 du contenant 2.
Le fluide 24 est un gaz inerte et stérile tel que de l'azote notamment sous forme gazeuse, ce qui permet de ne pas provoquer d'oxydation ultérieure du contenu 12, postérieurement à la mise en bouteille. Ceci évite le sur- collapsage du fait de la consommation d'oxygène ultérieure puisqu'il n'y en a pas ou très peu, le gaz inerte ayant remplacé en grande partie l'air initialement confiné.
Dans le cas d'un remplissage à chaud à une température supérieure à 73 °C, le fluide 24 est introduit dans l'espace de tête 13 après un refroidissement du contenu 12 à une température inférieure à 45°C.
La pression d'introduction du fluide 24 est configurée pour générer une pression résiduelle dans le contenant 2, comprise entre 1,01 bars et 2,5 bars, et de préférence entre 1,01 bars et 1,4 bars.
L'étape d'introduction du fluide 24 dans l'espace de tête 13 comprend, de préférence, une introduction de fluide 24 dans une phase initiale à une première valeur de pression, puis une introduction de fluide 24 dans une phase finale à une seconde valeur de pression inférieure à la première valeur de pression. Il est ainsi possible d'augmenter fortement la pression dans la phase initiale de la mise sous pression immédiatement après le perçage, et d'avoir une pression moins importante dans la phase finale afin d'ajuster la pression finale juste avant l'obturation par fusion.
Si l'on se réfère à la Figure 6, on peut voir qu'il y est représenté le dispositif de conditionnement en pression 1 lors de l'étape d'obturation.
Lors de l'étape d'obturation, le piston 18 de la canule chauffante 19 est dans sa position déployée, de telle sorte que la canule chauffante 19 est abaissée jusqu'au trou 23 formé dans le bouchon 3 par l'aiguille 15.
La canule chauffante 19 permet de reboucher, par fusion de la matière plastique du bouchon 3, le trou 23 formé dans le bouchon 3, ce qui permet de garantir l'étanchéité finale du contenant 2 tout en compensant la dépression dans le contenant 2.
L'étape d'obturation est réalisée dans un délai compris entre 0 et 5 secondes.
Le procédé de conditionnement en pression peut également comprendre une étape de vérification, à l'aide d'une caméra optique (non représentée à la Figure 6) disposée dans la cavité interne 22 du capot 4, de la qualité d'obturation du trou 23 par la canule chauffante 19, ce qui permet ainsi de vérifier optiquement si la qualité d'obturation du trou 23 par la canule chauffante 19 est bonne ou mauvaise.
L'étape d'obturation est suivie d'une étape de remontée de la canule chauffante 19 dans la position de repos du piston 18, puis d'une étape de retrait du capot 4 depuis le bouchon 3.
Le procédé selon la présente invention permet le remplissage à chaud dans des contenants 2, par exemple en
PET, avec des grammages réduits de l'ordre de 15% par rapport au procédé de remplissage à chaud avec déformation du contenant, ce qui est une réduction de matière considérable au vu du coefficient multiplicateur du nombre de contenants 2 produits.
Aucune architecture particulière ne doit être étudiée pour la paroi, tout panneau technique et/ou fond pétaloïde complexe devient inutile.
Les formes de contenants 2 sont de fait beaucoup plus libres et sobres, et le recyclage est moins coûteux puisque la quantité de matière utilisée est moindre.
Le fait de disposer le contenant 2 sous pression atmosphérique ou légère pression autorise un meilleur gerbage et la palettisation.
Le procédé selon la présente invention s'applique à tous les modes de remplissage et même pour une mise en pression de contenants 2 remplis à froid en ambiance stérile dont on voudrait non seulement compenser une éventuelle diminution du volume de l'espace de tête 13 par une consommation de l'oxygène, mais aussi mettre en légère surpression pour renforcer la tenue mécanique, voire injecter un gaz neutre en remplacement de l'air confiné dans l'espace de tête 13 afin de conserver toutes les qualités organoleptiques des produits que l'oxydation peut altérer . Si l'on se réfère à la Figure 7, on peut voir qu'il y est représenté l'aiguille 15 du dispositif de conditionnement en pression 1.
L'aiguille 15 est emmanchée à force dans un support d'aiguille 25 de forme sensiblement cylindrique, ledit support d'aiguille 25 comprenant une extrémité 25a, opposée à l'aiguille 15, configurée pour s'emmancher à force dans l'extrémité du piston 14.
L'aiguille 15 est cylindrique et pleine et possède une extrémité pointue en forme de cône. Ainsi, l'aiguille 15 est plus solide comparée à l'aiguille hypodermique creuse à extrémité biseautée de l'état antérieur de la technique, ce qui permet d'éviter que l'aiguille 15 ne se casse lors de l'étape de perçage.
L'aiguille 15 est, de préférence, chauffée par un moyen de chauffage (non représenté sur la Figure 7) , la chauffe de l'aiguille 15 permettant à la fois de stériliser l'aiguille 15 et de faciliter le perçage de la matière plastique du bouchon 3. L'aiguille 15 est, de préférence, chauffée à une température supérieure à 95 °C pour sa stérilisation et inférieure à 130°C pour éviter la fonte possible de la matière plastique du bouchon 3 lors du perçage et un collage de particules de plastique sur l'aiguille 15 qui pourraient ensuite se détacher lors du perçage du bouchon 3 d'un autre contenant 2.
La température de l'aiguille 15 est, de préférence, maintenue et contrôlée en permanence par une résistance/sonde placée dans le support d'aiguille 25.
Le diamètre du trou de perçage doit permettre de combiner un gonflage rapide (diamètre le plus gros possible) et une sécurité de soudure (diamètre le plus petit possible). A titre d'exemple non limitatif, une aiguille de diamètre 0,7 mm semble constituer un bon compromis. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cet égard, le diamètre de l'aiguille pouvant être compris entre 0,3 et 0,8 fois l'épaisseur du bouchon.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de conditionnement en pression d'un contenant à traiter (2) au moins partiellement rempli avec un contenu (12) et bouché de manière étanche par un bouchon (3) disposé au-dessus d'un espace de tête (13) du contenant (2), caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes :
- l'accostage de manière étanche d'un capot (4) sur la surface extérieure du bouchon (3) , ledit capot (4) comprenant à l'intérieur de celui-ci des moyens de perçage (5), des moyens d'injection de fluide (6) et des moyens d'obturation par fusion (7) ;
- le perçage d'un trou (23) à travers le bouchon (3) par abaissement des moyens de perçage (5) vers le bouchon
(3) ;
- la remontée des moyens de perçage (5) hors du bouchon (3) ;
- l'introduction d'un fluide (24) dans l'espace de tête (13) du contenant (2) par l'intermédiaire dudit trou
(23), ménagé à travers le bouchon (3), à l'aide des moyens d'injection de fluide (6), de façon à obtenir une pression résiduelle au moins égale à la pression atmosphérique dans l'espace de tête (13) du contenant (2) ;
- l'obturation dudit trou (23) du bouchon (3) par fusion de la matière du bouchon (3) par abaissement des moyens d'obturation par fusion (7) vers le bouchon (3) ;
- la remontée des moyens d'obturation par fusion (7) ; et
- le retrait du capot (4) . 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étape d'introduction de fluide dans l'espace de tête (13) comprend une introduction de fluide (24) dans une phase initiale à une première valeur de pression, puis une introduction de fluide (24) dans une phase finale à une seconde valeur de pression inférieure à la première valeur de pression.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une étape de vérification, à l'aide d'un moyen optique ou inductif disposé dans le capot (4), de l'intégrité des moyens de perçage (5) après l'étape de remontée des moyens de perçage (5) .
4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une étape de vérification, à l'aide d'une caméra optique disposée à l'intérieur du capot (4), de la qualité d'obturation du trou (23) par les moyens d'obturation par fusion (7) .
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, dans le cas d'un remplissage à chaud à une température supérieure à 73 °C, le fluide (24) est introduit dans l'espace de tête (13) après un refroidissement du contenu (12) à une température inférieure à 45°C.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la pression d'introduction du fluide (24) est configurée pour générer une pression résiduelle dans le contenant (2), comprise entre 1,01 bars et 2,5 bars, et de préférence entre 1,01 bars et 1,4 bars.
7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le fluide (24) est un gaz inerte et stérile tel que de l'azote notamment sous forme gazeuse . 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre, avant, pendant et/ou après l'étape d'accostage du capot (4) sur le bouchon (3) , une étape de mise en circulation de fluide stérile entre le capot (4) et le bouchon (3) , de préférence un gaz inerte, de façon davantage préférée l'azote.
9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre, avant l'étape d'accostage du capot (4) sur le bouchon (3), une étape de stérilisation de la surface extérieure du bouchon (3) par un ou plusieurs parmi un chauffage ponctuel, une stérilisation chimique, une vapeur ou une émission de lumière puisée.
10 - Dispositif de conditionnement en pression (1) d'un contenant à traiter (2) au moins partiellement rempli avec un contenu (12) et bouché de manière étanche par un bouchon (3) disposé au-dessus d'un espace de tête (13) du contenant (2) , ledit dispositif (1) comprenant un capot (4) qui comprend à l'intérieur de celui-ci des moyens de perçage (5), des moyens d'injection de fluide (6) et des moyens d'obturation par fusion (7), ledit dispositif (1) étant configuré pour mettre en œuvre le procédé conditionnement en pression selon l'une des revendications 1 à 9.
11 - Dispositif (1) selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les moyens de perçage (5) et les moyens d'obturation par fusion (7) sont disposés dans le capot (4) de façon à ce que leurs axes de déplacement respectifs soient sécants en un point situé dans la matière du bouchon (3) ou au-dessus de la matière du bouchon (3) lorsque le capot (4) est accosté sur le bouchon (3) .
12 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé par le fait que les moyens de perçage (5) comprennent une aiguille (15) apte à se déplacer linéairement.
13 - Dispositif (1) selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'aiguille (15) est pleine et possède une extrémité pointue en forme de cône.
14 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé par le fait que l'aiguille (15) est chauffée par un moyen de chauffage.
15 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé par le fait que les moyens d'obturation par fusion (7) comprennent une canule chauffante (19) apte à se déplacer linéairement.
16 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé par le fait que les moyens d'injection de fluide (6) comprennent au moins une entrée de fluide apte à recevoir un fluide sous pression et à injecter celui-ci à l'intérieur du capot (4) accosté de manière étanche sur le bouchon (3) .
17 - Machine de conditionnement en pression comprenant au moins un dispositif de conditionnement en pression (1) selon l'une des revendications 10 à 16, ladite machine de conditionnement en pression comprenant en outre un moyen de maintien en position de contenant (9) par rapport auquel le capot (4) de 1 ' au moins un dispositif de conditionnement en pression (1) est déplaçable entre une position de repos distante du moyen de maintien en position de contenant (9) et une position d'accostage dans laquelle le capot (4) est accosté de manière étanche sur le bouchon (3) du contenant à traiter (2) .
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