EP3587287A1 - Procédé et dispositif visant à réaliser une atmosphère contrôlée au niveau du ciel gazeux d'un récipient de stockage d'un produit - Google Patents

Procédé et dispositif visant à réaliser une atmosphère contrôlée au niveau du ciel gazeux d'un récipient de stockage d'un produit Download PDF

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EP3587287A1
EP3587287A1 EP19181532.3A EP19181532A EP3587287A1 EP 3587287 A1 EP3587287 A1 EP 3587287A1 EP 19181532 A EP19181532 A EP 19181532A EP 3587287 A1 EP3587287 A1 EP 3587287A1
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injection
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Air Liquide France Industrie SA
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Air Liquide France Industrie SA
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    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
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    • B65B31/041—Evacuating, pressurising or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied the nozzles acting from above on containers or wrappers open at their top
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Definitions

  • the present invention relates to the field of methods of inerting containers used for the storage of food, or pharmaceutical or cosmetic products, etc. It is particularly interested in the case of the storage of liquids even if the storage of pasty or solids can also be addressed according to the present invention.
  • controlled atmosphere most often meaning, depending on the products targeted, that 'it is checked for its residual oxygen content, and that the atmosphere put in place is' dried out'.
  • User sites then generally use several inerting systems, in order to be able to adapt to the different necks of the containers present on their site.
  • the inerting system implements a plug comprising a gas injection channel / socket and a pressure relief channel / socket, the plug is connected or connectable to a gas source, for example by a hose to facilitate its use.
  • the stopper may be of substantially conical shape, but other shapes can be adopted in an advantageous manner, for example a notched shape which is very advantageous to adapt (like the conical shape) to many types of containers (conical shapes and notched illustrated in attached figure).
  • the stopper (which can also be called a “mouthpiece”) will advantageously be made of stainless steel, to promote good compatibility with the various products that may be affected as well as for good ease of cleaning.
  • the injected flow rate can be adjusted at the outlet of the gas source by an adjustment valve or even by a calibrated orifice system.
  • the substantially conical shape of the stopper or a notched shape then makes it possible to adapt it (for adequate dimensions of the cone or notches) to a wide range of diameters of the neck of the opening of the containers .
  • a cone of dimensions 35mm x 70mm with an angle of about 30 ° will allow without difficulty to treat containers from 40 to 65mm in neck diameter, without having to modify the containers, and while maintaining the essential functions of gas injection and bleeding of overpressures.
  • these sizing examples are only illustrative, for other needs of user sites the sizing will be adapted accordingly.
  • the characteristics of the station according to the invention therefore allow the user site to use it either only for inerting the gaseous head or to purge the gaseous head from the container and then take a sample by pressurizing the tank, which avoids the often delicate handling of containers.
  • the injection station is adapted, in addition to injecting an adequate atmosphere into the gaseous sky of the container, also to carry out the sampling of product, at the time desired by the user, thanks to a pressurizing action with gas (for example with nitrogen or argon), which makes it possible to transfer the product from the container to another receiving container, and thus avoid taking the product into air during the transfer, the route d the evacuation of the overpressures then being closed when the device is in the sampling phase.
  • gas for example with nitrogen or argon
  • Pressurization can be carried out using the inerting gas inlet channel.
  • the term “upper edge” or “opening neck” of the container is used, which should be understood, as will be clear to a person skilled in the art, as the upper opening of the container through which filling is carried out using the stored product, before this container is of course closed by any means and in particular by a permanent stopper.
  • the operator will therefore have to maintain the injector / container contact throughout the inerting.
  • the operator can view the residual O 2 content on a display (5 on the figure 3 ) on the front of the system.

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Abstract

L'invention propose un dispositif visant à réaliser une atmosphère contrôlée au niveau du ciel gazeux d'un récipient (2) de stockage d'un produit, comprenant un bouchon (1), par exemple de forme sensiblement conique, pouvant être introduit à l'intérieur du col d'ouverture du récipient, le bouchon étant muni d'un tube d'injection descendant (3), destiné à être relié à une source de gaz, et étant également muni d'une voie (4) d'évacuation des surpressions, se caractérisant en ce que :- le dispositif comprend un élément amovible (11), solidaire d'une colonne fixe (10), élément amovible verticalement grâce à l'action sur un levier (12) d'abaissement/relèvement dudit élément, d'une position "haute - hors remplissage" à une position "basse - en remplissage", position basse où le système est inséré dans le récipient à remplir; et en ce que- le dispositif est adapté, outre pour injecter une atmosphère adéquate dans le ciel gazeux du récipient, également pour réaliser le prélèvement du produit stocké dans le récipient, grâce à une action de pressurisation au gaz permettant de transférer le produit du récipient de stockage à un autre récipient receveur, par la présence de moyens de fermeture de la voie d'évacuation quand le dispositif est en phase de prélèvement.

Description

  • La présente invention concerne le domaine des procédés d'inertage de récipients utilisés pour le stockage de produits alimentaires, ou pharmaceutiques ou encore cosmétiques etc... elle s'intéresse tout particulièrement au cas du stockage de liquides même si le stockage de produits pâteux ou solides peut également être adressé selon la présente invention.
  • Ces procédés visent en fait à réaliser une atmosphère contrôlée au niveau du ciel gazeux de tels récipients (on parle aussi dans cette industrie d' « espace de tête ») : atmosphère « contrôlée », signifiant le plus souvent, selon les produits visés, qu'elle est contrôlée vis-à-vis de sa teneur résiduelle en oxygène, et que l'atmosphère mise en place est «asséchée ».
  • On s'intéresse plus particulièrement dans ce qui suit à de tels procédés d'inertage du type où l'on injecte dans le ciel gazeux du récipient un gaz d'inertage tel que l'azote, le CO2, ou encore l'argon, voire l'hélium, ou encore un mélange de tels gaz, et où, pendant cette injection, on évacue le gaz en excès par un orifice de purge du récipient, le récipient possédant une ouverture supérieure de section inférieure à la section du corps du récipient.
  • La littérature concernant de tels procédés d'inertage est abondante, notamment dans le domaine de l'oenologie, pour inerter des récipients de plusieurs dizaines ou centaines de litres. On pourra par exemple se reporter au document EP-851 026 , au nom de la Demanderesse, qui concerne la mise en place d'un dispositif d'obturation du récipient, dispositif de structure particulière, permettant d'injecter le gaz de conditionnement en restant raccordé en continu sur une source gaz, tout en permettant l'évacuation du gaz en excès, structure particulière présentant deux passages concentriques pour l'arrivée du gaz d'inertage et l'évacuation du gaz en excès par un orifice de purge, la partie supérieure du tube d'injection étant entourée par la paroi latérale d'un raccord tubulaire, paroi latérale qui est pourvue de l'orifice de purge.
  • Or, il s'avère que dans certains domaines techniques comme la cosmétique ou la chimie fine, les utilisateurs sont amenés à stocker leurs produits dans des récipients de plus faible contenance, voire de très faible contenance. Ces produits, ou matières premières, souvent précieux et à forte valeur ajoutée (par exemple des huiles essentielles), ne sont utilisé(e)s qu'à faible dosage dans les compositions finales et doivent donc être protégés pendant leur temps de stockage contre l'oxydation et/ou l'humidité liée à la présence d'air dans le ciel gazeux. Il est donc apparu un besoin de proposer un système simple d'inertage de petits ou moyens volumes :
    • sans que le récipient n'ait à être relié en permanence à une source de gaz et dont le bouchon d'origine pourra être conservé et repositionné entre deux utilisations ; un système d'inertage qui doit pouvoir être positionné sur le col d'un récipient donné du site utilisateur, pour réaliser l'inertage du ciel gazeux de ce récipient, reboucher ce récipient avec son bouchon d'origine jusqu'à une prochaine ouverture, un seul système devant pouvoir être utilisé sans modifications significatives pour tous ou quasi tous les récipients de ce type (faible volume) du site considéré (ce type de site peut comporter des dizaines de récipients en permanence) ; en d'autres termes, un système d'inertage qui doit pouvoir s'adapter à plusieurs diamètres de cols d'ouverture des récipients du site utilisateur.
    • les récipients de petite et moyenne taille pouvant être manipulés facilement avec ou sans besoin de chariots ou autres engins de levage, le système d'inertage doit pouvoir être fixe, le récipient étant amené au poste d'inertage.
    • un des objectifs est donc de maintenir une atmosphère adéquate dans le ciel gazeux entre deux prélèvements.
    • selon un autre des objectifs visés ici, on souhaite pouvoir utiliser le poste d'inertage également comme poste de prélèvement de produit dans le récipient, dans des conditions permettant d'éviter une prise en air du produit pendant le transfert entre le récipient de stockage et le récipient receveur de la quantité prélevée.
  • Illustrons dans ce qui suit une procédure typique d'inertage pratiquée actuellement pour de tels petits récipients, ceci afin de mieux fixer les idées sur les considérations précédentes :
    • un récipient rempli de produit (par exemple un récipient de 20 litres rempli d'une huile essentielle) est stocké et fermé avec son bouchon (bouchon permanent, bouchon d'origine);
    • un opérateur du site ouvre le récipient pour prélever un volume de produit, par exemple pour introduire cette quantité prélevée dans une fabrication d'un produit cosmétique ;
    • une fois la quantité prélevée, l'opérateur procède alors à l'inertage du ciel gazeux du récipient, avant re-fermeture avec son bouchon (bouchon permanent, bouchon d'origine) ;
    • le récipient ainsi rebouché est stocké, ainsi inerté, jusqu'à une nouvelle utilisation c'est-à-dire un nouveau prélèvement, suivi d'un nouvel inertage, avant rebouchage etc...
  • Les sites utilisateurs mettent alors généralement en oeuvre plusieurs systèmes d'inertage, pour pouvoir s'adapter aux différents cols des récipients présents sur leur site.
  • Comme on le verra plus en détails dans ce qui suit, le système d'inertage conforme à la présente invention met en oeuvre un bouchon comprenant une voie/prise d'injection gaz et une voie/prise d'évacuation des surpressions, le bouchon est raccordé ou raccordable à une source de gaz, par exemple par un flexible afin de faciliter son utilisation.
  • Le bouchon pourra être de forme sensiblement conique, mais d'autres formes peuvent être adoptées de façon avantageuse, par exemple une forme crantée qui est très avantageuse pour s'adapter (tout comme la forme conique) à de nombreux types de récipients (formes conique et crantée illustrée en figure annexée).
  • Le bouchon (que l'on peut également appeler « embout ») sera avantageusement élaboré en inox, pour favoriser une bonne compatibilité avec les différents produits qui peuvent être concernés ainsi que pour une bonne facilité de nettoyage.
  • A titre illustratif, le débit injecté peut être réglé en sortie de la source gaz par une vanne de réglage ou encore par un système d'orifice calibré. Comme on l'illustrera ci-après, la forme sensiblement conique du bouchon ou encore une forme crantée permet alors de l'adapter (pour des dimensions adéquates du cône ou des crans) à une large gamme de diamètres du col d'ouverture des récipients.
  • A titre d'exemple, un cône de dimensions 35mm x 70mm avec un angle de l'ordre de 30° permettra sans difficultés de traiter des récipients de 40 à 65mm de diamètre de col, sans avoir à modifier les récipients, et tout en maintenant les fonctions indispensables d'injection du gaz et de purge des surpressions.
  • Toujours à titre illustratif, on peut envisager selon le site utilisateur de mettre en oeuvre non pas un seul dimensionnement de bouchon mais deux dimensionnements de bouchons, permettant de traiter une gamme de diamètres de col de récipient allant d'environ 20/25mm pour les plus étroits jusqu'à environ 95/100 mm pour les cols les plus larges. A titre illustratif, le premier bouchon aura pour dimensions 20/60 / H=68 mm, le second bouchon ayant pour dimensions 55/100 / H=77 mm. Comme on l'aura compris, ces exemples de dimensionnement ne sont qu'illustratifs, pour d'autres besoins de sites utilisateurs les dimensionnements seront adaptés en conséquence.
  • Le poste d'inertage proposé selon la présente invention se caractérise par ailleurs de la façon suivante :
    • - le poste d'injection est, en quelque sorte, inspiré d'une perceuse à colonne, par le fait qu'il comporte un élément amovible, solidaire d'une colonne fixe, élément amovible verticalement grâce à l'action sur un levier d'abaissement/relèvement dudit élément, d'une position "haute - hors remplissage" à une position "basse - en remplissage", position basse où le système est inséré dans le récipient à remplir;
    • - - le poste d'injection, est adapté, outre pour injecter une atmosphère adéquate dans le ciel gazeux du récipient, également pour réaliser le prélèvement de produit, au moment souhaité par l'utilisateur, grâce à une action de pressurisation au gaz (par exemple à l'azote ou à l'argon), ce qui permet de transférer le produit du récipient de stockage à un autre récipient receveur, et ainsi éviter une prise en air du produit pendant le transfert.
  • Les caractéristiques du poste conforme à l'invention permettent dès lors au site utilisateur de l'utiliser soit uniquement pour l'inertage du ciel gazeux soit pour purger le ciel gazeux du récipient puis ensuite effectuer un prélèvement par pressurisation du réservoir, ce qui évite la manipulation de containers souvent délicate.
  • La présente invention concerne alors un dispositif visant notamment à réaliser une atmosphère contrôlée au niveau du ciel gazeux d'un récipient de stockage d'un produit, comprenant :
    • un bouchon, par exemple de forme sensiblement conique ou encore crantée, pouvant être introduit à l'intérieur du col d'ouverture du récipient, le bouchon étant muni d'un tube d'injection descendant, destiné à être relié en sa partie amont à une source de gaz, et étant également muni d'une voie d'évacuation des surpressions ;
    • un élément amovible, solidaire d'une colonne fixe, élément amovible verticalement d'une position haute (« hors remplissage") à une position basse (« en remplissage"), position basse où le système est inséré dans le récipient à remplir ;
    • un levier d'abaissement/relèvement dudit élément amovible .
  • Comme on l'a souligné plus haut, le poste d'injection, est adapté, outre pour injecter une atmosphère adéquate dans le ciel gazeux du récipient, également pour réaliser le prélèvement de produit, au moment souhaité par l'utilisateur, grâce à une action de pressurisation au gaz (par exemple à l'azote ou à l'argon), ce qui permet de transférer le produit du récipient à un autre récipient receveur, et ainsi éviter une prise en air du produit pendant le transfert, la voie d'évacuation des surpression étant alors fermée quand le dispositif est en phase de prélèvement.
  • La pressurisation pourra être réalisée en utilisant la voie d'arrivée de gaz d'inertage.
  • On parle dans la présente demande de « bord supérieur » ou de « col d'ouverture » du récipient, ce que l'on doit entendre, comme il apparaitra clairement à l'homme du métier, comme l'ouverture supérieure du récipient par laquelle s'effectue le remplissage à l'aide du produit stocké, avant que ce récipient ne soit bien entendu fermé par un moyen quelconque et notamment par un bouchon permanent.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures annexées où :
    • la figure 1 annexée est une vue partielle et schématique en coupe montrant un bouchon conique conforme à l'invention, inséré dans le col d'un récipient et muni de différents moyens d'injection de gaz, et d'évacuation de surpressions, ou encore de prise d'analyse de gaz ;
    • la figure 2 annexée illustre le cas d'un bouchon cranté convenant pour la mise en oeuvre de l'invention ;
    • la figure 3 annexée est une vue partielle et schématique en coupe (vues (a) et (b) de côté, vue (c) de face) montrant un dispositif conforme à l'invention.
  • On reconnait sur la figure 1 le bouchon 1 de forme sensiblement conique qui est partie intégrante du dispositif revendiqué, pouvant être introduit à l'intérieur du col d'ouverture d'un récipient 2 de stockage à inerter (la partie supérieure d'un récipient est ici schématisée de façon très partielle pour fixer les idées), le bouchon étant muni d'un tube 3 d'injection descendant, destiné à être relié en sa partie amont à une source de gaz (par exemple de l'azote, ou encore du CO2 ou tout autre gaz ou mélange utilisé dans ce type d'application), et étant également muni d'une voie 4 d'évacuation des surpressions (vers un évent), le mode de réalisation représenté ici permettant également le raccordement de la voie 4 à un analyseur 5. Et l'on conçoit bien dès lors à l'examen de cette figure que selon les caractéristiques du cône, qui bien sur par conception peuvent être choisies très avantageusement pour couvrir une large gamme de cols, selon ces caractéristiques donc un tel dispositif pourra entrer dans de très nombreux cols de récipients de façon parfaitement étanche.
    • La figure 1 illustre par ailleurs la présence d'une voie 6 de prélèvement, l'évent 4 est alors fermé en cas de prélèvement.
    • La figure 2 annexée illustre le cas d'un bouchon cranté convenant pour la mise en oeuvre de l'invention . Et l'on conçoit bien ici également à l'examen de cette figure que selon les caractéristiques de ces crans, cet embout permettra de couvrir une large gamme de cols.
    • La figure 3 permet de visualiser, grâce à ses vues a) b) et c), un dispositif conforme à l'invention, et notamment la présence de la colonne fixe 10, de l'élément amovible 11 (en position haute/hors remplissage a), en position basse/remplissage b), en position basse et en vue de face c)), ainsi que la présence du levier 12, solidaire de l'élément 11.
  • On note la présence à l'extrémité de l'élément 11 d'un bouchon conique 1, et en vue « X » sur le côté de la figure la schématisation des différentes tailles de bouchons coniques utilisable sur cet exemple.
  • On a évoqué ci-dessus les problématiques techniques de l'art antérieur et les objectifs que la présente invention se fixait, mais on peut évoquer ci-dessous d'autres avantages associés à la structure de dispositif présentement revendiquée et notamment :
    • la solution proposée est une solution en poste fixe, qui permet de s'adapter et d'inerter tous les récipients du site, notamment après chaque prélèvement de produit ;
    • la sécurité de l'ensemble est remarquable, on peut notamment prévoir l'arrêt automatique de l'injection quand l'embout n'est plus en contact avec le récipient. Et le fait que tout soit regroupé dans le système à colonne libère les mains de l'opérateur quand précédemment celui-ci devait tenir le bouchon, l'analyseur, la vanne d'injection etc.....
    • on peut prévoir que l'injection est déclenchée par contact entre l'injecteur et le récipient (système à ressort ou clapet), et dès que l'opérateur relâche le levier qui permet de descendre l'ensemble d'injection, l'injection de gaz est arrêtée et l'ensemble remonte en butée haute.
  • Selon ce mode de réalisation très sécurisé, l'opérateur devra donc maintenir le contact injecteur/récipient tout au long de l'inertage.
  • Pendant l'injection de gaz l'opérateur peut visualiser la teneur résiduelle en O2 sur un afficheur (5 sur la figure 3) en façade du système.

Claims (4)

  1. Dispositif visant à réaliser une atmosphère contrôlée au niveau du ciel gazeux d'un récipient (2) de stockage d'un produit, comprenant un bouchon (1), pouvant être introduit à l'intérieur du col d'ouverture du récipient, le bouchon étant muni d'un tube d'injection descendant (3), destiné à être relié à une source de gaz, et étant également muni d'une voie (4) d'évacuation des surpressions, se caractérisant en ce que :
    - le dispositif comprend un élément amovible (11), solidaire d'une colonne fixe (10), élément amovible verticalement grâce à l'action sur un levier (12) d'abaissement/relèvement dudit élément, d'une position "haute - hors remplissage" à une position "basse - en remplissage", position basse où le système est inséré dans le récipient à remplir; et en ce que
    - - le dispositif est adapté, outre pour injecter une atmosphère adéquate dans le ciel gazeux du récipient, également pour réaliser le prélèvement du produit stocké dans le récipient, grâce à une action de pressurisation au gaz permettant de transférer le produit du récipient de stockage à un autre récipient receveur, par la présence de moyens de fermeture de la voie d'évacuation quand le dispositif est en phase de prélèvement.
  2. Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant en ce que le bouchon est de forme sensiblement conique ou de forme crantée.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, se caractérisant en ce que le bouchon est élaboré en inox.
  4. Procédé visant à réaliser une atmosphère contrôlée au niveau du ciel gazeux d'un récipient (2) de stockage d'un produit, se caractérisant en ce que l'on injecte un gaz dans le ciel à l'aide d'un dispositif d'injection conforme à l'une des revendications 1 à 3, et en ce que l'injection de gaz intervient avant ou après une opération de prélèvement dudit produit stocké dans le récipient, opération de prélèvement comprenant une action de pressurisation de l'intérieur du récipient à l'aide d'un gaz, permettant de transférer le produit du récipient de stockage à un autre récipient receveur, et en ce que durant l'opération de prélèvement, ladite voie d'évacuation est fermée.
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