FR3093327A1 - Boîte de conserve - Google Patents
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Abstract
L’invention est relative à une boîte de conserve (1) métallique comprenant un corps de boîte (3) creux fermé par au moins un fond (2), ladite boîte étant remplie partiellement de produits sous atmosphère non oxydante, ladite boîte de conserve étant configurée pour subir un traitement thermique à une température supérieure à 100°C, et dans laquelle ledit au moins un fond (2) est déformable, configuré pour se déformer vers l’extérieur sous l’élévation de la pression interne lors de la stérilisation, de manière réversible, et revenir en position rentrée au moins après mise en œuvre du traitement thermique et refroidissement de la boîte, ledit fond étant déformable élastiquement, avec deux positions, y compris une première position (P1) concave dans laquelle le fond est rentré vers l’intérieur et une deuxième position (P2), convexe, dans laquelle le fond est sorti vers l’extérieur et dans laquelle la première position et la deuxième position sont stables à température ambiante Figure abrégé N°3
Description
L’invention est relative à un emballage métallique contenant des produits sous atmosphère non oxydante, ainsi qu’un procédé de traitement thermique en continu d’un tel emballage métallique pour la stabilisation des produits. L’invention trouve une application particulière pour le conditionnement de produits alimentaires.
Le domaine de l’invention est celui des procédés d’inertage utilisés pour diminuer la quantité d’oxygène présente dans un conteneur, et en particulier au niveau de l’espace de tête, à savoir l’espace en dessus des produits, et avant la fermeture étanche de ce dernier, et surtout au niveau des espaces interstitiels entre les produits, au-dessous de l’espace de tête. L’invention concerne plus particulièrement les emballages métalliques, connus sous le nom de boîtes de conserve utilisés pour la mise en œuvre de tels procédés d’inertage.
La diminution de la quantité d’oxygène permet de réduire les phénomènes d’oxydation des produits contenus à l’intérieur du conteneur, et/ou de développement de goûts/odeurs indésirables, et/ou d’altération de la couleur des produits.
Une première technique de réduction de l’oxygène contenu, très répandue dans l’industrie alimentaire, consiste à placer le conteneur sous vide lors de sa fermeture étanche. La réduction de la quantité d’oxygène obtenue après l’étape de sertissage s’opère par diminution du volume d’air résiduel, sous l’action du vide.
Il est ainsi connu de l’état de la technique du domaine de l’industrie alimentaire une installation de fermeture de conteneur par sertissage, sous vide, ci-après désignée sertisseuse sous vide, qui permet de sertir un couvercle sur une boîte de conserve préalablement remplie de produits alimentaires.
A cet effet, une sertisseuse sous vide comprend :
- une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de sertissage
- un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de sertissage par ajout d’un couvercle et sertissage du couvercle au conteneur,
- une enceinte de convoyage, partiellement étanche bien souvent sous forme d’un tunnel, débouchant dans l’enceinte de sertissage, recevant un convoyeur, assurant l’entrée des conteneurs ouverts dans l’enceinte de sertissage, en amont du système de fermeture, et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte de sertissage,
- un système d’introduction de couvercles, partiellement étanche, bien souvent d’un puits vertical débouchant dans l’enceinte de sertissage assurant la distribution et la pose des couvercles, avant le sertissage,
- une source de vide et de régulation connectée à ladite enceinte de sertissage.
A cet effet, une sertisseuse sous vide comprend :
- une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de sertissage
- un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de sertissage par ajout d’un couvercle et sertissage du couvercle au conteneur,
- une enceinte de convoyage, partiellement étanche bien souvent sous forme d’un tunnel, débouchant dans l’enceinte de sertissage, recevant un convoyeur, assurant l’entrée des conteneurs ouverts dans l’enceinte de sertissage, en amont du système de fermeture, et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte de sertissage,
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- une source de vide et de régulation connectée à ladite enceinte de sertissage.
De manière notable, ledit convoyeur est à fonction de cadencement et de sas : il comprend à cet effet des obturateurs, mobiles, permettant de limiter l’entrée d’air depuis l’entrée du tunnel pour les conteneurs ouverts vers la sortie du tunnel qui débouche dans l’enceinte de sertissage, soumise au vide.
On réduit la quantité d’oxygène dans l’enceinte de sertissage par la mise sous vide de l’enceinte de sertissage, par un vide de l’ordre de 800 millibars au-dessous de la pression atmosphérique considérée par convention à 1024 millibars, soit 224 millibars absolus. Par la suite les pressions mentionnées seront des pressions absolues.
Un premier défaut d’un tel procédé est qu’il permet de diminuer la concentration de l’oxygène dans le conteneur, jusqu’à un niveau minimal non négligeable de 4,5% d’oxygène en volume après fermeture.
Un second défaut d’un tel procédé est qu’il est compatible seulement avec des conteneurs dont les parois, suffisamment épaisses, peuvent résister à une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du conteneur, une fois fermé et soumis à la pression atmosphérique.
En effet, lorsque le conteneur est fermé et de nouveau soumis à la pression atmosphérique, la différence de pression entre l’intérieur du conteneur, qui est de pression largement inférieure à la pression atmosphérique et l’atmosphère externe au conteneur, à pression atmosphérique, impose des boîtes de conserve dont l’épaisseur de paroi du corps de boîte est suffisante pour ne pas se déformer vers l’intérieur et s’écraser sous la différence de pression. Un tel phénomène sera accentué lors de la stérilisation des conteneurs au cours de laquelle les conteneurs peuvent être soumis à des pressions nettement supérieures à la pression atmosphérique.
Un troisième défaut d’un tel procédé est qu’il limite très fortement la température des produits à l’emboîtage, le vide engendrant un abaissement de la température d’ébullition, pouvant provoquer une évaporation des liquides par ébullition à l’intérieur des boîtes.
Une seconde technique de réduction de l’oxygène contenu consiste à balayer l’espace de tête du conteneur avec un gaz d’inertage, neutre, tel que par exemple de l’azote ou encore du dioxyde de carbone.
Les documents WO9531375, EP 0761541, EP0806354, FR 2960858, et FR 2979327 en sont des exemples. Dans de tels procédés, on chasse l’air de l’espace de tête en soumettant cet espace de tête à un flux de gaz neutre. De tels procédés sont satisfaisants lorsque l’air à chasser est contenu essentiellement dans l’espace de tête du conteneur, à savoir l’espace au-dessus des produits.
En revanche, et dans le cas de produits solides, une quantité d’air importante peut être contenue, non seulement dans l’espace de tête (au-dessus des produits), mais encore entre les produits, au niveau des interstices entre les produits (en dessous de l’espace de tête). Dans ce cas, un balayage bref de l’espace de tête par un gaz neutre permet essentiellement de remplacer l’air de l’espace de tête, et non l’air interstitiel. Chasser l’air interstitiel nécessite avec un tel procédé des temps de séjour importants sous le balayage. Ces procédés sont donc peu performants lorsque de l’air interstitiel interne au conteneur est présent en quantité non négligeable.
Les boîtes de conserve obtenues selon ce second état de la technique présente une légère dépression de l’ordre de – 200 millibars par rapport à la pression atmosphérique soit environ 824 millibars absolus.
Une troisième technique consiste, dans un premier temps, à soumettre la boîte contenant les produits à un vide, puis à injecter un gaz non oxydant, en conservant toutefois un vide intérieur avant sertissage du couvercle.
Les emballages appertisés métalliques mis sur le marché selon les trois techniques précitées ont des pressions internes dans l’emballage t inférieures à la pression atmosphérique : on retrouve classiquement des pressions internes de l’ordre de -200 millibars jusqu'à - 800 millibars par rapport à la pression atmosphérique soit de 224 millibars absolus à 824 millibars absolus. Lors de leur traitement thermique, nécessaire pour stabiliser les produits alimentaires contenus, les deltas de pression peuvent atteindre 1,8 b voire au-delà.
Les fonds classiques utilisés en conserve pour ces applications ont un profil naturellement rentré (profil concave) par rapport au plan du serti de la boite, et ces profils sortent (profil convexe) du plan de serti sous un delta de pression positif de l’ordre d’environ 50 millibars lors du traitement thermique et reprennent une forme rentrée notamment grâce au vide interne de la boite lors du refroidissement. Le document WO2010/055014 A1 divulgue une telle boîte dont le couvercle, à ouverture rapide, se déforme vers l’extérieur lors de la stérilisation, sous l’élévation de pression interne au conteneur, avant de reprendre une forme rentrée, lors du refroidissement, grâce à un vide interne.
Encore une quatrième technique connue consiste à injecter de l’azote liquide, juste avant sa fermeture au niveau de l’espace de tête. La difficulté de la mise en œuvre d'un tel procédé réside essentiellement dans le bon dosage de la goutte d'azote, ainsi que dans le timing de l'étape de fermeture.
Par exemple, un surdosage de la goutte d'azote, ou encore une fermeture du conteneur trop précoce, peut entraîner une pression interne au conteneur trop importante, fragilisant, voire détériorant le conteneur. Au contraire, si l'étape de fermeture est trop tardive, de l'air se réinstallera au niveau dudit espace de tête et le conditionnement sera défectueux.
Un défaut d’un tel procédé d’inertage qui repose uniquement sur l’ajout d’azote liquide avant fermeture et qu’il permet essentiellement de chasser l’air présent au niveau de l’espace de tête, mais n’est pas satisfaisant en terme de performance d’oxygène résiduel lorsque le conteneur comprend de l’air interstitiel entre les produits en quantité non négligeable. Le document WO 2011/077034 est un exemple d’une telle boite de conserve dans laquelle la pression interne est supérieure à la pression atmosphérique à température ambiante en raison de l’ajout d’azote liquide (uniquement). En soi, l’ajout seul d’azote liquide ne permet pas d’obtenir de bonnes performances en terme d’oxygène résiduel lorsque les produis contenus présentent une porosité non négligeable, à savoir de l’air interstitiel à chasser dans le lit de produits. Une telle technique d’ajout d’azote liquide ne permet pas de préserver convenablement des produits solides à porosité non négligeable, à savoir présentant des espaces interstitiels en quantité non négligeable dans le lit de produis, avec un taux d’oxygène inférieure à 4,5% en volume par rapport au volume total de gaz contenu (dans le volume de tête et les espaces interstitiels). Cette technique est donc inadaptée pour la préservation de produits tels que du maïs, des petits pois, des champignons, ou des carottes (en jus limité).
La boîte de conserve selon WO 2011/077034 est configurée pour la mise en œuvre d’une stérilisation à température comprise entre 110°C et 130°C, le fond et le couvercle étant configurés pour se déformer vers l’extérieur sous l’effet du gradient de pression, puis à reprendre une forme rentrée lors du refroidissement, lorsque la pression interne au conteneur diminue
A la différence de l’enseignement du document WO2010/055014 A1 dont le couvercle et le fond peuvent reprendre une forme rentrée lors du refroidissement, après stérilisation, grâce à l’inversion du gradient de pression, la pression interne passant de nouveau en dessus à la pression atmosphérique, le conteneur selon WO 2011/077034 est toujours de pression supérieure à la pression atmosphérique, même lors du refroidissement, en raison d’ajout d’azote liquide. Le fond et le couvercle de la boîte telle que divulguée par le document WO2011/077034 présentent ainsi un profil particulier, avec une partie convexe et des gorges à fonction de renfort, ainsi qu’une épaisseur de paroi, importante, supérieure à l’épaisseur du corps de boîtes, la combinaison de ces caractéristiques permettant de s’assurer que le fond et le couvercle, se déforment tout d’abord vers l’extérieur, sous l’effet de l’élévation de la pression interne, de manière non irréversible, avant de se déformer de nouveau automatiquement en sens inverse, lors du refroidissement, sous la diminution de pression.
Selon les constatations des inventeurs, les fonds et couvercles de la boite selon W02011/077034, toujours en surpression, consomment plus de matière métallique afin d’assurer ce renforcement assurant le retour en position lors du refroidissement après stérilisation, et par comparaison au fond et couvercle selon WO2010/055014 A1 qui sont de coût matière inférieur, notamment en raison d‘une d’épaisseur plus faible, mais dont le retour en position est seulement possible lors du refroidissement grâce au vide interne à la boîte.
Problème technique
La présente Demanderesse a mis point un nouveau procédé d’inertage qui fait l’objet du dépôt d’une demande de brevet n° FR1902077 déposée le 28 février 2019 qui apporte des progrès notables par rapport aux procédés connus, en particulier en ce qu’il permet d’obtenir de très bonnes performances en terme d’oxygène résiduel, et même pour des produis tels que le mais en jus limité présentant de l’air interstitiel en quantité non négligeable dans le lit de produits.
Ce procédé trouve une application pour le conditionnement de produit alimentaire lorsque le taux d’espaces interstitiels dans le lit de produits remplis du gaz de traitement, dit taux de porosité, est compris entre 20% et 60% et, par exemple entre 30% et 40%.
Le taux de porosité tpest calculé selon la formule suivante
Avec :
-D : la densité réelle du produit (par exemple du maïs) qui s’exprime par le rapport entre la masse d’un certain volume de ce produit et la masse du même volume d’eau
- D’ : la masse volumique apparente, souvent appelée densité apparente, à savoir le rapport de l’ensemble des produits considérés, et le volume global (interstices compris) qu’ils occupent.
-D : la densité réelle du produit (par exemple du maïs) qui s’exprime par le rapport entre la masse d’un certain volume de ce produit et la masse du même volume d’eau
- D’ : la masse volumique apparente, souvent appelée densité apparente, à savoir le rapport de l’ensemble des produits considérés, et le volume global (interstices compris) qu’ils occupent.
Pour le maïs en grains, le taux de porosité tPest classiquement de l’ordre de 42%, et bien souvent compris entre 41% et 43% en fonction des lots.
Pour les petits pois (extra fins), le taux de porosité tPest de l’ordre de 34%, et bien souvent compris entre 33% et 35% en fonction des lots.
Selon les essais réalisés, ce nouveau procédé peut engendrer une surpression à l’emboîtage par rapport à la pression atmosphérique comprise entre 1024 millibars et 1224 millibars à 20°C, notamment de l’ordre de 50-60 millibars au-dessus de la pression atmosphérique, sous température ambiante de 20°C, puis de 160-170 millibars après traitement thermique, puis refroidissement de nouveau à la température ambiante de 20°C, en raison d’un dégazage du maïs contenu en cours de la stérilisation.
Cette plage de pression 1024 millibars_1224 millibars est supérieure à la pression atmosphérique, mais voisine de la pression atmosphérique. Par comparaison, et lorsqu’un gaz de liquéfié (tel que l’azote liquide) est utilisé pour chasser l’air de l’espace de tête, juste avant fermeture, et selon la quatrième technique précitée, la pression interne au conteneur est largement supérieure à 1424 millibars absolus à 20°C, typiquement de l’ordre de 2000 millibars absolus.
Avec ce nouveau procédé, les fonds (ou couvercles) classiques utilisés en conserve, tels que ceux connus du document WO2010/055014 A1 ne sont pas capables de rentrer par rapport au plan du serti, car l’intérieur de la boîte reste toujours en légère pression positive, et non en dépression lorsque obtenue par les procédés d’inertage des techniques antérieurs. Bien souvent, et selon les essais de la présente Demanderesse, les boîtes restent convexes après stérilisation, sous certaines conditions de pression, il suffit que la pression baisse de quelques dizaines de millibars par rapport à la pression atmosphérique lors de l’abaissement de la température interne des produits pour que les fonds reprennent leur forme initiale, à savoir un profil concave. Avec ce nouveau procédé, les couvercles (et fonds) des boites tels qu’enseignés selon WO2010/055014 A1 peuvent ainsi rester, après stérilisation, soit irréversiblement gonflés, soit se déformer tantôt vers l’intérieur, tantôt vers l’extérieur et selon les variations des conditions extérieures, telles que la température de stockage. Les boîtes telles qu’enseignées selon WO2010/055014 A1 sont inadaptées à cette nouvelle application.
La présente Demanderesse a imaginé de renforcer le fond et le couvercle, par exemple par une augmentation d’’épaisseur de paroi ou l’ajout de gorges, et selon l’enseignement W02011/077034 spécialement conçu pour une boite à pression interne au-dessus de la pression atmosphérique à température ambiante, cette solution se faisant toutefois en contrepartie d’une augmentation de matière pour les fonds, et ainsi au détriment du coût matière de la boite de conserve.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant une boite de conserve compatible à ce nouveau procédé autorisant un retour du couvercle (ou du fond) après stérilisation et refroidissement, et alors que la pression interne au conteneur après refroidissement, reste un légère pression positive par rapport à la pression atmosphérique, et avantageusement sans augmenter sensiblement le coût matière de la boîte par un renforcement des fonds et tel qu’enseigné par W02011/077034.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de stérilisation d’une boite conforme à l’invention, ainsi qu’une boîte de conserve stérilisée obtenue selon le procédé de stérilisation.
D’autres buts et avantages apparaitront de la description suivante.
L’invention concerne une boîte de conserve métallique comprenant un corps de boîte creux fermé par au moins un fond, ladite boîte étant remplie partiellement de produits sous atmosphère non oxydante, ladite boîte de conserve étant configurée pour subir un traitement thermique à une température supérieure à 100°C, et dans laquelle ledit au moins un fond est déformable, configuré pour se déformer vers l’extérieur sous l’élévation de la pression interne lors de la stérilisation, de manière réversible, et revenir en position rentrée au moins après mise en œuvre du traitement thermique et refroidissement de la boîte, ledit fond étant déformable élastiquement, avec deux positions, y compris une première position concave dans laquelle le fond est rentré vers l’intérieur et une deuxième position convexe, dans laquelle le fond est sorti vers l’extérieur.
De manière notable et selon l’invention :
- la pression interne à la boîte est supérieure à la pression atmosphérique Po à température stabilisée à 20°C, à une pression supérieure à la pression atmosphérique comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus à 20°C, par exemple comprise entre 1074 millibars absolus et 1124 millibars absolus, tel que 1084 millibars absolus à 20°C et
- le fond déformable est d’une forme galbée, la forme, les dimensions et la matière métallique du fond étant configurées de manière à ce que ladite première position, concave, et la seconde position, convexe, sont stables lorsque la boîte est soumise à la pression atmosphérique au moins lorsque la boîte est dans une plage de température comprise entre 10°C et 37°C, avec présence d’une position intermédiaire instable entre ces deux positions,
et dans laquelle ledit fond déformable étant configuré pour
- passer de la première position concave vers la deuxième position, convexe, sous l’effet de l’augmentation de la pression interne lors de la stérilisation, lorsque la différence de pression intérieure/extérieure excède une valeur seuil, puis après mise en œuvre dudit traitement thermique et le refroidissement de ladite boîte diminuant la différence de pression au-dessous de la valeur seuil,
-passer de la deuxième position stable, convexe vers la première position alors stable concave, par une action mécanique extérieure provoquant la déformation élastique dudit fond avec passage de la position intermédiaire instable,
et dans laquelle le fond déformable est configuré pour rester, après traitement thermique et refroidissement ; au moins lorsque la boîte est dans la plage température de 10°C à 37°C, dans la première position P1, concave, stable rentrée vers l’intérieur, en résistant à la surpression interne au conteneur, lorsque soumis à une pression extérieure variant d’une amplitude de 974 millibars absolus à 1074 millibars absolus.
- la pression interne à la boîte est supérieure à la pression atmosphérique Po à température stabilisée à 20°C, à une pression supérieure à la pression atmosphérique comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus à 20°C, par exemple comprise entre 1074 millibars absolus et 1124 millibars absolus, tel que 1084 millibars absolus à 20°C et
- le fond déformable est d’une forme galbée, la forme, les dimensions et la matière métallique du fond étant configurées de manière à ce que ladite première position, concave, et la seconde position, convexe, sont stables lorsque la boîte est soumise à la pression atmosphérique au moins lorsque la boîte est dans une plage de température comprise entre 10°C et 37°C, avec présence d’une position intermédiaire instable entre ces deux positions,
et dans laquelle ledit fond déformable étant configuré pour
- passer de la première position concave vers la deuxième position, convexe, sous l’effet de l’augmentation de la pression interne lors de la stérilisation, lorsque la différence de pression intérieure/extérieure excède une valeur seuil, puis après mise en œuvre dudit traitement thermique et le refroidissement de ladite boîte diminuant la différence de pression au-dessous de la valeur seuil,
-passer de la deuxième position stable, convexe vers la première position alors stable concave, par une action mécanique extérieure provoquant la déformation élastique dudit fond avec passage de la position intermédiaire instable,
et dans laquelle le fond déformable est configuré pour rester, après traitement thermique et refroidissement ; au moins lorsque la boîte est dans la plage température de 10°C à 37°C, dans la première position P1, concave, stable rentrée vers l’intérieur, en résistant à la surpression interne au conteneur, lorsque soumis à une pression extérieure variant d’une amplitude de 974 millibars absolus à 1074 millibars absolus.
Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- les produits sont des produits alimentaires ;
- la valeur seuil est supérieure ou égale à 400 millibars.
- les produits sont des produits alimentaires ;
- la valeur seuil est supérieure ou égale à 400 millibars.
L’invention concerne encore un procédé de stérilisation de boîtes de conserve, comprenant les étapes suivantes :
- on fournit une boîte de conserve selon l’invention, ledit au moins un fond déformable dans ladite première position, stable, concave dans laquelle ledit au moins un fond est rentré vers l’intérieur,
- on fait subir à la boîte un traitement thermique supérieur à 100°C engendrant une augmentation de pression interne à la boite, avec dépassement de la valeur seuil, exerçant sur ledit fond déformable un effort provoquant le passage dudit au moins un fond déformable de la première position concave vers la deuxième position convexe dans laquelle ledit au moins un fond est sorti vers l’extérieur,
- on refroidit la boîte de sorte à diminuer la différence de pression intérieure/extérieure au-dessous de la valeur seuil,
- on exerce une action extérieure, par un appui mécanique sur le fond de sorte à passer ledit fond déformable de la deuxième position convexe, stable vers la première position concave alors de nouveau stable
- on fournit une boîte de conserve selon l’invention, ledit au moins un fond déformable dans ladite première position, stable, concave dans laquelle ledit au moins un fond est rentré vers l’intérieur,
- on fait subir à la boîte un traitement thermique supérieur à 100°C engendrant une augmentation de pression interne à la boite, avec dépassement de la valeur seuil, exerçant sur ledit fond déformable un effort provoquant le passage dudit au moins un fond déformable de la première position concave vers la deuxième position convexe dans laquelle ledit au moins un fond est sorti vers l’extérieur,
- on refroidit la boîte de sorte à diminuer la différence de pression intérieure/extérieure au-dessous de la valeur seuil,
- on exerce une action extérieure, par un appui mécanique sur le fond de sorte à passer ledit fond déformable de la deuxième position convexe, stable vers la première position concave alors de nouveau stable
Selon un mode de réalisation le procédé peut être continu, mis en œuvre sur une ligne automatisée, l’appui mécanique extérieur étant mécanisé : les cadences de production peuvent ainsi être supérieures à 100 coups par minute, voire plus.
L’invention concerne encore une boîte de conserve stérilisée obtenue selon le procédé de stérilisation selon l’invention : la pression interne peut être à température de 20°C supérieure à la pression atmosphérique, comprise entre 1024 millibars absolue et 1424,25 millibars absolus, par exemple entre 1124 millibars absolus et 1424,25 millibars absolus.
Une telle solution permet de répondre au problème posé en ce qu’elle supprime les effets indésirables de gonflement irréversibles, voire de fond instables, après stérilisation, tels que connus des boîtes classiques, lorsque ces dernières présentent une pression positive à l’emboitage, supérieure à la pression atmosphérique, sans pour autant nécessiter un renforcement du fond avec une rigidité telle qu’enseignée par le document W02011/077034, couteux en matière, assurant un retour automatique du fond lors du refroidissement.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
Aussi, l’invention est relative à une boîte de conserve 1 métallique comprenant un corps creux 3 fermée par au moins un fond 2. Les boites visées peuvent être des boites métalliques à trois pièces, comprenant un corps de boîte fermé par un couvercle et un fond, respectivement aux deux extrémités du corps tubulaire de boites, tous deux sertis au corps de boîte, ou encore des boites métalliques à deux pièces, le fond et le corps de boîte étant obtenus par un même élément monobloc, obtenu par emboutissage et étirage, le couvercle étant serti au corps. Par la suite et par simplification le fond et couvercle sont simplement désignés par fond, sans distinction.
Le fond peut être à ouverture facile, présentant une ligne périphérique, de moindre résistance, et une poignée, autorisant le retrait du fond par rupture de la ligne périphérique.
Ladite boîte est remplie partiellement de produits avec un espace de tête sous atmosphère non oxydante, voire même des espaces interstitiels remplis de ladite atmosphère non oxydante. Les produits peuvent être des produits alimentaires tels que des légumes, des céréales, de la viande ou du poisson, avec présence de jus.
Une telle boite est configurée pour subir un traitement thermique à une température supérieure à 100°C, typiquement compris entre 110°C et 130°C. Lors de la stérilisation, le fond (voire les deux fonds) est déformable, configuré pour se déformer vers l’extérieur sous l’élévation de la pression interne lors de la stérilisation, de manière réversible, et pour revenir en position rentrée au moins après mise en œuvre du traitement thermique et refroidissement de la boîte. A cet effet ledit fond est déformable élastiquement, avec deux positions, y compris une première position P1 concave dans laquelle le fond est rentré vers l’intérieur et une deuxième position P2, convexe, dans laquelle le fond est sorti vers l’extérieur.
De manière notable la boîte est à une pression supérieure à la pression atmosphérique, mais voisine de la pression atmosphérique, notamment comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus à 20°C, par exemple comprise entre 1074 millibars absolus et 1224 millibars absolus telle que 1084 millibars absolus. Une telle pression de boite, supérieure à la pression atmosphérique, mais voisine de celle-ci peut être obtenu à l’emboitage lors de la mise en œuvre du procédé divulgué par la demande de brevet n°FR1902077 déposée le 28 février 2019 par la présente Demanderesse. Un tel procédé de conditionnement, permet d’obtenir de très bonnes performances de réduction d’oxygène dans le conteneur avec une quantité d’oxygène dans le conteneur fermé comprise entre 4,5% et 0,2% d’oxygène en volume par rapport au volume total de gaz contenu dans l’espace de tête et les espaces interstitiels, strictement inférieure à 4,5% par exemple entre 1% et 0,2% d’oxygène, et comme décrit dans cette demande. De tels résultats sont obtenus même lorsque le lit de produits comprend de l’air interstitiel à chasser en quantité non négligeable tel que c’est le cas pour du maïs notamment frais, en jus limité,
De manière notable, le fond déformable est d’une forme galbée, la forme les dimensions (notamment l’épaisseur) et la matière étant configurées de manière à ce que ladite première position, concave P1, et la seconde position P2, concave, sont toutes les deux stables lorsque la boîte est soumise à la pression atmosphérique Po, à 20°C, par exemple au moins lorsque la boîte est dans une plage de température comprise entre 10°C et 37°C.
Autrement dit, et à température ambiante et soumis à la pression atmosphérique, le fond reste dans la seconde position convexe, stable, ou alors dans la première position concave, stable, si aucune action extérieure mécanique positive n’est exercée sur le fond.
A température ambiante comprise entre 10°C et 37°C notamment 20 °C, le passage de deuxième position, convexe vers la seconde position concave nécessite un effort extérieur par un appui physique sur le fond, de préférence mécanisé. Lorsque le fond se déforme entre ces deux positions concave/convexe, il passe par une position intermédiaire P3 instable du fond, constituant un point dur ente les deux positions stables.
Après emboitage, et mise en œuvre d’une réduction d’oxygène selon le procédé décrit dans la demande FR1902077 la boîte est, à température ambiante tel qu’à 20°C selon une configuration illustrée à la figure 1, à savoir que le fond déformable est initialement dans la première position P1 concave, stable, lorsque la pression extérieure est la pression atmosphérique, et que la pression Pi interne est supérieure à la pression atmosphérique Po, notamment comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, en particulier entre 1054 millibars absolus et 1224 millibars, voire entre 1074 millibars absolus et 1114 millibars absolus (lorsque l’on n’ajoute pas de gaz liquéfié juste avant la fermeture)
Lors de la stérilisation, la boîte de conserve est soumise à un traitement thermique, supérieure à 100°C, par exemple compris entre 110°C et 130°C qui peut être avantageusement un procédé de stérilisation continu sur une ligne automatisée, typiquement sans possibilité de mise en œuvre d’une contre-pression pour limiter le gonflement des boîtes. L’augmentation de température lors de la stérilisation engendre une augmentation de la pression intérieure par rapport à la pression extérieure, augmentation de pression qui peut être supérieure à 1 bar, voire même plusieurs bars. Cette augmentation de pression provoque, le passage du fond déformable de la première position concave P1 vers la deuxième position convexe P2, en particulier lorsque la différence de pression intérieure/extérieure est supérieure à une valeur seuil, par exemple égale à 400 millibars, voire à une valeur supérieure.
Les boîtes de conserves stérilisées sont ainsi refroidies, alors que le fond déformable 2 reste dans la seconde position convexe, stable, par exemple à une température inférieure à 37°C, par exemple dans la plage 10°C à 37°C et afin de faire descendre la différence de pression au-dessous de la valeur seuil.
Comme visible à la figure 3, il est alors possible d’exercer un appui mécanique sur le fond, afin de la passer de la deuxième position P2, convexe, stable vers la première position P1, concave, alors stable en raison de la diminution de pression. Cet appui est de préférence mécanisé afin d’atteindre des capacités de production importantes, notamment supérieur à 100 coups par minute, voire supérieur.
Avantageusement, le fond déformable est configuré pour rester, après traitement thermique et refroidissement ; au moins lorsque la boîte est dans la plage température de 10°C à 37°C, dans la première position P1, concave, stable rentrée vers l’intérieur, en résistant à la surpression interne au conteneur, lorsque soumis à une pression qui varie d’une amplitude de plus ou moins 50 millibars par rapport à la pression atmosphérique considérée par convention à 1024 millibars absolus, soit d’une variation d’amplitude de 974 millibars absolus à 1074 millibars absolus.
Avantages
La boîte selon l’invention supprime les effets indésirables de gonflement irréversibles, voire de fond instables, après stérilisation, tels que connus des boîtes divulguées par le document WO2010/055014 A1, lorsque ces dernières présentent une pression positive à l’emboitage, supérieure à la pression atmosphérique, sans pour autant nécessiter un renforcement du fond avec une rigidité telle qu’enseignée par le document W02011/077034, couteux en matière, assurant un retour automatique du fond lors du refroidissement.
L’invention concerne encore une boîte stérilisée dont la pression interne est, à température de 20°C, supérieure à la pression atmosphérique, comprise entre 1024 millibars absolus et 1424 millibars absolus, par exemple entre 1124 millibars absolus et 1424 millibars absolus.
Nomenclature
1. Boîte,
2. Fond déformable,
3. Corps de boîte,
Po. Pression atmosphérique,
Pi. Pression interne,
T. Température de boîte,
P1. Premier position (fond déformable), concave (stable à température ambiante),
P2. Deuxième position (fond déformable) convexe (stable),
P3. Position intermédiaire instable.
Claims (7)
- Boîte de conserve (1) métallique comprenant un corps de boîte (3) creux fermé par au moins un fond (2), ladite boîte étant remplie partiellement de produits sous atmosphère non oxydante, ladite boîte de conserve étant configurée pour subir un traitement thermique à une température supérieure à 100°C, et dans laquelle ledit au moins un fond (2) est déformable, configuré pour se déformer vers l’extérieur sous l’élévation de la pression interne lors de la stérilisation, de manière réversible, et revenir en position rentrée au moins après mise en œuvre du traitement thermique et refroidissement de la boîte, ledit fond étant déformable élastiquement, avec deux positions, y compris une première position (P1) concave dans laquelle le fond est rentré vers l’intérieur et une deuxième position (P2), convexe, dans laquelle le fond est sorti vers l’extérieur
caractérisé en ce que:
- la pression interne à la boîte est supérieure à la pression atmosphérique Po à température stabilisée à 20°C, à une pression supérieure à la pression atmosphérique comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus à 20°C et
- le fond déformable est d’une forme galbée, la forme, les dimensions et la matière métallique du fond étant configurées de manière à ce que ladite première position (P1), concave, et la seconde position (P2), convexe, sont stables lorsque la boîte est soumise à la pression atmosphérique (Po) au moins lorsque la boîte est dans une plage de température comprise entre 10°C et 37°C, avec présence d’une position intermédiaire instable entre ces deux positions stables,
et dans laquelle ledit fond déformable étant configuré pour
- passer de la première position (P1) concave vers la deuxième position (P2), convexe, sous l’effet de l’augmentation de la pression interne lors de la stérilisation, lorsque la différence de pression intérieure/extérieur excède une valeur seuil, puis après mise en œuvre dudit traitement thermique et le refroidissement de ladite boîte diminuant la différence de pression au-dessous de la valeur seuil,
-passer de la deuxième position (P2), stable, convexe vers la première (P1) position stable concave, par une action mécanique extérieure provoquant la déformation élastique dudit fond avec passage de la position intermédiaire instable,
et dans laquelle le fond déformable est configuré pour rester, après traitement thermique et refroidissement ; au moins lorsque la boîte est dans la plage de température de 10°C à 37°C, dans la première position (P1), concave, stable rentrée vers l’intérieur, en résistant à la surpression interne au conteneur, lorsque soumis à une pression extérieure variant d’une amplitude de 974 millibars absolus à 1074 millibars absolus. - Boîte de conserve selon la revendication 1 dans laquelle les produits sont des produits alimentaires.
- Boîte de conserve selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle la valeur seuil est supérieure ou égale à 400 millibars.
- Procédé de stérilisation de boîtes de conserve comprenant les étapes suivantes :
- on fournit une boîte de conserve selon l’une des revendications 1 à 3, ledit au moins un fond déformable dans ladite première position (P1), stable, concave dans laquelle ledit au moins un fond est rentré vers l’intérieur,
- on fait subir à la boîte un traitement thermique supérieur à 100°C engendrant une augmentation de pression interne à la boite, avec dépassement de la valeur seuil, exerçant sur ledit fond déformable un effort provoquant la passage dudit au moins un fond déformable de la première position (P1) concave vers la deuxième position (P2) convexe dans laquelle ledit au moins un fond est sorti vers l’extérieur,
- on refroidit la boîte de sorte à diminuer la différence de pression intérieure/extérieure au-dessous de la valeur seuil,
- on exerce une action extérieure, par un appui mécanique sur le fond de sorte à passer ledit fond déformable de la deuxième position (P1) convexe, stable vers la première position concave (P1) alors stable. - Procédé selon la revendication 4, continu, mis en œuvre sur une ligne automatisée, l’appui mécanique extérieur étant mécanisé.
- Boîte de conserve stérilisée obtenue selon le procédé de stérilisation selon la revendication 4 ou 5.
- Boîte de conserve stérilisée selon la revendication 6 dans laquelle la pression interne est à température de 20°C supérieure à la pression atmosphérique, comprise entre 1024 millibars absolus et 1424,25 millibars absolus, par exemple entre 1124 millibars absolus et 1424,25 millibars absolus.
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