FR3093328A1 - Procédé de conditionnement de produits - Google Patents

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Abstract

L’invention est relative à un procédé de conditionnement de produits, en particulier sensibles à l'oxygène, dans des conteneurs lesdits conteneurs présentant chacun une ouverture. Selon l’invention on réalise la mise en place de l’atmosphère contrôlée dans une enceinte de convoyage (4) à l’intérieur duquel avancent les conteneurs ouverts en direction de l’enceinte de fermeture, par les actions combinées suivantes:- une action a) d’injection d’un débit de gaz de traitement (G) dans ladite enceinte de fermeture (3) en aval de l’enceinte de convoyage (4) selon le sens d’avance des conteneurs ouverts,- une action b) de mise sous vide des conteneurs (1) ouverts présents à l’intérieur de l’enceinte de convoyage (4) Figure de l’abrégé : N°3

Description

Procédé de conditionnement de produits
L’invention est relative à un procédé de conditionnement de produits, en particulier sensibles à l'oxygène, dans des conteneurs, ainsi qu’une installation de conditionnement convenant pour la mise en œuvre du procédé.
L’invention trouve une application particulière pour le conditionnement de produits alimentaires à l’état liquide, ou à l’état pâteux, ou à l’état solide ou encore des produits en ces différents états. L’invention trouve encore une application particulièrement avantageuse et non limitative pour des produits solides, lorsque de l’air interstitiel est à chasser entre les produits dans le lit de produits, à porosité non négligeable, et plus particulièrement pour le conditionnement de maïs, de petits pois, des champignons, ou des carottes (en jus limité).
L’invention concerne encore un procédé d’obtention d’une installation de conditionnement selon l’invention à partir d’une installation de fermeture de conteneur existante sous vide, bien connue de l’état de la technique de l’industrie alimentaire, ci-après désignée sertisseuse sous vide.
L’invention concerne encore un conteneur obtenu (non stérilisé) selon le procédé de conditionnement conforme à l’invention, mais encore un conteneur stérilisé lorsque le procédé comprend une étape de stérilisation, réalisée de manière continue ou discontinue.
Ces conteneurs sont notables en ce qu’ils présentent un oxygène résiduel faible, alors que le lit de produits (solides) présente une porosité (non négligeable), les conteneurs étant en surpression par rapport à la pression atmosphérique à température ambiante (20°C).
Le domaine de l’invention est celui des procédés 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/ou encore au niveau des espaces interstitiels entre les produits, au-dessous de l’espace de tête.
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 aux 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 sous forme d’un puits vertical débouchant dans l’enceinte de sertissage assurant la distribution et la pose des dits couvercles avant l’étape de sertissage,
- une source de vide et de régulation connectée à ladite enceinte de sertissage.
De manière notable, la dite enceinte de convoyage est à fonction de cadencement et de sas : elle comprend à cet effet des obturateurs, mobiles, permettant de limiter l’entrée d’air depuis l’entrée de l’enceinte de convoyage pour les conteneurs ouverts vers la sortie de l’enceinte de convoyage qui débouche dans l’enceinte de sertissage, soumise au vide.
On réduit la quantité d’oxygène dans l’enceinte de sertissage par l’intermédiaire d’un vide de l’ordre de 800 millibars au-dessous de la pression atmosphérique, soit 224 millibars absolus. Dans l’ensemble de la présente demande, et par convention, la pression atmosphérique a été considérée égale à 1024 mb absolus. Par la suite, toutes 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 n’est seulement compatible qu’avec des conteneurs dont les parois doivent résister à une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du conteneur, une fois fermé.
En effet, lorsque le conteneur fermé est de nouveau soumis à la pression atmosphérique, la différence de pression entre l’intérieur du conteneur, 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 est suffisante pour ne pas se déformer 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 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. Un tel procédé par simple balayage ne permet pas d’abaisser la quantité d’oxygène en dessous de 4,5% en volume par rapport au volume total de gaz contenu (dans le volume de tête et les espaces interstitiels) lorsque le lit de produits présente une porosité non négligeable.
Une troisième technique, ayant fait l’objet du document FR2964949 A1 de la présente Demanderesse consiste à chasser l’air du conteneur par le remplissage à refus du conteneur avec un liquide, puis à placer le conteneur rempli à refus dans une enceinte sous atmosphère contrôlée, non oxydante, et à vider le conteneur du liquide, en tout ou partie, sous atmosphère non oxydante en maintenant lesdits produits dans ledit conteneur de sorte que ledit gaz non oxydant remplace ledit liquide dans ledit conteneur.
Un tel procédé d’inertage est particulièrement performant en termes de suppression d’oxygène en ce qu’il permet de supprimer très efficacement non seulement l’air contenu dans l’espace de tête, mais encore l’air interstitiel. Avec cette technique, il est possible de diminuer l’air résiduel à des quantités très faibles, et contrairement aux deux techniques précitées. En revanche la mise en œuvre d’un tel procédé impose un équipement adapté, relativement onéreux, pour assurer l’étape de remplissage des conteneurs à refus, puis le vidage des conteneurs dans l’enceinte à atmosphère contrôlée.
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 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 inférieur 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).
Problème technique
Ces solutions connues ne permettent pas d’obtenir de très bonnes performances de réduction d’oxygène à l’intérieur des conteneurs, à savoir inférieures à 4,5% d’oxygène résiduel en volume par rapport au volume total de gaz contenu (dans le volume de tête et dans les espaces interstitiels), même lorsque de l’air interstitiel à chasser est en quantité non négligeable entre les produits contenus, avec des cadences de production élevée, et avec un investissement maitrisé.
L’invention vient améliorer la situation.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé de conditionnement en continu qui pallie les inconvénients précités en permettant de très bonnes performances de réduction d’oxygène à l’intérieur des conteneurs, même lorsque de l’air interstitiel à chasser est en quantité non négligeable entre les produits contenus et sans modification de la cadence nominale telle que connue des sertisseuses sous vide.
Plus particulièrement, le procédé selon l’invention peut permettre d’atteindre de très bonnes performances de réduction d’oxygène à l’intérieur des conteneurs dans une gamme allant de 4,5% à 0,2% d’oxygène en volume par rapport au volume total de gaz contenu (dans le volume de tête et les espaces interstitiels), strictement inférieur à 4,5% par exemple entre 3% et 0,2% voire entre 2% et 0,2 %, ou encore entre 1% et 0,2% d’oxygène, tout en maintenant des cadences élevées, supérieures à 100 coups par minute, notamment supérieures à 300 coups par minutes telles que par exemple 600 coups par minutes ou plus, et même en présence d’air interstitiel à chasser entre les produits contenus.
Un autre but de la présente invention est de proposer, au moins selon un mode de réalisation, un procédé qui peut être mis en œuvre à partir d’une sertisseuse sous vide telle que connue de l’état de la technique, après modifications légères de cet équipement, et donc à moindre coût lorsque ces équipements sont déjà existants sur le site de production.
Un autre but de la présente invention est de proposer, au moins selon un mode de réalisation, un procédé qui peut être mis en œuvre, sans restriction sur le type de conteneur, à savoir des conteneurs rigides tels que des boîtes de conserves, même de faible épaisseur de paroi, des bocaux en verre ou en plastique, voire même des conteneurs souples.
Un autre but de la présente invention est de proposer un conteneur obtenu selon le procédé de conditionnement, présentant un taux d’air résiduel faible, même en présence d’espaces interstitiels entre les produits, qui permet la mise en œuvre d’une stérilisation optimisée.
D’autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui n’est donnée qu’à titre indicatif et qui n’a pas pour but de la limiter.
L’invention concerne tout d’abord un procédé de conditionnement de produits, en particulier sensibles à l'oxygène, dans des conteneurs, lesdits conteneurs présentant chacun une ouverture, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- on remplit le conteneur partiellement avec les produits,
- on met en contact la partie supérieure des conteneurs avec une atmosphère gazeuse de traitement, visant à évacuer tout ou partie de l’air présent dans le récipient et à mettre en place l’atmosphère contrôlée requise,
- on procède à la fermeture du conteneur, ci-après désignée étape de fermeture, dans une enceinte de fermeture,
- la mise en place de l’atmosphère contrôlée étant réalisée en amont et/ou durant l’étape de fermeture.
Selon l’invention, on réalise la mise en place de l’atmosphère contrôlée dans une enceinte de convoyage à l’intérieur de laquelle avancent les conteneurs ouverts en direction de l’enceinte de fermeture, par les actions combinées suivantes:
- une action a) d’injection d’un débit de gaz de traitement dans ladite enceinte de fermeture en aval de l’enceinte de convoyage selon le sens d’avance des conteneurs ouverts,
- une action b) de mise sous vide des conteneurs ouverts présents à l’intérieur de l’enceinte de convoyage
et de manière à évacuer l’air présent dans les conteneurs ouverts et à diminuer la concentration de l’oxygène dans les conteneurs par les actions combinées du vide créé dans ladite enceinte de convoyage et le remplacement de l’air évacué par le gaz de traitement circulant à contre-courant des conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage, et par effet de dilution de l’oxygène de l’air par le gaz de traitement.
Le procédé peut encore comprendre les caractéristiques facultatives suivantes, prises seules ou en combinaison :
- ladite action a) d’injection d’un débit de gaz de traitement comprend outre l’injection d’un flux gazeux, l’injection d’une quantité de gaz liquéfiée, avec vaporisation (au moins partielle) du gaz liquéfié après fermeture du conteneur de sorte à augmenter la pression interne au conteneur supérieure à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture;
- la pression P régnant à l’intérieur de l’enceinte de fermeture peut être supérieure à la pression atmosphérique Po comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, par exemple entre 1024 millibars absolus et 1074 millibars absolus, et encore par exemple, entre 1024 millibars absolus et 1054 millibars absolus ;
- le vide créé dans l’enceinte de convoyage est compris entre 600 millibars absolus et 900 millibars absolus ; en particulier entre 700 millibars et 900 millibars
- le débit d’injection de gaz dans l’enceinte de fermeture est compris entre 100 m3/h et 500 m3/h, et par exemple entre 200 m3/h et 300m3/h.
- on assure l’avance des conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage par l’intermédiaire d’un convoyeur à fonction de sas, qui comprend des obturateurs ;
- le conteneur présente des espaces interstitiels entre les produits remplis du gaz de traitement, une fois le conteneur fermé ; le taux d’espaces interstitiels dans le lit de produits remplis du gaz de traitement, dit taux de porosité peut être compris entre 20% et 60%, par exemple entre 30% et 40%.
- le conteneur présente un espace de tête entre les produits et la partie supérieure du conteneur rempli du gaz de traitement, une fois le conteneur fermé ;
- on réalise l’action b) de mise sous vide des conteneurs ouverts présents à l’intérieur de l’enceinte de convoyage en aspirant l’atmosphère interne à ladite enceinte de convoyage en plusieurs zones d’aspiration réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage ;
- on réalise l’action b) au moyen d’une chambre de distribution et de régulation mise sous vide, ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration, en parallèle joignant la chambre de distribution auxdites zones d’aspiration réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage ;
- le gaz de traitement est de l’azote, en encore du CO2,
- les produits sont des produits alimentaires.
Selon un mode de réalisation, les conteneurs sont des boîtes de conserve métalliques, la fermeture des conteneurs consistant essentiellement à ajouter des couvercles et à sertir les couvercles aux conteneurs.
Selon une autre alternative, les conteneurs sont des conteneurs souples. Dans un tel cas, la fermeture du conteneur peut être obtenue par pincement des parois de l’ouverture entre elles, et la mise en place d’une soudure entre les parois pincées.
Encore selon une autre alternative, les conteneurs peuvent être des conteneurs rigides plastiques ou en verre type bocaux. La fermeture peut être obtenue au moyen d’un couvercle ou la mise en place d’un moyen équivalent tel qu’un bouchon.
Le procédé permet avantageusement d’obtenir, les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- l’obtention de conteneurs (fermés) en surpression par rapport à la pression atmosphérique. Selon un mode de réalisation, la pression interne aux conteneurs peut être supérieure, mais voisine de la pression atmosphérique à savoir supérieure à 1024 millibars absolus à 20°C comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, une fois fermés. Dans un tel cas, la pression interne aux conteneurs est sensiblement égale ou voisine, lors de la fermeture, à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture, qui est supérieure mais voisine de la pression atmosphérique, Une telle pression interne est obtenue lorsque le procédé de conditionnement ne prévoit pas l’injection de gaz liquéfié à l’action a). Lorsque le procédé prévoit l’injection d’une quantité de gaz liquéfié à ladite action a) la pression interne aux conteneurs fermés est nettement supérieure à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture et peut être ainsi largement supérieure à la pression atmosphérique, à savoir notamment supérieure à 1424 millibars absolus
- une quantité d’oxygène (résiduelle) dans le conteneur fermé faible, comprise entre 4,5% à 0,2% d’oxygène en volume par rapport au volume total de gaz contenu (dans le volume de tête et les espaces interstitiels), strictement inférieure à 4,5% par exemple entre 3% et 0,2%, par exemple entre 2% et 0,2% tel que par exemple entre 1% et 0,2% d’oxygène, et même en présence d’air interstitiel à chasser entre les produits : le taux d’espaces interstitiels dans le lit de produits remplis du gaz de traitement, dit taux de porosité peut être compris entre 20% et 60%, par exemple entre 30% et 40%,
- une cadence de production supérieure à 100 coups par minute, voire 300 coups par minute, voire encore supérieure ou égale à 600 coups par minute.
L’invention concerne encore un conteneur (non stérilisé) contenant des produits sensibles à l’oxygène obtenu par le procédé selon l’invention, le lit de produits présentant des espaces interstitiels remplis du gaz de traitement ; la quantité d’oxygène (résiduel) dans le conteneur est comprise entre 4,5% à 0,2% d’oxygène en volume par rapport au volume total de gaz contenu dans l’espace de tête et les espaces interstitiels, strictement inférieur à 4,5% en volume, par exemple comprise entre 3% et 0,2%, voire entre 2% et 0,2% voire même entre 1% et 0,2% et la pression interne au conteneur est en surpression par rapport à la pression atmosphérique supérieure à 1024 millibars absolus à 20°C. Le taux d’espaces interstitiels dans le lit de produits remplis du gaz de traitement, dit taux de porosité est non négligeable, notamment compris entre 20% et 60%, par exemple entre 30% et 40%.
Selon un mode de réalisation, la pression interne du conteneur peut être comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, en particulier comprise entre 1075 millibars absolus et 1224 millibars absolus, tel que par exemple 1075 millibars absolus lorsque le procédé est dépourvu d’injection de gaz liquéfié à l’action a). La pression interne au conteneur non stérilisé peut être supérieure à 1424 millibars absolus en cas d’injection de gaz liquéfié.
Ces performances d’oxygène résiduel et de pression peuvent être obtenues pour le conteneur (non stérilisé) même en cas de présence d’espaces interstitiels entre les produits remplis par le gaz de traitement : le taux d’espaces interstitiels dans le lit de produits remplis du gaz de traitement, dit taux de porosité peut être compris entre 20% et 60%, par exemple entre 30% et 40%. Les produits peuvent être du maïs (en jus limité) avec présence d’espaces interstitiels remplis dudit gaz de traitement entre les grains de maïs. Les produits peuvent être encore des petits pois, ou des champignons, ou encore des carottes en jus limité.
L’invention concerne encore un procédé de conditionnement conforme à l’invention dans lequel le conteneur est soumis après fermeture à une étape de stérilisation par traitement thermique à une température supérieure à 100°C, tel que par exemple entre 110°C et 130°C.
L’invention concerne encore un conteneur stérilisé obtenu selon le procédé de conditionnement (et de stérilisation par traitement thermique) dans lequel le lit de produits présente des espaces interstitiels remplis du gaz de traitement et dans lequel la quantité d’oxygène dans le conteneur est comprise entre 4,5% à 0,2% d’oxygène en volume par rapport au volume total de gaz contenu dans le volume de tête et les espaces interstitiels, strictement inférieure à 4,5 %, notamment comprise entre 3% et 0,2%, voire entre 2% et 0,2%, voire entre 1% et 0,2% et dans lequel la pression interne au conteneur est en surpression par rapport à la pression atmosphèrique supérieure à 1024 millibars absolus. La pression interne peut être comprise entre 1024 millibars absolus et 1424 millibars absolus à 20°C, voire entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus en particulier lorsque le procédé est dépourvu d’injection de gaz liquéfié à l’action a). La pression interne au conteneur stérilisé peut être encore supérieure à 1424 millibars absolus en cas d’injection de gaz liquéfié à ladite action a), sensiblement supérieure à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture.
. Le taux d’espaces interstitiels dans le lit de produits remplis du gaz de traitement, dit taux de porosité peut être compris entre 20% et 60%, par exemple entre 30% et 40%.
Selon un mode de réalisation du conteneur stérilisé, les produits sont du maïs avec présence d’interstices remplis du gaz de traitement entre les grains de maïs, la pression interne au conteneur étant comprise entre 1124 millibars absolus et 1424 millibars absolus à 20°C, voire entre 1124 millibars absolus et 1224 millibars absolus, en particulier 1194 millibars absolus. Les produits peuvent encore être des petits pois, des champignons ou des carottes (en jus limité).
L’invention concerne encore une installation de conditionnement convenant pour la mise en œuvre du procédé de conditionnement selon l’invention, comprenant :
- une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de fermeture,
- un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de fermeture,
- une enceinte de convoyage partiellement étanche, débouchant dans l’enceinte de fermeture, recevant un convoyeur à fonction de sas, assurant l’entrée des conteneurs ouverts dans l’enceinte de fermeture, en amont du système de fermeture et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte de fermeture, ledit convoyeur à fonction de sas comprenant des obturateurs, mobiles,
- éventuellement , un convoyeur d’amenée des couvercles permettant de transférer depuis la pression atmosphérique (extérieur de l’enceinte de fermeture) jusqu’à l’intérieur de l’enceinte de fermeture.
- une source de gaz de traitement dépourvu d’oxygène, tel que par exemple de l’azote, et un système d’injection dudit gaz de traitement dans l’enceinte de fermeture,
- une source de vide, connectée à une chambre de distribution et de régulation du vide, ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration joignant la chambre de distribution et de régulation auxdites zones d’aspiration réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage
et de manière à évacuer tout ou partie de l’air présent dans les conteneurs ouverts et à diminuer la concentration d’oxygène dans les conteneurs par les actions combinées du vide créé dans ladite enceinte de convoyage et le remplacement de l’air évacué par le gaz de traitement circulant à contre-courant des conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage et par effet de dilution de l’oxygène de l’air par le gaz de traitement.
Enfin, l’invention concerne un procédé d’obtention d’une installation selon l’invention à partir d’une installation de fermeture de conteneur, sous vide, existante notamment une sertisseuse sous vide, ci-après désignée sertisseuse sous vide comprenant :
- une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de fermeture,
- un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de fermeture,
- une enceinte de convoyage partiellement étanche, débouchant dans ladite enceinte de fermeture, recevant un convoyeur à fonction de sas, assurant l’entrée des conteneurs ouverts dans l’enceinte de fermeture, en amont du système de fermeture et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte de fermeture, ledit convoyeur à fonction de sas comprenant des obturateurs mobiles,
- un convoyeur d’amenée des couvercles permettant de transférer depuis la pression atmosphérique (extérieur de l’enceinte de fermeture) jusqu’à l’intérieur de l’enceinte de fermeture,
- une source de vide connectée à ladite enceinte de fermeture,
procédé dans lequel on obtient ladite installation de conditionnement selon l’invention en modifiant ladite installation de fermeture sous vide de la manière suivante:
-ajout d’une chambre de distribution et de régulation de vide ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration joignant la chambre de distribution auxdites zones d’aspiration réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage en déconnectant la source de vide de ladite enceinte de fermeture et en connectant ladite source de vide à ladite chambre de distribution et de régulation,
- ajout d’une source de gaz de traitement, dépourvue d’oxygène et en la connectant à ladite enceinte de fermeture.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
est une vue schématique, de dessus, d’une installation de sertissage sous vide, tel que connue de l’état de la technique, usuellement appelée sertisseuse sous vide à convoyeur d’alimentation linéaire.
Fig. 1bis
est une vue schématique, de dessus, d’une installation de sertissage sous vide, tel que connue de l’état de la technique, usuellement appelée sertisseuse sous vide à convoyeur d’alimentation rotatif.
Fig. 2
est une vue schématique de dessus d’une installation de conditionnement conforme à l’invention qui peut être obtenue par modification de la sertisseuse sous vide de la figure 1 et pour laquelle l’enceinte de convoyage est un tunnel contenant un convoyeur.
Fig. 3
est une vue schématique de coté de l’installation de la figure 2, illustrant plus particulièrement les actions combinées du vide créé dans le tunnel et le remplacement de l’air évacué par le gaz de traitement non oxydant circulant à contre-courant des conteneurs ouverts dans ledit tunnel, et selon le procédé de conditionnement selon l’invention.
Fig 4
est une vue schématique d’un équipement permettant la mesure du taux d’oxygène dans le volume total de gaz contenu dans l’espace de tête et les espaces interstitiels d’un conteneur.
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 concerne tout d’abord un procédé de conditionnement de produits, en particulier sensibles à l'oxygène, dans des conteneurs 1.
Les produits peuvent être des produits alimentaires, (solides) par exemple, des légumes, des céréales, de la viande, du poisson, ou autre, seuls ou en mélange, avec ou sans jus. L’invention trouve par exemple une application particulière lorsque de l’air interstitiel est présent en quantité non négligeable entre les produits, par exemple pour des produits en jus limité : l’invention trouve ainsi une application particulière pour le conditionnement de maïs en jus limité avec présence d’interstices dans le conteneur entre les grains de maïs.
Les conteneurs présentent chacun une ouverture supérieure, permettant le remplissage du conteneur avec les produits.
Le procédé de conditionnement de produits comprend les étapes suivantes :
- on remplit le conteneur 1 partiellement avec les produits 2,
- on met en contact la partie supérieure des récipients avec une atmosphère gazeuse de traitement, visant à évacuer tout ou partie de l’air présent dans le récipient et à mettre en place l’atmosphère contrôlée requise,
- on procède à la fermeture de l’ouverture du récipient, ci-après désignée étape de fermeture, dans une enceinte de fermeture 3, étanche,
- la mise en place de l’atmosphère contrôlée étant réalisée en amont et/ou durant l’étape de fermeture.
De manière notable, et selon l’invention, on réalise la mise en place de l’atmosphère contrôlée dans un enceinte de convoyage, partiellement étanche à l’intérieur de laquelle avancent les conteneurs ouverts en direction de l’enceinte de fermeture 3, par les actions combinées suivantes:
- une action a) d’injection d’un débit de gaz de traitement G et éventuellement injection d’un volume de gaz liquéfié dans ladite enceinte de fermeture 3 en aval de l’enceinte de convoyage 4, selon le sens d’avance des conteneurs ouverts,
- une action b) de mise sous vide des conteneurs 1 ouverts présents à l’intérieur de l’enceinte de convoyage 4.
De façon optionnelle, et au cours de l’action a) on peut introduire dans le contenant une faible quantité de gaz liquéfié dans l’enceinte de fermeture. Autrement dit ladite action a) d’injection d’un débit de gaz de traitement G comprend, outre l’injection d’un flux gazeux, l’injection d’une quantité de gaz liquéfiée avec vaporisation du gaz liquéfié après fermeture du conteneur de sorte à augmenter la pression interne au conteneur supérieure à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture.
Selon l’invention, la pression interne au conteneur une fois fermé peut être ainsi maîtrisée, maintenue entre 1024 millibars et 1224 millibars absolue à 20°C et tel que décrit par la suite à savoir à une pression sensiblement égale ou voisine à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture 3. Dans un tel cas ladite action a) ne prévoit pas l’étape d’injection d’une quantité de gaz liquéfié précitée. Pour certains types de conteneur, en particulier certains types de boîtes de conserve métalliques, une pression interne au conteneur trop voisine de la pression atmosphérique, à savoir dans la plage 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus à 20°C peut engendrer des problèmes de stabilité de forme de boîtes en particulier lorsque la température de stockage des boîtes varie dans une plage d’amplitude de 10°C à 37°C, avec changement de forme de la boîte (gonflement/contraction) lors des changements de température.
L’ajout d’une quantité de gaz liquéfié lors de l’action a) d’injection permet une surpression importante au conteneur, typiquement supérieure à 1424 millibars absolus, et permet de s’absoudre de ce problème de stabilité de boîte
On obtient l’évacuation de l’air présent dans les conteneurs ouverts 1 par les actions combinées du vide créé dans ladite enceinte de convoyage 4 et le remplacement de l’air évacué par le gaz de traitement G provenant de l’enceinte de fermeture et circulant à contre-courant des conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage 4.
Un tel phénomène est illustré à la figure 3 : on remarque que le gaz de traitement non oxydant alimenté directement dans l’enceinte de fermeture 3 (en aval), est aspiré dans l’enceinte de convoyage 4, sous l’action du vide crée en amont. Le gaz de traitement est aspiré à contre-courant des conteneurs 1 ouverts circulant le long de l’enceinte de convoyage 4 en direction de l’enceinte de fermeture 3. Dans cette enceinte de convoyage 4, le gaz de traitement vient chasser l’air des conteneurs qui s’échappe desdits conteneurs, cette action de chasse étant amplifiée par le vide auquel sont soumis les conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage 4. On diminue ainsi la concentration de l’oxygène dans les conteneurs, diminution qui est encore amplifiée par l’effet de dilution de l’oxygène de l’air par le gaz de traitement qui se produit dans ladite enceinte de convoyage 4, voire même dans ladite enceinte de fermeture 3.
A titre d’exemple :
- le vide créé dans l’enceinte de convoyage 4 à l’étape b) peut être compris entre 600 millibars absolus et 900 millibars absolus, en particulier entre 700 millibars absolus et 900 millibars absolus (mesure prise au milieu de l’enceinte de convoyage 4, suivant le sens d’avance des conteneurs);
- le débit d’injection de gaz dans l’enceinte de fermeture à l’étape a) peut être compris entre 100 m3/h et 500 m3/h et par exemple entre 200 m3/h et 300 m3/h, celui éventuel de gaz liquéfié (par exemple d’azote liquide) entre 0,5ml et 5ml par contenant.
Selon les constatations des inventeurs, ces deux actions combinées permettent avantageusement d’extraire l’air des conteneurs, à savoir l’air de l’espace de tête du conteneur (au-dessus des produits), et le cas échéant l’air interstitiel entre les produits (en dessous de l’espace de tête), et de manière rapide.
On obtient ainsi une diminution de la concentration de l’oxygène dans les conteneurs, diminution qui est amplifiée sous l’effet de dilution précité. La quantité d’oxygène dans le conteneur fermé est comprise entre 4,5% à 0,2% d’oxygène en en volume par rapport au volume total de gaz contenu (dans l’espace tête et les espaces interstitiels), strictement inférieure à 4,5%, par exemple entre 3% et 0,2% tel que par exemple entre 2% et 0,2%, tel que par exemple entre 1% et 0,2% d’oxygène. Ces performances de réduction sont obtenues même lorsque de l’air interstitiel est présent en quantité non négligeable L’invention trouve ainsi une application particulière pour retirer l’air lorsque les produits sont du maïs en jus limité, avec présence d’air interstitiel entre les grains de maïs.
Selon l’invention, il est possible de diminuer l’air résiduel à des quantités très faibles et contrairement aux techniques de diminution de l’oxygène reposant uniquement sur le balayage d’un gaz de traitement non oxydant, ou encore reposant uniquement sur la mise sous vide du conteneur ouvert avant fermeture, avantageusement sans conséquence sur les cadences de l’installation qui peuvent rester élevées, typiquement supérieures à 100 coups par minute, notamment supérieures à 300 coups par minute, tel que 600 coups par minute, voire plus.
Selon un mode de réalisation, notamment illustré des figures 2 et 3, la pression P à l’intérieur de l’enceinte de fermeture 3 peut être supérieure à la pression atmosphérique, voisine de la pression atmosphérique Po, notamment comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, par exemple entre 1024 millibars absolus et 1074 millibars absolus, et encore par exemple entre 1024 millibars absolus et 1054 millibars absolus.
Selon ce mode de réalisation, la fermeture étanche du conteneur est réalisée à une pression voisine de la pression atmosphérique, et sensiblement à la pression dans l’enceinte de fermeture. Il est avantageusement possible d’utiliser des conteneurs tels que des boîtes de conserve, même de faible épaisseur, inférieure à 0,14 mm, voire même des bocaux en verre ou plastique ou encore des conteneurs souples pour la mise en œuvre du procédé.
On peut avantageusement obtenir des conteneurs, en particulier des boîtes métalliques de conserve, en surpression (maîtrisée) par rapport à la pression atmosphérique, supérieure à 1024 millibars absolus à 20°C comprises entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, par exemple entre 1054 millibars absolus et 1224 millibars absolus. Dans le cas où le procédé met en œuvre l’injection de gaz liquéfié à l’action a), la pression interne au conteneur peut être supérieure à 1454 millibars absolus à 20°C.
Selon un mode de réalisation, on assure l’avance des conteneurs 1 ouverts dans ladite enceinte de convoyage 4 par l’intermédiaire d’un convoyeur 5 à fonction de sas, qui comprend des obturateurs 50, mobiles. Ces obturateurs s’étendant entre les conteneurs ouverts, lors de l’avance des conteneurs 1, assurant une étanchéité relative aux gaz. Ces obturateurs 50 permettent d’assurer un certain niveau de vide dans l’enceinte de convoyage 4, nécessaire à la mise en œuvre du procédé.
Un tel convoyeur 5 est illustré à titre d’exemple schématiquement à la figure 2. Il peut comprendre une bande souple 51, sous forme d’une boucle, entrainée en rotation par deux rouleaux 52, 53, chacun à axe vertical, répartis au niveau des deux extrémités du tunnel 4. Les obturateurs 50 sont des plaques portées à intervalles réguliers par la bande souple 51.
Lors de l’avance du convoyeur 5, la bande souple est entrainée en rotation et synchronise les conteneurs 1 circulant dans ladite enceinte de convoyage 4, notamment le tunnel. D’un côté de l’enceinte de convoyage 4, le brin aller de la bande souple accompagne les conteneurs 1 ouverts depuis l’entrée de l’enceinte de convoyage 4 à pression atmosphérique (et sous atmosphère non contrôlée), jusqu’à l’enceinte de fermeture 3 maintenue sous gaz de traitement non oxydant.
Les ouvertures supérieures des conteneurs sont ensuite fermées, par tout moyen adapté, tel que la pose d’un couvercle ou autre. Le brin retour de la bande souple 51 accompagne ensuite les conteneurs fermés de manière étanche, depuis l’enceinte de fermeture 3, et jusqu’à la sortie de l’enceinte de convoyage 4 sous pression atmosphérique.
En alternative au convoyeur à bandes, il est possible d’utiliser le convoyeur du type rotatif illustré en soi à la figure 1bis, et qui comprend un ou plusieurs barillets en série, synchronisés en rotation, et pourvus chacun d’un ou plusieurs logements pour les conteneurs. Dans un tel convoyeur rotatif, les conteneurs circulent d’un barillet à l’autre, lors de leur rotation, et tel que connu en soi de cet état de la technique.
Selon un mode de réalisation, les conteneurs 1 sont des boîtes de conserve, la fermeture des conteneurs consistant essentiellement à ajouter des couvercles 6 et à sertir les couvercles aux conteneurs. Dans le cas d’un conteneur à paroi souple, la fermeture peut être obtenue par pincement des parois de l’ouverture et l’application d’une soudure entre les parois pincées.
Selon un mode de réalisation (illustré à titre non limitatif à la figure 3) on réalise l’action b) de mise sous vide des conteneurs ouverts présents à l’intérieur de l’enceinte de convoyage 4 en aspirant l’atmosphère interne à ladite enceinte de convoyage 4 en plusieurs zones d’aspiration 7, distinctes, réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage 4. Ces zones d’aspiration sont notamment prévues sur la paroi supérieure de ladite enceinte de convoyage 4. En particulier, on réalise l’action b) au moyen d’une chambre de distribution et de régulation 70, mise sous vide, ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration 71, en parallèle joignant la chambre de distribution et de régulation 70 auxdites zones d’aspiration 7 réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage 4.
Cette chambre de distribution et de régulation est soumise à une source de vide V, telle qu’une pompe à vide. La chambre de distribution permet ensuite de répartir l’aspiration de manière uniforme auxdites zones d’aspiration 7. Le vide à l’intérieur de la chambre de distribution et de régulation 70 peut être compris entre 100 millibars absolus et 700 millibars absolus.
De manière générale, le gaz de traitement peut être de l’azote, en encore du CO2ou un autre gaz non oxydant, ou encore un mélange de gaz non oxydant.
L’invention concerne encore une installation de conditionnement 10, tel que précédemment décrite, et convenant pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention.
Cette installation comprend :
- une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de fermeture 3,
- un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de fermeture 3,
- une enceinte de convoyage 4 partiellement étanche, débouchant dans l’enceinte de fermeture 3, recevant un convoyeur 5 à fonction de sas, assurant l’entrée des conteneurs 1 ouverts dans l’enceinte de fermeture 3, en amont du système de fermeture et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte de fermeture 3, ledit convoyeur à fonction de sas comprenant des obturateurs 50, mobiles,
- une source de gaz de traitement dépourvu d’oxygène, tel que par exemple de l’azote, et un système d’injection 8 dudit gaz de traitement dans l’enceinte de fermeture 3 et injection optionnelle de gaz liquéfié,
- une source de vide V, connectée à une chambre de distribution et de régulation 70 du vide, ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration 71 joignant la chambre de distribution et de régulation 70 auxdites zones d’aspiration 7 réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage 4,
- éventuellement, un convoyeur d’amenée des couvercles 9 permettant de transférer depuis la pression atmosphérique (extérieur de l’enceinte de fermeture) jusqu’à l’intérieur de l’enceinte de fermeture.
Avantageusement, il est possible d’obtenir une telle installation de conditionnement, conforme à l’invention, par modification d’une installation existante telle qu’une sertisseuse sous vide 20, connue de l’état de la technique, et illustrée schématiquement à la figure 1 ou 1bis, et donc à moindre coût d’installation.
Une telle installation 20 notamment sertisseuse sous vide connue de l’état de la technique est illustrée schématiquement à la figure 1.
Elle comprend :
- une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de fermeture 3,
- un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de fermeture, typiquement par sertissage d’un couvercle,
- une enceinte de convoyage 4, tel qu’un tunnel, partiellement étanche, débouchant dans l’enceinte de fermeture 3, recevant un convoyeur 5 à fonction de sas, assurant l’entrée des conteneurs ouverts dans l’enceinte fermeture, en amont du système de fermeture et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte fermeture, ledit convoyeur à fonction de sas comprenant des obturateurs 50 mobiles,
- une source de vide V connectée à ladite enceinte de fermeture,
- un convoyeur d’amenée des couvercles 9 permettant de transférer depuis la pression atmosphérique (extérieur de l’enceinte de fermeture) jusqu’à l’intérieur de l’enceinte de fermeture
Une telle installation 20 connue de l’état de la technique telle, typiquement sertisseuse sous vide permet de diminuer la quantité d’oxygène dans l’enceinte de fermeture par la mise sous vide de l’enceinte de fermeture, par un vide de l’ordre de 800 millibars au-dessous de la pression atmosphérique (224 millibars absolus).
Un premier défaut d’un tel procédé est qu’il permet de diminuer la concentration de l’oxygène de l’air, dans le conteneur seulement par diminution de la pression interne de l’air du conteneur lors de sa fermeture dans l’enceinte de fermeture: de l’oxygène est toujours présent en quantité non négligeable dans le conteneur fermé.
Un second défaut d’un tel procédé est qu’il est compatible seulement avec des conteneurs dont les parois sont suffisamment épaisses pour résister à une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du conteneur, une fois fermé et soumis à la pression atmosphérique.
Avantageusement, il est possible d’améliorer sensiblement le conditionnement des produits contenus par les modifications suivantes opérées sur une telle sertisseuse sous vide 20, à savoir (fig 3) :
- ajout d’une chambre de distribution et de régulation 70 de vide ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration 71 joignant la chambre de distribution et de régulation 70 auxdites zones d’aspiration 7 réparties sur la longueur de l’enceinte de convoyage 4, en déconnectant la source de vide de ladite enceinte de fermeture et en connectant ladite source de vide V à ladite chambre de distribution et de régulation 70,
- ajout d’une source régulée 8 de gaz de traitement G, dépourvue d’oxygène et en la connectant à ladite enceinte de fermeture 3 et optionnellement d’une injection d’azote liquide.
Il est possible de diminuer l’air résiduel à des quantités très faibles et contrairement à ce que permet la sertisseuse sous vide. Le procédé en est encore amélioré par la possibilité d’utiliser pour les boîtes de conserve des boîtes métalliques de faible épaisseur de paroi, à savoir présentant une épaisseur de paroi inférieure ou égale à 0,14 millimètre, par exemple 0,12 millimètre.
Ces résultats sont obtenus avantageusement sans diminution de la cadence de l’installation.
Le procédé de conditionnement permet avantageusement l’obtention de conteneurs contenant des produits sensibles à l’oxygène, le lit de produits présentant des espaces interstitiels remplis du gaz de traitement avec une faible quantité d’oxygène résiduel. La quantité d’oxygène dans le conteneur peut être 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, voire même entre 3% et 0,2%, ou encore entre 2% et 0,2%, voire entre 1% et 0,2%, et ainsi de bonnes performances en terme d’oxygène résiduel même en présence d’air interstitiel à chasser entre les produits, remplacés par le gaz de traitement. La pression interne au conteneur est en surpression par rapport à la pression atmosphérique. Elle peut être comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus à 20°C, par exemple entre 1054 millibars absolus et 1224 millibars absolus, en particulier lorsque le procédé ne prévoit pas d’étape d’injection de gaz liquéfié à l’action a). La pression interne au conteneur peut encore être bien supérieure à la pression atmosphérique, par exemple supérieure à 1424 millibars absolus à 20°C lorsque le procédé prévoit ladite injection de gaz liquéfié à l’action a). Il est à noter que la surpression indiquée est celle dans le conteneur lorsque les produits n’ont pas subi de stérilisation.
On note que ces conteneurs (non stérilisés) se caractérisent par une faible teneur en oxygène et une pression interne qui peut être supérieure à celles obtenues par les procédés de conditionnement tels que connu de l’état de la technique, notamment ceux mettant en œuvre un vide ou encore un balayage de gaz qui, dans les deux cas, engendrent un vide partiel typiquement compris entre 224 millibars absolus à 824 millibars absolus.
Cette surpression interne peut être favorable à la mise en œuvre de la stérilisation.
L’invention concerne encore un procédé de conditionnement selon l’invention dans lequel le conteneur est soumis après fermeture à une étape de stérilisation par traitement thermique à une température supérieure à 100°C, par exemple comprise entre 110°C et 130°C notamment supérieure à 122°C.
La stérilisation peut être obtenue sur un appareil de stérilisation fonctionnant en continu, ou encore de manière discontinue.
Ce procédé (avec étape de stérilisation) permet d’obtenir un conteneur stérilisé, le lit de produits présentant des espaces interstitiels remplis du gaz de traitement avec une faible quantité d’oxygène résiduel. La quantité d’oxygène dans le conteneur est comprise entre 4,5% à 0,2% d’oxygène en volume par rapport au volume total de gaz contenu dans l’espace de tête et les espaces interstitiels, strictement inférieur à 4,5%, notamment comprise entre 3% et 0,2%, voire entre 2% et 0.2%, voire encore entre 1% et 0,2%. La pression interne au conteneur est en surpression par rapport à la pression atmosphérique, supérieure à 1024 millibars absolus à 20°C. La pression interne au conteneur peut être comprise entre 1024 millibars absolus et 1424 millibars absolus à 20°C, voire entre 1124 millibars absolus et 1424 millibars absolus lorsque le procédé ne prévoit pas d’injection de gaz liquéfié à l’action a). Dans le cas d’injection de gaz liquéfié à ladite action a) la pression interne peut être supérieure à 1424 millibars absolus à 20°C. Selon un mode de réalisation du conteneur stérilisé les produits sont du maïs avec présence d’interstices remplis du gaz de traitement, la pression interne au conteneur étant comprise entre 1124 millibars absolus et 1424 millibars absolus, en particulier 1194 millibars absolus à 20°C.
Il est à noter que la pression interne au conteneur peut être typiquement légèrement supérieure dans le conteneur stérilisé que dans le conteneur non stérilisé, à même température (par exemple 20°C) en raison d’un dégazage éventuel des produits (lorsque non préalablement blanchis) lors du traitement thermique. Par exemple et lorsque les produits sont du maïs, la stérilisation engendre un dégazage augmentant la pression interne au conteneur fermé. En revanche, et dans le cas de produits préalablement blanchis tels que des haricots verts, la stérilisation ne provoque pas de dégazage substantiel lors de la stérilisation car les produits ont été déjà dégazés lors du blanchiment, avant stérilisation.
L’invention trouve une application particulière 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.
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.
La méthode de mesure utilisée pour mesurer le taux d’oxygène dans le conteneur fermé, obtenu selon le procédé de l’invention utilise l’équipement illustré à la figure 4 qui comprend :
- un récipient rempli d’eau, et suffisamment grand pour permettre les manipulations,
- une colonne graduée en volume présentant à une extrémité un col évasé, destiné à être plongé dans l’eau du récipient et à son autre extrémité supérieure une connexion double, étanche, permettant l’adaptation d’une pompe Pp et d’un oxymètre (Dansensor ® CheckPoint 3) étalonné équipé d’une aiguille pour la détermination du pourcentage d’oxygène gazeux.
Le protocole de mesure est le suivant. Le récipient est rempli au préalable d’eau, la colonne graduée est alors retournée au-dessus du récipient, son col immergé. Le pompage démarre, l’air est remplacé par l’eau dont le niveau s’élève jusqu’à chasser la totalité de l’air présent dans la colonne.
Le conteneur (notamment la boîte de conserve) dont on souhaite connaître le pourcentage d’oxygène en volume est alors placé sous le col évasé, puis ouvert de façon à collecter la totalité du volume de gaz total contenu (espace de tête et interstitiel). Le gaz libéré chasse l’eau de la colonne, une lecture de sa graduation permet de déterminer le volume de gaz total qui était contenu.
L’aiguille de l’oxymètre est insérée via le raccord étanche dans l’ambiance gazeuse pour déterminer son pourcentage d’oxygène.
Des essais ont été réalisés à partir d’une sertisseuse sous vide modifiée selon l’invention et avec les conditions suivantes :
- débit d’injection dans l’enceinte de fermeture : 280 m3/h,
- pression dans l’enceinte de fermeture : 1074 millibars absolus,
- pression dans l’enceinte de convoyage: 750 millibars absolus (en son milieu suivant le sens d’avance des conteneurs).
Les produis sont du maïs, présentant un taux de porosité de 42%.
Les conteneurs utilisés sont des boîtes de conserve au format 1/4 (70 mm de hauteur par 65 mm de diamètre). Ces conteneurs ont été conditionnés selon le procédé et selon l’invention, en chassant l’oxygène contenu dans l’espace de tête et dans les espaces interstitiels par les actions combinées d’un flux d’azote provenant de l’enceinte de fermeture 3 et l’action du vide dans l’enceinte de convoyage 4. Ces boîtes de conserve ont été testées immédiatement après sertissage par mesure de l’oxygène résiduel selon le protocole précité.
Le tableau 1 ci-dessous résume les résultats obtenus.
Boîtes tp Pression interne (mbs abs) à 20°C Oxygène résiduel
1 42% 1074 0,2%
2 42% 1074 0,6%
3 -42% -1074 0,4%
Lorsque l’on stérilise ces boîtes dans un stérilisateur à fonctionnement continu à une température de 128° C, puis que l’on refroidit de nouveau ces boîtes à une température stabilisée de 20°C, on constate une augmentation de la pression interne de 100 millibars en raison d’un dégazage du maïs (non blanchi), la pression interne atteignant 1174 millibars absolus.
1. Conteneurs,
2. Produits (de remplissage),
3. Enceinte de fermeture
4. Enceinte de convoyage tel que tunnel,
5.Convoyeur,
50.Obturateurs,
51.Bande souple
52.Rouleau d’entraînement à axe vertical
53.Rouleau d’entraînement à axe vertical
6. Couvercles,
7. Zones d’aspiration,
8. Système d’injection du gaz de traitement
9. Convoyeur d’amenée des couvercles
70.Chambre de distribution et de régulation (vide),
71.Conduits d’aspiration.
V. Source de vide
Pp. Pompe à air.

Claims (31)

  1. Procédé de conditionnement de produits, en particulier sensibles à l'oxygène, dans des conteneurs (1), lesdits conteneurs présentant chacun une ouverture, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    - on remplit le conteneur partiellement avec les produits (2),
    - on met en contact la partie supérieure des conteneurs avec une atmosphère gazeuse de traitement, visant à évacuer tout ou partie de l’air présent dans le conteneur et à mettre en place l’atmosphère contrôlée requise,
    - on procède à la fermeture du conteneur, ci-après désignée étape de fermeture, dans une enceinte de fermeture (3),
    - la mise en place de l’atmosphère contrôlée étant réalisée en amont et/ou durant l’étape de fermeture
    caractérisée en ce quel’on réalise la mise en place de l’atmosphère contrôlée dans une enceinte de convoyage (4) à l’intérieur de laquelle avancent les conteneurs ouverts en direction de l’enceinte de fermeture, par les actions combinées suivantes:
    - une action a) d’injection d’un débit de gaz de traitement (G) dans ladite enceinte de fermeture (3) en aval de l’enceinte de convoyage (4) selon le sens d’avance des conteneurs ouverts,
    - une action b) de mise sous vide des conteneurs (1) ouverts présents à l’intérieur de l’enceinte de convoyage (4)
    et de manière à évacuer l’air présent dans les conteneurs ouverts (1) et à diminuer la concentration de l’oxygène dans les conteneurs par les actions combinées du vide créé dans ladite enceinte de convoyage (4) et le remplacement de l’air évacué par le gaz de traitement (G) circulant à contre-courant des conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage (4), et par effet de dilution de l’oxygène de l’air par le gaz de traitement.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite action a) d’injection d’un débit de gaz traitement (G) comprend outre l’injection d’un flux gazeux, l’injection d’une quantité de gaz liquéfié, avec vaporisation du gaz liquéfié après fermeture du conteneur de sorte à augmenter la pression interne au conteneur supérieure à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la pression P à l’intérieur de l’enceinte de fermeture (3) est supérieure à la pression atmosphérique Po comprise entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, par exemple entre 1024 millibars absolus et 1074 millibars absolus, et encore par exemple, entre 1024 millibars absolus et 1054 millibars absolus.
  4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le vide créé dans l’enceinte de convoyage (4) est compris entre 600 millibars absolus et 900 millibars absolus, au milieu de l’enceinte de convoyage.
  5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel le débit d’injection de gaz dans l’enceinte de fermeture est compris entre 100 m3/h et 500 m3/h, et par exemple entre 200 m3/h et 300 m3/h.
  6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel on assure l’avance des conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage par l’intermédiaire d’un convoyeur (5) à fonction de sas, qui comprend des obturateurs (50).
  7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6 dans lequel les conteneurs (1) sont des boîtes de conserve métalliques, la fermeture des conteneurs consistant essentiellement à ajouter des couvercles (6) et à sertir les couvercles aux conteneurs.
  8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les conteneurs sont des conteneurs souples.
  9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les conteneurs sont des conteneurs rigides plastiques ou verre type bocaux.
  10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, présentant des espaces interstitiels entre les produits remplis du gaz de traitement, une fois le conteneur fermé.
  11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, présentant un espace de tête entre les produits et la partie supérieure du conteneur rempli du gaz de traitement, une fois le conteneur fermé.
  12. Procédé selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel on réalise l’action b) de mise sous vide des conteneurs ouverts présents à l’intérieur de l’enceinte de convoyage (4) en aspirant l’atmosphère interne à ladite enceinte de convoyage (4) en plusieurs zones d’aspiration (7) réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage (4).
  13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel on réalise l’action b) au moyen d’une chambre de distribution et de régulation (70), mise sous vide, ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration (71), en parallèle joignant la chambre de distribution (70) auxdites zones d’aspiration (7) réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage (4).
  14. Procédé selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel le gaz de traitement est de l’azote, et/ou en encore du CO2.
  15. Procédé selon l’une des revendications 1 à 14 dans lequel la pression (P) à l’intérieur de l’enceinte de fermeture (3) est supérieure à la pression atmosphérique obtenant des conteneurs en surpression par rapport à la pression atmosphérique.
  16. Procédé selon la revendication 15 dans lequel la pression interne aux conteneurs est supérieure à 1024 millibars absolus à 20°C comprises entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus, par exemple entre 1074 millibars absolus et 1224 millibars absolus une fois fermés et non stérilisés, sensiblement égale ou voisine à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture (3).
  17. Procédé selon la revendication 15, dans lequel la pression interne aux conteneurs est supérieure à 1424 millibars absolus à 20°C lorsque ladite action a) prévoit l’injection d’une quantité de gaz liquéfié, sensiblement supérieure à la pression régnant dans l’enceinte de fermeture.
  18. Procédé selon les revendications 10 et 11, dans lequel la quantité d’oxygène dans le conteneur fermé est 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.
  19. Procédé selon l’une des revendications 1 à 18 mis en œuvre avec une cadence supérieure à 300 coups par minute.
  20. Procédé selon l’une des revendications 1 à 19, dans lequel les produits sont des produis alimentaires.
  21. Installation de conditionnement (10) convenant pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 13 comprenant :
    - une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de fermeture (3),
    - un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de fermeture (3),
    - une enceinte de convoyage partiellement étanche (4), débouchant dans l’enceinte de fermeture, recevant un convoyeur (5) à fonction de sas, assurant l’entrée des conteneurs (1) ouverts dans l’enceinte de fermeture, en amont du système de fermeture et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte de fermeture, ledit convoyeur à fonction de sas comprenant des obturateurs (50), mobiles,
    - éventuellement, un convoyeur d’amenée des couvercles (9) permettant de transférer depuis la pression atmosphérique (extérieur de l’enceinte de fermeture) jusqu’à l’intérieur de l’enceinte de fermeture.
    - une source de gaz de traitement dépourvu d’oxygène, tel que par exemple de l’azote, et un système d’injection (8) dudit gaz de traitement dans l’enceinte de fermeture (3),
    - une source de vide (V), connectée à une chambre de distribution et de régulation (70) du vide, ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration (71) joignant la chambre de distribution et de régulation (70) auxdites zones d’aspiration (7) réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage (4)
    et de manière à évacuer tout ou partie de l’air présent dans les conteneurs (1) ouverts et à diminuer la concentration d’oxygène dans les conteneurs par les actions combinées du vide créé dans ladite enceinte de convoyage (4) et le remplacement de l’air évacué par le gaz de traitement circulant à contre-courant des conteneurs ouverts dans ladite enceinte de convoyage (4) et par effet de dilution de l’oxygène de l’air par le gaz de traitement.
  22. Procédé d’obtention d’une installation (10) selon la revendication 21 à partir d’une installation (20) de fermeture de conteneur, sous vide, existante notamment une sertisseuse sous vide, ci-après désignée sertisseuse sous vide (20), comprenant :
    - une enceinte étanche au gaz, dite enceinte de fermeture (3),
    - un système de fermeture configuré pour fermer l’ouverture supérieure de chaque conteneur, interne à ladite enceinte de fermeture,
    - une enceinte de convoyage (4) partiellement étanche, débouchant dans ladite enceinte de fermeture (3), recevant un convoyeur (5) à fonction de sas, assurant l’entrée des conteneurs ouverts dans l’enceinte de fermeture, en amont du système de fermeture et la sortie des conteneurs fermés en aval de l’enceinte de fermeture, ledit convoyeur à fonction de sas comprenant des obturateurs (50) mobiles,
    - un convoyeur d’amenée des couvercles (9) permettant de transférer depuis la pression atmosphérique (extérieur de l’enceinte de fermeture) jusqu’à l’intérieur de l’enceinte de fermeture.
    - une source de vide connectée à ladite enceinte de fermeture,
    procédé dans lequel on obtient ladite installation de conditionnement selon la revendication 21 en modifiant la ladite installation de fermeture sous vide (20) de la manière suivante:
    -ajout d’une chambre de distribution et de régulation (70) de vide ainsi qu’une pluralité de conduits d’aspiration (71) joignant la chambre de distribution (70) auxdites zones d’aspiration (7) réparties sur la longueur de ladite enceinte de convoyage (4), en déconnectant la source de vide de ladite enceinte de fermeture et en connectant ladite source de vide (V) à ladite chambre de distribution et de régulation (70),
    - ajout d’une source de gaz de traitement (G), dépourvue d’oxygène et en la connectant à ladite enceinte de fermeture (3).
  23. Conteneur contenant des produits sensibles à l’oxygène obtenu par le procédé selon la revendication 10, dans lequel le lit de produits présente des espaces interstitiels remplis du gaz de traitement et dans lequel la quantité d’oxygène dans le conteneur est comprise entre 4,5% et 0,2% d’oxygène en volume par rapport au volume total de gaz contenu dans le volume de tête et les espaces interstitiels, strictement inférieur à 4,5% en volume et dans lequel la pression interne au conteneur est en surpression par rapport à la pression atmosphérique, supérieure à 1024 millibars absolus à 20°C.
  24. Conteneur selon la revendication 23 dans lequel la pression interne au conteneur est comprise entre 1054 millibars absolus et 1224 millibars absolus à 20°C, par exemple entre 1074 millibars absolus et 1124 millibars absolus.
  25. Conteneur selon la revendication 23 ou 24 dans lequel les produits sont choisis parmi du maïs, des champignons, et des petits pois, en jus limité.
  26. Conteneur selon l’une des revendications 23 à 25, dans lequel 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%, par exemple entre 30% et 40%
  27. Procédé de conditionnement selon l’une des revendications 1 à 18 dans lequel le conteneur est soumis après fermeture à une étape de stérilisation par traitement thermique à une température supérieure à 100°C.
  28. Conteneur stérilisé obtenu selon le procédé de conditionnement selon la revendication 27 dans lequel le lit de produits présente des espaces interstitiels remplis du gaz de traitement, la quantité d’oxygène dans le conteneur est 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 % et dans lequel la pression interne au conteneur est en surpression par rapport à la pression atmosphère, supérieure à 1024 millibars absolus à 20 °C.
  29. Conteneur stérilisé selon la revendication 28 dans lequel la pression interne au conteneur est comprise entre 1024 millibars absolus et 1424 millibars absolus à 20°C, voire entre 1024 millibars absolus et 1224 millibars absolus.
  30. Conteneur stérilisé selon la revendication 28 ou 29 pour lequel les produits sont du maïs avec présence d’espaces interstitiels entre les grains de maïs remplis du gaz de traitement, la pression interne au conteneur étant comprise entre 1124 millibars absolus et 1424 millibars absolus à 20°C, voire entre 1124 millibars absolus et 1224 millibars absolus, en particulier 1194 millibars absolus.
  31. Conteneur stérilisé selon l’une des revendications 28 à 30, dans lequel 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%.
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