WO1999003513A1 - Installation de sterilisation au defile de preformes de recipients en matiere thermoplastique - Google Patents

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WO1999003513A1
WO1999003513A1 PCT/FR1998/001546 FR9801546W WO9903513A1 WO 1999003513 A1 WO1999003513 A1 WO 1999003513A1 FR 9801546 W FR9801546 W FR 9801546W WO 9903513 A1 WO9903513 A1 WO 9903513A1
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sterilization
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Bernard Marchau
Patrick Mie
Christian Bonnel
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Sidel
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    • B29C49/42418—Purging or cleaning the preforms for sterilizing

Definitions

  • the present invention relates to the field of packaging liquids in containers under sterile conditions and, more particularly, the invention relates to improvements made during the sterilization stage of the containers upstream from the filling-capping station.
  • a major drawback presented by the process of sterilizing the very containers intended to contain the sterile liquid resides in the large developed surface presented by each container, and therefore in the relatively large quantity (proportional to the surface to be treated) of sterilizing product which must be sprayed (internally and externally) on the container.
  • the sterilizing product generally liquid
  • the treatment of the containers themselves therefore requires the expensive implementation, in sterilizing product and in material, of a large reserve of sterilizing product, associated with a high-flow pumping and spraying circuit, and a large-capacity recycling device for the used product.
  • the invention aims to improve the sterilization installation associated with a packaging of sterile liquid in containers of thermoplastic material, such as polyethylene terephthalate (PET), not by treating the containers themselves immediately upstream of the filling-capping station, but processing, much higher up in the production line, the preforms intended for the manufacture of said containers by a blowing or stretch-blowing operation.
  • thermoplastic material such as polyethylene terephthalate (PET)
  • the preform and receptacle processing stations can be closed, the transfer means can also be closed by cowlings (tunnels), and the atmosphere sterile can be maintained by overpressure by blowing air (or a gas) treated to sterilize it.
  • the object of the invention is more particularly to propose a system for sterilizing the preforms of thermoplastic material intended for the production, by blow molding or stretch blow molding, of sanitized containers which must be filled with a sterile liquid.
  • such an installation is essentially characterized, being arranged in accordance with the invention, in that it comprises: a) a station for rinsing the preforms arranged neck down at par, comprising means for projecting a rinse aid, inside and outside the preforms, then for draining the rinsed preforms; b) transfer means for removing said preforms leaving the rinsing-draining station and bringing them to the next station, while straightening them to bring them up to said next station; c) a sterilization station in the process of the preforms arranged neck up, comprising filling means preforms to the brim with sterilizing product, then transfer means suitable for moving said filled preforms for at least a predetermined period of time suitable for providing sterilization of the internal wall of the preforms in contact with the sterilizing liquid, d) a emptying and drying receiving the filled preforms, comprising:
  • separation means partition said rinsing station and the following sterilization station located in the sterile zone, said separation means being arranged to be traversed by the transfer means, and sterile air circulation means are provided for cause an air flow from the drying station to the rinsing station from where it is evacuated, in particular by suction.
  • means are provided for displacing means for spraying pressurized gas arranged to move the latter from the bottom of the preform to the opening of the preform for gradually discharging the sterilizing liquid onto the walls of the preform.
  • the rinsing and draining station and the emptying and drying station each comprise at least one rotating wheel for supporting the preforms on at least a fraction of a turn which is rinsed and draining, respectively emptying and drying, the two rotating wheels can be designed identically.
  • the sterilization station comprises at least one rotating wheel for supporting the preforms on at least a fraction of a turn of rotation from which the preforms are filled to the brim and maintained preforms in the filled state during the aforementioned predetermined duration of time specific to sterilization, said wheel having a diameter and a rotation speed suitable for obtaining said predetermined duration of transfer to the emptying and drying station.
  • the sterilization station comprises a wheel support for preforms, on a fraction of a turn which fills to the brim, then transfer means for the preforms filled with a vertical displacement component towards the emptying and drying station located at a level different from the filling station.
  • the transfer means with vertical displacement component are, at one and / or the other of their ends, associated with substantially horizontal transfer means so as to confer duration of predetermined sterilization.
  • the transfer means with a vertical displacement component comprise several successive stages. Provision may be made for the means for projecting rinse aid to the outside of the preforms comprising at least two jets ramps extending in a helix, located face to face on each side of the path followed by the preforms.
  • the means for spraying gas inside the preform for drying the internal wall comprise a cannula having a diameter slightly smaller than the internal diameter of the preforms, said cannula forming, in conjunction with the internal wall of the preforms, a venturi accelerating the gas flow and making more efficient the delivery of liquid on the wall of the preforms.
  • the means for spraying gas outside each preform for drying the external wall comprise external blowing means in the form of a clamp surrounding the preform.
  • said gas blowing means 1 inside and outside the preform are movable vertically in a mutually controlled manner, so that one achieves a complete evacuation of the sterilizing liquid present on the internal and external walls of the preform and an effective ejection of the final drops of liquid on the edge of the rim of the preform, in particular in conjunction with the start of the inversion operation of this one.
  • - Figure 1 is a schematic plan view of the entire installation for bottling a sterile liquid, from the arrival of the preforms to the outlet of the filled and capped containers;
  • - Figures 2 and 3 are schematic views from above respectively of a first and of a second embodiment of a sterilization installation entering the bottling installation shown in Figure 1;
  • - Figures 4 and 5 are diagrams illustrating the operating mode respectively of the rinsing station at the entrance to the installation of Figures 2 and 3 and the drying station at the exit of the installation of Figs. 2 and 3; and
  • FIGS. 6 and 7 are schematic views, respectively from the side and from above, illustrating the constitution and the mode of operation of a device for drying the preforms at the outlet of the installation of FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 1 there is shown an example of an installation for bottling a sterile liquid product using a preform sterilization installation according to the invention.
  • the installation comprises a hopper 1 for receiving the preforms brought in in bulk (arrow 2) which is followed by a slide 3 delivering the preforms one after the other, neck at the top, itself followed by a device for step 4 spacing the preforms by a predetermined step.
  • a conveyor 5 then brings the preforms to a sterilization installation 6 which will be discussed in more detail below.
  • a conveyor 7 brings the sterilized preforms into an installation 8 for the production of the containers which comprises in particular an oven 9 for heating the preforms followed by a blow-molding or stretch-blow molding machine 10 producing containers with the required shape.
  • a conveyor 11 possibly through additional devices such as a storage device 12 forming a buffer between the blowing machine and the next station, up to a filling machine 13.
  • This comprises in particular a station 14 for filling the containers followed by a station 15 for capping the filled containers, which receives plugs from an auxiliary installation 16 provided with a receiving funnel 17, a sorter 18, a machine 19 for sterilizing the plugs and a conveyor 20 for supplying stoppers to the stopping station 15.
  • the filled and capped containers are evacuated (arrow 21) by a conveyor 22 exiting the filling machine 13.
  • a conveyor 22 exiting the filling machine 13.
  • the installation is maintained in a sterile atmosphere from the sterilization installation 6 to the exit of the containers out of the filling machine 13, including the conveyors.
  • all the work stations are closed and the conveyors are hoods (tunnel conveyor), and the interior spaces are for example kept under overpressure by injecting a flow of pretreated air (treatment machine not shown).
  • the sterilization machine 6 comprises, as illustrated in FIG. 2, immediately after the entry 23 of the preforms brought up by the conveyor 5, a rinsing station 25 arranged for rinsing with parade of preforms.
  • This station can include a rotating wheel 26 provided on its periphery with gripping and preform support members.
  • means 27 for spraying a rinsing product are disposed (for example a composition based on hydrogen peroxide marketed under the name OXONIA active or peracetic acid) on the external surface of the preforms being scrolled; preferably, to be sure of covering the entire external surface of the preforms, the projection means 27 comprise at least two sets or ramps of projection nozzles which are arranged in inclined alignments on the horizontal (arrangement in helix section ) and who are located face to face on each side of the path followed by the preforms 28.
  • the support wheel 25 is arranged to support the preforms 28 angularly spaced from one another with a relatively large pitch as it clearly appears in FIG. 2, this external rinsing being able to be the only treatment carried out on the external face of the preforms during the sterilization process.
  • rinse aid is sprayed inside the preforms (vertical jets of rinse aid and / or rinse cannulas introduced into each preform) to rinse the interior surface.
  • the preforms are treated in the neck down position.
  • the wheel 25 is arranged so that the preforms 28, as soon as they are placed thereon in the feeding position with the neck at the top, are turned over at 24 to be arranged neck at the bottom and then be rinsed in this position.
  • the preforms are held neck down to facilitate the draining of the rinsing product at 29, then they are turned over at 30 to be brought back to the neck up position before leaving this rinsing station. draining.
  • a rollover 31 can surround the path followed by the preforms.
  • the rinsing step constitutes a simple operation for preparing the preforms, intended to remove the bulk of the impurities and preceding the sterilization operation proper.
  • a separation is provided between the rinsing station and the sterile downstream part of the circuit followed by the preforms, and in particular the sterilization station which immediately follows it, to prevent the air flow mentioned above, which circulates from a drying station (located downstream near the outlet of the sterilization installation 6, discussed below) to the rinsing station 25, does not return to the stations located in front where the preforms are more and more clean.
  • the rinsed preforms 28 are transferred by a conveyor 32, which passes through the sealed partition 33, into the sterilization station 34 proper. Because the sterilization treatment is carried out mainly on the single internal wall of the preforms 28, the preforms can be spaced, here, by a smaller step and the conveyor 32 is arranged to bring the preforms closer to one another as it appears clearly in FIG. 2.
  • the sterilization treatment consists in maintaining the internal wall of the preforms with a sterilization product for at least a predetermined duration.
  • the preforms (which are arranged in the neck-up position) are filled to the brim with a solution of a sterilization product, such as hydrogen peroxide (active OXONIA) or peracefic acid, and are kept filled for a period of about 80 seconds. Since all of the preforms are packaged in line with the blowing and filling stations, it is necessary that the steps of filling, sterilizing and emptying the preforms be carried out they also kill in the parade while the preforms are moving. Thus, the preforms filled with sterilizer must be moved, with the same speed as in the entire installation, for the predetermined time necessary for sterilization (for example 80 seconds) before being emptied.
  • a sterilization product such as hydrogen peroxide (active OXONIA) or peracefic acid
  • This displacement can be carried out by any means known to those skilled in the art, capable of avoiding shaking so that the preforms remain filled to the brim and so that the neck drinker also undergoes the sterilization process in a perfect manner.
  • a linear conveyor, or even a serpentine trajectory is a large consumer of space; as such, it is desirable to consider less expensive solutions.
  • the preforms 28 supplied by the conveyor 32 are transferred to a support wheel 35 of large diameter. After their filling at 36 carried out at the start of their rotary course, the filled preforms perform approximately three-quarters of a turn, then are taken up by a transfer wheel 37 and repositioned on a second support wheel 38 which, in the example considered, is identical to the wheel 35 and of the same diameter. After a course of approximately three-quarters of a turn on the wheel 38, the preforms are transferred to a conveyor 39 which brings them to a dumping station 40.
  • the configuration of the wheels can be adapted according to the space available and the duration of the sterilization process.
  • a single wheel of very large diameter may be suitable if a square space of sufficient size can be reserved for this function; one more large number of wheels (three, four, ...) can be envisaged if the duration of the treatment is long, with however, during transfers, an increased risk of vibrations or shocks of the preforms, overflow of the liquid and therefore less reliable sterilization around the preform drink.
  • FIG. 3 Another possible embodiment, represented in FIG. 3, consists in associating one or more rotary conveyors situated on different levels with, between them, a vertical conveyor.
  • the rinsing station 25 is arranged in the same way as in the installation of FIG. 2 and is separated from the next post by a partition 33 crossed by the conveyor 32 (here two screw conveyors in series).
  • the preforms 28 are transferred to a wheel 35 of relatively large diameter and are filled, at the start of the rotary course at 36, with sterilizing liquid. After a course of approximately three-quarters of a turn, they are transferred to an elevating device designated as a whole by the reference 41.
  • the lifting device 41 can be of any type known to those skilled in the art, suitable for vertically transferring the preforms from one level to another different level, for example to a higher level.
  • An example of a lifting device suitable for use in the context of the installation of FIG. 3 is that which is the subject of the joint patent application, entitled “Device for vertical continuous transfer of containers", filed on the same day. in the name of the Applicant.
  • this lifting device essentially consists of a rotary plate 42 at the periphery of which the preforms are supported by supports which are movable vertically, between a low position (for example level of zone 35 in FIG. 3) and a position high, by cooperation with a cam in an arc of an ascending profile (portion of course 43).
  • the supports can be welded res of vertical rods supported with free vertical sliding by the aforesaid plate 41, the lower end of these rods being in abutment against the said cam.
  • FIG. 3 only the parts of the installation situated at the bottom are shown, while in FIG. 3A are represented only the members situated at the top.
  • the preforms are transferred to a second wheel 38 which is coaxial with the wheel 35 and integral in rotation with the latter, and which can have substantially the same diameter.
  • the preforms are taken up by a conveyor 39 (here a set of two screw conveyors in series) and brought to the emptying / drying station 40 which, in this mode of realization, is therefore located at the high level.
  • a conveyor 39 here a set of two screw conveyors in series
  • an elevating device of the aforementioned type safeguards the reliability of the sterilization treatment in the event of the liquid filling the preforms overflowing: the preforms at the end of treatment are at the upper level and cannot be polluted, while their overflow causes a flow of polluted liquid in the preforms located at the lower level and which are only at the beginning of the treatment of sterilization.
  • This station is arranged for emptying and drying the parades of the preforms which are brought to it, neck up, filled with the sterilizing liquid.
  • the station 40 can be arranged, in general, on the same model as the above-mentioned rinsing station 25.
  • a wheel 44 which can be analogous to the wheel 26 of the rinsing station 25, receives the preforms 28 on movable support members which are tilted at 45 to reverse the preforms and bring them into the neck down position.
  • each empty preform 28 is dried by blowing a gas, in particular air, previously treated, possibly hot.
  • a gas in particular air, previously treated, possibly hot.
  • This operation extends over at least half of a turn of the wheel 44.
  • an external drying device 46 is used in the form of a U-shaped clamp surrounding the preform 28 and projecting thereon several air jets 47.
  • the device 46 is movable vertically and is completely first brought up to the bottom of the preform, located at the top, then is lowered along the preform (arrow 48) to first dry the body of the preform (phase 49 in Figures 2 and 3A), then finally the neck of the preform (phase 50 in FIGS. 2 and 3A).
  • an internal drying device in the form of a cannula 51 which is introduced into the preform and which delivers an annular jet of pressurized air 52.
  • the cannula 51 is first brought to the bottom of the preform, then lowered (arrow 53) along the body of the preform to dry it first (phase 49 in Figures 2 and 3A), then finally the neck of the preform (phase 50 in the figures 2 and 3A).
  • Displacements of the U-46 clamp and the cannula 51 are synchronized and may be subject to a common drive member.
  • the cannula has an enlarged diameter close to the internal diameter of the preform so that the opposite faces of the base 54 of the cannula and of the internal wall of the preform define an annular narrowing forming Venturi annular. An acceleration zone of the annular air flow is thus obtained which is favorable for effectively repelling the liquid towards the neck of the preform.
  • phase 55 in FIGS. 2 and 3A the sterilized and dry preform is again turned over (phase 55 in FIGS. 2 and 3A) to be brought back up, before being taken up by a conveyor 7 which takes it to the oven.
  • the inversion operation (phase 55) of the preforms begins while the drying devices 46 and 51 are still in action at the neck.
  • the last drops of discharged liquid appear on the collar of the collar while the preform begins to be inclined and then slide along the collar towards the lower part of it to be finally detached and projected by the air jets without risk hitting the opposite wall of the preform: this ensures complete and effective drying.
  • FIG. 5 a diagram has been shown in FIG. 5, established in the same way as that of FIG. 4, which gives the exact relative durations of the various emptying / drying operations, the numerical references appearing in FIGS. 2 and 3A being included here.
  • the conveyor 39 is therefore designed to modify this pitch between the exit from the sterilization station and the entry from the emptying / drying station.
  • Sterile air circulation means (not shown in Figure 1) are further provided to cause a flow of air against the direction of movement of the preforms, from the drying station 40 to the rinsing station 25 from which it is discharged, in particular by suction. This avoids displacements of non-sterile air towards the final station where the preforms are sterile.

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Abstract

Installation de stérilisation au défilé de préformes destinées à la fabrication, par soufflage ou étirage-soufflage, de récipients aseptisés en matière thermoplastique, comprenant: un poste (25) de rinçage intérieur et extérieur des préformes (28) renversées, puis d'égouttage (29) des préformes rincées; un poste (34) de stérilisation avec des moyens de remplissage (36) à ras bord des préformes redressées en produit stérilisateur, et des moyens (35, 38, 41) pour déplacer les préformes pendant au moins le temps nécessaire à la stérilisation de la paroi interne des préformes au contact du liquide stérilisateur; un poste de vidage et de séchage (40) des préformes retournées avec projection intérieure et extérieure d'un gaz sous pression pour refouler les traces de liquide; enfin des moyens (55) pour redresser les préformes stérilisées et les emmener au poste suivant.

Description

Installation de stérilisation au défilé de préformes de récipients en matière thermoplastique.
La présente invention concerne le domaine du conditionnement de liquides dans des récipients dans des conditions stériles et, plus particulièrement, l'invention concerne des perfectionnements apportés au stade de la stérilisation des récipients en amont du poste de remplissage-bouchage.
Un inconvénient majeur présenté par le processus consistant à stériliser les récipients mêmes destinés à contenir le liquide stérile réside dans la surface développée importante présentée par chaque récipient, et donc dans la quantité relativement importante (proportionnelle à la surface à traiter) de produit stérilisateur qui doit être projetée (intérieurement et extérieurement) sur le récipient. Or, bien que le produit stérilisateur (en général liquide) soit recyclé après chaque usage puis réemployé, il est relativement coûteux : le traitement des récipients eux- mêmes nécessite donc la mise en oeuvre onéreuse, en produit stérilisateur et en matériel, d'une réserve importante de produit stérilisateur, associée à un circuit de pompage et de projection à grand débit, et d'un dispositif de recyclage de grande capacité pour le produit usagé.
Dans ces conditions, l'invention a pour but de perfectionner 1 ' installation de stérilisation associée à un conditionnement de liquide stérile dans des récipients en matière thermoplastique, telle que du polyéthylèneterephta- late (PET), non pas en traitant les récipients eux-mêmes immédiatement en amont du poste de remplissage-bouchage, mais en traitant, beaucoup plus haut dans la ligne de production, les préformes destinées à la fabrication desdits récipients par une opération de soufflage ou d'étirage- soufflage.
Certes, dans une installation conçue sur une telle base, il est nécessaire de maintenir en atmosphère stérile tous les postes de traitement compris entre l'installation de stérilisation des preformes jusqu'au poste de bouchage des récipients remplis (autrement dit notamment l'installation de stérilisation elle-même, les fours de chauffage des préformes, l'installation de soufflage ou d'étirage- soufflage produisant les récipients, éventuellement des dispositifs annexes tels que des accumulateurs de préformes stérilisées ou de récipients, l'installation de remplissage- bouchage, ainsi que tous les moyens de transfert d'un poste à 1 ' autre) . Toutefois, la réalisation d'une installation globale ainsi conçue ne pose pas de difficulté majeure : les postes de traitement des préformes et des récipients peuvent être clos, les moyens de transfert peuvent également être clos par des capotages (tunnels), et l'atmosphère stérile peut être maintenue par mise en surpression par insufflation d'air (ou d'un gaz) traité pour le stériliser.
Dans ces conditions, l'invention a plus particulièrement pour but de proposer une installation de stérilisation au défilé des préformes en matière thermoplastique destinées à la fabrication, par soufflage ou étirage- soufflage, de récipients aseptisés devant être remplis d'un liquide stérile.
A cette fin, une telle installation se caractérise essentiellement, étant agencée conformément à l'invention, en ce qu'elle comprend : a) un poste pour le rinçage au défilé des préformes disposées col en bas, comprenant des moyens de projection d'un produit de rinçage, à l'intérieur et à l'extérieur des preformes, puis pour 1 ' égouttage des préformes rincées ; b) des moyens de transfert pour prélever lesdites préformes sortant du poste de rinçage-égoutage et les amener au poste suivant, tout en les redressant pour les amener col en haut audit poste suivant; c) un poste de stérilisation au défilé des preformes disposées col en haut, comprenant des moyens de remplissage des préformes à ras bord en produit stérilisateur, puis des moyens de transfert propres à déplacer lesdites préformes remplies pendant au moins une durée de temps prédéterminée propre à procurer la stérilisation de la paroi interne des préformes au contact du liquide stérilisateur, d) un poste de vidage et de séchage recevant les préformes remplies, comprenant :
- des moyens de retournement des preformes pour les disposer col en bas afin de vider celles-ci du produit stérilisateur et des moyens de projection de gaz sous pression à l'extérieur et à l'intérieur de chaque préforme et projectant du gaz sous pression pour refouler le liquide stérilisateur subsistant sur les parois externe et interne de la préforme en direction de l'ouverture de la préforme, e) enfin des moyens de transfert et de retournement des préformes pour récupérer les préformes stérilisées à la sortie du poste de vidage et de séchage et les emmener, en les retournant col en haut, en direction d'une installation suivante de chauffage et de soufflage ou d'étirage-soufflage pour la fabrication des récipients. De préférence, des moyens de séparation cloisonnent ledit poste de rinçage et le poste suivant de stérilisation situé en zone stérile, lesdits moyens de séparation étant agencés pour être traversés par les moyens de transfert, et des moyens de circulation d'air stérile sont prévus pour provoquer un flux d'air depuis le poste de séchage vers le poste de rinçage d'où il est évacué, notamment par aspiration.
De préférence également, sont prévus des moyens de déplacement des moyens de projection de gaz sous pression agencés pour déplacer ces derniers depuis le fond de la préforme jusqu'à l'ouverture de la préforme pour refouler progressivement le liquide stérilisateur sur les parois de la préforme.
Avantageusement, le poste de rinçage et d ' égouttage et le poste de vidage et de séchage comprennent, chacun, au moins une roue tournante de support des préformes sur au moins une fraction de tour de rotation de laquelle s'effectue le rinçage et l'egouttage, respectivement le vidage et le séchage, les deux roues tournantes pouvant être conçues de façon identique.
Dans un premier exemple de réalisation possible, il est envisagé que le poste de stérilisation comprend au moins une roue tournante de support des préformes sur au moins une fraction de tour de rotation de laquelle s'effectue le remplissage à ras bord des préformes et le maintien des préformes à l'état rempli pendant la susdite durée de temps prédéterminée propre à la stérilisation, ladite roue ayant un diamètre et une vitesse de rotation propres à l'obtention de ladite durée prédéterminée de transfert jusqu'au poste de vidage et de séchage.
Pour réduire l'encombrement lorsque la durée de stérilisation est notable (par exemple de l'ordre de 60 à 100 secondes en pratique), on peut, selon un second exemple de réalisation, avoir recours au fait que le poste de stérilisation comprend une roue tournante de support des préformes, sur une fraction de tour de rotation de laquelle s'effectue le remplissage à ras bord, puis des moyens de transfert des préformes remplies avec une composante de déplacement vertical en direction du poste de vidage et de séchage se trouvant à un niveau différant du poste de remplissage. Dans ce cas, il est en pratique requis que les moyens de transfert à composante de déplacement vertical sont, à l'une et/ou à l'autre de leurs extrémités, associés à des moyens de transfert sensiblement horizontal de manière à conférer la durée de stérilisation prédéterminée. Il est également envisageable que les moyens de transfert à composante de déplacement vertical comportent plusieurs étages successifs. On peut prévoir que les moyens de projection de produit de rinçage à 1 ' extérieur des préformes comprennent au moins deux rampes de jets s ' étendant en hélice, situées face à face de chaque côté de la trajectoire suivie par les préformes.
On peut également prévoir que les moyens de projection de gaz à 1 ' intérieur de la préforme pour le séchage de la paroi interne comprennent une canule ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur des préformes, ladite canule formant, en conjonction avec la paroi interne des préformes, un venturi accélérant le flux de gaz et rendant plus efficace le refoulement du liquide sur la paroi des preformes.
On peut, en outre, prévoir que les moyens de projection de gaz à l'extérieur de chaque préforme pour le séchage de la paroi externe comprennent des moyens de soufflage externe en forme de pince entourant la préforme. Dans le cas où cette disposition est combinée avec la précédente, il est souhaitable que lesdits moyens de soufflage de gaz à 1 ' intérieur et à 1 ' extérieur de la préforme soient déplaçables verticalement de façon mutuellement asservie, de sorte que l'on parvienne à une évacuation complète du liquide stérilisateur présent sur les parois interne et externe de la préforme et à une éjection effec- tive des gouttes finales de liquide sur le bord du buvant de la préforme, notamment en conjonction avec le début de l'opération de retournement de celle-ci.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisa- tion préférés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Sur ces dessins, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique, en plan, de l'ensemble d'une installation d'embouteillage d'un liquide stérile, depuis l'arrivée des préformes jusqu'à la sortie des récipients remplis et bouchés ; - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques de dessus respectivement d'un premier et d'un second modes de réalisation d'une installation de stérilisation entrant dans l'installation d'embouteillage représentée à la figure 1 ; - les figures 4 et 5 sont des schémas illustrant le mode de fonctionnement respectivement du poste de rinçage à l'entrée de l'installation des figures 2 et 3 et du poste de séchage à la sortie de l'installation des fig. 2 et 3 ; et
- les figures 6 et 7 sont des vues schématiques, respectivement de côté et de dessus, illustrant la constitution et le mode de fonctionnement d'un dispositif de séchage des préformes à la sortie de 1 ' installation des figures 2 et 3.
En se référant tout d'abord à la figure 1, il y est représenté un exemple d'installation d'embouteillage de produit liquide stérile mettant en oeuvre une installation de stérilisation des préformes conforme à l'invention.
L'installation comprend une trémie 1 de réception des preformes amenées en vrac (flèche 2) qui est suivie d'un toboggan 3 délivrant les préformes les unes à la suite des autres, col en haut, lui-même suivi d'un dispositif de mise au pas 4 espaçant les préformes d'un pas prédéterminé. Un transporteur 5 amène ensuite les préformes à une installation de stérilisation 6 dont il sera question plus loin de façon détaillée.
A la sortie de l'installation de stérilisation 6, un transporteur 7 amène les préformes stérilisées dans une installation 8 de production des récipients qui comprend notamment, un four 9 de chauffage des préformes suivi d'une machine de soufflage ou d'étirage-soufflage 10 produisant des récipients à la forme requise. Ceux-ci sont alors évacués par un transporteur 11, éventuellement à travers des dispositifs annexes tels qu'un dispositif de stockage 12 formant tampon entre la machine de soufflage et le poste suivant, jusqu'à une machine de remplissage 13. Celle-ci comporte notamment un poste 14 de remplissage des récipients suivi d'un poste 15 de bouchage des récipients rempli, lequel reçoit des bouchons d'une installation annexe 16 munie d'un entonnoir 17 de réception, d'une trieuse 18, d'une machine 19 de stérilisation des bouchons et d'un transporteur 20 d'amenée des bouchons au poste de bouchage 15.
Finalement, les récipients remplis et bouchés sont évacués ( flèche 21 ) par un transporteur 22 sortant de la machine de remplissage 13. On notera que 1 ' installation est maintenue en atmosphère stérile depuis l'installation de stérilisation 6 jusqu'à la sortie des récipients hors de la machine de remplissage 13, y compris les transporteurs. Comme cela apparaît clairement sur la figure 1, tous les postes de travail sont fermés et les transporteurs sont capotes (transporteur tunnel), et les espaces intérieur sont par exemple maintenus en surpression par injection de flux d'air préalablement traité (machine de traitement non montrée).
Pour ce qui est plus précisément de la machine de stérilisation 6, elle comprend, comme illustré à la figure 2, immédiatement après l'entrée 23 des préformes amenées col en haut par le transporteur 5, un poste de rinçage 25 agencé pour le rinçage au défilé des préformes. Ce poste peut comporter une roue tournante 26 munie sur sa périphérie d'organes de préhension et de support des préformes.
De part et d'autre de la trajectoire 26 en arc de cercle suivie par les préformes 28, sont disposés des moyens 27 de projection d'un produit de rinçage (par exemple une composition à base d'eau oxygénée commercialisée sous la dénomination OXONIA actif ou d'acide peracétique ) sur la surface externe des préformes en cours de défilement ; de préférence, pour être assuré de couvrir la totalité de la surface externe des préformes, les moyens de projection 27 comprennent au moins deux ensembles ou rampes de buses de projection qui sont disposées en alignements inclinés sur l'horizontale (disposition en tronçon d'hélice) et qui sont situées face à face de chaque côté de la trajectoire suivie par les préformes 28. Pour être assuré que les préformes 28 sont correctement rincées extérieurement et donc reçoivent correctement les jets de liquide projetés par les moyens 27, la roue de support 25 est agencée pour supporter les préformes 28 écartées angulairement les unes des autres avec un pas relativement important comme cela apparaît clairement à la figure 2, ce rinçage extérieur pouvant être le seul traitement effectué sur la face externe des préformes au cours du processus de stérilisation.
Simultanément, du produit de rinçage est projeté à l'intérieur des préformes (jets verticaux de produit de rinçage et/ou canules de rinçage introduites dans chaque préforme) pour en rincer la surface intérieure. En outre, pour que le produit de rinçage pollué par le contact avec la surface des preformes ne stagne pas dans celles-ci et s'écoule simplement par gravité sans autre opération, les préformes sont traitées en position col en bas. A cette fin, la roue 25 est agencée pour que les préformes 28, dès leur mise en place sur celle-ci dans la position d'alimentation avec le col en haut, soient retournées en 24 pour être disposées col en bas et être ensuite rincées dans cette position. A la sortie du rinçage, les préformes sont maintenues col en bas pour faciliter 1 ' égout- tage du produit de rinçage en 29, puis elles sont retournées en 30 pour être ramenées en position col en haut avant de sortir de ce poste de rinçage-égouttage.
A la figure 4, on a représenté très schématiquement par des secteurs angulaires à hachures différentes les diverses phases du. processus qui vient d'être commenté, les longueurs angulaires de ces secteurs étant représentatives des durées relatives des phases ; les mêmes références numériques qu'à la figure 2 ont été conservées (la référence 27 étant ici utilisée pour désigner l'ensemble du rinçage, interne et externe).
Compte tenu des projections importantes de liquide se produisant au cours de cette phase, un capotage 31 peut entourer la trajectoire suivie par les préformes.
On notera que 1 ' étape de rinçage constitue une simple opération de préparation des preformes, destinée à éliminer le plus gros des impuretés et précédant l'opération de stérilisation proprement dite. De ce fait, on prévoit une séparation (cloison 33) entre le poste de rinçage et la partie avale stérile du circuit suivi par les préformes, et notamment le poste de stérilisation qui le suit immédiate- ment, pour éviter que le flux d'air mentionné précédemment, qui circule depuis un poste de séchage ( situé en aval à proximité de la sortie de 1 ' installation de stérilisation 6 dont question plus loin) vers le poste de rinçage 25, ne retourne vers les postes situés en avant où les préformes sont de plus en plus propres.
A la sortie de la roue 25, les préformes 28 rincées sont transférées par un transporteur 32, qui traverse la cloison étanche 33, dans le poste de stérilisation 34 proprement dit. Du fait que le traitement de stérilisation est effectué principalement sur la seule paroi interne des préformes 28, les preformes peuvent être espacées, ici, d'un pas plus réduit et le transporteur 32 est agencé pour rapprocher les préformes les unes des autres comme cela apparaît clairement sur la figure 2. Le traitement de stérilisation consiste à maintenir la paroi interne des preformes avec un produit de stérilisation pendant au moins une durée prédéterminée. A titre d'exemple et pour fixer les idées, les préformes (qui se trouvent disposées en position col en haut) sont remplies à ras bord d'une solution d'un produit de stérilisation, tel que l'eau oxygénée ( OXONIA actif) ou l'acide peracéfique, et sont maintenues remplies pendant une durée d'environ 80 secondes. Puisque l'ensemble du conditionnement des préformes est effectué en ligne avec les postes de soufflage et de remplissage, il est nécessaire que les étapes de remplissage, de stérilisation et de vidage des préformes s'effec- tuent, elles aussi, au défilé alors que les préformes sont en déplacement. Ainsi, les préformes remplies de produit stérilisateur doivent être déplacées, avec la même vitesse que dans l'ensemble de l'installation, pendant la durée prédéterminée nécessaire à la stérilisation (par exemple 80 secondes) avant d'être vidées.
Ce déplacement peut être effectué par tous moyens connus de l'homme de métier, propres à éviter les secousses afin que les preformes restent remplies à ras bord et que le buvant du col subisse, lui aussi, le processus de stérilisation de façon parfaite. Toutefois, il est compréhensible qu'un transporteur linéaire, ou même à trajectoire en serpentin, est grand consommateur d'espace ; à ce titre, il est souhaitable d'envisager des solutions moins onéreuses. Un premier mode de réalisation, illustré à la figure
2, consiste à mettre en oeuvre un transporteur rotatif dans lequel une succession horizontale de trajectoires circulaires ou en arcs de cercle convenablement agencées permet de réduire l'encombrement au sol tout en procurant la trajec- toire développée requise. Dans l'exemple représenté à la figure 2, les préformes 28 alimentées par le transporteur 32 sont transférées sur une roue de support 35 de grand diamètre. Après leur remplissage en 36 effectué au début de leur parcours rotatif, les préformes remplies effectuent environ trois-quarts de tour, puis sont reprises par une roue de transfert 37 et repositionnées sur une seconde roue de support 38 qui, dans l'exemple considéré, est identique à la roue 35 et de même diamètre. Après un parcours d'environ trois-quarts de tour sur la roue 38, les préformes sont transférées sur un transporteur 39 qui les amène à un poste de vidage 40.
Bien entendu, la configuration des roues peut être adaptée en fonction de la place disponible et de la durée du processus de stérilisation. Une seule roue de très grand diamètre peut convenir si un emplacement carré de dimension suffisante peut être réservé à cette fonction ; un plus grand nombre de roues (trois, quatre, ... ) peut être envisagé si la durée du traitement est longue, avec toutefois, lors des transfert, un risque accru de vibrations ou de chocs des préformes, de débordement du liquide et donc d'une stérili- sation moins fiable autour du buvant des préformes.
Un autre mode de réalisation envisageable, représenté à la figure 3, consiste à associer un ou plusieurs transporteurs rotatifs situés sur des niveaux différents avec, entre eux, un transporteur vertical. Sur la figure 3, on a conservé les mêmes références numériques pour désigner les parties ou organes identiques à ceux de la figure 2. Le poste de rinçage 25 est agencé de la même façon que dans 1 ' installation de la figure 2 et est séparé du poste suivant par une cloison 33 traversée par le transporteur 32 (ici deux transporteurs à vis en série). Les préformes 28 sont transférées sur une roue 35 de relativement grand diamètre et sont remplies, en début de parcours rotatif en 36, de liquide stérilisateur. Après un parcours d'environ trois- quarts de tour, elles sont transférées sur un dispositif élévateur désigné dans son ensemble par la référence 41.
Le dispositif élévateur 41 peut être de tout type connu de l'Homme de Métier, approprié pour transférer verticalement les préformes d'un niveau à un autre niveau différent, par exemple à un niveau supérieur. Un exemple d'un dispositif élévateur approprié pour être utilisé dans le contexte de 1 ' installation de la figure 3 est celui faisant l'objet de la demande de brevet conjointe, intitulée "Dispositif de transfert continu vertical de récipients", déposée le même jour au nom de la Demanderesse. En bref, ce dispositif élévateur consiste essentiellement en un plateau rotatif 42 à la périphérie duquel les préformes sont supportées par des supports qui sont mobiles verticalement, entre une position basse (par exemple niveau de la zone 35 sur la fig. 3) et une position haute, par coopération avec une came en arc de cercle de profil ascendant (portion de parcours 43). Par exemple les supports peuvent être soudai- res de tiges verticales supportées à libre coulissement vertical par le susdit plateau 41, l'extrémité inférieure de ces tiges étant en appui contre la susdite came. Sur la figure 3, on a représenté uniquement les parties de 1 ' ins- tallation situées en partie basse, tandis qu'à la figure 3A sont représentés uniquement les organes situés en partie haute.
Parvenues au niveau haut (Fig. 3A), les préformes sont transférées sur une seconde roue 38 qui est coaxiale à la roue 35 et solidaire en rotation de celle-ci, et qui peut posséder sensiblement le même diamètre.
Après un trajet d'environ trois-quarts de tour de la roue 38, les preformes sont reprises par un transporteur 39 (ici un ensemble de deux transporteurs à vis en série) et amenées au poste de vidage/séchage 40 qui, dans ce mode de réalisation, est donc situé au niveau haut.
Le recours à un dispositif élévateur tel que celui qui vient d'être décrit brièvement (on pourra se reporter au document précité pour une information plus complète ) permet un gain de place considérable en raison de la superposition des roues 35 et 38, une simplification des mécanismes d'entraînement en rotation desdites roues en raison de leur coaxialité (il en est de même pour les roues de transfert sur les deux niveaux), et enfin une possibilité de multi- plier le nombre des étages pour accroître la durée du transfert des préformes jusqu'au poste de vidage/séchage et/ou pour superposer des postes (par exemple disposer le poste de vidage/séchage au-dessus des roues 35, 38).
On notera également que le recours à un dispositif élévateur du type précité sauvegarde la fiabilité du traitement de stérilisation en cas de débordement du liquide remplissant les préformes : les préformes en fin de traitement se trouvent au niveau supérieur et ne peuvent pas être polluées, tandis que leur débordement provoque un écoulement de liquide pollué dans les préformes situées au niveau inférieur et qui n'en sont qu'au début du traitement de stérilisation.
Pour ce qui est du poste de vidage/séchage 40, on se reportera maintenant indifféremment aux figures 2 ou 3A. Ce poste est agencé pour le vidage et le séchage au défilé des préformes qui lui sont amenées, col en haut, remplies du liquide stérilisateur. Le poste 40 peut être agencé, d'une façon générale, sur le même modèle que le poste de rinçage 25 précité. Une roue 44, qui peut être analogue à la roue 26 du poste de rinçage 25, reçoit les préformes 28 sur des organes de support mobiles qui sont basculés en 45 pour renverser les préformes et les amener en position col en bas.
Ensuite de quoi, chaque préforme 28, vidée, est séchée par soufflage d'un gaz, notamment d'air, préalable- ment traité, éventuellement chaud. Cette opération s'étend sur au moins la moitié d'un tour de rotation de la roue 44. A cet effet, on peut avoir avantageusement recours aux moyens illustrés aux figures 6 et 7.
Pour sécher la paroi externe de la préforme, on utilise un dispositif de séchage externe 46 en forme de pince en U entourant la préforme 28 et projetant sur celle- ci plusieurs jets d'air 47. Le dispositif 46 est mobile verticalement et est tout d ' abord amené à hauteur du fond de la préforme, situé en haut, puis est abaissé le long de la préforme (flèche 48) pour sécher d'abord le corps de la préforme (phase 49 sur les figures 2 et 3A), puis finalement le col de la préforme (phase 50 sur les figure 2 et 3A).
Pour sécher la paroi interne de la préforme, on utilise un dispositif de séchage interne en forme de canule 51 qui est introduite dans la préforme et qui délivre un jet annulaire d'air sous pression 52. La canule 51 est tout d'abord amenée au fond de la préforme, puis abaissée (flèche 53) le long du corps de la préforme pour sécher d'abord celui-ci (phase 49 sur les figures 2 et 3A ) , puis finalement le col de la préforme (phase 50 sur les figure 2 et 3A).
Les déplacements de la pince en U 46 et de la canule 51 sont synchronisés et peuvent être assujettis à un organe moteur commun .
On notera également qu'à sa base 54, la canule possède un diamètre élargi proche du diamètre intérieur de la préforme de manière que les faces en regard de la base 54 de la canule et de paroi interne de la préforme définissent un rétrécissement annulaire formant Venturi annulaire. On obtient ainsi une zone d'accélération du flux annulaire d'air qui est favorable pour repousser efficacement le liquide vers le col de la préforme.
Finalement la préforme stérilisée et sèche est à nouveau retournée (phase 55 sur les figures 2 et 3A) pour être ramenée col en haut, avant d'être reprise par un transporteur 7 qui l'emmène vers le four. On notera que l'opération de retournement (phase 55) des préformes s'amorce alors que les dispositifs de séchage 46 et 51 sont toujours en action au niveau du col. Ainsi, les dernières gouttes de liquide refoulé apparaissent sur le buvant du col alors que la préforme commence à être inclinée et glissent alors le long du buvant vers la partie basse de celui-ci pour être finalement détachées et projetées par les jets d'air sans risquer de heurter la paroi opposée de la préforme : on est ainsi assuré d'un séchage complet et efficace. Pour mieux fixer les idées, on a représenté à la figure 5 un diagramme, établi de la même manière que celui de la figure 4, qui donne les durées relatives exactes des diverses opérations de vidage/séchage, les références numériques apparaissant sur les figures 2 et 3A étant reprises ici.
On notera également que 1 ' opération de séchage extérieur des preformes nécessite un espacement accru des préformes : le transporteur 39 est donc agencé pour modifier ce pas entre la sortie du poste de stérilisation et l'entrée du poste de vidage/séchage.
Des moyens de circulation d'air stérile (non montrés sur la figure 1 ) sont prévus en outre pour provoquer un flux d'air à contre-sens du déplacement des préformes, depuis le poste de séchage 40 vers le poste de rinçage 25 d'où il est évacué, notamment par aspiration. On évite ainsi des déplacements d'air non stérile en direction du poste final où les préformes sont stériles.
Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation de stérilisation au défilé de preformes destinées à la fabrication, par soufflage ou étirage-soufflage, de récipients aseptisés en matière thermoplastique, caractérisée en ce qu'elle comprend : a) un poste (25) pour le rinçage au défilé des préformes (28) disposées col en bas, comprenant des moyens (27) de projection d'un produit de rinçage, à l'intérieur et à l'extérieur des préformes, puis pour l'egouttage (29) des préformes rincées ; b) des moyens de transfert pour prélever lesdites préformes sortant du poste de rinçage-égoutage et les amener au poste suivant, tout en les redressant (30) pour les amener col en haut audit poste suivant ; c) un poste (34) de stérilisation au défilé des préformes disposées col en haut, comprenant des moyens de remplissage (36) des préformes à ras bord en produit stérilisateur, puis des moyens de transfert (35, 38 ; 35, 38, 41) propres à déplacer lesdites préformes remplies pendant au moins une durée de temps prédéterminée propre à procurer la stérilisation de la paroi interne des préformes au contact du liquide stérilisateur, d) un poste de vidage et de séchage (40) recevant les preformes remplies, comprenant : des moyens (45) de retournement des préformes pour les disposer col en bas afin de vider celles-ci du produit stérilisateur et des moyens (46, 51) de projection de gaz sous pression à 1 ' extérieur et à 1 ' intérieur de chaque préforme et projetant du gaz sous pression pour refouler le liquide stérilisateur subsistant sur les parois externe et interne de la préforme en direction de l'ouverture de la préforme, e) enfin des moyens (55) de transfert et de retournement des préformes pour récupérer les préformes stérilisées à la sortie du poste de vidage et de séchage et les emmener, en les retournant col en haut, en direction d'une installation suivante de chauffage et de soufflage ou d'étirage-soufflage pour la fabrication des récipients.
2. Installation de stérilisation selon la revendication 1, caratérisée en ce que des moyens de séparation (33) cloisonnent ledit poste de rinçage (25) et le poste suivant de stérilisation (34) situé en zone stérile, lesdits moyens de séparation étant agencés pour être traversés par les moyens de transfert, et en ce que des moyens de circulation d'air stérile sont prévus pour provoquer un flux d'air depuis le poste de séchage ( 40 ) vers le poste de rinçage (25) d'où il est évacué, notamment par aspiration.
3. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que sont prévus des moyens de déplacement des moyens (46, 51) de projection de gaz sous pression agencés pour déplacer ces derniers depuis le fond de la préforme (28) jusqu'à l'ouverture de la préforme pour refouler progressivement le liquide stérilisateur sur les parois de la préforme.
4. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le poste de rinçage et d ' égouttage (25, 29) et le poste de vidage et de séchage (40) comprennent, chacun, au moins une roue tournante (25, 44) de support des préformes sur au moins une fraction de tour de rotation de laquelle s'effectue le rinçage et l'egouttage, respectivement le vidage et le séchage.
5. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le poste de stérilisation (34) comprend au moins une roue tournante (35, 38) de support des préformes sur au moins une fraction de tour de rotation de laquelle s'effectue le remplissage (36) à ras bord des préformes et le maintien des préformes à l'état rempli pendant la susdite durée de temps prédéterminée propre à la stérilisation, ladite roue ayant un diamètre et une vitesse de rotation propres à l'obtention de ladite durée prédéterminée de transfert jusqu'au poste de vidage et de séchage (40).
6. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le poste de stérilisation (34) comprend une roue tournante (35) de support des préformes, sur une fraction de tour de rotation de laquelle s'effectue le remplissage (36) à ras bord, puis des moyens (41) de transfert des préformes remplies avec une composante de déplacement vertical en direction du poste de vidage et de séchage (40) se trouvant à un niveau différant du poste de remplissage.
7. Installation de stérilisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens (41) de transfert à composante de déplacement vertical sont, à l'une et/ou à l'autre de leurs extrémités, associés à des moyens de transfert sensiblement horizontal (38) de manière à conférer la durée de stérilisation prédéterminée.
8. Installation de stérilisation selon la revendica- tion 7, caractérisée en ce que les moyens de transfert à composante de déplacement vertical (41) comportent plusieurs étages successifs.
9. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (27) de projection de produit de rinçage à l'extérieur des préformes comprennent au moins deux rampes de jets s ' étendant en hélice, situées face à face de chaque côté de la trajectoire suivie par les préformes.
10. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de projection de gaz à l'intérieur de chaque préforme pour le séchage de la paroi interne comprennent une canule (51) ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur des préformes (28), ladite canule (51) formant, en conjonction avec la paroi interne des préformes, un venturi accélérant le flux de gaz et rendant plus efficace le refoulement du liquide sur la paroi des préformes .
11. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (46) de projection de gaz à l'extérieur de chaque préforme pour le séchage de la paroi externe comprennent des moyens de soufflage externe en forme de pince entourant la préforme.
12. Installation de stérilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens (46, 51) de soufflage de gaz à 1 ' intérieur et à 1 ' extérieur de la préforme sont déplaçables verticalement de façon mutuellement asservie.
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