WO2010012915A1 - Dispositif de décontamination à source lumineuse adapté aux objets présentant une cavité - Google Patents

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Bernard Lacour
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Claranor
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet radiation

Definitions

  • Light source decontamination device adapted to objects having a cavity
  • the present invention relates to a light source decontamination device adapted to objects having a cavity.
  • a first known technique consists in practicing a heat treatment of the material intended to be in contact with the products to be preserved.
  • a treatment is poorly adapted to the synthetic materials currently used today because they have a very limited thermal resistance, so that a treatment that is biologically effective generally leads to their degradation.
  • a first limitation of this solution lies in the fact that the treatment leaves residues on the disinfected packaging material and, consequently, these residues are transferred to the food product stored in the packaging. The amount of residues produced is directly related to the geometric complexity of the packaging.
  • a second limitation is due to the increasing resistance of microorganisms to disinfectants.
  • a third limitation is the organoleptic risks associated with the persistence of some of the chemical agents used after disinfection.
  • a fourth limitation is the polluting nature of any chemical treatment; it is indeed necessary to treat the liquid effluents during disinfection.
  • thermal process and the chemical process are economically disadvantageous. They are fond of energy, they consume a significant amount of water and they require relatively heavy maintenance operations.
  • a first type of light source is the mercury vapor lamp. It has a low optical efficiency and it delivers little energy in the spectral band that is most effective in microbiological decontamination, the 180-400 nanometer band.
  • the mercury lamp requires several minutes after ignition to provide a stabilized light flux. This latency is hardly compatible with certain industrial processes and a continuous mode operation is required while it is not always the most appropriate solution.
  • the continuous operation of the lamp poses problems of heat removal during unscheduled shutdowns of the decontamination facility. The potential hazard of mercury for both the environment and facility personnel will be further noted.
  • EP 0 290 443 B1 proposes devices operating with one or more lamps of this second type.
  • a first apparatus comprises a helical lamp designed to illuminate a flexible film shaped as a cylinder of revolution.
  • a second device is intended for the decontamination of hollow bodies, cylindrical containers in this case.
  • lamps are arranged above the containers; in this case the efficiency of the illumination is very limited because most of the luminous flux does not reach the target, namely inside the containers.
  • the lamps are introduced into the containers; in this case the efficiency of the illumination is substantially improved.
  • This second device is not suitable for external decontamination of containers. To achieve this external decontamination, it would be advisable to provide a battery of additional lamps in charge of this operation, the efficiency and reliability of the illumination being here again more reduced.
  • the present invention thus aims to significantly improve the efficiency and reliability of the illumination for the decontamination of a hollow object having a cavity both in this cavity and on at least part of its external surface.
  • the decontamination device comprises a light source, an insolation support and a positioning member, the light source comprising an oblong lamp, the insolation support being intended to position and maintain a hollow object having a cavity, the positioning member comprising axial positioning means for producing a relative displacement of the light source relative to the insolation support along their common axis between a rest position and a working position so that in working position the lamp enters the cavity, this lamp is arranged in a reflector.
  • the reflector makes it possible to illuminate at least part of the exterior of the object.
  • the positioning member also comprises means for producing a relative transverse displacement of the insolation support with respect to the light source, this displacement being effected along an axis distinct from their common axis.
  • the largest dimension of the lamp coincides with the common axis.
  • the light source is in use in the working position and out of service in the rest position.
  • means can be installed to cool this light source.
  • the outer surfaces of the parts to be decontaminated have a symmetry of revolution.
  • the preferred form of the reflector is a spheroidal cap.
  • the lamp is a medium pressure xenon lamp operating in pulsed mode.
  • the lamp has a projecting radiating body.
  • a light source SL comprises an oblong lamp of the medium pressure xenon type operating in pulsed mode. and an RF reflector.
  • This oblong lamp has a radiating body RX salient with respect to its base CL, that is to say that a flat section separates the radiating body itself oblong from the base bearing the electrodes.
  • a so-called U-shaped lamp is adopted because of the shape of the radiating body RX.
  • the RF reflector is fixed on the base CL.
  • a hollow object OB having a cavity is a plastic bottle preform positioned and held by an insolation support SP.
  • the preform comprises an inner surface SI intended to be in contact with a food and an outer surface SE intended to be in contact with the cap of the bottle.
  • Decontamination of the object OB takes place both in the cavity (here represented by the inner surface SI) and on the outer surface SE.
  • the lamp is positioned, in the working position, so that a portion of the radiating body RX of this lamp is projecting relative to the object OB.
  • the illumination of the inner surface SI is effected by the direct radiation of the radiating body RX. It is well understood that a tubular lamp whose electrodes are disposed at the ends of a tube would be poorly adapted because the resumption of contact of its electrode arranged opposite the bottom of the preform would necessarily produce a shadow during illumination. In addition, the connection would be relatively complex and the lamp-connector assembly would have a large footprint.
  • the illumination of the outer surface SE is effected by the reflection of the light from the projecting area of the radiating body RX on the RF reflector.
  • the object OB has an axis of symmetry of revolution AR. Therefore, to ensure effective radiation, the RF reflector is preferably a spheroidal cap. The axis of the RF reflector coincides with this axis of symmetry AR.
  • the axis formed by the large dimension of the lamp is common with that of the cavity.
  • the radiating body RX of the lamp can penetrate into the cavity along an axial trajectory along this common axis (here represented by the axis of symmetry of revolution AR).
  • the axis of the spheroidal cap of the RF reflector, the axis formed by the large size of the lamp and the axis of the cavity coincide.
  • these three axes are common because the object OB has a symmetry of revolution.
  • the present invention is not limited to an object OB whose geometry has a symmetry of revolution; consequently these different axes can be distinct.
  • the device is arranged on a frame BA, frame symbolized by a beam.
  • a positioning member OP connects the light source SL to the frame
  • This positioning member comprises means for axially moving the lamp from its working position (RX radiating body penetrating the cavity) to its rest position (radiating body RX outside the OB object).
  • This member consists for example of a slide actuated by a jack.
  • the decontamination device also comprises a cooling means MR for cooling the light source SL.
  • this cooling means MR sends temperate air AT to the radiating body RX. This temperate air AT from an AC circuit is projected onto the lamp by nozzles B located for example at the RF reflector.
  • a previous object OBP that has already been decontaminated, the object being processed OB and an object following OBS are represented.
  • the radiant body RX has already illuminated the previous object OBP. It also illuminated the current object OB and was thus moved axially from its working position to its rest position by the positioning member OP. As a result, the lamp is outside the cavity of the current object OB.
  • the positioning member OP furthermore comprises means for transversely displacing the insolation support SP (direction symbolized by the arrow in the figure) so as to orient the cavity of the next object OBS with the axis of the lamp.
  • this object following OBS is positioned to perform its illumination.
  • quartz lamps are very fragile. If such a lamp breaks above a preform, it could fill with pieces of quartz, which is undesirable. To overcome this disadvantage, a solution would be to return all the assembly so that the preforms are arranged vertically, cavities openings down, above the lamp, disposed radiating body at the top.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de décontamination comprenant une source lumineuse SL, un support d'insolation SP et un organe de positionnement OP, la source lumineuse SL comprenant une lampe oblongue RX, CL, le support d'insolation SP étant prévu pour positionner et maintenir un objet creux OB présentant une cavité, l'organe de positionnement OP comprenant des moyens de positionnement axial pour produire un déplacement relatif de la source lumineuse SL par rapport au support d'insolation SP selon leur axe commun entre une position de repos et une position de travail de sorte qu'en position de travail la lampe pénètre dans la cavité. De plus, cette lampe RX, CL est agencée dans un réflecteur RF.

Description

Dispositif de décontamination à source lumineuse adapté aux objets présentant une cavité
La présente invention concerne un dispositif de décontamination à source lumineuse adapté aux objets présentant une cavité.
Il est naturellement impératif de décontaminer les emballages dans lesquels sont stockés les produits alimentaires afin de garantir la qualité et la longévité de ces produits.
Ainsi une première technique connue consiste à pratiquer un traitement thermique du matériau destiné à être en contact avec les produits à conserver.
Un tel traitement est mal adapté aux matériaux de synthèse couramment utilisés aujourd'hui car ceux-ci présentent une résistance thermique très limitée, si bien qu'un traitement efficace au plan biologique conduit généralement à leur dégradation. II s'ensuit que les différentes industries traitant de problèmes de contamination emploient majoritairement une deuxième solution dont le principe est la désinfection chimique. Une première limitation de cette solution réside dans le fait que le traitement laisse des résidus sur le matériau d'emballage désinfecté et, par voie de conséquence, ces résidus sont transférés sur le produit alimentaire conservé dans l'emballage. La quantité de résidus produits est directement liée à la complexité géométrique de l'emballage. Une seconde limitation est due à la résistance de plus en plus importante des microorganismes aux agents de désinfection. Une troisième limitation tient aux risques organoleptiques liés à la persistance d'une partie des agents chimiques employés à l'issue de la désinfection. Une quatrième limitation tient au caractère polluant de tout traitement chimique ; il convient en effet de traiter les effluents liquides au cours de la désinfection.
Par ailleurs, le procédé thermique et le procédé chimique sont pénalisants au niveau économique. Ils sont friands d'énergie, ils consomment une quantité d'eau non négligeable et ils requièrent des opérations de maintenance relativement lourdes.
Une troisième solution émerge qui tente de pallier les limitations des deux solutions précédentes.
Il s'agit d'une technique photonique qui assure la décontamination au moyen d'un flux lumineux. Un premier type de source lumineuse est la lampe à vapeur de mercure. Celle-ci présente un rendement optique assez faible et elle délivre peu d'énergie dans la bande spectrale qui présente le maximum d'efficacité quant à la décontamination microbiologique, à savoir la bande 180 - 400 nanomètres. De plus, la lampe à mercure demande plusieurs minutes après son allumage pour fournir un flux lumineux stabilisé. Ce temps de latence est difficilement compatible avec certains procédés industriels et un fonctionnement en mode continu s'impose alors que ce n'est pas toujours la solution la plus appropriée. En outre, le fonctionnement continuel de la lampe pose des problèmes d'évacuation de chaleur lors des arrêts non programmés de l'installation de décontamination. On signalera encore le danger potentiel que présente le mercure tant pour l'environnement que pour le personnel de l'installation.
La lampe à mercure n'étant pas réellement satisfaisante pour les raisons mentionnées ci-dessus, la lampe à xénon moyenne pression fonctionnant en mode puisé est apparue dans le domaine de la décontamination photonique. Ainsi le document EP 0 290 443 B1 propose des appareils fonctionnant avec une ou plusieurs lampes de ce deuxième type.
Un premier appareil comporte une lampe en forme d'hélice prévue pour illuminer un film souple conformé en cylindre de révolution.
Un deuxième appareil est destiné à la décontamination de corps creux, des conteneurs cylindriques en l'occurrence. Selon une première option, des lampes sont disposées au-dessus des conteneurs ; dans ce cas l'efficacité de l'illumination est très limitée car la plupart du flux lumineux n'atteint pas la cible, à savoir l'intérieur des conteneurs. Selon une seconde option, les lampes sont introduites dans les conteneurs ; dans ce cas l'efficacité de l'illumination est sensiblement améliorée.
Ce deuxième appareil n'est pas adapté à la décontamination externe des conteneurs. Pour réaliser cette décontamination externe, il conviendrait de prévoir une batterie de lampes additionnelles en charge de cette opération, l'efficacité et la fiabilité de l'illumination étant ici encore des plus réduite. La présente invention a ainsi pour objet d'améliorer sensiblement l'efficacité et la fiabilité de l'illumination pour la décontamination d'un objet creux présentant une cavité tant dans cette cavité que sur une partie au moins de sa surface externe.
Selon l'invention, le dispositif de décontamination comprenant une source lumineuse, un support d'insolation et un organe de positionnement, la source lumineuse comprenant une lampe oblongue, le support d'insolation étant prévu pour positionner et maintenir un objet creux présentant une cavité, l'organe de positionnement comprenant des moyens de positionnement axial pour produire un déplacement relatif de la source lumineuse par rapport au support d'insolation selon leur axe commun entre une position de repos et une position de travail de sorte qu'en position de travail la lampe pénètre dans la cavité, cette lampe est agencée dans un réflecteur.
Ainsi, le réflecteur permet d'illuminer au moins en partie l'extérieur de l'objet.
De préférence, l'organe de positionnement comporte également des moyens pour produire un déplacement transversal relatif du support d'insolation par rapport à la source lumineuse, ce déplacement s'effectuant selon un axe distinct de leur axe commun.
Ceci afin de déplacer les objets à décontaminer.
Avantageusement, la plus grande dimension de la lampe coïncide avec l'axe commun.
Par souci d'efficacité, la source lumineuse est en service en position de travail et hors service en position de repos.
De plus, un moyen peut être installé pour refroidir cette source lumineuse. Généralement, les surfaces extérieures des pièces à décontaminer présentent une symétrie de révolution.
De ce fait, la forme privilégiée du réflecteur est une calotte sphéroïdale.
Avantageusement, la lampe est une lampe à xénon moyenne pression fonctionnant en mode puisé. De préférence, la lampe présente un corps rayonnant saillant.
La présente invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif en se référant :
- la figure 1 , un schéma du dispositif de décontamination en position de travail, et
- la figure 2, un schéma du dispositif de décontamination en position de repos.
Les éléments présents dans les deux figures sont affectés d'une seule et même référence. En référence à la figure 1 , une source lumineuse SL comprend une lampe oblongue, de type xénon moyenne pression fonctionnant en mode puisé, et un réflecteur RF. Cette lampe oblongue présente un corps rayonnant RX saillant par rapport à son culot CL, c'est-à-dire qu'une section plane sépare ce corps rayonnant lui-même oblong du culot portant les électrodes. Dans le cas présent, on adopte une lampe dite en U du fait de la forme du corps rayonnant RX.
Le réflecteur RF est fixé sur le culot CL.
Dans le cas présent, un objet creux OB présentant une cavité est une préforme de bouteille plastique positionnée et maintenue par un support d'insolation SP. La préforme comprend une surface intérieure SI prévue pour être en contact avec un aliment et une surface extérieure SE prévue pour être en contact avec le bouchon de la bouteille.
Une décontamination de l'objet OB s'effectue tant dans la cavité (ici représentée par la surface intérieure SI) que sur la surface extérieure SE. La lampe est positionnée, en position de travail, de telle sorte qu'une partie du corps rayonnant RX de cette lampe soit en saillie par rapport à l'objet OB.
L'illumination de la surface intérieure SI est effectuée par le rayonnement direct du corps rayonnant RX. On comprend bien qu'une lampe tubulaire dont les électrodes sont disposées aux extrémités d'un tube serait mal adaptée car la reprise de contact de son électrode disposée en regard du fond de la préforme produirait nécessairement une ombre lors de l'illumination. De plus, la connectique serait relativement complexe et l'ensemble lampe-connectique présenterait un encombrement conséquent. L'illumination de la surface extérieure SE est effectuée par la réflexion de la lumière de la zone en saillie du corps rayonnant RX sur le réflecteur RF.
Ici, l'objet OB a un axe de symétrie de révolution AR. De ce fait, pour assurer d'efficacité du rayonnement, le réflecteur RF est de préférence une calotte sphéroïdale. L'axe du réflecteur RF coïncide avec cet axe de symétrie AR.
De plus l'axe formé par la grande dimension de la lampe est commun avec celui de la cavité. Ainsi, le corps rayonnant RX de la lampe peut pénétrer dans la cavité selon une trajectoire axiale suivant cet axe commun (ici représenté par l'axe de symétrie de révolution AR). De ce fait, l'axe de la calotte sphéroïdale du réflecteur RF, l'axe formé par la grande dimension de la lampe et l'axe de la cavité coïncident. Bien entendu, ces trois axes sont communs car l'objet OB présente une symétrie de révolution. Cependant, la présente invention ne se limite pas à un objet OB dont la géométrie a une symétrie de révolution ; en conséquence ces différents axes peuvent être distincts. Le dispositif est agencé sur un bâti BA, bâti symbolisé par une poutre.
Un organe de positionnement OP relie la source lumineuse SL au bâti
BA. Cet organe de positionnement comprend des moyens pour déplacer axialement la lampe de sa position de travail (corps rayonnant RX pénétrant dans la cavité) à sa position de repos (corps rayonnant RX a l'extérieur de l'objet OB).
Cet organe consiste par exemple en une glissière actionnée par un vérin.
Le dispositif de décontamination comprend par ailleurs un moyen de refroidissement MR pour refroidir la source lumineuse SL. Par exemple, ce moyen de refroidissement MR envoie de l'air tempéré AT sur le corps rayonnant RX. Cet air tempéré AT provenant d'un circuit CA est projeté sur la lampe par des buses B situées par exemple au niveau du réflecteur RF.
En référence à la figure 2, un objet précédent OBP qui a déjà été décontaminé, l'objet en cours de traitement OB et un objet suivant OBS sont représentés. Le corps rayonnant RX a déjà illuminé l'objet précédent OBP. Il a également illuminé l'objet en cours OB et a donc été déplacé axialement de sa position de travail à sa position de repos par l'organe de positionnement OP. De ce fait, la lampe est à l'extérieur de la cavité de l'objet en cours OB. Puis, l'organe de positionnement OP comprend de plus des moyens pour déplacer transversalement le support d'insolation SP (direction symbolisée par la flèche dans la figure) de manière à axer la cavité de l'objet suivant OBS avec l'axe de la lampe. Ainsi, cet objet suivant OBS est positionné pour effectuer son illumination.
Il convient par ailleurs de rappeler que les lampes en quartz sont très fragiles. S'il advenait qu'une telle lampe casse au-dessus d'une préforme, celle-ci pourrait s'emplir de morceaux de quartz, ce qui n'est pas souhaitable. Pour pallier cet inconvénient, une solution consisterait à retourner tout le montage de sorte que les préformes soient disposées verticalement, ouvertures des cavités en bas, au-dessus de la lampe, disposée corps rayonnant en haut.
Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis eu égard à leur caractère concret. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, tout moyen décrit peut être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif de décontamination comprenant une source lumineuse (SL), un support d'insolation (SP) et un organe de positionnement (OP), ladite source lumineuse (SL) comprenant une lampe oblongue (RX, CL), ledit support d'insolation (SP) étant prévu pour positionner et maintenir un objet creux (OB) présentant une cavité, ledit organe de positionnement (OP) comprenant des moyens de positionnement axial pour produire un déplacement relatif de ladite source lumineuse (SL) par rapport audit support d'insolation (SP) selon leur axe commun entre une position de repos et une position de travail de sorte qu'en position de travail la lampe (RX, CL) pénètre dans la cavité, caractérisé en ce que ladite lampe (RX, CL) est agencée dans un réflecteur (RF).
2) Dispositif de décontamination selon la revendication 1 caractérisé en ce que, ledit organe de positionnement (OP) comporte également des moyens pour produire un déplacement transversal entre ledit support d'insolation (SP) et ladite source lumineuse (SL), ce déplacement s'effectuant selon un axe distinct de leur axe commun.
3) Dispositif de décontamination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plus grande dimension de ladite lampe (RX) coïncide avec ledit axe commun.
4) Dispositif de décontamination selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la source lumineuse (SL) est en service en position de travail et hors service en position de repos.
5) Dispositif de décontamination selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de refroidissement (MR) pour refroidir ladite source lumineuse (SL).
6) Dispositif de décontamination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit réflecteur (RF) est une calotte sphéroïdale. 7) Dispositif de décontamination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite lampe (RX, CL) est une lampe à xénon moyenne pression.
8) Dispositif de décontamination selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite lampe (RX, CL) fonctionne en mode puisé.
9) Dispositif de décontamination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite lampe présente un corps rayonnant (RX) saillant.
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