WO2020174202A1 - Procede et installation de conditionnement de produits, ainsi que que procede d'obtention dune installation et conteneur - Google Patents

Procede et installation de conditionnement de produits, ainsi que que procede d'obtention dune installation et conteneur Download PDF

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WO2020174202A1
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WO
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container
enclosure
containers
closure
millibars
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Application number
PCT/FR2020/050403
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Sébastien SENECHAL
Christian DUCEZ
Laurent Dupont
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Bonduelle
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B25/00—Packaging other articles presenting special problems
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    • B65B25/04—Packaging fruit or vegetables
    • B65B25/041—Packaging fruit or vegetables combined with their conservation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/18—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents providing specific environment for contents, e.g. temperature above or below ambient
    • B65D81/20—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents providing specific environment for contents, e.g. temperature above or below ambient under vacuum or superatmospheric pressure, or in a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B65D81/2046—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents providing specific environment for contents, e.g. temperature above or below ambient under vacuum or superatmospheric pressure, or in a special atmosphere, e.g. of inert gas under superatmospheric pressure

Definitions

  • the invention relates to a process for packaging products, in particular sensitive to oxygen, in containers, as well as a conditioning installation suitable for carrying out the process.
  • the invention finds particular application for the packaging of food products in the liquid state, or in the pasty state, or in the solid state or else products in these different states.
  • the invention still finds an application
  • the invention also relates to a method for obtaining a packaging installation according to the invention from an existing vacuum container closing installation, well known from the state of the art. food industry, hereinafter referred to as vacuum crimper.
  • the invention also relates to a container obtained (unsterilized) according to the packaging process according to the invention, but also a container
  • the method comprises a sterilization step, carried out continuously or discontinuously.
  • the field of the invention is that of the methods used to reduce the quantity of oxygen present in a container, and in particular at the level of the head space, namely the space above the products, and before the closure waterproof of the latter, and / or at the level of the interstitial spaces between the products, below the head space.
  • a first technique for reducing the oxygen content consists of placing the container under vacuum when it is sealed.
  • the reduction in the amount of oxygen obtained after the crimping step is effected by reducing the volume of residual air, under the action of vacuum.
  • a vacuum crimper which makes it possible to crimp a cover on a box. pre-filled with food products.
  • a vacuum crimper includes:
  • crimping enclosure a gas-tight enclosure, called a crimping enclosure
  • a closure system configured to close the upper opening of each container, internal to said crimping chamber by adding a cover and crimping the cover to the container
  • a conveying enclosure often partially sealed in the form of a tunnel, opening into the crimping enclosure, receiving a conveyor, ensuring the entry of open containers into the crimping enclosure, upstream of the closing system, and the outlet of the closed containers downstream of the crimping chamber,
  • said conveying enclosure has a function of timing and airlock: for this purpose it comprises movable shutters, making it possible to limit the entry of air from the inlet of the conveying enclosure. for open containers towards the outlet of the conveying chamber which opens into the crimping chamber, subjected to a vacuum.
  • a first drawback of such a process is that it makes it possible to reduce the concentration of oxygen in the container, to a non-negligible minimum level of 4.5% oxygen by volume after closure.
  • a second shortcoming of such a process is that it is only compatible with containers whose walls must withstand a pressure difference between the inside and the outside of the container, when closed.
  • a third defect of such a process is that it very strongly limits the temperature of the products at the casing, the vacuum causing a lowering of the boiling temperature, which can cause evaporation of the liquids by boiling at the inside boxes.
  • a second technique for reducing the oxygen contained consists of sweeping the headspace of the container with an inerting gas, neutral, such as, for example, nitrogen or carbon dioxide.
  • a third technique which was the subject of document FR2964949 A1 of the present Applicant, consists in expelling the air from the container by refusal filling of the container with a liquid, then placing the container filled with refusal in an enclosure. under a controlled, non-oxidizing atmosphere, and in emptying the container of the liquid, in whole or in part, under a non-oxidizing atmosphere while maintaining said products in said container so that said non-oxidizing gas replaces said liquid in said container.
  • Such a technique for adding liquid nitrogen does not make it possible to properly preserve solid products with non-negligible porosity, namely having interstitial spaces in a non-negligible quantity in the bed of products, with an oxygen level of less than 4, 5% by volume relative to the total volume of gas contained (in the head volume and interstitial spaces).
  • This technique is therefore unsuitable for the preservation of products such as corn, peas, mushrooms, or carrots (in limited juice).
  • the aim of the present invention is to provide a continuous conditioning method which overcomes the aforementioned drawbacks by allowing very good performance in reducing oxygen inside the containers, even when the interstitial air to be expelled. is in a non-negligible quantity between the products contained and without modification of the nominal rate as known from vacuum crimping machines.
  • the process according to the invention can make it possible to achieve very good performance of oxygen reduction inside the containers in a range going from 4.5% to 0.2% oxygen in volume relative to the total volume of gas contained (in the head volume and the interstitial spaces), strictly less than 4.5%, for example between 3% and 0.2% or even between 2% and 0.2%, or else between 1% and 0.2% oxygen, while maintaining high rates, greater than 100 strokes per minute, in particular greater than 300 strokes per minute such as for example 600 strokes per minute or more, and even in the presence of interstitial air to be expelled between the products contained.
  • Another object of the present invention is to provide, at least according to one embodiment, a method which can be implemented using a vacuum crimping machine as known from the state of the art, after slight modifications to this equipment, and therefore at lower cost when this equipment is already existing on the production site.
  • Another object of the present invention is to provide, at least according to one embodiment, a method which can be implemented, without restriction on the type of container, namely rigid containers such as boxes of cans, even thin-walled ones, glass or plastic jars, or even flexible containers.
  • Another object of the present invention is to provide a container obtained by the packaging process, having a low residual air rate, even in the presence of interstitial spaces between the products, which allows the implementation of optimized sterilization.
  • the invention relates first of all to a process for packaging products, in particular sensitive to oxygen, in containers, said containers each having an opening, said process comprising the following steps:
  • the upper part of the containers is brought into contact with a gaseous treatment atmosphere, aimed at evacuating all or part of the air present in the container and establishing the required controlled atmosphere,
  • the container is closed, hereinafter referred to as the closing step, in a closing enclosure,
  • the installation of the controlled atmosphere is carried out in a conveying chamber inside which the open containers advance towards the closing chamber, by the following combined actions:
  • a) of injecting a flow of treatment gas comprises, in addition to the injection of a gas flow, the injection of a quantity of liquefied gas, with vaporization (at least partial) of the liquefied gas after closing of the container so as to increase the pressure inside the container greater than the pressure prevailing in the closure enclosure;
  • the pressure P prevailing inside the closure enclosure may be greater than the atmospheric pressure Po between 1024 millibars absolute and 1224 millibars absolute, for example between 1024 millibars absolute and 1074 millibars absolute, and again for example between 1024 millibars absolute and 1054 millibars absolute;
  • the vacuum created in the conveying chamber is between 600 millibars absolute and 900 millibars absolute; in particular between 700 millibars and 900 millibars
  • the gas injection rate in the closure enclosure is between 100 m 3 / h and 500 m 3 / h, and for example between 200 m 3 / h and 300 m 3 / h.
  • the container has interstitial spaces between the products filled with the treatment gas, once the container is closed; the rate of interstitial spaces in the bed of products filled with the treatment gas, called the rate of porosity, may be between 20% and 60%, for example between 30% and 40%.
  • the container has a head space between the products and the upper part of the container filled with the treatment gas, once the container is closed;
  • - Action b) is carried out by means of a distribution and regulation chamber placed under vacuum, as well as a plurality of suction ducts, in parallel joining the distribution chamber to said suction zones distributed over the length of said conveying enclosure;
  • the treatment gas is nitrogen, in addition to C0 2 ,
  • the products are food products.
  • the containers are metal cans, the closure of the containers essentially consisting of adding lids and crimping the lids to the containers.
  • the containers are flexible containers.
  • the container can be closed by pinching the walls of the opening between them, and placing a weld between the pinched walls.
  • the containers may be rigid plastic or jar-type glass containers.
  • the closure can be obtained by means of a cover or the establishment of an equivalent means such as a stopper.
  • the pressure inside the containers can be greater than, but close to atmospheric pressure, namely greater than 1024 millibars absolute at 20 ° C., between 1024 millibars absolute and 1224 millibars absolute, once closed.
  • the pressure inside the containers is substantially equal to or close to, during closing, the pressure prevailing in the closing enclosure, which is greater than but close to atmospheric pressure, such an internal pressure is obtained when the conditioning process does not provide for the injection of liquefied gas in action a).
  • the pressure internal to the closed containers is markedly greater than the pressure prevailing in the closure enclosure and may thus be much greater than atmospheric pressure, namely in particular greater than 1424 millibars absolute
  • the rate of interstitial spaces in the bed of products filled with the treatment gas may be between 20% and 60%, for example between 30% and 40%,
  • a production rate greater than 100 strokes per minute, or even 300 strokes per minute, or even greater than or equal to 600 strokes per minute.
  • the invention also relates to a container (unsterilized) containing products sensitive to oxygen obtained by the process according to the invention, the product bed having interstitial spaces filled with the treatment gas;
  • the quantity of (residual) oxygen in the container is between 4.5% to 0.2% oxygen by volume relative to the total volume of gas contained in the headspace and interstitial spaces, strictly less than 4.5% by volume, for example between 3% and 0.2%, or even between 2% and 0.2% or even between 1% and 0.2%
  • the pressure inside the container is overpressure with respect to atmospheric pressure greater than 1024 millibars absolute at 20 ° C.
  • the rate of interstitial spaces in the bed of products filled with the treatment gas called the porosity rate, is not negligible, in particular between 20% and 60%, for example between 30% and 40%.
  • the internal pressure of the container may be between 1024 millibars absolute and 1224 millibars absolute, in particular between 1075 millibars absolute and 1224 millibars absolute, such as for example 1075 millibars absolute when the process is devoid of any injection of liquefied gas to action a).
  • the pressure inside the unsterilized container can be greater than 1424 millibars absolute in the event of injection of liquefied gas.
  • the rate of interstitial spaces in the bed of products filled with the treatment gas may be between 20% and 60%, for example between 30% and 40%.
  • the products can be corn (in limited juice) with the presence of interstitial spaces filled with said treatment gas between the corn kernels.
  • the products can also be peas, or mushrooms, or carrots with limited juice.
  • the invention also relates to a packaging process according to the invention in which the container is subjected after closure to a sterilization step by heat treatment at a temperature above 100 ° C, such as for example between 1 10 ° C and 130 ° C.
  • the invention also relates to a sterilized container obtained according to the packaging process (and sterilization by heat treatment) in which the bed of products has interstitial spaces filled with the treatment gas and in which the quantity of oxygen in the container is between 4.5% to 0.2% oxygen by volume relative to the total volume of gas contained in the head volume and interstitial spaces, strictly less than 4.5%, in particular between 3% and 0.2%, or even between 2% and 0.2%, or even between 1% and 0.2%, and in which the pressure inside the container is at an overpressure with respect to the atmospheric pressure greater than 1024 millibars absolute.
  • the internal pressure can be between 1024 millibars absolute and 1424 millibars absolute at 20 ° C, or even between 1024 millibars absolute and 1224 millibars absolute, in particular when the process is devoid of injection of liquefied gas in action a).
  • the pressure inside the sterilized container can still be greater than 1424 millibars absolute in the event of injection of liquefied gas in said action a), substantially greater than the pressure prevailing in the closure enclosure.
  • the rate of interstitial spaces in the bed of products filled with the treatment gas can be between 20% and 60%, for example between 30% and 40%.
  • the products are corn with the presence of interstices filled with the treatment gas between the corn kernels, the pressure inside the container being between 1,124 millibars absolute and 1,424 millibars absolute at 20 ° C, or even between 1,124 millibars absolute and 1,224 millibars absolute, in particular 1,194 millibars absolute.
  • the products can still be peas, mushrooms or carrots (in limited juice).
  • the invention also relates to a packaging installation suitable for implementing the packaging process according to the invention, comprising:
  • a closure system configured to close the upper opening of each container, internal to said closure enclosure
  • a conveyor function as an airlock, ensuring the entry of open containers into the closing enclosure, upstream of the closing system and the exit of closed containers downstream of the closure enclosure, said conveyor serving as an airlock comprising shutters, movable,
  • a conveyor for supplying the covers making it possible to transfer from atmospheric pressure (outside the closure enclosure) to the interior of the closure enclosure.
  • a source of oxygen-free treatment gas such as nitrogen, for example, and a system for injecting said treatment gas into the closure chamber
  • a vacuum source connected to a vacuum distribution and regulation chamber, as well as a plurality of suction ducts joining the distribution and regulation chamber to said suction zones distributed over the length of said conveying chamber
  • the invention relates to a process for obtaining an installation according to the invention from an existing container closing installation, under vacuum, in particular a vacuum crimping machine, hereinafter referred to as a vacuum crimping machine.
  • a vacuum crimping machine including:
  • a closure system configured to close the upper opening of each container, internal to said closure enclosure
  • a partially sealed conveying enclosure opening into said closing enclosure, receiving a conveyor function as an airlock, ensuring the entry of open containers into the closing enclosure, upstream of the closing system and the exit of closed containers upstream downstream of the closure enclosure, said conveyor serving as an airlock comprising movable shutters,
  • FIG. 1 is a schematic top view of a vacuum crimping installation, as known from the state of the art, usually referred to as a linear feed conveyor vacuum crimper.
  • Fig. 1a is a schematic top view of a vacuum crimping installation, as known from the state of the art, usually referred to as a linear feed conveyor vacuum crimper.
  • FIG. 1a is a schematic top view of a vacuum crimping installation, as known from the state of the art, usually called a rotary feed conveyor vacuum crimper.
  • FIG. 2 is a schematic top view of a packaging installation according to the invention which can be obtained by modifying the vacuum crimping machine of FIG. 1 and for which the conveying enclosure is a tunnel containing a conveyor.
  • FIG. 3 is a schematic side view of the installation of FIG. 2, illustrating more particularly the combined actions of the vacuum created in the tunnel and the replacement of the exhaust air by the non-oxidizing treatment gas flowing against the current of the containers open in said tunnel, and according to the packaging method according to the invention.
  • Fig 4 is a schematic side view of the installation of FIG. 2, illustrating more particularly the combined actions of the vacuum created in the tunnel and the replacement of the exhaust air by the non-oxidizing treatment gas flowing against the current of the containers open in said tunnel, and according to the packaging method according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of equipment for measuring the oxygen level in the total volume of gas contained in the headspace and interstitial spaces of a container.
  • the products can be food products, (solid) for example, vegetables, cereals, meat, fish, or the like, alone or in mixture, with or without juice.
  • the invention for example finds a particular application when interstitial air is present in a non-negligible quantity between the products, for example for products with limited juice: the invention thus finds a particular application for the packaging of corn with limited juice. with the presence of interstices in the container between the corn kernels.
  • the containers each have an upper opening, allowing the container to be filled with the products.
  • the product packaging process comprises the following steps:
  • the upper part of the receptacles is brought into contact with a gaseous treatment atmosphere, aimed at evacuating all or part of the air present in the receptacle and establishing the required controlled atmosphere,
  • the opening of the container hereinafter referred to as the closing step, is closed in a sealed enclosure 3,
  • the installation of the controlled atmosphere is carried out in a conveying chamber, partially sealed inside which the open containers advance in the direction of the closing chamber. 3, by the following combined actions:
  • a small quantity of liquefied gas can be introduced into the container in the closure enclosure.
  • said action a) of injecting a flow of treatment gas G comprises, in addition to the injection of a gas flow, the injection of a quantity of liquefied gas with vaporization of the liquefied gas after closing the container of so as to increase the pressure inside the container greater than the pressure prevailing in the closure enclosure.
  • the internal pressure of the container once closed can thus be controlled, maintained between 1024 millibars and 1224 millibars absolute at 20 ° C and as described below, namely at a pressure substantially equal to or close to the pressure prevailing in the closure enclosure 3.
  • said action a) does not provide for the step of injecting a quantity of aforementioned liquefied gas.
  • an internal pressure of the container too close to atmospheric pressure namely in the range 1024 millibars absolute and 1224 millibars absolute at 20 ° C can cause stability problems. of box shape in particular when the storage temperature of the boxes varies in an amplitude range of 10 ° C to 37 ° C, with change of box shape (swelling / contraction) during temperature changes.
  • FIG. 3 Such a phenomenon is illustrated in FIG. 3: it is noted that the non-oxidizing treatment gas supplied directly into the closure chamber 3 (downstream) is sucked into the conveying chamber 4, under the action vacuum created upstream. The treatment gas is sucked against the current of the open containers 1 flowing along the conveying enclosure 4 in the direction of the closing enclosure 3. In this conveying enclosure 4, the treatment gas comes expelling the air from the containers which escapes from said containers, this flushing action being amplified by the vacuum to which the open containers are subjected in said conveying chamber 4. The concentration of oxygen in the containers is thus reduced, a decrease which is further amplified by the effect of dilution of oxygen in the air by the treatment gas which occurs in said conveying chamber 4, or even in said closing chamber 3.
  • the vacuum created in the conveying enclosure 4 in step b) can be between 600 millibars absolute and 900 millibars absolute, in particular between 700 millibars absolute and 900 millibars absolute (measurement taken in the middle of the conveying enclosure 4, depending on the direction of advance of the containers);
  • the gas injection flow rate in the closure enclosure in step a) can be between 100 m 3 / h and 500 m 3 / h and for example between 200 m 3 / h and 300 m 3 / h , the possible one of liquefied gas (for example liquid nitrogen) between 0.5ml and 5ml per container.
  • liquefied gas for example liquid nitrogen
  • a reduction in the concentration of oxygen in the containers is thus obtained, a decrease which is amplified under the aforementioned dilution effect.
  • the quantity of oxygen in the closed container is between 4.5% to 0.2% oxygen by volume relative to the total volume of gas contained (in the head space and the interstitial spaces), strictly less than 4.5%, for example between 3% and 0.2% such as for example between 2% and 0.2%, such as for example between 1% and 0.2% oxygen.
  • the pressure P inside the closure enclosure 3 may be greater than atmospheric pressure, close to atmospheric pressure Po, in particular between 1024 absolute millibars and 1224 absolute millibars, for example between 1024 absolute millibars and 1074 absolute millibars, and again for example between 1024 absolute millibars and 1054 absolute millibars.
  • the sealed closure of the container is performed at a pressure close to atmospheric pressure, and substantially at the pressure in the closure enclosure. It is advantageously possible to use containers such as tin cans, even of small thickness, less than 0.14 mm, or even glass or plastic jars or else flexible containers for carrying out the method.
  • containers in particular tin cans, in overpressure (controlled) with respect to atmospheric pressure, greater than 1024 millibars absolute at 20 ° C between 1024 millibars absolute and 1224 millibars absolute, by example between 1054 millibars absolute and 1224 millibars absolute.
  • the pressure inside the container may be greater than 1454 millibars absolute at 20 ° C.
  • a conveyor 5 acting as an airlock which comprises movable shutters 50.
  • shutters 50 extending between the open containers, during the advance of the containers 1, ensuring relative gas tightness.
  • These shutters 50 make it possible to ensure a certain level of vacuum in the conveying chamber 4, necessary for the implementation of the method.
  • Such a conveyor 5 is illustrated schematically by way of example in FIG. 2. It may comprise a flexible strip 51, in the form of a loop, driven in rotation by two rollers 52, 53, each with a vertical axis, distributed at the two ends of the tunnel 4.
  • the shutters 50 are plates carried at regular intervals by the flexible strip 51.
  • the flexible strip is rotated and synchronizes the containers 1 circulating in said conveying enclosure 4, in particular the tunnel.
  • the outgoing strand of the flexible strip accompanies the open containers 1 from the inlet of the conveying enclosure 4 at atmospheric pressure (and in an uncontrolled atmosphere), up to the closing enclosure 3 maintained under non-oxidizing treatment gas.
  • the containers 1 are cans, the closing of the containers essentially consisting in adding lids 6 and crimping the lids to the containers.
  • the closure can be achieved by pinching the walls of the opening and applying a weld between the pinched walls.
  • action b) is carried out by means of a distribution and regulation chamber 70, placed under vacuum, as well as a plurality of suction ducts 71, in parallel joining the distribution and regulation chamber 70 to said zones d suction 7 distributed over the length of said conveying chamber 4.
  • This distribution and regulation chamber is subjected to a vacuum source V, such as a vacuum pump.
  • the distribution chamber then enables the suction to be distributed uniformly to said suction zones 7.
  • the vacuum inside the distribution and control chamber 70 can be between 100 millibars absolute and 700 millibars absolute.
  • the treatment gas can be nitrogen, in addition C0 2 or another non-oxidizing gas, or a mixture of non-oxidizing gas.
  • the invention also relates to a packaging installation 10, as described above, and suitable for implementing the method according to the invention.
  • This installation includes:
  • a partially sealed conveying enclosure 4 opening into the closing enclosure 3, receiving a conveyor 5 acting as an airlock, ensuring the entry of the open containers 1 into the closing enclosure 3, upstream of the closing system and the outlet of the closed containers downstream of the closure enclosure 3, said conveyor function as an airlock comprising shutters 50, movable,
  • a vacuum source V connected to a vacuum distribution and regulation chamber 70, as well as a plurality of suction ducts 71 joining the distribution and regulation chamber 70 to said suction zones 7 distributed along the length of said conveying chamber 4,
  • a conveyor for supplying the covers 9 making it possible to transfer from atmospheric pressure (outside the closure enclosure) to the interior of the closure enclosure.
  • FIG. 1 Such an installation 20, in particular a vacuum crimper, known from the state of the art is illustrated schematically in FIG. 1.
  • closure system configured to close the upper opening of each container, internal to said closure enclosure, typically by crimping a cover
  • a conveying enclosure 4 such as a tunnel, partially sealed, opening into the closing enclosure 3, receiving a conveyor 5 acting as an airlock, ensuring the entry of open containers into the closing enclosure, upstream of the closure system and the exit of closed containers downstream of the closure enclosure, said conveyor function as an airlock comprising movable shutters 50,
  • a first defect of such a method is that it makes it possible to reduce the concentration of oxygen in the air, in the container only by reducing the internal pressure of the air in the container when it is closed in the closing enclosure: oxygen is always present in significant quantity in the closed container.
  • a second drawback of such a process is that it is compatible only with containers whose walls are thick enough to withstand a pressure difference between the inside and the outside of the container, once closed and submitted. at atmospheric pressure.
  • the conditioning process advantageously makes it possible to obtain containers containing products sensitive to oxygen, the product bed having interstitial spaces filled with the treatment gas with a small amount of residual oxygen.
  • the quantity of oxygen in the container can be between 4.5% and 0.2% oxygen by volume relative to the total volume of gas contained in the headspace and interstitial spaces, or even between 3% and 0.2%, or alternatively between 2% and 0.2%, or even between 1% and 0.2%, and thus good performance in terms of residual oxygen even in the presence of interstitial air to be expelled between the products , replaced by process gas.
  • the pressure inside the container is overpressure relative to atmospheric pressure.
  • It can be between 1024 millibars absolute and 1224 millibars absolute at 20 ° C, for example between 1054 millibars absolute and 1224 millibars absolute, in particular when the process does not provide for a step of injecting liquefied gas with the action a ).
  • the pressure inside the container can still be much greater than atmospheric pressure, for example greater than 1424 millibars absolute at 20 ° C when the method provides for said injection of liquefied gas in action a). It should be noted that the overpressure indicated is that in the container when the products have not been sterilized.
  • these (unsterilized) containers are characterized by a low oxygen content and an internal pressure which may be greater than those obtained by the packaging processes as known from the state of the art, in particular those involving a vacuum or else a gas sweep which, in both cases, generate a partial vacuum typically between 224 millibars absolute to 824 millibars absolute.
  • This internal pressure may be favorable to the implementation of sterilization.
  • the invention also relates to a packaging method according to the invention in which the container is subjected after closure to a sterilization step. by heat treatment at a temperature above 100 ° C, for example between 110 ° C and 130 ° C in particular above 122 ° C.
  • Sterilization can be obtained on a sterilization apparatus operating continuously, or alternatively in a discontinuous manner.
  • This process makes it possible to obtain a sterilized container, the product bed having interstitial spaces filled with the treatment gas with a small amount of residual oxygen.
  • the quantity of oxygen in the container is between 4.5% to 0.2% oxygen by volume relative to the total volume of gas contained in the headspace and interstitial spaces, strictly less than 4.5 %, in particular between 3% and 0.2%, or even between 2% and 0.2%, or even between 1% and 0.2%.
  • the pressure inside the container is overpressure with respect to atmospheric pressure, greater than 1024 millibars absolute at 20 ° C.
  • the pressure inside the container can be between 1024 millibars absolute and 1424 millibars absolute at 20 ° C, or even between 1,124 millibars absolute and 1424 millibars absolute when the process does not provide for the injection of liquefied gas in action a).
  • the internal pressure may be greater than 1424 millibars absolute at 20 ° C.
  • the products are corn with the presence of interstices filled with the treatment gas, the pressure inside the container being between 1,124 millibars absolute and 1,424 millibars absolute, in particular 1,194 millibars absolute at 20 ° vs.
  • the pressure inside the container can typically be slightly higher in the sterilized container than in the unsterilized container, at the same temperature (for example 20 ° C) due to possible degassing of the products (when not previously bleached) during heat treatment.
  • the products when the products are corn, sterilization generates degassing increasing the pressure inside the closed container.
  • sterilization does not cause substantial degassing during sterilization because the products have already been degassed during blanching, before sterilization.
  • the invention finds a particular application when the rate of interstitial spaces in the bed of products filled with the treatment gas, called the porosity rate, is between 20% and 60% and, for example between 30% and 40%. %.
  • -D the real density of the product (for example corn) which is expressed by the ratio between the mass of a certain volume of this product and the mass of the same volume of water
  • - D ’ the bulk density, often called bulk density, ie the ratio of all the products considered, and the overall volume (including interstices) they occupy.
  • the porosity rate tp is typically around 42%, and often between 41% and 43% depending on the lots.
  • the porosity rate t P is of the order of 34%, and very often between 33% and 35% depending on the batches.
  • a graduated column in volume having at one end a flared neck, intended to be immersed in the water of the container and at its other upper end a double, waterproof connection, allowing the adaptation of a Pp pump and an oximeter (Dansensor ® CheckPoint 3) calibrated equipped with a needle for determining the percentage of gaseous oxygen.
  • an oximeter Dansensor ® CheckPoint 3
  • the measurement protocol is as follows. The container is filled with water beforehand, the graduated column is then returned above the container, its neck immersed. Pumping starts, the air is replaced by water, the level of which rises until all of the air present in the column is removed.
  • the container (in particular the tin can) of which one wishes to know the percentage of oxygen by volume is then placed under the flared neck, then opened so as to collect the entire volume of total gas contained (head space and interstitial).
  • the released gas drives the water out of the column, a reading of its graduation allows to determine the total volume of gas that was contained.
  • the products are corn, with a porosity rate of 42%.
  • the containers used are tin cans in the 1/4 format (70 mm high by 65 mm in diameter). These containers were packaged according to the method and according to the invention, by expelling the oxygen contained in the head space and in the interstitial spaces by the combined actions of a flow of nitrogen coming from the closure chamber 3. and the action of the vacuum in the conveying chamber 4. These cans were tested immediately after crimping by measuring the residual oxygen according to the aforementioned protocol.
  • Conveyor enclosure such as a tunnel

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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)

Description

Description
PROCEDE ET INSTALLATION DE CONDITIONNEMENT DE PRODUITS, AINSI QUE QUE
PROCEDE D'OBTENTION D'UNE INSTALLATION ET CONTENEUR
[1] L’invention est relative à un procédé de conditionnement de produits, en 5 particulier sensibles à l'oxygène, dans des conteneurs, ainsi qu’une installation de conditionnement convenant pour la mise en oeuvre du procédé.
[2] 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
10 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).
[3] L’invention concerne encore un procédé d’obtention d’une installation de 15 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.
[4] L’invention concerne encore un conteneur obtenu (non stérilisé) selon le procédé de conditionnement conforme à l’invention, mais encore un conteneur
20 stérilisé lorsque le procédé comprend une étape de stérilisation, réalisée de manière continue ou discontinue.
[5] 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
25 température ambiante (20°C).
Domaine technique
[6] 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.
[7] 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.
Technique antérieure
[8] 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.
[9] 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. [10] 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.
[11] 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.
[12] 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.
[13] 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.
[14] 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.
[15] 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. [16] 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.
[17] Les documents W09531375, 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.
[18] 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.
[19] 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.
[20] 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.
[21] 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.
[22] 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.
[23] 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 201 1/077034 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 [24] 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 maîtrisé.
[25] L’invention vient améliorer la situation.
[26] 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.
[27] 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.
[28] Un autre but de la présente invention est de proposer, au moins selon un mode de réalisation, un procédé qui peut être mis en oeuvre 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.
[29] Un autre but de la présente invention est de proposer, au moins selon un mode de réalisation, un procédé qui peut être mis en oeuvre, 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.
[30] 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 oeuvre d’une stérilisation optimisée.
[31] 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.
[32] 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.
[33] 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.
[34] 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 C02,
- les produits sont des produits alimentaires.
[35] 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.
[36] 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.
[37] 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.
[38] 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.
[39] 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%.
[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. [41] 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.
[42] 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 1 10°C et 130°C.
[43] 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 atmosphérique 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.
[44] . 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%. [45] 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 1 124 millibars absolus et 1424 millibars absolus à 20°C, voire entre 1 124 millibars absolus et 1224 millibars absolus, en particulier 1 194 millibars absolus. Les produits peuvent encore être des petits pois, des champignons ou des carottes (en jus limité).
[46] L’invention concerne encore une installation de conditionnement convenant pour la mise en oeuvre 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.
[47] 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.
Brève description des dessins
[48] 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
[49] [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. 1 bis
[50] [Fig. 1 bis] 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
[51] [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
[52] [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
[53] [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.
Description des modes de réalisation
[54] 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. [55] Aussi l’invention concerne tout d’abord un procédé de conditionnement de produits, en particulier sensibles à l'oxygène, dans des conteneurs 1.
[56] 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.
[57] Les conteneurs présentent chacun une ouverture supérieure, permettant le remplissage du conteneur avec les produits.
[58] 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.
[59] 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.
[60] 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.
[61] 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.
[62] 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
[63] 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.
[64] 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.
[65] 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.
[66] 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.
[67] 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. [68] 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.
[69] 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.
[70] 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 oeuvre du procédé.
[71] 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 oeuvre l’injection de gaz liquéfié à l’action a), la pression interne au conteneur peut être supérieure à 1454 millibars absolus à 20°C.
[72] 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.
[73] 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, entraînée 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.
[74] Lors de l’avance du convoyeur 5, la bande souple est entraînée 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.
[75] 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.
[76] En alternative au convoyeur à bandes, il est possible d’utiliser le convoyeur du type rotatif illustré en soi à la figure 1 bis, 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.
[77] 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. [78] 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.
[79] 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.
[80] De manière générale, le gaz de traitement peut être de l’azote, en encore du C02 ou un autre gaz non oxydant, ou encore un mélange de gaz non oxydant.
[81] L’invention concerne encore une installation de conditionnement 10, tel que précédemment décrite, et convenant pour la mise en oeuvre du procédé selon l’invention.
[82] 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.
[83] 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 1 bis, et donc à moindre coût d’installation.
[84] Une telle installation 20 notamment sertisseuse sous vide connue de l’état de la technique est illustrée schématiquement à la figure 1.
[85] 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 [86] 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).
[87] 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.
[88] 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.
[89] 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.
[90] 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. [91] Ces résultats sont obtenus avantageusement sans diminution de la cadence de l’installation.
[92] 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.
[93] 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 oeuvre 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.
[94] Cette surpression interne peut être favorable à la mise en oeuvre de la stérilisation.
[95] 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 1 10°C et 130°C notamment supérieure à 122°C.
[96] La stérilisation peut être obtenue sur un appareil de stérilisation fonctionnant en continu, ou encore de manière discontinue.
[97] 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 1 124 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 1 124 millibars absolus et 1424 millibars absolus, en particulier 1 194 millibars absolus à 20°C.
[98] 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. [99] 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%.
[100] Le taux de porosité tP est calculé selon la formule suivante
[101] [Math. 1 ] 100
Figure imgf000027_0001
[102] 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.
[103] Pour le maïs en grains, le taux de porosité tp est classiquement de l’ordre de 42%, et bien souvent compris entre 41 % et 43% en fonction des lots.
[104] Pour les petits pois (extra fins), le taux de porosité tP est de l’ordre de 34%, et bien souvent compris entre 33% et 35% en fonction des lots.
[105] 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.
[106] 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.
[107] 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.
[108] L’aiguille de l’oxymètre est insérée via le raccord étanche dans l’ambiance gazeuse pour déterminer son pourcentage d’oxygène. [109] 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).
[110] Les produis sont du maïs, présentant un taux de porosité de 42%.
[111] 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.
[112] Le tableau 1 ci-dessous résume les résultats obtenus. [113] [Tableau 1 ]
Figure imgf000028_0001
[114] 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 1 174 millibars absolus.
Liste des signes de référence
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

Revendications
[Revendication 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 que l’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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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).
[Revendication 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.
[Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les conteneurs sont des conteneurs souples.
[Revendication 9] Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les conteneurs sont des conteneurs rigides plastiques ou verre type bocaux.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 12] Procédé selon l’une des revendications 1 à 1 1 , 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).
[Revendication 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).
[Revendication 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 C02.
[Revendication 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.
[Revendication 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).
[Revendication 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.
[Revendication 18] Procédé selon les revendications 10 et 1 1 , 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.
[Revendication 19] Procédé selon l’une des revendications 1 à 18 mis en oeuvre avec une cadence supérieure à 300 coups par minute.
[Revendication 20] Procédé selon l’une des revendications 1 à 19, dans lequel les produits sont des produis alimentaires.
[Revendication 21] Installation de conditionnement (10) convenant pour la mise en oeuvre 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.
[Revendication 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).
[Revendication 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.
[Revendication 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 1 124 millibars absolus.
[Revendication 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.
[Revendication 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%
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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 1 124 millibars absolus et 1424 millibars absolus à 20°C, voire entre 1 124 millibars absolus et 1224 millibars absolus, en particulier 1 194 millibars absolus.
[Revendication 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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