L'invention concerne un procédé pour remplir aseptiquement un emballage avec un fluide et pour laver et maintenir stérile un espace de tête de remplissage, dans lequel, l'emballage étant stérile et fermé, on stérilise l'espace de tête de remplissage et la partie extérieure de l'emballage prévue pour l'entrée du fluide et on remplit l'emballage de fluide. L'invention concerne en outre le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
Le brevet EP-A-0072699 décrit déjà un tel procédé et un tel dispositif pour le remplissage aseptique d'emballage avec un fluide.
Ce dispositif présente comme inconvénients, que l'espace de tête de remplissage est difficilement nettoyable entre deux remplissages et qu'il peut être infecté lors de la mise en place d'un nouvel emballage, ce qui aurait pour conséquence de rompre l'asepsie. En effet, avec ce dispositif la seule possibilité pour nettoyer l'espace de tête de remplissage est d'opérer par voie mécanique, ce qui n'est pas suffisamment efficace et sûr et le risque de rupture d'asepsie peut induire un développement bactérien qui doit être évité. L'invention permet de remédier aux inconvénients sus-mentionnés grâce à une arrivée de vapeur ou d'air stérile aussi bien pour le nettoyage de l'espace de tête de remplissage que pour le maintien de l'asepsie.
L'invention concerne un procédé pour remplir aseptiquement un emballage avec un fluide et pour laver et maintenir stérile un espace de tête de remplissage dans lequel, l'emballage étant stérile et fermé, on stérilise l'espace de tête de remplissage et la partie extérieure de l'emballage prévue pour l'entrée du fluide et on remplit l'emballage de fluide, dans lequel, avant, pendant ou après le scellage de l'emballage on injecte de la vapeur ou de l'air stérile sous pression coaxialement par rapport à la tête de remplissage de manière à déplacer latéralement le fluide restant et on protège de l'infection l'espace de tête de remplissage en maintenant lors de la mise en place d'un nouvel emballage une atmosphére constante de vapeur ou d'air stérile.
Par emballage, on entend aussi bien des emballages plastiques que des emballages en carton ou tout autre type d'emballage du domaine alimentaire ou médical. Par fluide, on entend aussi bien des solutions aqueuses, que du lait, des jus de fruits ou des produits plus visqueux, tels que confiture, marmelade et autres, avec ou sans morceaux.
Selon les procédés connus de nettoyage d'espace de tête de remplissage, on déplace le produit résiduel dans l'emballage, soit par des moyens mécaniques, soit par un déplacement à la vapeur, emballage ouvert. Par contre, selon l'invention, on déplace le produit résiduel grâce à la vapeur ou l'air stérile, emballage fermé, de manière à mettre ledit produit résiduel au rebut.
La stérilisation préalable de l'espace de tête de remplissage se fait pendant 2 à 30 secondes à une température comprise entre 135 et 165°C et sous une pression de vapeur comprise entre 2 et 6 atmosphères.
A la fin du cycle de remplissage, l'opération de nettoyage se fait avec de la vapeur, à une pression comprise entre 1 et 4 atmosphères pendant 0,5 à 2 secondes à une température comprise entre 120 et 150°C. Si on opère avec de l'air stérile, on l'introduit à une pression comprise entre 0,5 et 3 atmosphères et à température ambiante. En ce qui concerne l'arrivée de vapeur ou d'air stérile lors du changement d'emballage, on choisit un débit tel qu'il fournit un écran évitant toute forme d'infection de l'espace de tête. On opère de préférence à la pression atmosphérique à une température comprise entre 98 et 110°C dans le cas de vapeur et à pression atmosphérique et à température ambiante dans le cas d'air stérile.
L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comportant une tête de remplissage, un support d'emballage disposé sous la tête de remplissage et prévu pour sceller l'emballage en fin de remplissage, ladite tête comprenant une vanne pour régler le débit d'arrivée de fluide ainsi que des moyens pour l'actionner, dans lequel la tête de remplissage comprend en outre une vanne pour régler le débit d'arrivée de vapeur ou d'air ainsi que des moyens pour l'actionner, cette vanne étant à mouvement coaxial par rapport à la vanne de réglage de débit de fluide et coulissant dans celle-ci, un conduit d'arrivée et de sortie de fluide et, disposé latéralement sur le bas de la tête de remplissage, une vanne avec une conduite de vidange pour le nettoyage en fin de remplissage.
Le support d'emballage est constitué par des machoires pour le maintien en place de l'emballage et une tête de scellage. On peut envisager au moins deux types d'emballage : soit un emballage avec un embout comportant une membrane extérieure déchirable et une membrane intérieure de fermeture, tel que représenté sur les figures et dans le brevet EP 72699, soit un emballage avec embout comportant une membrane extérieure déchirable mais sans membrane de fermeture.
La vanne de réglage de débit de fluide comporte des canaux d'arrivée de vapeur et une membrane à soufflets. La vanne pour régler le débit d'arrivée de vapeur ou d'air comporte à sa partie inférieure un couteau et un canal central d'arrivée de vapeur. Cette vanne comporte en outre à sa partie médiane un cône avec un alésage pour l'arrivée de vapeur ou d'air lors de la mise en place d'un nouvel emballage.
Le dispositif selon l'invention sera mieux mis en valeur en référence aux dessins sur lesquels :
La tête de remplissage désignée par (1) comporte un canal d'arrivée (2) et de sortie (3) de fluide avec joint d'étanchéité (26), une vanne (4) pour régler le débit d'arrivée de fluide, une vanne (5) pour régler le débit d'arrivée de vapeur et une conduite de sortie (6) pour le nettoyage de la tête de remplissage. Sous la tête de remplissage proprement dite, on dispose un emballage (7) comportant un embout (8) avec une membrane déchirable (9) et une membrane de fermeture (10). L'emballage est maintenu en place grâce à des machoires (11), sous lesquelles est disposée la tête de scellage (12) qui assure la fermeture de l'emballage en fin de remplissage. Les vannes (4) et (5) sont à mouvement coaxiaux et déplaçables verticalement grâce à des systèmes pneumatiques ou similaires (non représentés). La vanne d'arrivée de fluide (4) comporte un joint (13), des canaux d'arrivée de vapeur (14) et une membrane à soufflets (15). La vanne d'arrivée de vapeur (5) comporte à sa partie inférieure un couteau (16) et un canal central d'arrivée de vapeur (17) et ferme les canaux d'arrivée de vapeur (14) et (17) dans sa position basse. A sa partie médiane, elle comporte un cône (18) avec un alésage (19) pour l'arrivée de vapeur lors de la mise en place d'un nouvel emballage. La conduite (6) de sortie pour le nettoyage et la stérilisation de la tête de remplissage comporte une vanne (20), cette conduite allant soit vers un purgeur (21), soit sur une conduite de vidange (22), une vanne (23) à trois entrées permettant de faire la jonction.
Les figures montrent les différentes étapes du remplissage de l'emballage. Sur la Fig. 1, on a le dispositif selon l'invention dans sa phase de stérilisation de l'espace de tête de remplissage et de la membrane (9). Pour ce faire, la vanne (4) d'arrivée de fluide est fermée et la vanne (5) d'arrivée de vapeur est ouverte. La vapeur sous pression passe par les canaux (14) et (17) depuis A. La vanne latérale (20) est ouverte et la vapeur va jusqu'au purgeur (21). La tête de scellage (12) reste froide, mais appuie contre l'embout (8).
A la fin de la stérilisation, la tige de la vanne (5) descend, ferme les canaux (14) et (17), les couteaux (16) déchirent la membrane (9), on ferme la vanne (20), la vanne (4) est remontée et le fluide arrive par la conduite (2) dans l'emballage (7), la tête de scellage (12) étant bien entendu descendue. Cette phase de remplissage n'est pas représentée.
La Fig. 3 représente le dispositif selon l'invention lors du lavage ou rinçage de l'espace de tête de remplissage et du scellage de l'emballage. Pour ce faire, la vanne (4) d'arrivée de fluide est à nouveau fermée et on ouvre la vanne (5) d'arrivée de vapeur. Celle-ci s'écoule sous pression par les canaux (14) et (17), de manière à déplacer la matière résiduelle vers la conduite (6) ouverte, sur la conduite de vindange (22), la tête de scellage (12) étant en position haute. Pendant ou à la fin de cette opération de nettoyage, l'anneau de scellage (24) est chauffée, fermant ainsi l'emballage (7). Les machoires (11) peuvent alors libérer ledit emballage.
La Fig. 4 montre le dispositif selon l'invention avant de remettre un nouvel emballage. La vanne (4) d'arrivée de fluide est fermée et la vanne (5) d'arrivée de vapeur est dans sa position la plus haute, de manière à ce que le cône (18) appuie contre le siège (25) de la vanne (5). La vapeur arrivant de A passe par l'alésage (19), ce qui donne une faible quantité de vapeur qui arrive sur les canaux (14) et (17), formant ainsi un rideau de vapeur qui évite l'infection de l'espace de tête de remplissage pendant le changement d'emballage.
On dispose ainsi d'un système très performant et sûr, dans lequel on minimise les risques d'infection grâce à une arrivée de vapeur spécifique aussi bien pendant la phase de stérilisation que pendant le changement d'emballage devant être rempli.