Mesure de déformation des emballages pendant un cycle de traitement thermique en autoclave

Le traitement thermique en autoclave est une étape clé dans l’industrie agroalimentaire et pharmaceutique pour garantir la stérilité des produits. Si la maîtrise des paramètres thermiques (température, pression, temps) est essentielle pour assurer la sécurité microbiologique, la maîtrise des contraintes mécaniques appliquées aux emballages est tout aussi critique.

Pendant un cycle de pasteurisation ou de stérilisation, les emballages subissent des variations importantes de température et de pression qui peuvent provoquer des déformations, voire des ruptures d’étanchéité. La mesure et l’analyse de ces déformations sont donc essentielles pour optimiser les cycles, réduire les pertes et sécuriser l’intégrité des contenants.

Origine des déformations en autoclave

Sous l’effet combiné de la température et de la pression l’emballage peut se déformer. En effet, lors du traitement thermique l’emballage est soumis à :

• Une augmentation de la pression interne (dilatation du produit et des gaz résiduels)
• Une pression externe liée au fonctionnement de l’autoclave
• Des gradients thermiques entre le produit, l’espace de tête et la paroi.

Or un déséquilibre entre pression interne et pression externe peut entraîner :

• Bombage des couvercles,
• Déformation des parois (par exemple sur les barquettes plastique),
• Rupture de soudures.

La compréhension fine de ces phénomènes nécessite des outils de mesure adaptés.

Pourquoi mesurer les déformations ?

La mesure des déformations permet de :

• Valider la robustesse d’un nouvel emballage
• Optimiser les profils de contre-pression
• Réduire les défauts (fuites, soudures fragilisées, déformations visuelles)
• Améliorer la qualité perçue
• Réduire les coûts liés aux surpressions excessives (consommation en air comprimé)

L’objectif est donc d’atteindre un équilibre pression interne/pression externe optimal.

Méthode de mesure des déformations : l’utilisation du palpeur de déformation

L’utilisation d’un capteur de pression positionné dans l’emballage permet de comparer pression interne et pression externe et d’identifier les écarts critiques. Cependant cette solution n’est adaptée qu’aux emballages rigides (boites, bocaux).

Pour mesurer la déformation en temps réel sur des emballages souples ou semi rigides (ex : barquettes), l’utilisation d’un palpeur de déformation est la solution à privilégier. Le palpeur est un capteur qui mesure le déplacement en mm de la partie de l’emballage sur lequel il est positionné par ex :

• La déflexion d’un couvercle,
• La variation volumique d’une barquette recouverte d’un film,
• L’expansion ou la contraction d’une poche.

Conclusion

La mesure des déformations des emballages pendant un cycle de traitement thermique en autoclave constitue un outil essentiel pour passer d’un réglage empirique à une maîtrise fine des contraintes de température et de pression subies par l’emballage. Grâce aux technologies de mesure en temps réel sur les emballages souples et semi rigides il est possible :

• D’identifier précisément les phases critiques,
• D’optimiser les profils de contre-pression,
• De sécuriser l’intégrité des emballages,
• Et d’améliorer la performance globale du procédé.

En orange > déflexion

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