Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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La présente invention a trait à un indicateur de
vieillissement destiné à repérer l'état d'un produit péris-
sable.
On sait que de nombreux produits de consommation
courante tels que les produits alimentaires, pharmaceutiques
ou cosmétiques sont des denrées périssables, dont les pro-
priétés ou caractéristiques se degradent au cours du te~ps.
C'est pour cette raison qu'on a pris l'habitude d'indiquer
sur certaines marchandises des dates limites d'utilisation
ou de vente de fa~on que l'on sache, que passé telle date,
les produits en question ont perdu leurs qualités essentielles
ou sont impropres à la consommation.
Cependant, la durée n'est qu'un élément qui mesure
imparfaitement le phénomène de vieillissement des denrées pé-
rissables. En effet, d'autres facteurs principaux intervien-
nent dans la dégradation des produits; ce sont notamment
l'humidité relative, les rayonnements, l'oxydation et la
température. Si le choix de l'emballage permet souvent d'at-
ténuer l'action des trois premiers paramètres, par contre, il
est plus difficile de réaliser des conditionnements isothermes
qui soient à la fois efficaces et peu onéreux, alors que le
produit peut être soumis à des variations considérables de
températures au cours de son existence, en particulier pendant
les transports dans les cales de navire ou pendant le stockage
sur le quai des gares.
On a donc été amené à concevoir des moyens de surveil-
lance de la température qui sont apposés sur les denrées péris-
sables. Parmi ces moyens, on peut citer des enregistreurs de
températures miniaturisést mais de tels dispositifs sont
onéreux; leur autonomie (un mois environ) est trop faible et,
en outre, llinterprétation des mesures ne peut être faite que
-1- ~
llSC~79
par un personnel qualifié. On a, certes, proposé des moyens
moins onéreux, consistant en des rubans munis de pastilles
indicatrices de température. La modification de leur couleur
indique la température maximum subie par les marchandises.
Mais, de tels systèmes ne donnent pas d'information sur la
durée de l'action de la température. De plus, il arrive
fréquemment que les pastilles indicatrices de température,
en subissant le vieillissement, soient dégradées et n'apportent
plus l'indication attendue.
Ainsi, les moyens utilisés jusqulà ce jour, que ce
soit des enregistreurs de température miniaturisés ou des
pastilles indicatrices de température ne permettent pas d'inté-
grer les variations de température sur des périodes de temps
prolongées pour donner une représentation du vieillissement
des denrées sur lesquelles ils sont apposés.
La présente invention vise à réaliser un indicateur
de vieillissement capable d'intégrer l'action de la température
et du temps et permettant d'apprécier, par une simple lecture,
le vieillissement des produits sur lesquels l'indicateur est
apposé. La présente invention vise, en outre, à décrire un
indicateur de vieillissement, qui soit de taille réduite et
peu onéreux, de facon à en permettre un emploi généralisé sur
des produits de consommation courante.
L'indicateur se]on l'invention est basé sur le prin-
cipe bien connu de diffusion d'un fluide à l'état liquide ou
gazeux à travers une membrane perméable. On sait, en effet,
que pour une température Tor la quantité de gaz traversant une
membrane est de la forme:
qTO = K S t (Pint Pext)
formule dans laquelle:
~15(;~979
qTO = quantité de gaz en cm3 traversant la membrane à la tem-
pérature To (exprimée en K)
K = coefficient de perméabilité
e = épaisseur du matériau en mm
S = surface (m2)
t = temps (jours)
Pint ~ PeXt = différence de pression du gaz entre chaque face
de la membrane (en bars)
Lorsque la température varie, la diffusion varie
suivant la loi D'Arrhénius:
qT = C e ~ E/RT
qTo
formule dans laquelle:
T = température en K
C et E = constantes caractéristiques du couple membrane/produit
R = constante des gaz parfaits
qT et QTO = quantités de gaz (en cm3) traversant la membrane
respectivement aux températures T et To exprimés
en K
Ainsi, pour une membrane dont la perméabilité aux
fluides obéit à la loi d'Arrhénius, la quantité de fluide qui
traverse cette membrane est directement fonction du temps et
de la température. Par conséquent, la détermination de la
quantité de fluide perdu peut permettre l'évaluation du degré
de vieillissement d'une denrée à contrôler. Cette mesure de la
quantité de fluide perdu peut bien entendu, se faire par pesée,
si la membrane perméable constitue par exemple, un sachet fermé
qui renferme un fluide. Le sachet en question peut accompagner
une marchandise, dont on désire mesurer le vieillissement;
la mesure de la quantité de fluide perdu est opérée, dans ce
cas, en pesant directement le sachet en soustrayant le poids
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obtenu du poids initial du sachet. En variante, plutôt que
de déterminer par pesée la quantité de fluide perdu, on peut
avantageusement repérer la variation du niveau de fluide,
par exemple, de liquide à l'intérieur d'une enveloppe perméa-
ble. Dans cette variante, l'enveloppe perméable se présente
avantageusement sous la forme d'au moins un tube fermé à ses
deux extrémités. Sous l'effet de la température et du temps,
le tube perd progressivement son liquide intérieur et, grâce
à une échelle juxtaposée au tube, la lecture du niveau du li-
quide fournit l'indication du vieillissement.
Il convient de choisir une membrane qui, en fonction
de la température et de la durée, ne laisse passer qu'une très
faible quantité de fluide, d'une part, dans le but d'éviter de
souiller la marchandise à laquelle est associé l'indicateur de
vieillissement et, d'autre part, pour pouvoir évaluer le vieil-
lissement sur des périodes de temps relativement longues. La
société déposante a pu constater, à cet égard, que les mem-
branes réalisées en des matières plastiques usuelles telles
que du polyèthylène, du polypropylène, du chlorure de polyvi-
nyle convenaient bien. Ainsi qu'on l'a vu, le principe de
fonctionnement de l'indicateur selon l'invention est bien connu,
mais il n'a~ait jamais été jusqu'ici proposé de mesurer le
vieillissement de denrées par la détermination de la quantité
de fluide perdu à travers une membrane perméable. De la même
façon, on savait déjà que la plupart des matières plastiques
n'étaient pas totalement imperméables mais se laissaient
traverser par de faibles quantités de fluide lors d'un stockage
prolongé. La propriété de ces matières plastiques qui, pour
le conditionnement de liquides peut constituer un grave
inconvénient, est mise à profit dans la présente invention
pour réaliser la membrane des indicateurs de vieillissement.
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~lSG`~4~9
Dans cette application, la perméabilité des matières plastiques
n'est plus un inconvénient mais bien au contraire une caracté-
ristique indispensable.
La présente invention a donc pour objet le produit
industriel nouveau que constitue un indicateur de vieillisse-
ment destiné à être associé à une marchandise, notamment un
produit périssable tel qu'un produit alimentaire, pharmaceutique
ou cosmétique dont on désire évaluer le vieillissement, carac
térisé par le fait qu'il consiste en au moins une enveloppe
fermée définissant un seul compartiment et contenant au moins
un fluide capable de diffuser ou de migrer à l'extérieur
de l'enveloppe, à travers au moins une partie de ladite enve-
loppe en fonction du temps et de la température, l'évaluation
du vieillissement de la marchandise associée étant effectuée
par repérage de la quantité de fluide perdue par ladite
enveloppe.
Dans un mode préféré de réalisation, l'enveloppe
fermée perméable se présente sous la forme d'un tube ou d'un
sachet de petites dimensions; l'enveloppe fermée perméable
est en matière plastique; la matière plastique mise en oeuvre
est choisie dans le groupe formé par le polyéthylène, le poly-
propylène, le chlorure de polyvinyle, les polymères de
l'acrylonitrile de téréphtalate d'éthylène, le polystyrène,
les polymères acétates et les élastomèresi la paroi de l'en-
veloppe fermée perméable peut être uniquement réalisée en
matière plastique mais elle peut aussi être constituée par
un stratifié, ou complexe dont l'une des couches est en
matière plastique, par exemple, un complexe matière plastique
métal ou matière plastique papier; l'enveloppe fermée perméable
contient, de préférence, de l'eau, des alcools, des solvants
et leurs mélanges. Parmi les alcools, qui sont utilisables
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dans la présente invention, on peut citer: l'alcool éthylique,
l'alcool isopropylique, l'alcool butylique, etc... Parmi les
solvants, qui sont utilisables dans la présente invention, on
peut citer: le benzène, le chloroforme, le tétrachlorure de
carbone, le toluène, etc... Outre les liquides précités,
on peut également utiliser comme fluide, capable de diffuser
ou de migrer à l'extérieur de l'enveloppe fermée perméable,
les vapeurs provenant de solldes sublimables, tels que les
vapeurs de camphre, de polyoxyméthylène, d'acide laurique,
par exemple.
Avantageusement, l'indicateur de vieillissement
est disposé à l'intérieur d'un revêtement imperméable, par
exemple, en aluminium, jusqu'au moment de sa mise en oeuvre.
Dans une première variante de réalisation, l'indica-
teur de vieillissement se présente sous la forme d'au moins un
tube en matière plastique ayant, de préférence, une épaisseur
de paroi régulière, ce tube étant associé à une échelle gra-
duée. L'appréciation du vieillissement s'effectue par repérage
du niveau de liquide résiduel à l'intérieur du tube par rap-
port aux graduations de l'échelle. Chaque graduation peut cor-
respondre à une durée à température constante par exemple à
22C; la durée peut être, par exemple, exprimée en semaines,
mois, ou années à une température constante déter~inée.
Dans d'autres modes d'utilisation, on détermine une
échelle de vieillissement spécifique à la denrée périssable, à
laquelle l'indicateur de vieillissement est associé, selon la
méthode suivante:
a) on recherche le (ou les) critère(s) mesurable(s) de la
qualité Q du produit (cela peut être, par exemple, la
concentration de l'élément actif le plus fragile, la
quotation d'une propriéte organoleptique, l'évolution de la
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coalescence d'une émulsion);
b) on réalise des vieillissements parallèles de l'indicateur
et de la denrée périssable conditionnée, dont on désire
mesurer la dégradation de la qualité Q;
c) par comparaison de ces deux vieillissements parallèles, on
établit une échelle, sur laquelle on porte directement
des repères correspondant à ~a dégradation de la denrée à
contrôler, par exemple, des repères indiquant que la denrée
doit être contrôlée avant sa mise en vente ou signalant
sa fin d'utilisation normale.
Dans une deuxième variante de réalisation, l'indica-
teur selon l'invention est destiné à donner un seul repère du
vieillissement de la denrée à contrôler, notamment la fin
d'utilisation normale d'un produit en faisant apparaltre un
texte ou des symboles in~diquant que le produit associé à l'in-
dicateur de vieillissement ne peut plus, par exemple, être
consommé. Dans ce cas, l'indicateur de vieillissement consiste
en un sachet fermé perméable dont l'une des grandes faces por-
te l'information de péremption, tandis que l'autre grande face
par où s'effectue la lecture de l'information, est transparente,
le sachet précité étant rempli d'un liquide opaque qui masque
l'information. Le vieillissement élimine progressivement le
liquide opaque du sachet, de sorte que l'information de pré-
remption finit par appara;tre a travers la paroi transparente du
sachet. Comme liquide opaque, on peut utiliser, par exemple,
de l'eau et des solvants colorés ainsi que des émulsions opaques,
qui deviennent transparentes par élimination d'un constituant
volatil.
Dans une troisième variante de réalisation, l'indica-
teur ne donne toujours qu'un repère du vieillissement de la
denrée à contrôler mais il laisse apparaître des indications
-
~:~5(~g7~
pendant la période d'utilisation normale du produit, ces indi-
cations disparaissant au moment où, par suite du vieillisse-
ment, le produit associé est dégradé. Comme précédemment,
l'indicateur de vieillissement se présente sous la forme d'un
sachet rempli d'un liquide; l'une des grandes faces du sachet
porte des indications, textes, ou symboles, tandis que l'autre
grande face opposée, par où s'effectue la lecture, consiste
en un film translucide qui reste transparent, lorsqu'il est
en contact avec le contenu liquide du sachet, par exemple,
avec de l'alcool ou de l'eau. Le film translucide peut être
en polypropylène. Après vieillissement, lorsque le sachet est
vide, le film redevient translucide et supprime la lecture de
l'information.
Pour-certaines denrées, la dégradation de leurs pro-
priétés peut s'accélérer brutalement, lorsque la température
dépasse une température limite de stabilité. L'indicateur de
vieillissement peut ainsi donner une indication fausse sur la
dégradation du produit, si celui-ci a été soumis àune tempé-
rature supérieure à la température limite de stabilité. Par
conséquent, il convient d'associer l'indicateur de vieillisse-
- ment selon l'invention à un indicateur de température qùi signale
tout dépassement de la température limite de stabilité de la
denrée. L'indicateur de température limite peut être constitué
par exemple, par une encre thermosensible irréversible,
des cires ou des paraffines ayant comme point de fusion, la
température limite de la denrée.
La présente invention a également pour objet un
procédé d'évaluation du vieillissement d'une marchandise
notamment d'un produit périssable tel qu'un produit alimen-
taire, pharmaceutique ou cosmétique, ce procédé consistant àassocier à la marchandise dont on désire suivre le vieillisse
115~79
ment, au moins une enveloppe fermée comportant une paroi
perméable à travers laquelle au moins un fluide peut migrer,
en fonction du temps et de la températurel caractérisé par le
fait que l'on utilise une enveloppe définissant un seul com-
partiment et renfermant le fluide précité, la paroi perméable
constituant tout ou partie de la paroi de l'enveloppe précitée,
et que l'on évalue le vieillissement par repérage de la quan-
tité de fluide perdue par ladite enveloppe.
Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente
invention, on va en décrire ci-après, à titre diexemples pure-
ment illustratifs et non limitatifs, deux modes de réalisation
représentés sur le dessin annexé.
Sur ce dessin:
- la figure 1 représente, en élévation, un indicateur de vieil-
lissement selon l'invention;
- la figure 2 représente la courbe d'abaissement du niveau de
liquide de l'indicateur de la figure 1 au bout de deux mois
et pour quatre températures différentes;
- la figure 3 représente la courbe de la figure 2 en coordonnées
logarithmi~ues;
- les figures 4, 5 et 6 représentent un indicateur de vieillis-
sement destiné à faire apparaltre une information de péremption,
I'indicateur étant représenté avant sa mise en oeuvre, au cours
du vieillissement et après apparitionde l'information de
péremption;
- la figure 7 représente une coupe selon VII-VII de la figure
5, et
- la ~igure 8 représente une coupe selon VIII-VIII de la figure
4.
En se référant à la figure 1 du de.ssinl on voit que
l'indicateur de vieillissement consiste, dans cet e~emple, en
115~}979
trois tubes (A) en polyéthylène, dont le diamètre e~térieur
est d'environ 4,5 mm. Les trois tubes (A) contiennent de l'al-
cool absolu coloré (C). Ces trois tubes sont so~dés hermétique-
ment à leur extrémité (B). Leur longueur est de 130 mm. La
hauteur initiale de la colonne d'alcool absolu coloré dans
chacun des trois tubes (A) est de 100 mm.
On utilise trois tubes de façon à pallier d'éventuel-
les dispersions d'épaisseur du matériau ou d'éventuelles irré-
gularités de son état cristallin, de sa plastification et,
plus généralement, pour mieux représenter les facterus suscep-
tibles de compromettre la reproductibilité de la perméabilité
des tubes aux vapeurs.
Sur la figure 2, on a représenté l'abaissement du
niveau d'alcool au bout d'une période isotherme de deux mois
pour les quatre températures suivantes: 22, 30, 37 et 45C.
On a porté en abcisses la température et en ordonnées l'abais-
sement moyen ~ D du niveau d'alcool (exprimé en mil~imètres)
à l'intérieur des tubes (A), au bout de deux mois.
Sur la figure 3, on a représenté le graphique de la
figure 2, en coordonnées semi-logarithmiques. On constate
que la diffusion de l'alcool à travers la paroi des tubes (A)
obéit à la loi d'Arrhénius.
L'indicateur de vieillissement de la figure l por-te
une échelle (Dj et chaque graduation correspond à un vieillis-
sement équivalent à une année à la température constante de
22C. La dernière graduation correspond à cinq années à 22C.
En variante, on aurait pu associer l'indicateur de la figure
l à une échelle indiquant la degradation de la denrée à laquelle
l'indicateur de la figure l est associé.
Il est clair que les caractéristiques de l'indicateur
de la figure 1 peuvent être aisément adaptées pour modifier
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li5~979
sa durée de vie, sa sensibilité et sa représentativité du
vieillissement des denrées à contrôler, sans sortie pour cela
du cadre de l'invention.
Sur les figures 4 à 8 du dessin,~on a représenté un
indicateur de vieillissement servant à indiqùer la fin d'utili-
sation d'une denrée. L'indicateur représenté consiste en un
sachet formé par soudage bord à bord de deux feuilles la, lb;
les deux feuilles la, lb forment un carré de 4 cm de côté;
elles sont en matière plastique transparente tcomplexe cello-
phane/polyacrylonitrile) et ont une épaisseur totale d'environ
0,05 mm; une pellicule d'aluminium 2 sur laquelle est imprimée
une formation de péremption 3 est fixée à demeure sur la face
lb du sachet. Au départ, le sachet est rempli d'~n liquide
opaque 4, tel que de l'eau colorée par exemple.
Sur la figure 4, on a représenté l'indicateur de
vieillissement avant sa mise en oeuvre, c'est-à-dire avant
son apposition sur la denrée à contrôler. Pour éviter toute
diffusion du liquide à travers la face la du sachet, cette
dernière est recouverte d'une pellicule d'aluminium 5 détachable.
Ainsi, l'indicateur de vieillissement est revêtu d'une enveloppe
imperméable constituée par les deux pellicules d'aluminium 2
et 5, de sorte que la perte de liquide par le sachet ne peut
pas se produire. Au moment où l'on associe l'indicateur à la
denrée à contrôler, on détache la pellicule d'aluminium 5 de
facon que la diffusion du liquide puisse avoir lieu à travers
la paroi transparente la. L'indicateur peut, si on le désire,
être fixé sur la denrée ou sur son emballage par sa face lb-2.
Le sachet perd progressivement son liquide coloré 4 (figure 5),
en fonction du temps et de la température, et finit par
permettre la lecture par transparence, à travers la face la
du sachet, de l'information de péremption.
llS(3979
Dans une autre variante, la paroi la du sachet peut
consister en un film translucide en polypropylène qui reste
transparent tant qu'il est en contact avec le liquide 4, qui
pourrait être, par exemple, de l'alcool ou de l'eau. Dans
cette variante, l'utilisateur peut lire par transparence
à travers la face la du sachet, une information signalant par
exemple que le produit peut être utilisé aussi longtemps que
cette information peut être lue, lorsque le sachet est entière-
ment vidé, c'est-à-d'ire, au moment où la denrée a par suite du
vieillissement naturel, perdu ses qualités essentielles ou est
impropre à la consommation, la face la du sachet qui n'est plus
en contact avec le liquide, devient translucide et empêche la
lecture de l'information.
Il est bien entendu que les modes de réalisation ci-
dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront don-
ner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour
cela du cadre de la présente invention.
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