BRPI0712284A2 - método para controlar instalação envasilhadora - Google Patents

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Abstract

MéTODO PARA CONTROLAR INSTALAçãO ENVASILHADORA Através de um método para controlar uma instalação envasihadora (3), que apresenta uma multiplicidade de elementos de envasilhamento comandáveis (12, 13) com de fluxómetros (18), são melhoradas instalações envasilhadoras, que são adequadas também para a aplicação asséptica, de tal forma que, ao ocorrerem certas interferências, a instalação continue funcionando pelo menos temporariamente sem que seja preciso realizar imediatamente um reparo. Isso é possível pelo fato de, para controlar o tempo de abertura de um primeiro elemento de envasilhamento (12), o tempo de abertura necessário para a circulação do volume de líquido nominal de pelo menos um segundo elemento de envasilhamento (13) ser medido por meio do fluxómetro (18,) que ali se encontra, e de o primeiro elemento de envasilhamento (12) ser aberto durante o período de abertura medido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA CONTROLAR INSTALAÇÃO ENVASILHADORA"
A presente invenção refere-se à um método para controlar uma instalação envasilhadora, de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1. Instalações para o envasilhamento asséptico de um produto de envasilhamento líquido em garrafas ou recipientes congêneres vêm ganhando cada vez mais importância. Muitas vezes é necessário envasilhar assepticamente um produto de envasilhamento líquido, ou seja, sob condições de espaço asséptico (p.ex. espaço asséptico classe 100), em garrafas ou recipientes congêneres, e fechá- los em seguida também sob condições de espaço asséptico, por exemplo durante envasilhamento de bebidas muito sensíveis, como por exemplo produtos lácteos, sucos ou durante envasilhamento de produtos medicinais etc. O mesmo se aplica para o envasilhamento de produtos higiênica ou microbiologicamente sensíveis sob condições de ar quase estéreis, como por exemplo no caso de vinho, cerveja ou sucos de frutas com água gaseificada. Para o envasilhamento asséptico são basicamente conhecidas instalações que formam, dentro de um compartimento fechado, um espaço asséptico ou área de espaço asséptico fechado para fora, preenchido com ar esterilizado filtrado, ao longo do qual se estende um trajeto de transporte para os recipientes ou garrafas, no qual estão previstos em seqüência, dentro da área de espaço asséptico, uma enxaguadora , uma máquina envasilhadora e uma tampadora no sentido de transporte. Em geral, essa área de espaço asséptico é circundada por uma área de segurança, na qual estão previstas, entre outros, comportas ou passagens para a condução dos recipientes vazios a serem envasilhados ou para a condução dos recipientes envasilhados e fechados. Além disso, são conhecidos elementos de envasilhamento em diferentes execuções para o enchimento de garrafas ou de recipientes congêneres com um produto de envasilhamento líquido, especialmente para o enchimento de garrafas com bebidas, inclusive em execuções na forma de elementos de envasilhamento para o enchimento com controle de volume (enchimento volumétrico). No caso desses elementos de envasilhamento é previsto, em uma tubulação para líquido, entre uma fonte do produto de envasilhamento liquido (p.ex reservatório ou caldeira) e o respectivo elemento de envasilhamento, um fluxômetro que transmite um sinal de medição ou de comando a com equipamento de comando central (computador) da máquina envasilhadora, sinal esse que ocasiona o término do processo de envasilhamento, ou seja, o fechamento da válvula de líquido.
Para manter esterilizadas as instalações de envasilhamento assépticas descritas, é necessário, conforme foi descrito, impedir o acessode qualquer contaminação procedente de fora. Se for necessário, no entanto, abrir a área asséptica para, por exemplo, efetuar reparos, será necessário fazer em segida uma limpeza intensiva e demorada e uma desinfecção de toda a área. Por essa razão, cada abertura da área, ainda que seja rápida, por exemplo para realizar um reparo, provoca prejuízos financeiros que vão muito além daqueles que ocorrem em instalações convencionais. É tarefa da presente invenção melhorar instalações de envasilhamento, que sejam adequadas especialmente para a aplicação asséptica, de tal forma que, em caso de interferências, seja possível pelo menos manter o seu funcionamento temporário, sem que seja necessário realizar um reparo imediatamente.
A presente invenção soluciona esse problema por meio de um método para o comando de uma instalação de envasilhamento com as características da reivindicação 1.
Desse modo, uma instalação, de acordo com a invenção, pode continuar funcionando apesar de um defeito em um fluxômetro instalado em um elemento de envasilhamento, sem que o reparo do fluxômetro defeituoso tenha que ser imediatamente realizado. Através do emprego de um tempo de abertura recém- medido de um segundo fluxômetro é possível realizar um enchimento dos recipientes de modo relativamente seguro, inclusive através do primeiro elemento de envasilhamento com defeito. Também no caso das condições atuais de funcionamento que se alteram freqüentemente, como, por exemplo, no que diz respeito à pressão do produto de envasilhamento nos tubos de alimentação ou alterações na velocidade da instalação envasilhadora, como um todo, são levadas em consideração as atuais condições nas proximidades do elemento de envasilhamento com defeito, de modo que a quantidade de envasilhamento nominal apresente variações bem redzidas, e, consequentemente, possam ser devidamente cumpridas as exigências scorrespondentes com relação às variações das quantidades de envasilhamento, inclusive em caso de interferências.
Desse modo, uma instalação pode continuar funcionando por um período de tempo bastante razoável, sem que sua capacidade seja reduzida ou a quantidade dos envasilhamentos incorretos aumente de modo significativo. Desse modo, poderá ser feita a troca necessária do elemento de envasilhamento com defeito ou do fluxômetro com defeito em um intervalo, durante o qual seja, de qualquer modo, necessária ou esteja prescrita uma desinfecção programada de toda a instalações envasilhadora. Assim, o tempo de paralisação necessário de toda a instalação se estenderá apenas pelo intervalo necessário para a troca propriamente dita. Com isso evita-se uma desaceleração ou aceleração adicional de toda a instalação e a desinfecção necessária não programada.
Arranjos vantajosos da invenção constam das reivindicações dependentes. Assim, é vantajoso utilizar, no caso de elementos de envasilhamento circulantes, como segundo elemento de envasilhamento, o elemento que antecede o primeiro elemento de envasilhamento na direção de circulação. No caso de um tipo construtivo usual de instalações envasilhadoras, os elementos de envasilhamento são fixados em um rotor grande giratório, que pode também sustentar um tanque com o produto a ser envasado. Como o nível de enchimento no interior desse tanque, com o passar do tempo, varia muito e como ocorrem até mesmo fortes variações espaciais no interior do tanque durante o funcionamento, a pressão de envasilhamento aplicada nos elementos de envasilhamento, dependendo de sua posição e dos eventos temporais, está sujeita a variações muitos fortes. Problemas semelhantes ocorrem quando cada elemento de envasilhamento porta seu próprio recipiente para o produto de envasilhamento.
No caso desse tipo construtivo de instalação, é vantajoso empregar o elemento de envasilhamento que antecede o elemento de envasilhamento com o fluxômetro defeituoso na direção de circulação para determinar o tempo de abertura necessário, já que, devido à proximidade, em termos de espaço das linhas de alimentação em relação ao tanque de envasilhamento, esse elemento está sujeito a condições muito semelhantes às do elemento com defeito. Desse modo, o tempo de abertura necessário pode ser empregado com relativa precisão para o elemento de envasilhamento com defeito.
Desse modo, o sinal de abertura de válvula do segundo elemento de envasilhamento, retardado, pelo tempo de rotação necessário e dependente da velocidade do rotor, em uma posição de envasilhamento, é aplicado ao primeiro elemento de envasilhamento. Tão logo a volume de líquido nominal tenha sido medido no segundo elemento de envasilhamento precedente, por meio do fluxômetro ali presente, este é fechado e o impulso de fechamento, por sua vez retardado com relação ao tempo de rotação necessário, também é transmitido para o primeiro elemento de envasilhamento.
O método pode ser aplicado de modo especialmente vantajoso no caso de defeito do fluxômetro do primeiro elemento de envasilhamento. Eventualmente, pode ser vantajoso modificar o tempo de abertura medido do segundo elemento de envasilhamento através de um fator de correção, para o cálculo do tempo de abertura necessário do primeiro elemento de envasilhamento.
Esse fator pode levar em conta, por exemplo, desvios estacionários da velocidade do caudal do primeiro elemento de envasilhamento e do segundo elemento de envasilhamento, que podem ocorrer devido às características estruturais.
Pode ser vantajoso o fato de os tempos de abertura do último ou de vários processos precedentes de envasilhamento, necessários para a circulação do volume de líquido nominal, poderem ser armazenados para cada elemento de envasilhamento.
Se o uso direto do tempo de abertura do segundo elemento de fluxo, eventualmente alterados por meio de um fator de correção, não se mostrar suficiente, é possível chegar a outras conclusões quanto ao atual comportamento da máquina, que resultem dos tempos de abertura armazenados, que resultam dos tempos de abertura armazenados e aplicá-las para o cálculo do fator de correção.
Por essa razão, pode ser conveniente que o fator de correção seja aferido mediante análise dos tempos de abertura armazenados do primeiro e do segundo elemento de envasilhamento. Para realizar as funções acima descritas, está prevista pelo menos uma unidade de computador ou de controle central. Como a aplicação de unidades de controle desse tipo é conhecida também em máquinas de tratamento de recipientes, não são necessárias outras concretizações quanto a essas unidades. Foi dispensada uma representação também nas figuras.
A invenção refere-se, além disso, a uma unidade de controle para realizar o método de acordo com a invenção, assim como a uma instalação envasilhadora com uma unidade de controle correspondente.
As vantagens descritas e outras da invenção constam do desenho anexo, onde:
A figura 1 mostra uma vista lateral esquemática, parcialmente em corte, de uma instalação envasilhadora asséptica para o uso de acordo com a invenção, assim como
A figura 2 mostra uma vista lateral parcialmente em corte através de uma válvula de envasilhamento para o uso de acordo com a invenção.
Um trajeto de envasilhamento asséptico, em geral assinalado pelo numero 1, para o uso com o comando de acordo com a invenção, aparece ilustrado na figura 1. Ali encontram-se, dispostas em seqüência, uma enxaguadora 2, uma instalação envasilhadora 3 e uma tampadora 4 em um compartimento fechado 5. Garrafas 6 ou recipientes congêneres são transportados por meio de um dispositivo de transporte, em um dos lados, através de uma comporta 7, para dentro do compartimento 5 e lavadas e desinfetadas mais uma vez, primeiramente pela enxaguadora 2, antes de serem enchidas. Em seguida as garrafas 6 passam pela instalação envasilhadora 3 e ali são, após serem enchidas, tampadas com um fecho na máquina automática tampadora 4. Em seguida as garrafas 6 passam por uma outra comporta 8, através da qual elas deixam novamente o ambiente esterilizado no interior do compartimento asséptico 5.
Para alimentgar o interior da instalação asséptica com ar fresco são previstos dispositivos de alimentação de ar 9, que conduzem o ar, após ele ter sido esterilizado por mecanismos de filtração não detalhadamente ilustrados, ao interior da instalação.
A máquina envasilhadora 3 apresenta um rotor giratório 10, que gira em torno do eixo vertical de máquina 11 através de um sistema de acionamento não detalhadamente ilustrado. As garrafas 6 , depois de deixarem a enxaguadora 2, são apanhadas pelo rotor 10 e circulam juntamente com este sobre uma pista semi-circular ao longo da máquina envasihadora 3.
No rotor 10 estão dispostos elementos de envasilhamento 11, especialmente um primeiro elemento de envasilhamento 12 ou um segundo elemento de envasilhamento 13. As garrafas circulam sob a abertura de enchimento do elemento de envasilhamento 12, 13 com a mesma velocidade de rotação do rotor 10, através da máquina envasilhadora 3. Os elementos de envasilhamento 12, 13 são abertos e o produto a ser envasado entra para o interior das garrafas 6. Após a passagem da quantidade necessária do produto de envasilhamento, os elementos de envasilhamento 12, 13 são novamente fechados e as garrafas 6 são conduzidas para fora da máquina envasilhadora 3, até a tampadora 4. O enchimento de outros recipientes, como por exemplo de latas, garrafas multicompartimentais é feito de forma análoga. A estrutura de um elemento de envasilhamento 12, 13 aparece ilustrada detalhadamente na figura 2.
Um elemento de envasilhamento 12, 13 desse tipo apresenta em sua extremidade inferior uma válvula de envasilhamento 14, que pode ser aberta e fechada, por exemplo através de uma biela, por um elemento de comutação eletromecânico 15. Em um recipiente de líquido 16 encontra-se o produto a ser envasado, por exemplo uma bebida ou um produto médicinal líquido. O nível de enchimento 17 do reservatório 16 depende de uma série de fatores, por exemplo do tempo desde o último processo de envasilhamento ou do volume de líquido do do sistema de alimentação, não detalhadamente ilustrado, que fornece o líquido a ser envasado à máquina envasilhadora 3. Devido à alteração constante do nível de líquido 17, a pressão de envasilhamento na válvula de envasilhamento 14 está sujeita a fortes oscilações, de modo que a velocidade de fluxo e portanto o tempo necessário para obter uma determinada quantidade de envasilhamento na garrafa situada embaixo, também oscila. Para introduzir sempre uma quantidade constante nas garrafas 6 apesar das oscilações, está previsto um fluxômetro 18 indutivo magneticamente, que pode determinar com exatidão a quantidade de líquido que circula pela válvula 14.
O método, de acordo com a invenção, é realizado como segue: No caso em que o fluxômetro do elemento de envasilhamento 12 falha, a quantidade circulante do produto de envasilhamento não pode ser mais determinada com exatidão, devido, conforme descrito, aos parâmetros de máquina fortemente oscilantes. Por esse motivo, é medido o tempo de abertura do elemento de envasilhamento 13 antecessor no sentido de circulação. Este é o tempo que transcorre desde a abertura da válvula de envasilhamento do elemento de envasilhamento 13 até o seu fechamento, sendo que esse tempo é apurado por meio do fluxômetro ainda intacto ali presente. Em seguida, a válvula de envasilhamento do elemento de envasilhamento 12 é então aberta pelo mesmo intervalo, sendo que o impulso de partida é feito com retardo do tempo, do qual necessita o elemento de envasilhamento 12, para ser girado pelo rotor 10 na mesma posição de partida, na qual a válvula de envasilhamento 13 encontrava-se antes no momento de arranque de seu processo de envasilhamento.
Disso resulta que circunstancialmente as duas válvulas de envasilhamento são abertas por um intervalo que se sobrepõe, já que o impulso de arranque e o impulso de parada da válvula intacta 13, retardados pelo tempo de rotação correspondentemente necessário, dependente da velocidade de rotação do rotor 10, são transmitidos para o primeiro elemento de envasilhamento 12 com defeito.
Como o primeiro elemento de envasilhamento 12 com defeito e o segundo elemento de envasilhamento intacto 13 se encontram próximos dentro da máquina, as condições, que ali predominam, são relativamente semelhantes, de forma que o método acima descrito conduz a um envasilhamento satisfatório, inclusive através do elemento de envasilhamento com defeito 12.
A troca do fluxômetro com defeito pode ser feita na próxima paralisação da instalação 1, de acordo com o turno, uma vez que nesse caso, seria necessária uma limpeza completa e desinfecção do interior do compartimento 5.
Se o procedimento acima descrito ainda não produzir resultados de envasilhamento satisfatórios, os tempos de abertura de outros elementos de envasilhamento convenientemente antecessores, poderão ser incluídos no cálculo do tempo de abertura para o elemento de envasilhamento 12 com defeito, por exemplo pelo estabelecimento de um valor médio. Parâmetros estatísticos para a correção do tempo de abertura também são possíveis, por exemplo com base em volumes de líquido em geral diferentes de cada um dos elementos de envasilhamento, condicionado pelos dados estruturais ou pelo prolongamento ou encurtamento geral do tempo de abertura em torno de um determinado valor, para obter tendencialmente antes um enchimento a mais ou a menos do recipiente, conforme o que se mostrar mais conveniente em relação ao funcionamento da instalação. Além do uso de fatores fixos para esses valores, pode ser conveniente se os tempos de abertura desses ou de todos os elementos de envasilhamento forem armazenados por um determinado período e analisados por fluxômetros em condições de funcionamento.
A presente invenção naturalmente não se limita ao exemplo de concretização acima, e pode ser modificada sob diversificados aspectos, sem que a idéia inventiva básica seja abandonada. Assim, o arranjo das máquinas mencionadas bem como a complementação com outros modelos podem ser variáveis. O mesmo se aplica aos recipientes utilizados para o envasilhamento assim como ao produto de envasilhamento a ser envasado. Finalmente, a invenção também pode ser utilizada, basicamente, em instalações envasilhadoras convencionais, não assépticas, para minimizar os tempos de paralisação.
LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA:
1- Segmentodeenvasilhamento
2- Enxaguadora
3- Instalação envasilhadora
4- Tampadora
5- Compartimento
6- Garrafas
7- Comporta
8- Comporta
9- Dispositivos de alimentação de ar
10- Rotor
11- Eixo vertical de máquina
12- Primeiro elemento de envasilhamento
13- Segundo elemento de envasilhamento 14- Válvula de envasilhamento
15- Elemento de comutação eletromecânico
16- Reservatório
17- Nível de enchimento
18- Fluxômetro

Claims (11)

1. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA" (3), que apresenta inúmeros elementos de envasilhamento comandáveis (12, 13) com fluxômetros (18), CARACTERIZADO pelo fato de, para controlar o tempo de abertura de um primeiro elemento de envasilhamento (12), o tempo de abertura necessário para a circulação do volume de líquido nominal de pelo menos um segundo elemento de envasilhamento (13) ser medido por meio do fluxômetro (18) que ali se encontra, e de o primeiro elemento de envasilhamento (12) ser aberto pelo tempo de abertura medido.
2. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de os elementos de envasilhamento (12, 13) girarem, e de ser utilizado como segundo elemento de envasilhamento (13) o elemento que antecede o primeiro elemento de envasilhamento (12) no sentido de circulação.
3. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de o método ser empregado somente em caso de um defeito do fluxômetro (18) do primeiro elemento de envasilhamento (12).
4. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de, para calcular o tempo de abertura necessário do primeiro elemento de envasilhamento (12), ser modificado o tempo de abertura medido do segundo elemento de envasilhamento (13) através de um fator de correção.
5. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de os tempos de abertura necessários para a circulação do volume de líquido nominal do último ou de vários processos de envasilhamento anteriores serem armazenados para cada elemento de envasilhamento (12, -13).
6. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de o fator de correção ser apurado pela análise dos tempos de abertura do primeiro (12) e do segundo (13) elemento de envasilhamento armazenados.
7. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com a reivindicação 4 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de os tempos de abertura de outros elementos de envasilhamento (11) serem adicionalmente medidos e o fator de correção ser apurado pela análise dos valores médios ponderados dos tempos de abertura medidos dos outros elementos de envasilhamento (12, 13).
8. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de serem empregados como fluxômetros (18) equipamentos de medição magnético-indutivos.
9. "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de serem empregados, como elementos de envasilhamento, válvulas comandáveis por via eletromecânica e/ou pneumática e/ou hidráulica.
10. UNIDADE DE CONTROLE DE "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", CARACTERIZADA pelo fato de ela ser destinada à realização de um método conforme definido na reivindicação 1 ou em qualquer uma das reivindicações seguintes.
11. INSTALAÇÃO ENVASILHADORA DE "MÉTODO PARA CONTROLAR UMA INSTALAÇÃO ENVASILHADORA", CARACTERIZADA pelo fato de ela ser provida de uma unidade de controle para a realização de um método conforme definidio na reivindicação 1 ou em qualquer uma das reivindicações seguintes.
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