ES2254936T3 - Metodo y maquina envasadora para producir envases sellados de productos alimenticios vertibles a partir de piezas brutas precortadas de material de envasado en laminas. - Google Patents
Metodo y maquina envasadora para producir envases sellados de productos alimenticios vertibles a partir de piezas brutas precortadas de material de envasado en laminas.Info
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Abstract
Un método para producir un envase sellado de un producto alimenticio vertible a partir de una pieza bruta (2) precortada sustancialmente tubular de material de envasado en láminas con extremos abiertos opuestos (3, 4), comprendiendo dicho método las etapas de: - alimentar dicha pieza bruta (2) a un mandril formador correspondiente (9); - sellar un extremo (3) de dicha pieza (2) sobre dicho mandril (9) para formar un recipiente (6, 106, 206) abierto en el extremo opuesto (4); - retirar dicho recipiente (6, 106, 206) de dicho mandril (9); y - esterilizar dicho recipiente (6, 106, 206) inyectando un agente esterilizante en forma de vapor antes de llenarlo con dicho producto alimenticio vertible, comprendiendo también dicho método la etapa de precalentar dicho recipiente (6, 106, 206) antes de esterilizarlo; caracterizado porque dicha etapa de precalentar dicho recipiente (6, 106, 206) se realiza calentando dicho mandril (9).
Description
Método y máquina envasadora para producir envases
sellados de productos alimenticios vertibles a partir de piezas
brutas precortadas de material de envasado en láminas.
La presente invención se refiere a un método y a
una máquina envasadora para producir envases sellados de productos
alimenticios vertibles a partir de piezas brutas precortadas de
material de envasado en láminas.
Como es sabido, muchos productos alimenticios
vertibles, tal como zumo de frutas, leche UHT (tratada a
temperatura ultraalta), vino, salsa de tomate, etc., se venden en
envases producidos en máquinas de envasado totalmente automáticas a
partir de una sucesión de láminas de material de envasado, que se
pliegan para superponer y sellar los bordes opuestos, y formar así
unas respectivas piezas brutas sustancialmente tubulares o en forma
de manguito abiertas por ambos extremos.
El material de envasado puede comprender un
material plástico de capa única o múltiple, un material polímero,
un material polímero cargado de mineral o un material de tipo
cartulina laminada.
Por ejemplo, un material de envasado conocido de
tipo cartulina tiene una estructura multicapa que comprende una
capa de material de papel cubierta por ambos lados con capas de
material plástico termosellable, por ejemplo polietileno, y en el
caso de envases asépticos para productos de almacenamiento duradero,
tal como leche UHT, comprende una capa de material de barrera
definida, por ejemplo, por una película de aluminio y que está
superpuesta sobre una capa de material plástico termosellable y que,
a su vez, está cubierta por otra capa de material plástico
termosellable que forma finalmente la cara interior del envase que
está en contacto con el producto alimenticio.
Para producir envases sellados en máquinas
envasadoras convencionales, las piezas brutas tubulares se
alimentan a mandriles formadores respectivos que son móviles a lo
largo de una trayectoria dada. Más específicamente, las piezas
brutas se alimentan sucesivamente a los mandriles formadores
respectivos en una sección de entrada; son plegadas y selladas cada
una de ellas por un extremo a lo largo de dicha trayectoria; y se
retiran de los mandriles en una sección de salida, en donde son
alimentadas a un transportador y transferidas a una parte aséptica
de la máquina envasadora, en donde cada una de ellas es esterilizada
y llenada. Según se sabe, el eje de cada mandril formador puede ser
horizontal y paralelo, o transversal o vertical, con respecto a su
dirección de desplazamiento.
Más específicamente, los extremos plegados de las
piezas brutas se sellan normalmente presionando los extremos entre
los extremos respectivos de los mandriles formadores y un miembro de
presión calentado, para obtener una serie de recipientes, cada uno
de ellos con un extremo abierto a través del cual se llena el
recipiente con el producto alimenticio.
El extremo sellado puede definir igualmente la
parte superior o la parte inferior del envase acabado.
Los recipientes abiertos son alimentados por
medio del transportador correspondiente hacia la parte aséptica de
la máquina envasadora y por debajo de una estación de
precalentamiento con aire caliente estéril. El precalentamiento
dura normalmente dos ciclos de máquina, y el aire estéril se extrae
de un depósito y se calienta con calentadores de resistencia
eléctrica.
Los recipientes precalentados son alimentados
entonces hacia una estación esterilizadora, en donde se les inyecta
un agente esterilizante en forma de vapor, normalmente con una base
de peróxido de hidrógeno (H2O2), la cual se elimina en una estación
secadora complementaria.
La finalidad de la operación de precalentamiento
es garantizar que la temperatura superficial de los recipientes en
la estación esterilizadora sea unos pocos grados superior a la
temperatura de condensación del vapor de peróxido de hidrógeno; de
hecho, cualquier condensado de peróxido de hidrógeno residual es
difícil de eliminar en la estación secadora, que está diseñada
únicamente para eliminar el vapor, y, por tanto, dicho condensado
puede permanecer en el producto envasado.
La cantidad de agente esterilizante residual
permitido en el producto envasado se rige por regulaciones
estrictas, estando la cantidad máxima en la zona de 0,5 partes por
millón.
Las máquinas envasadoras del tipo anterior se
usan amplia y satisfactoriamente en una gama extensa de industrias
alimenticias, y el rendimiento de la estación esterilizadora en
particular cumple de sobra los requisitos que gobiernan la
esterilidad de los envases y la cantidad de agente esterilizante
residual.
Sin embargo, dentro de la industria, se siente la
necesidad de una mejora adicional, en particular en lo que se
refiere a la eliminación del agente esterilizante residual.
El precalentamiento con aire caliente estéril
deja de garantizar una temperatura uniforme en toda la superficie
interior calentada de los recipientes, de modo que la temperatura de
ciertas áreas superficiales, por ejemplo en las regiones de
esquina, puede estar por debajo de la temperatura de condensación
del vapor de peróxido de hidrógeno, dando así como resultado una
condensación localizada del vapor y las consecuencias arriba
indicadas.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un método y una máquina envasadora para producir
envases sellados de productos alimenticios vertibles a partir de
piezas brutas precortadas de material de envasado en láminas,
diseñados para proporcionar una solución directa, efectiva y de bajo
coste al problema anterior.
Según la presente invención, se proporciona un
método para producir envases sellados de productos alimenticios
vertibles a partir de piezas brutas precortadas de material de
envasado en láminas según se consigna en la reivindicación 1.
Según la presente invención, también se
proporciona una máquina envasadora para producir envases sellados
de productos alimenticios vertibles a partir de piezas brutas
precortadas de material de envasado en láminas según se consigna en
la reivindicación 2.
Se describirá una realización preferida no
limitativa de la presente invención a modo de ejemplo con
referencia a los dibujos anexos, en los que:
La figura 1 muestra una vista en planta superior
esquemática de una máquina envasadora, según la presente invención,
para producir envases sellados de productos alimenticios vertibles a
partir de piezas brutas precortadas de material de envasado en
láminas;
La figura 2 muestra una sección a mayor escala a
lo largo de la línea II-II de la figura 1;
La figura 3 es una vista en perspectiva de un
recipiente semiacabado que tiene un extremo sellado y un extremo
abierto; y
La figura 4 es una vista en perspectiva de un
recipiente semiacabado que tiene un extremo sellado con una porción
de cuello provista de un tapa de rosca, y un extremo abierto.
El número 1 de la figura 1 indica en su totalidad
una máquina envasadora para producir envases sellados (no
mostrados) de productos alimenticios vertibles a partir de piezas
brutas precortadas 2 sustancialmente tubulares o con forma de
manguito de material de envasado con extremos abiertos opuestos 3,4
y con una sección transversal circular o poligonal.
Según se ha indicado, el material de envasado
puede comprender un material de tipo cartulina laminada, material
plástico de capa única o múltiple, material polímero, o polímeros
cargados de mineral.
La máquina envasadora 1 comprende sustancialmente
una estación selladora 5 para sellar uno (3) de los extremos 3, 4
de las piezas brutas 2 para formar unos recipientes respectivos 6,
abiertos en el extremo opuesto (4); y una estación esterilizadora 7
para esterilizar los recipientes 6 antes de que sean llenados con
el producto alimenticio.
Más específicamente, en la estación selladora 5
las piezas brutas 2 son alimentadas a lo largo de una trayectoria
en forma de un arco de círculo con un eje vertical A, y son
sometidas - de una manera conocida no descrita, al no ser relevante
para la presente invención - a operaciones sucesivas para plegar y
sellar los extremos 3. Los extremos sellados 3 pueden definir
igualmente la parte superior o inferior de los envases acabados.
Los extremos 3 pueden sellarse realizando un sellado conjunto de las
superficies interiores de la pieza bruta tubular 2 para producir un
recipiente semiacabado 106 de extremos abiertos según se muestra en
la figura 3, o bien conectando de forma sellante al extremo 3 de la
pieza bruta tubular 2 una porción de cuello 207, fabricada, por
ejemplo, de material plástico y provista de un cierre 208, tal como
una tapa de rosca y/o una membrana rasgable, para producir el
recipiente semiacabado106 de extremos abiertos según se muestra en
la figura 4.
Las piezas brutas 2 se alimentan a través de la
estación selladora 5 por medio de un miembro giratorio 8 de eje A,
el cual tiene una serie de mandriles formadores periféricos 9 que se
acoplan a las piezas brutas respectivas 2 y que tienen unos ejes
longitudinales respectivos paralelos al eje A.
Los mandriles 9 están dispuestos en pares
angularmente equiespaciados; y los mandriles 9 de cada par están
alineados en una dirección radial con respecto al eje A.
Alternativamente, los ejes longitudinales de los
mandriles 9 pueden ser horizontales y paralelos o transversales a
la dirección de alimentación.
Las piezas brutas 2 se alimentan sucesivamente
sobre los mandriles respectivos 9 en una sección de entrada 10 de
la estación selladora 5, y se retiran de los mandriles 9 en una
sección de salida 11 situada, en el ejemplo mostrado, a
aproximadamente 270º de la sección de entrada 10 con referencia al
eje A. Los mandriles 9 se desprenden de los recipientes respectivos
6 extrayendo dichos mandriles 9 a lo largo de sus ejes
longitudinales respectivos.
En la estación esterilizadora 7 los recipientes 6
son alimentados por un transportador 12 (mostrado esquemáticamente
en la figura 1) a lo largo de una trayectoria recta, y se
esterilizan sucesivamente, mediante la inyección de un agente
esterilizante en forma de vapor, por ejemplo peróxido de hidrógeno,
y a continuación son secados para eliminar cualquier agente
esterilizante residual de los recipientes 6.
Para garantizar que la temperatura de las
superficies interiores de los recipientes 6 en la estación
esterilizadora 7 sea unos pocos grados superior a la temperatura de
condensación del vapor de peróxido de hidrógeno, se precalientan
primero los recipientes 6.
Una característica importante de la presente
invención reside en que los recipientes 6 son precalentados
calentando los mandriles 9. Para dicha finalidad, se puede usar
cualquier tipo de medio de calentamiento, por ejemplo un calentador
13 de resistencia eléctrica controlado termostáticamente, según se
muestra en la figura 2.
Cada mandril 9 se calienta a una temperatura que
varía entre la temperatura ambiente y los 95ºC, y preferiblemente
entre 50ºC y 95ºC.
Cada calentador 13 es controlado
termostáticamente por un sensor 14 que detecta la temperatura del
mandril correspondiente 9, o bien cualquier cantidad relacionada con
el mismo, y que suministra una señal de temperatura correspondiente
a una unidad de control 15 que controla el calentador 13 de manera
correspondiente.
La máquina envasadora mostrada en las figuras 1 y
2 está diseñada para producir recipientes 6 en forma de
paralelepípedos; una máquina envasadora para formar recipientes
sustancialmente cilíndricos 106, 206 diferirá de la máquina
envasadora 1 únicamente en que irá provista de mandriles
sustancialmente cilíndricos.
Las ventajas de la presente invención serán
evidentes a partir de la descripción anterior.
En particular, al realizar la operación de
precalentamiento directamente sobre los mandriles 9 del miembro
giratorio 8, ya no se requiere una estación dedicada para
precalentar los recipientes 6, 106, 206 aguas arriba de la estación
esterilizadora 7, reduciendo así la longitud del transportador 12 y
el tiempo total empleado para producir cada envase. Más aún, el
calentamiento de los mandriles proporciona un calentamiento
uniforme a toda la superficie interior de los recipientes 6, 106,
206, reduciendo así en gran medida el riesgo de condensación del
vapor de peróxido de hidrógeno al esterilizar los recipientes 6,
106, 206, y permitiendo así el uso de concentraciones más altas de
peróxido de hidrógeno sin riesgo de que quede agente esterilizante
residual en el producto envasado.
Finalmente, los ensayos han demostrado que el
precalentamiento de los recipientes 6, 106, 206 calentando
mandriles exige menos energía que en las máquinas conocidas que
poseen una estación dedicada de precalentamiento con aire
caliente.
Claramente, pueden realizarse cambios a la
máquina envasadora 1 y al método de envasado implementado por ella
sin apartarse, sin embargo, del alcance de las reivindicaciones
anexas.
Claims (4)
1. Un método para producir un envase sellado de
un producto alimenticio vertible a partir de una pieza bruta (2)
precortada sustancialmente tubular de material de envasado en
láminas con extremos abiertos opuestos (3, 4), comprendiendo dicho
método las etapas de:
- -
- alimentar dicha pieza bruta (2) a un mandril formador correspondiente (9);
- -
- sellar un extremo (3) de dicha pieza (2) sobre dicho mandril (9) para formar un recipiente (6, 106, 206) abierto en el extremo opuesto (4);
- -
- retirar dicho recipiente (6, 106, 206) de dicho mandril (9); y
- -
- esterilizar dicho recipiente (6, 106, 206) inyectando un agente esterilizante en forma de vapor antes de llenarlo con dicho producto alimenticio vertible, comprendiendo también dicho método la etapa de precalentar dicho recipiente (6, 106, 206) antes de esterilizarlo;
caracterizado porque dicha etapa de
precalentar dicho recipiente (6, 106, 206) se realiza calentando
dicho mandril (9).
2. Una máquina envasadora (1) para producir
envases sellados de productos alimenticios vertibles a partir de
piezas brutas (2) precortadas sustancialmente tubulares de material
de envasado en láminas con extremos opuestos abiertos (3, 4),
comprendiendo dicha máquina (1) una estación selladora (5) para
sellar un extremo (3) de dichas piezas brutas (2) a fin de formar
unos recipientes respectivos (6, 106, 206) abiertos en el extremo
opuesto (4), y una estación esterilizadora (7) para esterilizar
dichos recipientes (6, 106, 206) inyectando un agente esterilizante
en forma de vapor; comprendiendo dicha estación selladora (5) una
serie de mandriles formadores (9) que se acoplan a dichas piezas
brutas respectivas (2) y que se desplazan a lo largo de una
trayectoria dada, a lo largo de la cual cada pieza bruta citada (2)
se convierta en un recipiente correspondiente citado (6, 106, 206)
abierto por un extremo (4); caracterizada porque dicha
estación selladora (5) comprende medios de calentamiento (13) para
calentar dichos mandriles (9) a fin de transmitir calor a los
respectivos recipientes citados (6, 106, 206) antes de que sean
alimentados hacia dicha estación esterilizadora
(7).
(7).
3. Una máquina según la reivindicación 2,
caracterizada porque dichos medios de calentamiento
comprenden un calentador (13) de resistencia eléctrica para cada
mandril citado (9).
4. Una máquina según la reivindicación 2 o 3,
caracterizada por comprender unos medios (14, 15) para
controlar electrostáticamente la temperatura de dichos mandriles
(9).
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