ES2266921T3 - Un metodo de tratar termicamente un envase. - Google Patents
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Abstract
Un método de tratamiento térmico de un envase hecho de un material laminar de envasado, basado en papel, que comprende las etapas de: poner en una retorta varios envases, llenos y cerrados herméticamente, poner la retorta a una primera presión, mediante el suministro de un medio compresor gaseoso con bajo contenido de humedad, tal como aire o similar, suministrar un medio calentador, para calentar el envase y el producto empaquetado en el envase, aumentar, en relación con el suministro del medio calentador, la presión reinante en la retorta a una segunda presión, y reducir, durante la fase final del tratamiento térmico, la presión reinante en la retorta, de tal modo que la presión reinante en el material de envasado y la presión reinante en el interior del envase sean mayores que o iguales a la presión predominante en la retorta en el exterior del envase.
Description
Un método de tratar térmicamente un envase.
La presente invención se refiere a un método de
tratar térmicamente un envase. El método según la presente
invención es adecuado en particular para el denominado tratamiento
en retorta de envases de material laminar de envasado, basado en
papel.
Para prolongar la duración útil de almacenaje de
un producto es usual tratar térmicamente el producto y su envase.
El grado seleccionado de tratamiento térmico depende, inter
alia, de las condiciones bajo las que se tenga la intención de
almacenar el producto empaquetado en el envase. Un método
convencional de llevar a cabo el tratamiento térmico de
prolongación de la duración útil de almacenaje de un envase y de un
producto alimenticio, rellenado en un envase, se denomina
tratamiento en retorta.
Tal tratamiento térmico, de prolongación de la
duración útil de almacenaje del alimento empaquetado, puede ponerse
en práctica usando el método de y bajo las condiciones descritas con
mayor detalle en la Solicitud de Patente Internacional que tiene el
número de publicación WO98/16431, la cual se incorpora como
referencia en la presente memoria. El recipiente de envasado se pone
en una retorta y se calienta en la misma con la ayuda de un primer
medio circulante gaseoso, por ejemplo vapor caliente de agua, a una
temperatura comprendida en general en el intervalo de 70 a 130ºC.
Después de un tiempo predeterminado de permanencia a esta
temperatura seleccionada, se interrumpe el suministro del primer
medio gaseoso. A continuación, se enfría el recipiente de envasado
con un segundo medio circulante gaseoso, por ejemplo aire frío, y
finalmente con un medio circulante líquido, por ejemplo agua fría.
El recipiente enfriado de envasado se retira después de la retorta
para su posterior transporte y manipulación. El tiempo total de
tratamiento, que incluye el tiempo de calentamiento hasta y el
tiempo de enfriamiento desde la temperatura seleccionada de
tratamiento, debería ser suficiente, en cada caso individual, para
proporcionar al alimento pertinente una combinación deseada de un
valor F0 alto y un valor C0 bajo. Las expresiones "valor F0" y
"valor C0" son conocidas por los expertos en la técnica y se
refieren, respectivamente, al tiempo (min) que necesitaría
calentarse el alimento a una temperatura de referencia (121ºC) para
conseguir el mismo grado de esterilidad y al tiempo que necesitaría
calentarse el alimento a una temperatura de referencia (100ºC) para
alcanzar el mismo grado del efecto de cocción, en todos los
componentes del alimento. Para un experto en la técnica es obvio que
una temperatura mayor de tratamiento en un tratamiento en retorta da
un valor F0 más alto y un valor C0 más bajo que una temperatura
menor de tratamiento en un tratamiento correspondiente en retorta
durante el mismo tiempo total de tratamiento, y que un tratamiento
en retorta del alimento empaquetado debería llevarse a cabo
consecuentemente a una temperatura de tratamiento relativamente
alta, comprendida en el intervalo de 70 a 90ºC, para conseguir la
combinación deseada de valor F0 alto y valor C0 bajo.
Tradicionalmente, este tipo de proceso se emplea
corrientemente para envases de metal, vidrio u otros materiales que
poseen similares propiedades de barrera a la humedad. Además, estos
envases por lo general son relativamente rígidos, con el resultado
de que, durante el proceso de tratamiento en la retorta, son capaces
de soportar el fuerte exceso de presión interna producido por la
cocción del producto en el envase cerrado.
No obstante, recientemente se ha introducido el
tratamiento en retorta del material laminar de envasado, basado en
papel. Se han desarrollado diversas variantes de materiales
laminares de envasado destinadas a soportar el proceso del
tratamiento en la retorta. Un tipo de material laminar de envasado
es conocido, por ejemplo, por la Solicitud de Patente Internacional
que tiene el número de publicación WO97/02140. El material laminar
de envasado de la técnica anterior tiene una capa central rígida,
pero plegable, de papel o cartón, y capas protectoras e impermeables
externas de material termoplástico, resistente a la humedad y al
calor, situadas a ambos lados de la capa central. Para dar al
material laminar de envasado de la técnica anterior propiedades de
impermeabilidad también frente a los gases, en particular el gas
oxígeno, el material laminar de envasado también presenta una
barrera a los gases, por ejemplo una hoja de aluminio, dispuesta
entre la capa central y su recubrimiento protector externo.
A partir del material laminar de envasado de la
técnica anterior se han producido recipientes de envasado para
retortas con la ayuda de máquinas empaquetadoras del tipo en el que,
a partir de una banda o de piezas semiterminadas prefabricadas del
material laminar de envasado, se forman, llenan y obturan envases
terminados de acuerdo con la denominada tecnología de
formar/llenar/obturar.
A partir de, por ejemplo, una pieza
semiterminada tubular de envasado, plegada de forma plana, del
material laminar de envasado de la técnica anterior, se producen
recipientes de envasado para retortas, de modo que la pieza
semiterminada de envasado se levanta o arquea en primer lugar
formando una caja de cartón de envasado, abierta y tubular, que se
obtura por uno de sus extremos plegando y cerrando los paneles
extremos continuos plegables de la caja de cartón de envasado, para
formar un cierre hermético de fondo substancialmente plano. La caja
de cartón de envasado provista de un fondo se llena con el contenido
pertinente, por ejemplo un alimento, por su extremo abierto, el
cual se cierra a continuación mediante el pliegue adicional y cierre
de los paneles extremos correspondientes de la caja de cartón de
envasado, para formar un cierre hermético superior substancialmente
plano. El recipiente de envasado, normalmente paralelepipédico,
lleno y cerrado herméticamente, queda entonces preparado para su
tratamiento térmico, con objeto de darle al alimento empaquetado una
duración útil de almacenaje prolongada, dentro del recipiente de
envasado sin abrir.
No obstante, se ha comprobado que, en ciertos
casos, pueden presentarse problemas a pesar de todo, porque el
envase absorbe líquido durante el proceso de tratamiento en la
retorta hasta el punto de verse afectadas negativamente sus
propiedades mecánicas. Tales problemas se presentan, sobre todo, en
aquellas partes en las que el material laminar de envasado tiene
bordes abiertos. Estos bordes abiertos suelen encontrarse, en la
mayoría de los envases paralelepipédicos, en una junta longitudinal
que se extiende según la altura del envase y en ambos extremos del
envase. Usualmente se alude a este problema como succión por los
bordes ("edge suction intake").
Además, el problema antes mencionado puede
acentuarse, en ciertos casos, por el hecho de que los envases
basados en papel a menudo requieren una presión auxiliar o de apoyo
durante el proceso de tratamiento en la retorta. La presión de apoyo
es la presión que predomina en la retorta y que equilibra la presión
interna que se produce por el calentamiento del producto contenido
en el envase cerrado.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método de tratar térmicamente un material de
envasado, mediante el cual sea posible tratar en retorta envases de
material laminar de envasado, basado en papel, y se evite o al menos
se reduzca la denominada succión por los bordes.
El objeto anterior se ha logrado, según la
presente invención, gracias a un método que comprende las etapas de:
poner varios envases en una retorta, poner la retorta a una primera
presión mediante el suministro de un medio compresor gaseoso de bajo
contenido de humedad, suministrar un medio calentador para calentar
el envase y el producto empaquetado en el envase, aumentar, en
relación con el suministro del medio calentador, la presión reinante
en la retorta a una segunda presión, y reducir, durante la fase
final del tratamiento térmico, la presión reinante en la retorta, de
tal modo que la presión del producto empaquetado en el envase sea
mayor que o igual a la presión predominante en la retorta en el
exterior del envase.
En el método descrito anteriormente es posible
eliminar o al menos reducir mucho la succión por los bordes
controlando los aumentos de presión, el suministro de aire y de
vapor de agua, además de las reducciones de la presión. Una
explicación probable, que al menos explica parcialmente cómo se
logra esto, es que suministrando aire a presión antes de que el
material laminar de envasado esté expuesto al vapor de agua húmedo
calentado, los poros existentes en los bordes del material basado en
papel se llenan de aire a presión. Durante el proceso, este aire a
presión ocupará la mayor parte de los espacios en los que en caso
contrario podría penetrar el vapor de agua. Controlando la
reducción de la presión reinante en la retorta durante la fase de
reducción de la presión, de modo que la presión reinante en la
retorta sea en todo momento ligeramente menor que la presión
reinante en los poros del material de envasado, se extraerán de los
poros el aire cargado y el posible vapor de agua que hayan penetrado
en los poros.
Las realizaciones preferidas de la presente
invención son claramente evidentes a partir de las reivindicaciones
dependientes adjuntas.
Según una realización preferida, dicha primera
presión por lo menos es de 1 bar aproximadamente, preferentemente 2
bares aproximadamente, o incluso más preferentemente 3 bares. Cuanto
mayor sea la presión antes de que se suministre el vapor de agua,
menor será la succión por los bordes. No obstante, en la mayoría de
las retortas, comercialmente operativas, es difícil alcanzar una
presión mayor de 2 bares aproximadamente, antes de que sea necesario
admitir algo de vapor de agua. Por consiguiente, el grado en el que
es posible utilizar el concepto de la invención, tal como se
describe en la presente memoria, depende del tipo de retorta que se
emplee, pero la característica importante es "cargar" con
aire, hasta cierto nivel de presión, por lo menos los poros.
Según una realización preferida, dicha primera
presión aproximadamente es la misma que dicha segunda presión.
Procediendo de esta manera, en principio es posible obtener un flujo
moderado de aire hacia fuera de los poros del envase durante toda la
duración del proceso de tratamiento en la retorta.
Ventajosamente, dicha segunda presión es del
orden de magnitud de 3 a 6 bares, preferentemente 4 a 5 bares
aproximadamente. Estas presiones se seleccionan considerando que es
posible poder esterilizar el producto hasta cierto grado y que es
posible darle al envase suficiente presión de apoyo durante el
tratamiento en la retorta.
Un método simple de suministrar la cantidad
necesaria de calor es emplear vapor de agua como medio de
calentamiento.
En lo sucesivo se describirá con mayor detalle
la presente invención, con referencia la Dibujo esquemático anejo
que, a efectos de ejemplificación, muestra una realización
actualmente preferida de la presente invención. En el Dibujo
anejo:
la figura 1 muestra en principio cómo varían con
el tiempo la presión y la temperatura reinantes en la retorta.
En la siguiente descripción detallada de una
realización preferida ha de tenerse en cuenta que el grado
seleccionado de tratamiento térmico depende, inter alia, de
las condiciones bajo las que se tenga la intención de almacenar el
producto empaquetado en el envase. Por lo tanto, se describen
diferentes temperaturas, tiempos de permanencia en la retorta,
presiones y otros parámetros, en relación con distintos tipos de
envases, productos y condiciones de almacenamiento.
Un tratamiento térmico convencional de
prolongación de la duración útil de almacenaje del alimento
empaquetado puede ponerse en práctica, adecuadamente, del modo que
se describe y bajo las condiciones que se indican con mayor detalle
en la Solicitud de Patente Internacional que tiene el número de
publicación WO98/16431, que se incorpora en la presente memoria como
referencia. A partir de esta referencia puede consultarse cómo puede
llevarse a cabo un proceso convencional de tratamiento en retorta.
Para mayor claridad, esta descripción detallada se centrará en gran
parte en las características específicas relacionadas con la
presente invención. Las partes de la construcción técnica que están
comercialmente disponibles no se describirán con más detalle, sino
que se remite en su lugar al documento WO98/16431. La invención
descrita en lo anterior puede emplearse con diversos tipos de
retortas. Para mayor claridad puede hacerse mención de dos tipos
principales de retortas, cuyo empleo está previsto con la presente
invención, a saber, retortas con plataformas de producto fijas y
retortas con plataformas de producto rotativas. No es necesario
realizar una descripción detallada de estos tipos, ya que ambos
están disponibles comercialmente y que el concepto de la invención,
tal como se describe en la presente memoria, puede emplearse en
ambos tipos.
Para mayor información acerca de cómo está
construido un material de envasado que está destinado a su
tratamiento en una retorta, también se remite a la Solicitud de
Patente Internacional que tiene el número de publicación WO97/02140.
Este material laminar de envasado tiene una capa central rígida,
pero plegable, de papel o cartón, y capas protectoras e impermeables
externas de material termoplástico, resistente a la humedad y al
calor, situadas a ambos lados de la capa central. Para dar al
material laminar de envasado de la técnica anterior propiedades de
impermeabilidad también frente a los gases, en particular el gas
oxígeno, el material laminar de envasado presenta además una
barrera a los gases, por ejemplo una hoja de aluminio, dispuesta
entre la capa central y su recubrimiento protector externo.
A partir de este material laminar de envasado se
producen recipientes de envasado para retortas con la ayuda de
máquinas llenadoras y empaquetadoras del tipo en el que, a partir de
una banda o de piezas semiterminadas prefabricadas del material
laminar de envasado, se forman, llenan y obturan envases terminados
de acuerdo con la denominada tecnología de
formar/llenar/obturar.
A partir de, por ejemplo, una pieza
semiterminada tubular de envasado, plegada de forma plana, del
material laminar de envasado de la técnica anterior, se producen
recipientes de envasado para retortas, de modo que la pieza
semiterminada de envasado se levanta o arquea en primer lugar
formando una caja de cartón de envasado, abierta y tubular, que se
obtura por uno de sus extremos plegando y cerrando los paneles
extremos continuos plegables de la caja de cartón de envasado, para
formar un cierre hermético de fondo substancialmente plano. La caja
de cartón de envasado provista del fondo se llena con el contenido
pertinente, por ejemplo un alimento, por su extremo abierto, el cual
se obtura a continuación mediante el pliegue adicional y cierre de
los paneles extremos correspondientes de la caja de cartón de
envasado, para formar un cierre hermético superior substancialmente
plano. El recipiente de envasado, normalmente paralelepipédico,
lleno y cerrado herméticamente, queda entonces preparado para su
tratamiento térmico, con objeto de darle al alimento empaquetado una
duración útil de almacenaje prolongada, dentro del recipiente de
envasado sin abrir.
El recipiente de envasado lleno así obtenido se
pone en una retorta. A continuación se aumenta la presión reinante
en la retorta, suministrando a la retorta un medio elevador de la
presión en forma de aire con bajo contenido de humedad. La presión
reinante en la retorta se eleva hasta una presión aproximada de 2
bares. Después se inicia el calentamiento con la ayuda de un medio
circulante gaseoso calentador, por ejemplo vapor caliente de agua, a
una temperatura que en general se mantiene dentro del intervalo de
70 a 130ºC. En la realización preferida descrita se suministra vapor
de agua a una temperatura del orden de magnitud de 140ºC, dado que
la temperatura reinante en la retorta se mantiene a una temperatura
de 120ºC.
Después se continúa admitiendo aire comprimido y
se suministra vapor caliente de agua, de modo que la presión
reinante en la retorta aumente hasta unos 4 a 5 bares. Para alcanzar
este nivel de presión se tardan unos cuatro minutos. Se ha
comprobado que, en las denominadas retortas rotativas, es decir,
retortas con plataformas de producto rotativas, resulta adecuada una
presión de unos 5 bares, mientras que para las retortas con
plataformas de producto fijas es adecuado elevar la presión hasta
unos 4 bares. Estos niveles de presión son aproximadamente de 1 a
1,5 bares mayores que las presiones que se necesitan para que la
presión de apoyo impida que revienten los envases debido a la
presión interna del producto. No obstante, debe observarse que estos
niveles de presión dependen del producto, del tipo de envase, del
tipo de retorta y del grado deseado de esterilización. Por ejemplo,
las presiones pueden variar entre 3 y 6 bares con resultados
satisfactorios.
De modo simultáneo al comienzo del suministro de
vapor de agua y mientras se mantiene caliente el producto, también
se suministra agua mediante boquillas a la parte exterior de los
envases. Esto se pone en práctica para distribuir el calor
uniformemente, de manera rápida y simple, sobre el lote de
producción (todos los envases situados en la retorta).
Después de un tiempo predeterminado de
permanencia a la temperatura seleccionada, se interrumpe el
suministro del medio gaseoso calentador. Después se enfría el
recipiente de envasado, usando un medio circulante líquido reductor
de la temperatura, por ejemplo agua a temperatura controlada (más
fría). El recipiente enfriado de envasado se retira después de la
retorta para su posterior transporte y manipulación.
Durante esta reducción de la temperatura, se
reduce la presión reinante en la retorta a medida que baja la
temperatura. La reducción de la presión se controla de modo que la
presión reinante en los poros del material de envasado, durante todo
el proceso de enfriamiento, sea mayor que o al menos igual a la
presión predominante en la retorta en el exterior de los
envases.
Controlando los aumentos de presión, los
caudales de aire y de vapor de agua, además de las reducciones de
presión, del modo descrito anteriormente, es posible eliminar o al
menos reducir mucho la succión por los bordes. Una explicación
probable, que al menos contribuye parcialmente a explicar de algún
modo cómo se consigue esto, es que suministrando aire a presión
antes de que el material laminar de envasado esté expuesto al vapor
de agua húmedo, los poros existentes en los bordes del material
basado en papel se llenan de aire a presión. Durante el proceso,
este aire comprimido ocupará la mayor parte de los espacios en los
que en caso contrario podría penetrar el vapor de agua. Controlando
la reducción de la presión reinante en la retorta en el proceso, de
modo que la presión existente en la retorta sea en todo momento
ligeramente inferior a la presión reinante en los poros del material
de envasado, serán extraídos de los poros el aire cargado y el
posible vapor de agua que hayan penetrado en los poros.
Conociendo las propiedades térmicas del material
de envasado y las propiedades térmicas del producto, resulta
sencillo calcular la presión reinante en los envases y la presión
reinante en los poros del material de envasado, midiendo la
temperatura existente en el exterior de los envases.
Alternativamente, es posible verificar la relación existente entre
la temperatura del refrigerante y la temperatura del material de
envasado, con objeto de medir la temperatura del refrigerante en el
funcionamiento normal de la retorta. El método exacto de supervisar
y controlar el proceso depende mucho del tipo de retorta que se
emplee y del proveedor comercial de la retorta que se use. Este tipo
de control del proceso no se describirá aquí con mayor detalle,
porque en las retortas comercialmente disponibles se dispone de este
tipo de control de la presión y de la temperatura de la retorta y de
los medios de alimentar la retorta. La elección y diseño del control
del proceso tampoco es importante para poner en práctica el concepto
de la invención, tal como se ha descrito en la presente memoria.
Los únicos requisitos que se ponen a efectos del
concepto de la invención consisten en que inicialmente sea posible
suministrar aire a una presión específica y que en la refrigeración
sea posible reducir la presión de una manera controlada, de modo que
pueda reducirse la presión ligeramente más deprisa que la presión
reinante en el envase y que la presión resultante en los poros del
material de envasado.
Como se ha mencionado anteriormente, el tiempo
total de tratamiento, que incluye el tiempo de calentamiento hasta y
el tiempo de enfriamiento desde la temperatura seleccionada de
tratamiento, debería ser suficiente, en cada caso individual, para
dar al alimento pertinente una combinación deseada de un valor F0
alto y un valor F0 bajo. Las expresiones "valor F0" y "valor
C0" son conocidas por los expertos en la técnica y se refieren,
respectivamente, al tiempo (min) que necesitaría calentarse el
alimento a una temperatura de referencia (121ºC) para conseguir el
mismo grado de esterilidad y al tiempo que necesitaría calentarse el
alimento a una temperatura de referencia (100ºC) para alcanzar el
mismo grado del efecto de cocción, en todas las partes componentes
del alimento.
Como resultado del proceso, anteriormente
descrito, es posible obtener un sistema en el que la presión
reinante en los poros del material de envasado sea mayor que la
presión reinante en la retorta, que a su vez sea mayor que la
presión del producto contra el envase. La compresión inicial por
medio de aire implica que los poros adquirirán ventaja en la
compresión, la cual aumenta después con la compresión y
calentamiento del ámbito interno de la retorta.
Un experto en la técnica percibirá con facilidad
que en las realizaciones de la presente invención, descritas en la
presente memoria, son posibles muchas modificaciones sin apartarse
del ámbito de la invención, tal como se define en las
reivindicaciones anejas.
Claims (6)
1. Un método de tratamiento térmico de un envase
hecho de un material laminar de envasado, basado en papel, que
comprende las etapas de:
poner en una retorta varios envases, llenos y
cerrados herméticamente,
poner la retorta a una primera presión, mediante
el suministro de un medio compresor gaseoso con bajo contenido de
humedad, tal como aire o similar,
suministrar un medio calentador, para calentar
el envase y el producto empaquetado en el envase,
aumentar, en relación con el suministro del
medio calentador, la presión reinante en la retorta a una segunda
presión, y
reducir, durante la fase final del tratamiento
térmico, la presión reinante en la retorta, de tal modo que la
presión reinante en el material de envasado y la presión reinante en
el interior del envase sean mayores que o iguales a la presión
predominante en la retorta en el exterior del envase.
2. El método según la reivindicación 1, en el
que dicha primera presión por lo menos es de 1 bar aproximadamente,
preferentemente 2 bares aproximadamente, o más preferentemente 3
bares.
3. El método según la reivindicación 1, en el
que dicha primera presión aproximadamente es la misma que dicha
segunda presión.
4. El método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha segunda presión es del
orden de magnitud de 3 a 6 bares, preferentemente de 4 a 5 bares
aproximadamente.
5. El método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicho medio calentador es
vapor de agua.
6. El método según la reivindicación 5, que
comprende además la etapa de suministrar agua mediante varias
boquillas a la parte exterior de los envases.
Applications Claiming Priority (2)
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