ES2941040T3 - Dispositivo y método para el llenado de recipientes con un líquido, en particular para el embotellado - Google Patents

Dispositivo y método para el llenado de recipientes con un líquido, en particular para el embotellado Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo para llenar recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, que comprende (a) una unidad de llenado (U); (b) medios de elevación; y opcionalmente medios transportadores (C) adecuados para soportar y hacer avanzar dichos contenedores (B) en sucesión a dicha unidad de llenado (U). La unidad de llenado incluye (al) conexiones (5) conectables/conectadas a una fuente de líquido (V), una fuente de gas inerte (G) y un dispositivo de succión; (a2) un tubo (4) que comprende (a2.1) un primer tubo (4a) y (a2.2) un segundo tubo (4b), donde el primer tubo (4a) está dispuesto como tubo central esencialmente coaxial dentro de dicho segundo tubo (4b) que crea entre dicho primer tubo (4a) y dicho segundo tubo (4b) un intersticio correspondiente (4c) o en el que dicho primer y segundo tubo se extienden por separado, por ejemplo en paralelo; y (a3) medios de retención (T) para sujetar dichos recipientes en dicha unidad de llenado (U). Los medios de elevación son necesarios para variar la profundidad con la que se inserta dicho conducto (4) y/o al menos uno de dichos tubos (4a, 4b) en dicho contenedor (B). La invención se refiere además a un método respectivo para llenar recipientes (B) con un líquido (V), en el que el líquido y un gas inerte (G) se inyectan simultáneamente a través de dos tubos separados (4a, 4b). Cada uno de los tubos es conectable/conectado a una de las conexiones conectables/conectadas a una fuente de líquido, una fuente de gas inerte ya un dispositivo de succión. La invención se refiere además a un método respectivo para llenar recipientes (B) con un líquido (V), en el que el líquido y un gas inerte (G) se inyectan simultáneamente a través de dos tubos separados (4a, 4b). Cada uno de los tubos es conectable/conectado a una de las conexiones conectables/conectadas a una fuente de líquido, una fuente de gas inerte ya un dispositivo de succión. La invención se refiere además a un método respectivo para llenar recipientes (B) con un líquido (V), en el que el líquido y un gas inerte (G) se inyectan simultáneamente a través de dos tubos separados (4a, 4b). Cada uno de los tubos es conectable/conectado a una de las conexiones conectables/conectadas a una fuente de líquido, una fuente de gas inerte ya un dispositivo de succión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y método para el llenado de recipientes con un líquido, en particular para el embotellado
CAMPO TÉCNICO
Esta invención se refiere a un dispositivo y a un método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar. Este dispositivo y método fueron creados para permitir el llenado de recipientes con líquidos sensibles al oxígeno, es decir, el llenado se produce en una atmósfera inerte. Esta invención puede ser utilizada en diversas plantas de embotellado, tales como plantas en línea, plantas de movimiento alterno, ya sean plantas rotativas o plantas continuas, pero también en plantas semiautomáticas. Este dispositivo y método se refieren específicamente al embotellado de vino en botellas de vidrio.
ESTADO DE LA TÉCNICA
En el sector del embotellado, el sector del embotellado del vino por ejemplo, se conoce desde hace mucho tiempo la cuestión relativa a la necesidad de reducir al máximo la absorción de oxígeno por parte del vino durante las etapas de llenado y la necesidad de tener el máximo cuidado para evitar la contaminación bacteriana, que afectaría irreparablemente la calidad del vino embotellado.
Las plantas de embotellado conocidas utilizan actualmente un método de llenado que contempla esencialmente una etapa preliminar durante la cual se inyecta nitrógeno en el interior de la botella a llenar por medio de una boquilla inyectora multicable que se inserta parcialmente en el cuello de la botella para permitir que se cree una mezcla airenitrógeno en el interior de la botella para salir posteriormente por el espacio vacío creado por la boquilla en la boca de salida de la botella.
A continuación se sella la boca de la botella mediante un grifo de llenado que comprende coaxialmente la mencionada boquilla inyectora de nitrógeno; después se crea vacío dentro de la botella; y después se vierte vino en la botella, el cual fluye sobre las superficies de las paredes internas de la botella desde su cuello hasta su fondo. El nivel de llenado correcto se logra aspirando de la botella la cantidad de vino sobrante. La boquilla se humedece con vino, se retira y se inserta en la siguiente botella.
Este método tradicional anterior ha sido propuesto por los inventores en la solicitud de patente WO 2016/030786 A1, en donde el llenado de la botella se produce por medio de una tubería que se desliza por el interior de la botella, el líquido sale de la tubería por la parte inferior de la botella y después su nivel sube hasta el cuello, reduciendo así las turbulencias que en cambio se crearían en el líquido si es derramado a lo largo de las paredes de la botella hasta llegar a la parte inferior. Tal turbulencia favorece la absorción de oxígeno.
Sin embargo, actualmente estos métodos no pueden eliminar casi por completo los fenómenos oxidativos que afectan al vino, especialmente a lo largo de las superficies internas de la botella, debido a los residuos de oxígeno en el interior de la botella, ni permitir una correcta gestión de la planta de embotellado para garantizar una protección adecuada contra la contaminación bacteriana.
En el documento británico GB 1066575 y también en el documento EP 0960 852 A2, se describen un método y un dispositivo destinados a llenar recipientes con un líquido, y contemplan la inyección simultánea de un líquido y un gas inerte. Los dispositivos descritos en ambos documentos no prevén un sistema de succión que pueda crear vacío en el interior del recipiente. El documento WO 2016/013941 A2 encuentra una solución al problema relacionado con la formación de espuma durante el llenado con un líquido carbonatado sumergiendo la boquilla en el líquido durante el proceso de llenado.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
Esta invención quiere superar los inconvenientes anteriormente mencionados, y precisamente quiere proponer un dispositivo y un método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, que mejore los sistemas conocidos en el estado de la técnica con respecto a la reducción de la absorción de oxígeno. Otro objeto de esta invención es proponer un dispositivo y un método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, que reduzca la contaminación bacteriana. Los objetos mencionados anteriormente se consiguen - en un primer aspecto de la invención - por medio de un dispositivo destinado a llenar recipientes con un líquido, especialmente para embotellar, de acuerdo con la primera reivindicación, que comprende:
(a) una unidad de llenado que comprende
(a1) conexiones conectadas a una fuente de líquido, una fuente de gas inerte y un dispositivo de succión; (a2) una tubería que comprende
(a2.1) un primer tubo y
(a2.2) un segundo tubo,
en donde el primer tubo está dispuesto como tubo central esencialmente coaxial dentro de dicho segundo tubo creando, entre dicho primer tubo y dicho segundo tubo, un intersticio correspondiente o en donde dicho primer y segundo tubos se extienden por separado, por ejemplo en paralelo; y (a3) medios de retención para sujetar dicho recipiente en dicha unidad de llenado;
(b) medios de elevación para modificar la profundidad con la que se inserta dicha tubería, y/o al menos uno de dichos tubos, en dicho recipiente; y
(c) opcionalmente medios transportadores adecuados para soportar y hacer avanzar dichos recipientes en sucesión hacia dicha unidad de llenado,
en donde
(i) uno de dichos dos tubos (4a, 4b) está conectado a la conexión conectada a dicha fuente del líquido y el otro tubo (4a, 4b) a la conexión conectada a dicha fuente de un gas inerte, en donde preferiblemente el primer y el segundo tubos se pueden subir o bajar independientemente uno del otro; y en donde
(ii) está previsto un espacio, en particular un canal, para aplicar vacío, preferiblemente dispuesto en una posición que permita la aplicación de vacío en la parte superior del recipiente.
Puede haber diversos tipos de líquidos. Se prefieren los líquidos para uso alimentario, tales como vino, cerveza, zumos de frutas y/o vegetales, agua mineral, leche, yogur líquido, vinagre, aceite, bebidas alcohólicas, licores, vino espumoso, té, limonada, etc. Se prefiere especialmente el vino.
También puede haber distintos tipos de recipientes y materiales. Materiales tales como vidrio, cartón impregnado (Tetra Pak®), plástico son concebibles. El recipiente preferido es una botella de vidrio.
El gas inerte es ventajosamente nitrógeno, pero también pueden ser adecuados otros gases inertes, siempre que no alteren las características del líquido, por ejemplo, gases nobles y dióxido de carbono (que, sin embargo, afectan el pH del líquido). Los gases más pesados que el aire tienen la ventaja de no salir del recipiente y empujar el aire hacia arriba. Los gases más pesados que el aire, el argón por ejemplo, cubren adecuadamente la superficie del líquido sin ascender ni descubrir el líquido. Dichos gases también se pueden utilizar como mezclas, tales como mezclas de argón y dióxido de carbono, o de argón y nitrógeno. La variante en la que el primer tubo está dispuesto como tubo central esencialmente coaxial dentro de dicho segundo tubo creando, entre dicho primer tubo y dicho segundo tubo, un intersticio correspondiente es ventajosa en cuanto al espacio que ocupa, y la uniformidad de la distribución del fluido, que salen simultáneamente de ambos tubos.
Los tubos pueden tener diferentes secciones, como, en particular, una sección circular. La extensión de los tubos puede ser esencialmente recta o, por ejemplo, puede ser una extensión en espiral.
Configuraciones alternativas de los dos tubos con respecto a la configuración coaxial o paralela podrían ser, por ejemplo, tubos en espiral, donde una espiral sigue esencialmente el desarrollo del otro, por lo que los tubos se extienden uno al lado del otro, o donde las espirales están entrelazadas. También es concebible un tubo en espiral enrollado alrededor de un tubo recto.
Los medios de elevación permiten situar la tubería, o al menos uno de los dos tubos, cerca del fondo del recipiente para permitir que el líquido y/o un gas inerte asciendan de abajo a arriba. En cuanto al vino, se evitan las turbulencias y se reduce la formación de espuma. En lo que respecta al gas, los recipientes se lavan desde el fondo y se involucra todo el volumen del recipiente; además, se puede crear un colchón de gas por encima del líquido, especialmente cuando el gas inerte es más pesado que el aire.
Se necesitan medios transportadores para el funcionamiento automático del dispositivo de acuerdo con la invención. También es concebible una inserción manual del recipiente en la unidad de llenado.
La presencia de dos tubos en la tubería permite inyectar simultáneamente gas inerte y líquido en el recipiente, reduciendo aún más la presencia de aire (oxígeno), esto también se debe a dos canales separados para gas y líquido. También se puede utilizar simultáneamente un tubo para vacío y el otro para gas o líquido, intensificando así el aire (oxígeno) a expulsar.
El hecho de que dichos tubos estén conectados cada uno a una de dichas conexiones conectadas a una fuente de líquido, a una fuente de gas inerte y a un dispositivo de succión, es decir, la presencia simultánea de tres circuitos diferentes, asegura que la planta puede ser gestionada en una atmósfera que se puede controlar con respecto a todos los aspectos. Tal gestión separada y, en su caso, la aplicación de gas, líquido y vacío -individualmente, simultáneamente o por parejas- no es conocida en el estado de la técnica, según el conocimiento de los inventores, y muchas veces no contempla el cierre de la botella durante el embotellado, de tal manera que no se puede aplicar vacío o no se puede excluir el aire y/o los microorganismos. Preferiblemente, un tubo está conectado a la conexión conectable/conectada a una fuente de líquido, y el otro tubo a la conexión conectable/conectada a dicha fuente de un gas inerte. En una variante ventajosa de la invención, el sistema mencionado anteriormente también permite el uso alternado de gas y vacío.
Por lo tanto, al utilizar la tubería de doble tubo descrita anteriormente, las superficies de intercambio y el contacto entre el líquido y el aire se limitan mecánicamente. Dado que es posible situar la tubería cerca del fondo del recipiente utilizando los medios de elevación, el llenado desde el fondo ejerce menos esfuerzo sobre el líquido, asegurando así una excelente calidad y durabilidad del líquido en el tiempo, especialmente en el caso de vino que se embotella de esta manera.
En dos realizaciones preferidas de la invención, los medios de elevación son adecuados para mover la tubería y/o al menos uno de los tubos en dirección axial y/o medios adecuados para elevar y bajar un soporte sobre el que está colocado dicho recipiente en dicha unidad de llenado. En una realización preferida, los medios de elevación mueven la tubería o al menos uno de los dos tubos para acercarlo al fondo del recipiente o para alejarlo del fondo. El soporte sujeta el recipiente elevándose con respecto a la tubería o a un tubo fijo, y puede acercar o alejar la boca de la tubería o del tubo del fondo del recipiente. También es posible utilizar ambos métodos al mismo tiempo, es decir, el movimiento de la tubería/tubo y el movimiento del soporte. Los medios de elevación permiten llenar el recipiente desde cualquier altura dentro del recipiente.
En otra realización de la invención, el primer y segundo tubos se pueden subir o bajar independientemente uno del otro, lo que permite, por ejemplo, llenar el recipiente de abajo a arriba con líquido o gas inerte y crear vacío desde arriba, si el vacío es creado por medio de uno de los tubos. La diferente altura resultante de los dos tubos permite inyectar líquido y gas, o crear vacío desde diferentes alturas.
Preferentemente, la unidad de llenado puede cerrar el recipiente de manera que crea una presión negativa o vacío por medio del dispositivo de succión. Ventajosamente, los medios de retención tienen elementos destinados al cierre del recipiente. Ventajosamente, el vacío se crea a través de un espacio, una especie de canal, que es independiente de los canales formados por la tubería o sus tubos, tal como un canal anular que rodea (al menos) la parte superior de la tubería, creando así una especie de tubo triple. Ventajosamente, el vacío se puede crear en la parte superior del recipiente. También se podría aplicar vacío en al menos uno de los tubos, ayudando así a limpiar este último de gases y vapores. También se puede tener en cuenta una unidad de llenado, en la que se puede crear vacío, según la elección de cada uno, en uno de los dos tubos o en una abertura separada por este al menos un tubo (tal como el espacio anular mencionado anteriormente).
La creación de vacío desde arriba permite una mejor limpieza del recipiente, ya que limpia todo el volumen del recipiente.
Los sistemas para cerrar herméticamente un recipiente, especialmente una botella, los sistemas para bombear un líquido o un gas dentro de un recipiente y los sistemas para crear vacío son ampliamente conocidos en la técnica y no deberían ser descritos con más detalle.
Según una realización muy preferida de la invención, el dispositivo utilizado para llenar recipientes con un líquido de acuerdo con la invención comprende además medios de control para mantener la tubería y/o al menos uno de los tubos a una distancia definida del nivel del líquido contenido en dicho recipiente, esto es especialmente cierto incluso durante el movimiento ascendente de la tubería o de al menos un tubo durante el vertido del líquido y la subida de su nivel. Tal distancia asegura que la tubería o tubo no entre en contacto con el líquido, evitando así que la tubería o tubo húmedo entre en contacto con el aire cuando se mueve de un recipiente a otro, insertando así oxígeno en el recipiente en el que se inserta posteriormente la tubería tubo. De esta forma también se evita la introducción de fuentes bacterianas en las gotas de líquido que se pueden encontrar en el tubo húmedo, y en consecuencia no se introducen fuentes bacterianas en el siguiente recipiente. El estado de la técnica no excluye explícitamente la inmersión del inyector de líquido en el líquido; sin embargo, al detenerse el proceso de llenado, el líquido vuelve a fluir al interior del tubo, y lo mismo ocurre con el gas, si no se prevé la succión simultánea de gas, como en una realización preferida de la invención. Tal reflujo del líquido o gas hacia el depósito correspondiente puede conducir a la contaminación de las fuentes. En esta invención, especialmente en aquellas realizaciones en las que los tubos inyectores no entran en contacto con el líquido y/o en las que el gas es aspirado mediante un dispositivo de succión, preferentemente desde la parte superior del recipiente a llenar, el reflujo de líquido y/o gas al depósito de líquido (o incluso al depósito de gas) está excluida. Dichos medios de control pueden ser, por ejemplo, fotocélulas o cámaras que determinen el nivel del líquido y dirijan los medios de elevación según el nivel del líquido determinado para asegurar una distancia definida entre la tubería/tubo y el líquido.
Dichos medios de control permiten mantener los tubos a una distancia definida del nivel del líquido, independientemente de la velocidad de llenado, la cantidad de líquido vertido en el recipiente y el tamaño del recipiente. Los sistemas tradicionales de inyección que suben al llenar el recipiente mantienen la distancia entre el inyector y el nivel del líquido estableciendo una velocidad constante para el inyector que se calcula en función de la velocidad de llenado y del volumen del recipiente a llenar. Modificando la velocidad o el tipo de recipiente, la velocidad de subida del inyector debe ser recalculada y ajustada. Si están presentes medios de control, el sistema puede autoajustarse según la detección de la posición actual del nivel de líquido.
Otro aspecto de la invención se refiere a un método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, que comprende el siguiente paso:
(i) llenar simultáneamente el recipiente con el líquido y un gas inerte a través de una tubería que comprende un primer tubo y un segundo tubo, en donde el primer tubo está dispuesto como tubo central esencialmente coaxial dentro del segundo tubo creando, entre dicho primer tubo y dicho segundo tubo, un intersticio correspondiente, en donde el líquido fluye a través del tubo central y el gas inerte se mueve a lo largo del segundo tubo externo (es decir, a través del intersticio) o viceversa; o en donde dichos primer y segundo tubos se extienden separados uno del otro, por ejemplo de manera paralela, y en donde el gas inerte se mueve a lo largo de uno de los dos tubos y el líquido fluye a lo largo del otro. Alternativamente, se puede crear vacío en uno de los tubos. El método según la invención utiliza simultáneamente al menos dos de los siguientes componentes: líquido, gas inerte y vacío, optimizando así la salida de aire (oxígeno) y atmósfera inerte desde el interior del recipiente;
en donde en dicho paso (i) se aplica simultáneamente un vacío tal que crea un colchón de gas inerte (G) sobre el fondo (F) del recipiente o sobre el nivel del líquido (V) si ya está presente en el recipiente (B ).
En una variante preferida del método según la invención, el paso (i) viene después del siguiente paso: (g) creación de vacío en el interior del recipiente. Este paso asegura que la mayor parte del aire sea extraído antes de introducir el líquido.
Ventajosamente, antes del paso (i), preferentemente entre el paso (g), en su caso, y el paso (i), se produce el siguiente paso: (h) se introduce gas inerte en el recipiente. El gas inerte sustituye el aire que pueda estar presente y crea una atmósfera inerte. En particular, cuando el gas es más pesado que el aire -pero no solo en este caso-, podría ser suficiente crear un colchón de gas inerte sobre el líquido sin llenar todo el recipiente con gas inerte. El líquido está protegido del aire, ya que se introduce en el recipiente por la parte inferior y al introducirse en el recipiente se encuentra todo el tiempo por debajo del colchón de gas inerte.
En una realización muy preferida de la invención, durante el paso (h), se aplica vacío simultáneamente para crear un colchón de gas inerte sobre el fondo del recipiente. La presencia simultánea de vacío e inyección de gas inerte permite limitar la atmósfera inerte a un colchón de gas inerte, es decir, a un cierto volumen de gas inerte, que es suficiente para proteger el líquido durante el llenado sin necesidad de llenar y vaciar completamente con gas inerte (más de una vez). De esta forma, se ahorran grandes cantidades de gas inerte y de energía cuando se crea un vacío total. El experto en la materia encontrará fácilmente el equilibrio adecuado entre el gas insertado y el vacío (ligero) para crear un colchón protector sobre el líquido. El vacío se crea ventajosamente desde la parte superior del recipiente, por ejemplo desde el cuello de la botella. Ventajosamente, el vacío se puede crear en la parte superior del recipiente.
Ventajosamente se crea una diferencia de presión entre el depósito que contiene el líquido y el recipiente, que puede ser útil para llenarlo, mediante el vacío creado en el interior del recipiente y una presión correspondiente a aproximadamente la presión atmosférica en el interior del depósito donde está contenido el líquido; sin embargo, también se puede crear una diferencia de presión, por ejemplo, al tener una presión elevada en el depósito (por ejemplo, si se utilizan líquidos carbonatados) y una presión ligeramente más baja con respecto al depósito dentro del recipiente a llenar.
Preferentemente, el dispositivo y el método según la invención se pueden gestionar tanto por la creación de vacío dentro del recipiente como por un proceso isobárico tradicional. En este último caso, el dispositivo tiene un depósito que contiene líquido que se puede presurizar.
Muy ventajosamente, el llenado del recipiente con gas inerte y líquido comienza desde el fondo del recipiente. Preferiblemente, durante el llenado con gas inerte y líquido, la tubería se eleva para que no haya contacto entre la tubería y el nivel del líquido. Ventajosamente, la distancia entre la tubería y el nivel del líquido permanece esencialmente constante durante el llenado. El experto en la materia encontrará fácilmente la distancia adecuada para evitar turbulencias en el interior del líquido debidas a la "caída" del líquido que sale de la tubería desde demasiada altura sobre el líquido que ya está dentro de la botella. Al elevar la tubería o al menos el tubo utilizado para verter el líquido y/o al bajar el recipiente durante el llenado, la tubería o al menos un tubo, a través del cual se vierte el líquido durante el llenado del recipiente con el líquido, no entra en contacto con el nivel del líquido vertido en el recipiente. El mantenimiento de tal distancia entre la tubería/tubo y el líquido tiene las ventajas antes mencionadas y se puede lograr utilizando medios de control, que se han especificado anteriormente. Dichos medios de control controlan el nivel del líquido y también permiten determinar cuándo el recipiente alcanza el nivel de llenado deseado.
Para ello, se debe señalar que las características descritas para un aspecto de la invención pueden ser transferidas haciendo las modificaciones necesarias al otro aspecto de la invención.
El vacío se entiende como distintos niveles de vacío, no solo un vacío casi completo, sino también presiones negativas simples si se compara con la presión ambiental que rodea el recipiente.
El colchón de gas inerte es una capa de gas inerte con un espesor específico que no corresponde, al menos en la etapa de llenado inicial, a la altura del espacio que dentro de la botella no está ocupado por el líquido. Espesor adecuado significa unos pocos centímetros.
Preferiblemente, el método según la invención se logra utilizando el dispositivo para llenar recipientes con un líquido, particularmente para embotellar de acuerdo con la invención.
Otro aspecto de la invención se refiere, de manera más general, a un método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, en el que el líquido se vierte a través de una tubería que no entra en contacto con el nivel del líquido vertido en el recipiente.
Un último aspecto de la invención se refiere, de manera más general, a un método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, en el que al verter el líquido también se inyecta gas inerte y se crea vacío o presión negativa.
Los detalles técnicos descritos anteriormente para la primera variante del método se pueden combinar, individualmente 0 en conjunto (por ejemplo, introducción del líquido y gas inerte desde el fondo del recipiente, ausencia de contacto entre la tubería/tubo y el líquido que ya ha sido vertido, creación de vacío desde arriba, introducción del líquido y gas aproximadamente al nivel del líquido), con las otras variantes descritas del método.
La reducción de oxígeno y cargas bacterianas durante el llenado, según la invención, amplía la vida útil del líquido y permite, como en el caso del vino, reducir la cantidad de anhídrido sulfuroso o, más generalmente, también en otros tipos de líquidos, incluidos los medicamentos, reducir la cantidad de otros aditivos desinfectantes o conservantes.
Dichos objetos y ventajas se resaltarán mejor durante la descripción de los ejemplos de realización preferidos de la invención dados, a modo de ejemplo y no de limitación.
Las variantes de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes. La descripción de ejemplos de realización preferidos del dispositivo y del método para llenar recipientes con un líquido, especialmente para embotellar, según la invención, se da a título de ejemplo y no de forma limitativa, con referencia a los dibujos adjuntos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1, muestra una vista lateral esquemática, parcialmente en sección vertical y con partes retiradas para mayor claridad, de un ejemplo de realización de una unidad de llenado en una primera posición operativa; la Figura 2, muestra la unidad de llenado de la Figura 1 en una segunda posición operativa;
la Figura 3, muestra la unidad de llenado de la Figura 1 en una tercera posición operativa;
la Figura 4, muestra la unidad de llenado de la Figura 1 en una cuarta posición operativa;
la Figura 5, muestra la unidad de llenado de la Figura 1 en una quinta posición operativa;
la Figura 6, muestra la unidad de llenado de la Figura 1 en una sexta posición operativa;
la Figura 7, muestra la unidad de llenado de la Figura 1 en una séptima posición operativa;
la Figura 8, muestra en dos detalles los medios de retención con elementos para la aplicación de vacío y la tubería de la unidad de llenado de la Figura 1, respectivamente de la Figura 9.5.
la Figura 9, muestra de forma esquemática una sucesión alternativa de fases de llenado con respecto a la mostrada en las Figuras 1 a 7.
DESCRIPCIÓN DE EJEMPLOS DE REALIZACIÓN PREFERIDOS
Haciendo referencia a las Figuras 1 a 7, U generalmente se refiere a una unidad de llenado de botellas B con vino V, que forma parte de una instalación de embotellado generalmente conocida IM, que comprende sustancialmente una estación de llenado S, en correspondencia con la cual está situada la unidad de llenado U, medios transportadores C capaces de soportar y hacer avanzar sucesivamente las botellas B debajo de la propia unidad de llenado U, y medios de retención T del cuello N de cada botella B.
La unidad de llenado U comprende un conjunto de llenado 1 definido por un grifo dispensador/dispensador 5, por una unidad de guía 2, de los cuales una parte adjunta 3 está adaptada para ser dispuesta, cuando está en uso, en correspondencia con la boca de entrada I de cada botella B, y después puesta en contacto y en posición cerrada con la misma, en el extremo exterior superior del cuello N de la propia botella B (Figuras 2 a 5).
Coaxialmente dentro de la unidad de guía 2, una tubería de inyección 4 está dispuesta de forma deslizante en una dirección axialmente vertical hacia y desde el interior y el fondo F de cada botella B a través de un eje controlado electromecánicamente (no mostrado), consistiendo dicha tubería en un tubo central 4a coaxialmente interno a un segundo tubo 4b que lo sujeta, habiendo un intersticio adecuado 4c entre los dos tubos 4a y 4b (Figura 8).
Los tubos 4b y 4a, es decir, el intersticio 4c y el tubo 4a, están conectados alternativa y selectivamente por medio de conductos adecuados y medios de válvula conocidos (no mostrados) a un depósito de suministro (no mostrado) de vino V y a una fuente de gas inerte G. Además de los medios de retención T, hay dispuesto un grupo de succión (no mostrado) para crear un vacío dentro de la botella B.
En uso, la unidad de llenado U es adecuada para el proceso de embotellado de botellas B con vino V. En las Figuras 1 a 7 se muestra una secuencia de embotellado a modo de ejemplo:
• En la Figura 1, en correspondencia de la estación S, cada botella vacía B, sostenida por el cuello N por los medios de retención T, es interceptada por la unidad de llenado U, cuya tubería 4 se desliza sobre la unidad de guía 2 para ser insertada dentro de la botella B hasta llegar con la abertura próxima al fondo F de la propia botella B. La inyección de gas inerte G se activa a través de la tubería 4 dentro de la botella B de modo que el gas inerte, que fluye a la presión adecuada desde el fondo F de la botella B, es capaz de llenar completamente la botella B (área de trama punto y raya dentro de la botella) expulsando progresivamente por completo el aire A (área punteada dentro de la botella) inicialmente presente dentro de la botella B con un empuje continuo y constante de abajo a arriba permitiendo la salida total del aire A a través de espacios o huecos dejados libres de la tubería 4 o los medios de retención T y/o la parte de fijación en la boca I de la botella (flechas f1 y f2 en la Figura 1) o, alternativamente, mediante un grupo de succión ubicado en los medios de retención T. De esta forma, el oxígeno del interior de la botella se elimina y se reemplaza por gas inerte G.
• En la Figura 2, la porción de unión 3 de la unidad de guía está en contacto y sellada a la boca I de la botella B que está lleno de gas inerte G (área de puntos y rayas dentro de la botella).
• En la Figura 3, el paso de inyección de vino V en la botella B está activado. La tubería 4, situada con la abertura al lado de la parte inferior F de la botella B, está conectada con uno de sus tubos 4a y 4b al depósito de suministro de vino V, creando simultáneamente un ligero vacío con el grupo de succión. El vacío tiene la doble función de ayudar al flujo de vino V y a la succión del gas G que el vino debe sustituir paulatinamente en la botella B. Al mismo tiempo, a través del tubo no utilizado por el vino, se puede introducir opcionalmente un gas inerte.
• En las Figuras 4 y 5 se observa que, a medida que el vino V fluye en la botella B, el tubo 4 sube simultáneamente y en consonancia con la subida progresiva del vino V, manteniendo así una distancia constante y sin contacto con el líquido. El ascenso desde el fondo F llega al lado del cuello N (flecha K) de manera que se llena completamente la botella B hasta alcanzar el nivel final/predefinido deseado, determinado con precisión por una fotocélula electrónica o por un sistema electrónico de cámara w Ventajosamente, el vino V sale del tubo central 4a, mientras que el gas inerte y, en variantes del dispositivo, el vacío se aplican al intersticio 4c. El llenado desde la parte inferior y no desde arriba a lo largo de las paredes (llenado de paraguas) de la botella hace que el vino V sea vertido en la botella sin esfuerzo y sin espuma, lo que limita en gran medida la absorción de oxígeno que, en cambio, es maximizada por la turbulencia, lo que da como resultado la espuma, que se crea en el relleno tradicional de "paraguas" a lo largo de las paredes de la botella. Además, en esta etapa y en cualquier otra parte del proceso de llenado, la tubería 4 nunca entra en contacto con el vino vertido, lo que es importante para evitar posibles contaminaciones bacterianas o la reintroducción de oxígeno entre el vino y la cabeza de la tubería, que durante el proceso de elaboración entra en contacto con el aire y se expone a la contaminación cuando pasa de un botella a otra. Es muy probable que se produzca la contaminación de la tubería 4 siempre mojada con vino si está en contacto con el nivel del líquido. El control del nivel final de botella B al lado del cuello N por medio de una fotocélula o sistema de cámara W acoplado al llenado volumétrico electrónico, asegura el nivel constante en el proceso de producción sin permitir que la tubería 4 entre en contacto con el vino como suele ser el caso de las cabezas de llenado de los sistemas tradicionales, en donde el vertido del vino se realiza siempre con el contacto del vino en la botella.
• En la Figura 6, la porción de unión 3 de la unidad de guía 2 se retira de la boca I de la botella, también mediante un descenso relativo y progresivo de los medios transportadores C que soportan la propia botella B, y preferiblemente con inyección simultánea de gas inerte G a través de la tubería 4 en el cuello N de la botella B.
• En la Figura 7, la botella B rellena de esta manera con vino V, es movida más hacia abajo (flecha Z) para liberarla de los medios de retención T. La botella está entonces lista para ser llevada a un paso de tapado posterior, mientras que la unidad de llenado U está lista para recibir una nueva botella vacía y comenzar un nuevo ciclo de llenado con vino.
La Figura 8 muestra un detalle de la unidad de llenado U de la Figura 1 (se hace referencia a la Figura 9.5), y en concreto de los medios de retención T y de la tubería 4. Los medios de retención T comprenden espacios 10 para la liberación del gas G (flecha F) que rodea la tubería 4 en forma coaxial, creando así un tubo triple en la parte superior de la tubería 4. El tubo 4 es claramente un doble tubo en el que un tubo central 4a está alojado coaxialmente dentro de un tubo exterior 4b con un diámetro mayor creando un intersticio 4c entre los tubos. El vino y el gas se inyectan simultáneamente y por separado a través de los dos tubos 4a y 4b (ventajosamente, el vino a través del tubo central 4a para reducir las turbulencias). El vino desciende por el tubo central 4a (flecha a) y el gas inerte por el tubo 4b (flecha b), es decir, por el intersticio 4c.
Finalmente, la Figura 9 muestra una variante adicional para un método de llenado de recipientes. En la Figura 9.1 se puede ver la botella B llena de aire A, conteniendo así oxígeno. Los medios de retención T aún no están fijados en el cuello N de la botella En el siguiente paso (Figura 9.2), el cuello N de la botella es sellado herméticamente. Se aplica vacío a la altura del cuello N, mientras que al mismo tiempo la tubería de doble tubo 4 desciende. El aire se extrae a través de los medios de retención T. El símbolo A ahora significa un aire menos denso, ya que se ha aplicado vacío. En la Figura 9.3, la tubería 4 esta al lado del fondo F de la botella B y se inicia el paso de inyectar gas inerte a través del intersticio 4c o el tubo 4b de la tubería 4, aplicando simultáneamente vacío, el equilibrio entre el gas y la inyección de vacío hace que se cree produce un colchón de gas G dentro de la botella B. El símbolo A ahora significa una mezcla de aire y gas inerte, en donde el aire disminuye constantemente. En la Figura 9.4, comienza la inyección simultánea de gas inerte (a través del intersticio 4c) y de vino (a través del tubo central 4a). La aplicación simultánea de vacío mantiene constante el colchón de gas, cubriendo y protegiendo siempre al vino V. El sistema de colchón permite un gran ahorro de gas. Aunque el espacio denominado A todavía necesita contener aire (mezclado con gas inerte y vapor líquido), el líquido V sin embargo, está protegido por el colchón de gas inerte. En la Figura 9.5 todavía se muestra el llenado de la botella B con vino y gas con aplicación de vacío, en donde la tubería 4 se eleva a medida que aumenta el nivel del vino para evitar el contacto entre el vino y la tubería. Al final del llenado, se observa claramente en la Figura 9.6, el volumen por encima del vino se llena con el gas inerte resultante del colchón superior.
Durante el funcionamiento, se pueden implementar otras modificaciones o variantes de realización del dispositivo y del método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, objeto de la invención y no descritas aquí. Si tales modificaciones o variantes entran dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones, todas ellas deben considerarse protegidas por la presente patente.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para llenar recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, que comprende:
(a) una unidad de llenado (U) que comprende
(a1) conexiones (5) conectadas a una fuente de líquido (V), una fuente de gas inerte (G) y un dispositivo de succión;
(a2) un tubería (4) que comprende
(a2.1) un primer tubo (4a) y
(a2.2) un segundo tubo (4b),
en donde el primer tubo (4a) está dispuesto esencialmente como tubo central coaxialmente dentro de dicho segundo tubo (4b) creando entre dicho primer tubo (4a) y dicho segundo tubo (4b) un intersticio correspondiente (4c)
o
en donde dicho primer y segundo tubos se extienden por separado, por ejemplo en paralelo; y (a3) medios de retención (T) para sujetar dichos recipientes en la unidad de llenado (U);
(b) medios de elevación para modificar la profundidad con la que dicho tubo (4) y/o al menos uno de dichos tubos (4a, 4b) se inserta en dicho recipiente (B); y
(c) opcionalmente medios transportadores (C) adecuados para soportar y hacer avanzar dichos recipientes (B) en sucesión a dicha unidad de llenado (U),
caracterizado por que
(i) uno de dichos dos tubos (4a, 4b) está conectado a la conexión conectada a dicha fuente del líquido y el otro tubo (4a, 4b) a la conexión conectada a dicha fuente de un gas inerte, en donde, preferiblemente, el primero y el segundo tubo se puede subir o bajar independientemente uno del otro; y por que
(ii) está previsto un espacio, en particular un canal, para aplicar vacío, preferiblemente dispuesto en una posición que permita la aplicación del vacío en la parte superior del recipiente.
2. Dispositivo para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dichos medios de elevación son medios adecuados para mover la tubería (4) y/o al menos uno de dichos tubos (4a, 4b) en dirección axial y/o dichos medios de elevación son medios adecuados para subir y bajar un soporte sobre el que está situado el recipiente (B) en dicha unidad de llenado (U).
3. Dispositivo para llenar recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que dicha unidad de llenado (U) es adecuada para cerrar el recipiente (B) para crear a través de dicho dispositivo de succión una presión negativa o un vacío.
4. Dispositivo para llenar recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho dispositivo para llenar recipientes con un líquido comprende además medios de control (W) para mantener dicha tubería (4) y/o al menos uno de dichos tubos (4a, 4b) a una distancia determinada del nivel del líquido (V) que está en el interior de dicho recipiente (B).
5. Dispositivo para llenar recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que uno de los tubos (4a, 4b) está conectado a la conexión conectable/conectada a dicha fuente de líquido y el otro tubo (4a, 4b) a la conexión conectable/conectada a dicha fuente de gas inerte.
6. Dispositivo para llenar recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que está dispuesta una tercera tubería para la aplicación de vacío, preferiblemente situada en una posición que permita la aplicación de vacío en la parte superior del recipiente.
7. Método para llenar recipientes con un líquido, en particular para embotellar, que comprende el siguiente paso:
(i) llenar dicho recipiente (B) simultáneamente con dicho líquido (V) y con un gas inerte (G) a través de una tubería (4) que comprende un primer tubo (4a) y un segundo tubo (4b),
en donde el primer tubo (4a) está dispuesto esencialmente como tubo central coaxialmente dentro de dicho segundo tubo (4b) creando entre dicho primer tubo (4a) y dicho segundo tubo (4b) un intersticio correspondiente (4c), en donde dicho líquido (V) discurre hacia abajo a través de dicho tubo central (4a) y dicho gas inerte (G) discurre a través de dicho tubo externo (4b) o viceversa
o en donde dicho primer y segundo tubos se extienden por separado, por ejemplo en paralelo, en donde dicho gas inerte discurre a través de uno de dichos dos tubos y dicho líquido discurre a través del otro tubo
en donde en dicho paso (i) se aplica simultáneamente un vacío tal que crea un colchón de gas inerte (G) sobre el fondo (F) del recipiente o sobre el nivel del líquido (V) si ya está presente en el recipiente (B).
8. Método para el llenado de recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que dicho paso (i) está precedido por el siguiente paso: (g) creación de vacío en dicho recipiente (B).
9. Método para el llenado de recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que antes de dicho paso (i), preferentemente entre el paso (g), si lo hubiere, y el paso
(i) se inserta el siguiente paso
(h) introducción de dicho gas inerte (G) en dicho recipiente (B).
10. Método para el llenado de recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que en dicho paso (h) se aplica simultáneamente un vacío para crear un colchón de gas inerte (G) en el fondo (F) del recipiente.
11. Método de llenado de recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que en dicho paso (h) se realizan la inyección de un gas inerte y la aplicación de un vacío de manera alterna.
12. Método de llenado de recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que elevar dicha tubería (4) o al menos el tubo (4a, 4b) por donde se inyecta dicho líquido (V) y/o descender dicho recipiente (B) durante el llenado, dicha tubería (4) o al menos el tubo (4a, 4b) a través del cual se inyecta dicho líquido (V) durante el llenado de dicho recipiente (B) con dicho líquido (V) no está en contacto con el nivel del líquido (V) vertido en el recipiente (B).
13. Método de llenado de recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado por que dicho método se implementa utilizando el dispositivo para llenar recipientes con un líquido (V), en particular para embotellar, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
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