ES3036153T3 - Capsule making machine - Google Patents

Capsule making machine

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ES3036153T3
ES3036153T3 ES19198023T ES19198023T ES3036153T3 ES 3036153 T3 ES3036153 T3 ES 3036153T3 ES 19198023 T ES19198023 T ES 19198023T ES 19198023 T ES19198023 T ES 19198023T ES 3036153 T3 ES3036153 T3 ES 3036153T3
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ES19198023T
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Massimo Scrivani
Luca Cerati
Eura Trivisonno
Ivan Eusepi
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Azionaria Costruzioni Macchine Automatiche ACMA SpA
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Azionaria Costruzioni Macchine Automatiche ACMA SpA
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Abstract

Una máquina (1) para fabricar cápsulas del tipo que comprende un recipiente (101) y una dosis de producto (P) dentro del recipiente (101), comprende un sistema de alimentación (2) para alimentar al menos un primer recipiente (101) a lo largo de una trayectoria de alimentación en una dirección de alimentación (V); al menos una estación de llenado (9, 10, 11, 12) para suministrar una dosis de dicho producto (P) a dicho primer recipiente (101), al menos una estación de detección (14, 15, 16, 17) posicionada a lo largo de dicha trayectoria de alimentación aguas abajo de dicha estación de llenado (9, 10, 11, 12) en la dirección de alimentación (V) y que comprende un sensor de detección (18) que opera en dicho primer asiento (8) configurado para detectar la humedad del producto (P) suministrado al primer recipiente (101). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina para producir cápsulas
Esta invención se refiere a una máquina para producir cápsulas y, más en concreto, a una máquina que produce cápsulas para productos de infusión.
En términos generales, las cápsulas para productos de infusión comprenden básicamente un recipiente en forma de copa, que constituye la cápsula propiamente dicha, con o sin un elemento de filtro en su interior y que tiene una abertura de entrada que se cierra con una tapa respectiva. Una cantidad medida de producto, por ejemplo, café, se llena en el recipiente de manera sustancialmente conocida, para producir una bebida mediante infusión de agua a través de la misma cápsula.
Las máquinas de este tipo para producir cápsulas comprenden una pluralidad de estaciones de procesamiento, que incluyen una estación para llenar o dosificar el producto en el recipiente y una estación de pesaje para verificar que el recipiente se llene correctamente.
Un ejemplo de una máquina para producir cápsulas para productos de infusión se describe en la solicitud de patente WO2013/035061.
En esta máquina, las cápsulas que se procesan se alojan en asientos respectivos producidos sobre soportes que alimentan las cápsulas a lo largo de una trayectoria predeterminada a través de las estaciones de procesamiento. Más en concreto, en la estación de llenado, se hace que las cápsulas o, más bien, los recipientes, pasen por debajo del elemento de llenado, por ejemplo, de tipo de tornillo, desde el que se permite que caiga una determinada cantidad de producto.
Aguas abajo de la estación de llenado, a lo largo de la trayectoria de alimentación, en la estación de pesaje, las cápsulas llenas se extraen del asiento respectivo mediante un sistema de elevación adecuado para liberarlas del soporte de apoyo.
A continuación, se verifica el peso de las cápsulas mediante celdas de carga integradas en el sistema de elevación. Una vez pesadas, cada cápsula se baja de nuevo a su asiento sobre el soporte y se alimenta a las siguientes estaciones.
En términos generales, las máquinas para producir cápsulas de la técnica anterior comprenden un sistema de control de retroalimentación configurado para controlar la estación de llenado en función de los valores de peso medidos, es decir, para controlar el llenado de las cápsulas que siguen a las llenadas y pesadas anteriormente.
Una desventaja de las máquinas para producir cápsulas de la técnica anterior se debe al hecho de que es necesario un tiempo relativamente largo para permitir que el producto se asiente dentro de la cápsula después de que la cápsula se haya elevado y antes de que pueda pesarse. Además, el sistema de elevación debe estar libre del bastidor o de la base de la misma máquina para producir cápsulas para que las vibraciones y movimientos de la máquina no generen mediciones imprecisas.
En la práctica, eso significa que el sistema de elevación y las celdas de carga constituyen una unidad autónoma separada del bastidor de la máquina y que la arquitectura de la máquina en su totalidad es, por lo tanto, relativamente compleja y costosa.
En este contexto, el propósito técnico principal de esta invención es superar las desventajas mencionadas anteriormente.
Esta invención tiene como objetivo proporcionar una máquina para producir cápsulas que sea desde el punto de vista constructivo más simple que las soluciones de la técnica anterior.
Otro objetivo de la invención es proporcionar una máquina para producir cápsulas en la que el sistema de pesaje pueda integrarse en la misma estructura de la máquina.
El propósito técnico y los objetivos específicos se logran sustancialmente mediante una máquina de envasado para producir cápsulas de acuerdo con la reivindicación 1.
Otras características de la invención y sus ventajas son más evidentes en la siguiente descripción no limitativa, con referencia a una realización preferida, pero no exclusiva, de una estación de ensamblaje, como se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 ilustra una máquina para producir cápsulas de acuerdo con esta invención en una vista en planta esquemática, parcialmente en bloques y con algunas partes eliminadas para mayor claridad;
- la figura 2 ilustra una primera realización de una estación de procesamiento de la máquina de la figura 1, en una vista frontal esquemática, parcialmente en bloques y con algunas partes eliminadas para mayor claridad;
- la figura 3 ilustra una segunda realización de la estación de procesamiento de la figura 2, en una vista frontal esquemática, parcialmente en bloques y con algunas partes eliminadas para mayor claridad;
- la figura 4 ilustra una tercera realización de la estación de procesamiento de la figura 2, en una vista frontal esquemática, parcialmente en bloques y con algunas partes eliminadas para mayor claridad.
Con referencia a la figura 1, el número 1 indica una máquina para producir cápsulas de acuerdo con esta invención. La máquina para producir cápsulas 1 está diseñada preferiblemente para producir cápsulas que contengan un producto granulado P para infusión.
Una cápsula comprende básicamente un recipiente sustancialmente en forma de copa 101, con o sin uno o más elementos filtrantes, no ilustrados, dentro de él, y una tapa para cerrar el recipiente 101.
El recipiente 101 tiene una abertura de entrada 102 a través de la cual, como se aclara más adelante en esta descripción, se suministra el producto P al mismo recipiente 101 antes de que se aplique la tapa correspondiente. El recipiente 101 tiene un labio exterior 103 que rodea la abertura de entrada 102 y está destinado, en particular, a conectarse a la tapa.
Más en concreto, una cantidad medida de producto, por ejemplo, café, a la que se hace referencia explícita en lo sucesivo, pero sin perder por ello aspectos generales, se llena en el recipiente 101 de manera sustancialmente conocida, para producir una bebida por infusión de agua a través de la misma cápsula.
La máquina 1, que se describe solo en la medida en que sea necesario para entender esta invención, comprende un sistema de alimentación 2 para alimentar los recipientes 101 a lo largo de una trayectoria de alimentación en una dirección de alimentación V.
En la realización preferida ilustrada, el sistema 2 comprende una correa sin fin 3 o similar, impulsada alrededor de al menos una polea, no ilustrada, que tiene un eje de rotación R orientado hacia el plano de la figura 1.
La trayectoria de alimentación tiene un tramo curvado 4, de preferencia sustancialmente circular.
La correa 3 tiene una cara interna 3a orientada hacia el eje de rotación R y una cara externa 3b orientada hacia el lado opuesto al eje R.
El sistema de alimentación 2 comprende una pluralidad de soportes 5 para apoyar los recipientes 101.
Con referencia en particular a las figuras 2 y 3, se puede observar que cada soporte 5 comprende, por ejemplo, un primer brazo 6 conectado a la cara 3b de la correa 3 y que se extiende, de preferencia, principalmente en paralelo al eje R.
Cada soporte 5 comprende un segundo brazo 7 que se extiende desde el primer brazo 6, preferiblemente en ángulo recto con respecto al mismo.
El segundo brazo 7 tiene una pluralidad de asientos 8, cuatro en el ejemplo ilustrado, cada uno diseñado para recibir y apoyar un recipiente respectivo 101.
Los asientos 8 tienen preferiblemente un eje principal “A” que es paralelo al eje R y tienen preferiblemente forma de orificios pasantes en el brazo 7.
Tal como se ilustra, el recipiente 101 se inserta preferiblemente de manera conocida en el asiento respectivo 8 y descansa sobre el brazo 7 mediante el labio 103.
En el ejemplo ilustrado, la máquina 2 comprende cuatro estaciones de llenado 9, 10, 11, 12 para llenar los recipientes 101 y colocadas a lo largo de la trayectoria de alimentación. Cada estación 9, 10, 11, 12 está diseñada para suministrar una dosis del producto P a un recipiente correspondiente 101
Cada estación 9, 10, 11, 12 comprende un elemento de llenado respectivo 13, por ejemplo, de tipo de tornillo con eje vertical, para suministrar la dosis de producto P al recipiente correspondiente 101.
En la práctica, solo se llena un recipiente 101 en cada estación 9, 10, 11, 12 y el número de estaciones de llenado corresponde preferiblemente al número de asientos 8 producidos en cada soporte 5.
En la realización preferida ilustrada a modo de ejemplo, el recipiente 101 ubicado en el asiento 8 más cercano a la correa 3 se llena en la primera estación 9, y los recipientes 101 en los asientos 8 ubicados progresivamente más lejos de la correa 3 se llenan, respectivamente, en las estaciones 10, 11, 12 ubicadas aguas abajo de la primera estación 9 en la dirección de alimentación V.
La máquina 1 comprende una pluralidad de estaciones de detección 14, 15, 16, 17, cuatro en el ejemplo ilustrado, colocadas a lo largo de la trayectoria de alimentación.
Cada estación de detección 14, 15, 16, 17 se ubica preferiblemente aguas abajo de una estación de llenado respectiva 9, 10, 11, 12 de acuerdo con la dirección de alimentación V, para detectar un parámetro significativo de la dosis de producto P suministrado al recipiente respectivo 101.
Cada estación 14, 15, 16, 17 comprende un sensor de detección respectivo 18, que es un sensor de microondas como se describe con más detalle a continuación, configurado para detectar el parámetro mencionado anteriormente. En la práctica, el parámetro se detecta en cada estación 14, 15, 16, 17 solo en el recipiente 101 llenado en la estación de llenado 9, 10, 11, 12 inmediatamente aguas arriba de la estación de detección 14, 15, 16, 17 de acuerdo con la dirección de alimentación V.
Preferiblemente, el número de estaciones de detección 14, 15, 16, 17 corresponde preferiblemente al número de asientos 8 producidos en cada soporte 5.
El sensor de detección 8 es un sensor de microondas configurado para detectar la humedad y/o la densidad del producto P en cada recipiente 101.
Más en concreto, las microondas son rayos electromagnéticos en el espectro electromagnético con una longitud de onda entre rangos de ondas de radio y rayos infrarrojos superiores.
El sensor 18 está compuesto por una zona resonante de microondas caracterizada por una frecuencia pico de resonancia y un ancho de banda de resonancia.
Si se coloca una cantidad de producto P para ser medido en la zona resonante, la frecuencia pico y el ancho de banda cambian, en primera aproximación, en función de la masa de producto, mientras que la relación entre ellos depende solo de la humedad.
Por lo tanto, es posible calcular la densidad y la humedad del producto P en función de la variación de la curva de resonancia.
Por lo tanto, si se conoce el valor de la densidad del producto P y el volumen del recipiente 101 que contiene el producto P, es posible calcular el peso del producto P en cada recipiente 101.
De manera conveniente, en cada estación 14, 15, 16, 17, el sensor de detección 18 funciona en el asiento 8 previamente llenado en la estación de llenado 9, 10, 11, 12 inmediatamente aguas arriba de la estación de detección 14, 15, 16, 17 de acuerdo con la dirección de alimentación V.
La máquina 1 comprende una unidad de control, representada esquemáticamente como un bloque 19, en comunicación con los sensores 18.
La unidad 19 está configurada para procesar el parámetro, y más en concreto, la humedad y/o la densidad del producto P, detectado por cada sensor 18, y para proporcionar información sobre el peso de cada dosis de producto P suministrado al recipiente correspondiente.
En la práctica, en una manera sustancialmente conocida, la unidad 19 proporciona, para cada recipiente 101, una indicación del peso del producto P dosificado en el recipiente 101.
De manera conveniente, la unidad 19 está en comunicación con los elementos de llenado 13 en las estaciones de llenado 9, 10, 11, 12 y está configurada para accionar cada elemento de llenado 13 en función del peso calculado. La unidad 19 controla las estaciones de llenado 9, 10, 11, 12 en función de la cantidad de producto suministrado realmente al recipiente respectivo 101.
Con referencia en particular a la figura 2, que es un detalle que muestra una primera realización de la estación 14, el sensor de detección 18 comprende un resonador cilíndrico 20 de tipo sustancialmente conocido.
Tal como se ilustra, el resonador 20 está montado por encima del soporte 5, en particular por encima del brazo 7.
El resonador 20 tiene una cavidad 21 que tiene una abertura de entrada respectiva.
El resonador 20 está montado de manera que la cavidad 21, y más en concreto, su abertura de entrada, es opuesta al asiento 8 del recipiente 101 que debe verificarse, es decir, si se mira la figura 2, la abertura de entrada de la cavidad 21 está orientada hacia abajo.
En cada estación 14, 15, 16, 17, el resonador cilíndrico correspondiente 20 es opuesto a un asiento respectivo 8 que aloja el recipiente 101 que debe verificarse.
La estación de detección 14 comprende un dispositivo de elevación 22 ubicado en el lado opuesto del resonador 20 con respecto al brazo 7.
El dispositivo 22 comprende un pistón 23 que se puede mover, de una manera sustancialmente conocida, entre una posición bajada, ilustrada con la línea discontinua en la figura 2, y una posición subida.
El pistón 23 se puede mover a lo largo del eje A del asiento correspondiente 8 de manera que pase a través de este último.
El pistón 23 está configurado para transferir el recipiente 101, al menos en parte, desde el asiento 8 a la cavidad 21, pasando de la posición bajada a la posición subida y viceversa, desde la posición subida a la posición bajada.
De manera conveniente, para medir al menos la humedad a partir de la cual, como se ha mencionado, la unidad 19 calcula el peso del producto P dosificado en el recipiente 101, el sensor de microondas 18 puede funcionar incluso sin tener que esperar a que el producto se asiente después de elevarlo.
Con referencia a la figura 3, que es un detalle que muestra la estación 14 en una segunda realización de esta a modo de ejemplo, el sensor de detección 18 comprende un resonador plano 24 de tipo sustancialmente conocido.
El resonador 24 es opuesto al asiento 8 de tal manera que es opuesto al producto P dentro del recipiente 101 para escanearlo con las microondas para medir la humedad y/o la densidad del producto P que debe ser transmitido a la unidad 19.
Para no afectar al resonador 24, el soporte 5 se produce preferiblemente de un material plástico o cerámico, preferiblemente de tipo de baja pérdida, tal como, por ejemplo, PEEK o HDPE.
Con referencia a la figura 4, que es un detalle que muestra la estación 14 en una tercera realización a modo de ejemplo, el sensor de detección 18 comprende un resonador de tipo conocido como “resonador de horquilla” de tipo sustancialmente conocido, que comprende un emisor de microondas 25 y un receptor correspondiente 26.
El emisor 25 y el receptor 26 se montan en lados opuestos del brazo 7 de modo que las microondas transmitidas entre ellos pasan a través del asiento correspondiente 8 y el recipiente 101 alojado en el mismo.
Por lo tanto, el producto P dentro del recipiente 101 puede escanearse con las microondas para medir la humedad y/o la densidad del producto P que debe ser transmitido a la unidad 19.
Para no afectar al emisor 25 y al receptor 26, el soporte 5 se produce preferiblemente de un material plástico o cerámico, preferiblemente de tipo de baja pérdida, tal como, por ejemplo, PEEK o HDPE.
En términos generales, el dispositivo de microondas permite detectar la densidad del producto en la cápsula y conocer el volumen de la cápsula, también el peso del producto en su interior.
Más en concreto, un dispositivo de microondas permite medir de manera conocida la humedad de un producto, que, a continuación, puede correlacionarse con la densidad. Las estaciones de detección que permiten medir el peso del producto en los recipientes usando sensores de microondas pueden integrarse y montarse en el mismo bastidor que el de todas las otras estaciones de máquina.
Cabe señalar que puede haber más de un sensor 18 para cada medición que deba realizarse, de modo que los datos detectados se puedan cruzar y obtener un resultado más preciso. En particular, los sensores 18 pueden estar en la misma estación de detección. Alternativamente, los sensores 18 pueden ubicarse en estaciones de detección sucesivas.
Cabe señalar que el uso de al menos un sensor 18 permite reconocer el peso de dos o más productos dentro del mismo recipiente. Esto es conveniente cuando un recipiente contiene, por ejemplo, una capa de café y una capa de leche en polvo y es necesario detectar un parámetro de cada una. Por lo tanto, se pueden obtener los pesos de los dos productos distintos.
Cabe señalar que también se puede proporcionar un sensor adicional 18 antes de la estación de llenado para tomar una medición del recipiente cuando todavía está vacío, para obtener el peso en vacío.
La arquitectura de la máquina es, por lo tanto, más simple que la de las soluciones de la técnica anterior y la cantidad de producto dosificado en los recipientes puede verificarse y ajustarse adecuadamente.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Una máquina para producir cápsulas del tipo que comprende un recipiente (101) y una dosis de producto (P) insertada en el recipiente (101), siendo el recipiente (101) preferiblemente un recipiente en forma de copa (101) que tiene una abertura de entrada (102), a través de la cual se suministra el producto (P) al recipiente (101) antes de que se aplique una tapa correspondiente, y un labio exterior (103) que rodea la abertura de entrada (102), comprendiendo dicha máquina un sistema de alimentación (2) para alimentar al menos un recipiente (101) a lo largo de una trayectoria de alimentación en una dirección de alimentación (V), comprendiendo dicho sistema de alimentación (2) al menos un asiento para dicho recipiente (101), comprendiendo dicha máquina al menos una estación de llenado (9, 10, 11, 12) colocada a lo largo de la trayectoria de alimentación y comprendiendo al menos una unidad de llenado (13) para suministrar la dosis de producto (P) a dicho recipiente (101), comprendiendo dicha máquina al menos una estación de detección (14, 15, 16, 17) colocada a lo largo de dicha trayectoria de alimentación inmediatamente aguas abajo de dicha estación de llenado (9, 10, 11, 12) de acuerdo con dicha dirección de alimentación (V) y comprendiendo un sensor de detección (18) que funciona en dicho asiento (8), estando dicho sensor de detección (18) diseñado para detectar un primer parámetro significativo de dicho producto suministrado a dicho recipiente (101), caracterizándose dicha máquina por que dicho sensor de detección (18) es un sensor de microondas y dicho primer parámetro es la humedad o la densidad de la dosis de producto (P) suministrado a dicho primer recipiente, en donde el sensor de microondas permite detectar la densidad de la dosis de producto (P) en el recipiente (101) y calcular el peso de la dosis de producto (P) en el recipiente (101) conociendo un volumen del recipiente (101), comprendiendo la máquina una unidad de control (19) en comunicación con el sensor de microondas (18) configurada para procesar dicho primer parámetro detectado por el sensor de microondas (18), y para proporcionar el peso de la dosis de producto (P) suministrado al recipiente (101).
2. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una unidad de control (19) en comunicación con dicho sensor de detección (18) y diseñada para procesar dicho primer parámetro y para proporcionar información sobre el peso de dicha dosis en dicho primer recipiente (101), en donde dicha unidad de control informatizada (19) está en comunicación con dicha unidad de llenado (13) y está diseñada para controlar dicha unidad de llenado (13) en función de dicha información sobre el peso de dicha dosis.
3. La máquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sensor de detección (18) comprende un resonador plano (24).
4. La máquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sensor de detección (18) comprende un resonador cilíndrico (20).
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