ITMI20002648A1 - Valvola selettrice di degasazione per contenitori di prodotti aromatici o odorosi quali caffe' e simili - Google Patents

Description

Descrizione di brevetto per invenzione avente per titolo:

“VALVOLA SELETTRICE DI DEGASAZIONE PER

CONTENITORI DI PRODOTTI AROMATICI O ODOROSI, QUALI

CAFFÈ’ E SIMILI”

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggeto una valvola per contenitori di prodoti aromatici o comunque odorosi, in particolare prodoti pulverulenti, quali caffè, detersivi, liquidi organici e simili.

Valvole del tipo suddetto sono ovviamente già note e vengono comunemente chiamate valvole di degasazione. Esse sono delle valvole unidirezionali, che vengono normalmente applicate sulla parete superiore del contenitore, ed hanno lo scopo di consentire la fuoriuscita dal contenitore dei gas sviluppati dal prodotto, ad esempio caffè, evitando la formazione di eventuali sovrapressioni interne, che provocherebbero il rigonfiamento e/o la rottura del contenitore stesso, e di impedire, nel contempo, l'entrata di aria nel contenitore, che pregiudicherebbe la qualità del prodoto.

Le valvole unidirezionali atualmente utilizzate raggiungono perfetamente tale scopo, aprendosi al verificarsi di deboli sovrapressioni interne e richiudendosi immediatamente al cessare delle stesse.

Tutavia, tali valvole presentano grossi inconvenienti, dovuti a quanto segue.

Il caffè fresco (appena confezionato), genera, nel contenitore, una miscela di gas, costituita in massima parte da biossido di carbonio, e, in percentuale minore, dai cosiddeti aromi, che sono caraterizzati da catene molecolari complesse.

Nelle valvole unidirezionali atualmente utilizzate vengono impiegati filtri porosi, il cui scopo è unicamente quello di impedire la fuoriuscita dei granelli di caffè. Essi consentono, quindi, in caso di sovrapressione all'intemo del contenitore, la fuoriuscita atraverso la valvola sia del biossido di carbonio che degli aromi del prodoto, oltre ad altri gas. Valvole di questo tipo sono descritte ad esempio nei breveti italiani no. 823800 e no. 971505.

Sebbene in questa descrizione si faccia specifico riferimento al caffè, cioè ad un prodotto con un aroma gradevole, lo stesso problema si presenta per prodotti odorosi in genere, quali i detersivi e i liquidi organici sopra citati, per i quali sarebbe auspicabile evitare la fuoriuscita degli odori, in questo caso sgradevoli.

EP-0 659 657 B1 descrive una valvola di tipo seletivo, che lascia fuoriuscire i gas che si formano nella confezione, trattenendo gli aromi del prodoto. Si è tutavia constatato che un tale tipo di valvola non consente la fuoriuscita completa dell’ossigeno, che a contatto con il prodotto, tende ad ossidarlo diminuendone la qualità.

E' quindi necessario richiudere il contenitore dopo aver effettuato il vuoto spinto con un procedimento che tende a rallentare i ritmi di produzione delle macchine confezionatrici oppure si rende necessario procedere ad un lavaggio con gas inerte, anche in questo caso mediante un procedimento abbastanza costoso.

L’aspetto della confezione appare leggermente rigonfio in funzione della sovrappressione necessaria all'apertura della valvola.

Scopo dell'invenzione è quello di evitare tali inconvenienti, e di preservare pressoché intatta la natura del prodotto, riducendo al minimo o impedendo la filoriuscita degli aromi o odori, e nello stesso tempo garantendo l’eliminazione dell’ossigeno presente nella confezione e la riduzione del biossido di carbonio al fine dì mantenere un aspetto non rigonfio della stessa.

Questo scopo viene raggiunto, in accordo all'invenzione, prevedendo una valvola di degasazione provvista di un filtro selettivo, che lasci passare le molecole di biossido di carbonio ed eventuali altri gas, e che imprigioni le molecole che determinano l'aroma o gli odori del prodotto, non permettendone la fuoriuscita, e che elimini la parte residua di ossigeno, aumentando così il pregio del prodotto.

E1 noto che il caffè, dopo tostatura, sviluppa una grossa quantità di C02 pari anche a due o tre volte il proprio volume. La maggior parte della stessa viene eliminata attraverso la valvola mentre la quantità residua viene assorbita dal filtro in misura tale da ridurre ulteriormente la pressione interna residua nella confezione conferendo alla stessa un aspetto gradevole senza rigonfiamenti.

Come filtri selettori possono essere usati dei setti o setacci molecolari porosi. Tuttavia, da prove effettuate, si è osservato che i filtri che assolvono meglio a questa funzione selettrice sono i composti a base di carbone attivo, terre diatomee, silicati, etc., in ogni caso modificabili per aggiunta di additivi che li rendono specifici per le singole esigenze organiche. L’ossigeno viene invece adsorbito mediante reazioni di ossido riduzione, reazioni di addizione a sostanze organiche, come già noto nell’arte. Lo stesso dicasi per la C02.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui:

la figura 1 è una vista schematica in esploso di una valvola di degasazione, provvista di un filtro selettore e adsorbitore di ossigeno secondo l'invenzione;

la figura 2 è una vista schematica in sezione della valvola di figura 1 montata su un contenitore, illustrato parzialmente;

la figura 3 illustra schematicamente, in assonometria, un contenitore dotato di tale valvola;

la figura 4 illustra schematicamente, in elevazione laterale, una valvola di degasazione secondo l’invenzione, prima dell’applicazione ad un contenitore.

Con riferimento a tali figure, in figura 3 con 1 è stato indicato genericamente un contenitore di prodotti aromatici, in particolare caffè, di tipo flessibile o semi rigido.

Nell'esempio illustrato, l’applicazione della valvola selettiva secondo l’invenzione è prevista sulla parte frontale del contenitore. A tale scopo nel materiale in foglio, o laminato, del contenitore è ricavato un forellino 3, al di sotto del quale è applicata una valvola di degasazione indicata globalmente con il numero di riferimento 4, valvola che viene termosaldata o incollata al laminato 2.

La valvola di degasazione 4, la cui struttura generale può considerarsi sostanzialmente nota, comprende un piattello di base 5 e un cappuccio 6 alloggiante in esso. Il cappuccio 6 presenta, in prossimità del suo bordo inferiore, una gola anulare 7, che va ad impegnarsi con un corrispondente risalto anulare 8 previsto in corrispondenza del fondo del piattello 5. Al di sopra del risalto 8 è prevista una parete anulare piana 9, che circonda un disco centrale 10 provvisto di fori l i.

Tra il cappuccio 6 e il piattello 5 è interposto un diaframma di gomma 12, fungente da valvola vera e propria, la cui parte perimetrale poggia sulla detta parete anulare piana 9 del piattello, dove viene spalmato uno strato viscoso 13, per una migliore tenuta. Il diaframma 12 viene premuto contro il piattello 5 da una sporgenza di contrasto 14 prevista nella parete superiore del cappuccio 6, nella quale è altresì previsto un foro di sfiato 15.

Il fondo del piattello 5 è sagomato in modo che inferiormente ad esso, al di sotto del disco 10, sia ricavato un alloggiamento 16 per un filtro 17, che verrà descritto più in dettaglio nel seguito.

La valvola 4 viene fissata al foglio 2 mediante saldatura o incollaggio lungo un percorso anulare 18 del bordo perimetrale superiore del piattello 5.

Il funzionamento della valvola è il seguente.

In condizioni normali, il diaframma di gomma 12 è applicato contro la parete piana 9 del piattello 5 e, grazie anche alla presenza dello strato viscoso 13 effettua una tenuta sia contro la fuoriuscita dei gas contenuti nel contenitore 1, sia contro l'entrata di aria daU'estemo.

In caso di sovrapressioni all’interno del contenitore 1, il diaframma 12 si solleva dalla parete 9, consentendo la fuoriuscita dei gas, che passando attraverso i fori 1 1, l'intercapedine che si crea tra il diaframma 12 e la parete 9, il foro 15 nel cappuccio 6, e il foro 3 ricavato nel laminato 2, raggiungono l'ambiente esterno. Al ritornare delle condizioni normali, il diaframma 12 si riabbassa impedendo l'entrata di aria nel contenitore secondo un percorso inverso a quello precedentemente descritto.

Ad evitare' che nella fase di fuoriuscita dei gas dal contenitore, fuoriescano anche gli aromi del caffè, viene utilizzato un filtro 17 di tipo selettivo, comprendente una pluralità di strati porosi con interposti strati adsorbenti.

Nella forma di realizzazione preferita, illustrata in figura 1, il filtro 17 comprende un disco poroso superiore 19a, al di sotto del quale è disposto uno strato adsorbente di carboni attivi 2 la, un secondo disco poroso 20, quindi uno strato adsorbente di ossigeno e CO2 21b, costituito da materiali contenenti ad esempio ioni ferrosi, e un terzo disco poroso 19b. Il tutto può essere trattenuto nella sede, sia mediante semplice pressione, che idonea incollatura o saldatura di una parete filtrante.

Lo strato adsorbente 21b è disposto più internamente nella confezione, cioè più vicino al prodotto, per migliorare abbattimento di ossigeno e C02 nella confezione.

Secondo una realizzazione alternativa, i due strati adsorbenti 21a e 21b possono essere inglobati in un unico strato comprendente sia carboni attivi che materiale adsorbente di ossigeno e CO2, eliminando così un disco poroso.

Un’ulteriore alternativa consiste nel ricavare nella cavità di alloggiamento 16 due camere affiancate, contenenti separatamente i carboni attivi o similari, e l’adsorbitore di ossigeno e CO2· In questo caso la camera contenente l’adsorbitore di ossigeno può anche non essere in comunicazione con la zona superiore della valvola, avendo essa unicamente la funzione di adsorbire l’ossigeno e la CO2.

Al fine di preservare l’attività degli adsorbitori, e in particolare dell’adsorbitore di ossigeno, che si degraderebbe rapidamente a contatto con l’aria, questi vengono convenientemente protetti prima dell’ applicazione alla confezione, ad esempio mediante uno strato sottostante impermeabile. Esso potrebbe essere costituito da un laminato pluristrato composto ad esempio da un film di poliestere, alluminio e polietilene pelabile 24, come mostrato schematicamente in figura 4. In questo caso si otterrebbe un nastro 24, sul quale sono saldate le valvole, che avrebbe la funzione di caricatore delle stesse sulle linee di confezionamento. Il nastro di film barriera verrebbe staccato dalla valvola al momento della sua applicazione nel punto desiderato della confezione. In alternativa, il nastro di film barriera può venire fustellato sulla valvola e rimanere saldato sulla stessa, per essere perforato nel momento dell’applicazione della valvola sulla confezione, evitando quindi il contatto con l’ossigeno prima che l’adsorbitore inizi a svolgere la sua attività.

Con un filtro cosi strutturato, i gas sprigionati dal caffè, prima di passare attraverso il diaframma di gomma 12, vengono filtrati attraverso il carbone attivo 2 la, che trattiene la maggior parte degli stessi, cioè gli aromi, ottenendo il mantenimento di una più alta concentrazione all’ interno della confezione. Nel contempo, l’adsorbitore di ossigeno e di CO2 21b elimina l’ossigeno presente nella confezione e mantiene un idoneo contenuto di C02 eliminando la sovrappressione necessaria ad aprire la valvola.

La funzione dell’adsorbitore di CO2 è quindi quella di eliminare la sovrapressione presente nel sacchetto dopo il processo di degasazione, effettuato dalla valvola, al fine di equiparare la pressione interna ed esterna alla confezione, eliminando il rigonfiamento.

In sostanza, l’applicazione del filtro selettivo svolge la funzione di barriera alla fuoriuscita delle sostanze organiche volatili (aromi, fragranze, odori etc.) dall’intemo della confezione per effetto della degasazione del prodotto. La componente del filtro che sottrae l’ossigeno presente nella confezione permette di ridurre l’ossidazione del contenuto, incrementandone il periodo di conservazione.

Il sistema sopra descritto può trovare applicazione ogniqualvolta sia necessario permettere la fuoriuscita di gas dalla confezione evitando il passaggio delle molecole organiche, e abbattendo altresì il contenuto di ossigeno e di CO2.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola di degasazione per contenitori di prodotti aromatici o odorosi, comprendente un corpo valvola (5, 6) e un elemento di valvola mobile (12) di tipo unidirezionale posizionato sul corpo valvola (5, 6), ed un filtro (17) impegnante detto corpo valvola e posizionato di fronte al prodotto, atto ad impedire il passaggio dei granelli di prodotto, in cui detto filtro (17) comprende uno strato filtrante selettivo (2 la), che lascia passare gas con molecole "semplici", quali il biossido di carbonio e trattiene i gas con catene molecolari complesse, che costituiscono gli aromi del prodotto, caratterizzata dal fatto che detto filtro (17) comprende altresì un adsorbitore di ossigeno e/o biossido di carbonio (21b), atto ad abbattere la parte residua di ossigeno nel contenitore.
2. 2. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto strato filtrante selettivo (2 la) e detto strato adsorbente di ossigeno e biossido di carbonio (2 lb) sono sovrapposti e interposti tra dischi di materiale poroso (19a, 20, 19b).
3. 3. Valvola secondo la rivendicazione 1, o 2, caratterizzata dal fatto che detto strato adsorbente di ossigeno e biossido di carbonio (21b) è disposto nella parte più interna del contenitore, e quindi più vicino al prodotto.
4. 4. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto adsorbitore di ossigeno e biossido di carbonio (21b) è inglobato in detto strato filtrante selettivo (2 la), costituendo un unico strato racchiuso tra due dischi porosi (19a, 19b).
5. 5. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto strato filtrante selettivo (2 la) e detto strato adsorbente di ossigeno e biossido di carbonio (21b) sono disposti affiancati e separati tra loro.
6. 6. Valvola secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto strato adsorbente di ossigeno e biossido di carbonio non è in comunicazione con l’esterno del contenitore.
7. 7. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto strato adsorbente di ossigeno e biossido di carbonio (21) comprende materiali contenenti ioni ferrosi.
8. 8. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto strato filtrante selettivo (2 la) è costituito da carboni attivi.
9. 9. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto strato filtrante selettivo (2 la) e detto strato adsorbente di ossigeno e biossido di carbonio (21b) sono contenuti in un alloggiamento (16), ricavato in detto corpo di valvola (5).
10. 10. Valvola secondo la rivendicazione 1, in cui detto corpo di valvola comprende un piattello di base (5) alloggiarne detto filtro (17) e un cappuccio di contrasto (6), provvisti di rispettivi fori (11, 15), e detto elemento di valvola (12) è un diaframma di gomma normalmente premuto contro il piatello (5), in modo da occludere detti fori (11).
11. 11. Valvola di degasazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di essere applicata ad una parete di un contenitore (1) di prodotti aromatici, quali caffè e simili prodotti che emettono odori.
12. 12. Valvola secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fato di essere protetta da uno strato sottostante impermeabile (24) prima dell’applicazione al contenitore.
13. 13. Valvola secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detto strato impermeabile (24) è costituito da un film pelabile che viene asportato al momento dell’ applicazione della valvola al contenitore.
14. 14. Valvola secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detto strato impermeabile (24) è costituito da un film che viene forato al momento dell’applicazzione della valvola alla confezione.
15. 15. Contenitore ermetico di prodotti che sviluppano gas odorosi, quali caffè e simili, equipaggiato con una valvola di degasazione unidirezionale (4) munita di almeno uno strato filtrante selettivo (2 la), che impedisce la fuoriuscita di aromi od odori, e di almeno uno strato adsorbente di ossigeno e biossido di carbonio (21b), atto ad eliminare l’ossigeno e il biossido di carbonio residui presenti nel contenitore.