UNIDAD PARA ESTERILIZAR MATERIAL EN BANDA EN UNA MAQUINA PARA ENVASAR PRODUCTOS ALIMENTACIOS VERTIBLES.

Una unidad de esterilización para esterilizar una banda (2) de material de empaquetado sobre una máquina (1) para empaquetar productos alimenticios vertibles,

comprendiendo la unidad (3) de esterilización: un baño (7) que contiene un agente de esterilización, en el que dicha banda (2) es alimentada continuamente; un entorno aséptico (30) que comprende una cámara (8) de procedimiento conectada a una salida (12) de dicho baño (7) y medios (17) de secado del alojamiento para eliminar agente de esterilización residual de dicha banda (2); y una cámara (25) aséptica que comunica con dicha cámara (8) de proceso por medio de una abertura (27) para el pasaje de dicha banda (2), y en el que dicha banda (2) es plegada y obturada longitudinalmente para formar un tubo (29) que es llenado de modo continuo con el producto que ha de ser empaquetado; y un circuito (24) de tratamiento de aire para controlar las condiciones del proceso en dicho entorno (30) aséptico, y que comprende medios (40) de aspiración para la extracción de aire de dicha cámara (8) de procedimiento, medios (41) de procedimiento, y medios (42, 47, 49) para alimentar aire procesado dentro de dicha cámara aséptica; caracterizado por comprender medios (54, 55) de válvula interpuestos entre dicha cámara (8) de proceso y dichos medios (40) de aspiración de dicho circuito (24) de tratamiento de aire, y el cual puede ser activado durante el funcionamiento de dicha máquina para controlar las condiciones de presión en dicho medio aséptico (30)

Unidad para esterilizar material en banda en una máquina para envasar productos alimenticios vertibles.

La presente invención se refiere a una unidad para esterilizar materiales alimentados de banda sobre una máquina para empaquetar productos alimenticios vertibles.

Se conocen máquinas para empaquetar productos alimenticios vertibles, tales como jugo de frutas, vino, salsa de tomate, leche pasteurizada o de largo almacenamiento (UHT, temperatura ultra alta), etc., sobre las cuales se forman paquetes de material definidos por una banda obturada longitudinalmente.

El material de empaquetado tiene una estructura multicapa que comprende una capa de material de papel cubierto por ambos lados con capas de material obturable por calor, por ejemplo polietileno. Y, en el caso de envases asépticos para productos de largo almacenaje, por ejemplo, leche UHT, el material de empaquetado comprende una capa de material de barrera definida, por ejemplo, por una lámina de aluminio, y que es superpuesta sobre una capa de material plástico obturable por calor, y es a su vez cubierta con otra capa de material plástico obturable por calor eventualmente definiendo la cara interior del paquete y por lo tanto en contacto con el producto alimenticio.

Para producir paquetes asépticos, la banda de material de empaquetado es desenrollada de una bobina y alimentada a través de una unidad de esterilización, en la cual, es esterilizada, por ejemplo, por inmersión en un baño de agente de esterilización líquido, tal como una solución de peróxido de hidrógeno concentrado y agua.

Más concretamente, la unidad de esterilización comprende un baño que en uso, se llena con el agente de esterilización, dentro del cual la banda es alimentada de modo continuo. El baño comprende convenientemente dos ramas paralelas verticales conectadas en el fondo para definir una trayectoria en forma de U suficientemente larga para garantizar que el material de empaquetado es tratado durante un periodo de tiempo suficientemente largo. Para un tratamiento eficaz en un tiempo relativamente corto, y por lo tanto para reducir el tamaño de la cámara de esterilización, el agente de esterilización debe ser mantenido a una alta temperatura, por ejemplo de alrededor de 70ºC.

La unidad de esterilización comprende también una cámara de procesado situada sobre el baño, y en la cual la banda de material de empaquetado se seca; y una cámara aséptica en la cual la banda es plegada y obturada longitudinalmente para formar un tubo, que se llena entonces continuamente con el producto a empaquetar.

Más concretamente, en la cámara de procesado, la banda es procesada para eliminar cualquier agente de esterilización residual, la cantidad aceptable del cual en el producto envasado es gobernada por normas estrictas (siendo la cantidad máxima permisible en la región de unas pocas fracciones de una parte por millón).

Ese proceso comprende normalmente la eliminación de cualquier gota sobre el material, seguida por aire de secado.

Las gotas pueden ser eliminadas, por ejemplo, alimentando el material a través de un par de rodillos de exprimir situados convenientemente cerca de la entrada de la cámara de procesado, y aguas abajo de los cuales el material está todavía cubierto con una película de agente de esterilización, pero no tiene gotas macroscópicas.

El secado puede ser efectuado por medio de cuchillos de aire enfrentados a caras opuestas del material, suministrados con aire procedente del ambiente estéril, por ejemplo, por medio de un conducto de recirculación como se describe en el documento EP-A-1 050 467, y que se proporciona para eliminar trazas residuales del agente de esterilización por evaporación.

Alternativamente, el secado completo puede ser conseguido en un canal de secado bajo, a través del cual la cámara de procesado comunica con la cámara aséptica.

Antes de dejar la cámara aséptica, la banda es plegada dentro de un cilindro y obturada longitudinalmente para formar de manera conocida, un tubo vertical obturado longitudinalmente continuo. En otras palabras, el tubo de material de empaquetado constituye una prolongación de la cámara aséptica, y es llenado continuamente con el producto de alimentación vertible y luego alimentado a una unidad de configuración y obturación (transversal) para formar los paquetes individuales, y sobre los cuales el tubo es apretado y obturado transversalmente entre pares de mandíbulas para formar paquetes almohada asépticos.

Los paquetes almohada son separados cortando las obturaciones entre los paquetes, y son alimentados entonces a una estación de plegado final en la que son plegados mecánicamente en la forma final.

Las máquinas de empaquetado del tipo anterior se usan extensamente y satisfactoriamente en un amplio abanico de industrias de alimentación para producir paquetes asépticos a partir de material de empaquetado alimentado en forma de banda. El comportamiento de la unidad de esterilización, en particular, garantiza la conformación con normas que gobiernan la esterilidad de los paquetes.

Una necesidad de mejorarlos más, no obstante, se siente dentro de la propia industria, particularmente en lo referente al control de la presión en la unidad de esterilización.

En máquinas conocidas las condiciones de presión y temperatura en el procedimiento y las cámaras asépticas son normalmente controladas mediante un circuito de tratamiento de aire cerrado que arrastra aire desde la cámara de procesado y alimenta este de nuevo dentro de la cámara aséptica.

Para garantizar la esterilidad del medio definido por las cámaras de fabricación y aséptica, ambas cámaras deben ser mantenidas a una presión más alta que la atmosférica, de modo que cualquier fuga puede producirse solamente hacia fuera, es decir, el aire estéril puede fugarse de la máquina, pero el aire no estéril no puede fugarse del medio exterior e introducirse dentro de la máquina. No obstante, para garantizar una vía de circulación de aire desde la cámara aséptica a la cámara de procesado, debe ser mantenida al menos una diferencia de presión de aproximadamente 10 mm H₂O entre las dos cámaras.

En las máquinas conocidas, los valores de la presión en las cámaras asépticas y de fabricación están sustancialmente definidos por las condiciones de diseño, están garantizados por la fuga calibrada entre las dos cámaras y entre la cámara de procesado y el exterior, y son simplemente vigilados, de modo que si son demasiado bajos, por ejemplo debido a defectos de obturación del servicio, la máquina, y por lo tanto la producción, deben ser detenida para poder efectuar las operaciones necesarias.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una unidad para esterilizar el material de empaquetado, diseñada para eliminar el inconveniente anteriormente mencionado, es decir, que se proporciona para controlar la presión en la cámara aséptica y en la cámara de procesado sin detener la producción.

Según la presente invención, se proporciona una unidad de esterilización para esterilizar una banda de material de empaquetado sobre una máquina para empaquetar productos alimenticios vertibles, comprendiendo la unidad de esterilización:

un baño que contiene un agente de esterilización, en el cual dicha banda es alimentada de modo continuo;

un medio aséptico que comprende una cámara de procesado conectada a una salida de dicho baño y que aloja medios de secado para eliminar agente de esterilización residual de dicha banda; y una cámara aséptica que comunica con dicha cámara de procesado por medio de una abertura para el paso de dicha banda, y en la cual dicha banda es plegada y obturada longitudinalmente para formar un tubo que se llena continuamente con el producto que ha de ser empaquetado; y

un circuito de tratamiento de aire para controlar las condiciones del proceso en dicho medio aséptico, y que comprende medios de aspiración para extraer aire de dicha cámara de procesado, medios de procesado del aire, y medios para alimentar el aire procesado dentro de dicha cámara aséptica,

caracterizada por comprender medios de válvula interpuestos entre dicha cámara de procesado y dichos medios de aspiración de dicho circuito de procesado del aire, y el cual puede ser activado durante el funcionamiento de dicha máquina para controlar las condiciones de presión en dicho medio aséptico.

En una realización preferida de la presente invención, la unidad de esterilización...

1. Una unidad de esterilización para esterilizar una banda (2) de material de empaquetado sobre una máquina (1) para empaquetar productos alimenticios vertibles, comprendiendo la unidad (3) de esterilización:

un baño (7) que contiene un agente de esterilización, en el que dicha banda (2) es alimentada continuamente;

un entorno aséptico (30) que comprende una cámara (8) de procedimiento conectada a una salida (12) de dicho baño (7) y medios (17) de secado del alojamiento para eliminar agente de esterilización residual de dicha banda (2); y una cámara (25) aséptica que comunica con dicha cámara (8) de proceso por medio de una abertura (27) para el pasaje de dicha banda (2), y en el que dicha banda (2) es plegada y obturada longitudinalmente para formar un tubo (29) que es llenado de modo continuo con el producto que ha de ser empaquetado; y

un circuito (24) de tratamiento de aire para controlar las condiciones del proceso en dicho entorno (30) aséptico, y que comprende medios (40) de aspiración para la extracción de aire de dicha cámara (8) de procedimiento, medios (41) de procedimiento, y medios (42, 47, 49) para alimentar aire procesado dentro de dicha cámara aséptica;

caracterizado por comprender medios (54, 55) de válvula interpuestos entre dicha cámara (8) de proceso y dichos medios (40) de aspiración de dicho circuito (24) de tratamiento de aire, y el cual puede ser activado durante el funcionamiento de dicha máquina para controlar las condiciones de presión en dicho medio aséptico (30).

2. Una unidad de esterilización según la reivindicación 1, caracterizada por comprender una cámara (6) de transición que comunica con una entrada (11) del Baño (7) y con dichos medios (40) de aspiración; estando dichos medios (54, 55) de válvula interpuestos entre dicha cámara (8) de proceso y dicha cámara (6) de transición.

3. Una unidad de esterilización según la reivindicación 2, caracterizada porque dichos medios (54, 55) de válvula comprenden un orificio (54) que conecta dicha cámara (8) de presión a dicha cámara (6) de transición; y un obturador movible (55) para ajustar la abertura de dicho orificio (54).

4. Una unidad de esterilización según la reivindicación 3, caracterizada porque el obturador (55) es movible entre una posición abierta en la que dicha cámara (8) de procedimiento comunica directamente con dicha cámara (6) de transición a través de dicho orificio (54), y una posición cerrada en la que dicha cámara (8) de proceso comunica con dicha cámara (6) de transición a través de dicho baño (7) cuando no contiene agente de esterilización.

5. Una unidad de esterilización según la reivindicación 4, caracterizada por comprender medios (PS1) de sensor para detectar la presión en dicho medio aséptico (30); y ajustar medios para ajustar dicha posición abierta para mantener, en dicho medio aséptico (30), un valor de la presión al menos igual a un valor de umbral predeterminado.

6. Una unidad de esterilización según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por comprender medios (60) para producir una caída de presión localizada entre dicha cámara aséptica (25) y dicha cámara (8) de procedimiento; definiendo dichos medios (60) de barrera dicha abertura (27), a través de la cual dicha banda (2) es alimentada, entre dicha cámara (8) de procedimiento y dicha cámara aséptica (25).

7. Una unidad de esterilización según la reivindicación 6, para procesar una banda (2) de material de empaquetado provista de dispositivos (5) de apertura que sobresalen de una cara de dicha banda (2); caracterizada porque dicha abertura (27) es asimétrica con respecto al plano de desplazamiento de dicha banda (2), y es más alta sobre el lado enfrentado a la cara de dicha banda (2) desde la cual dichos dispositivos (5) de apertura sobresalen.

8. Una unidad de esterilización según la reivindicación 7, caracterizada por comprender un rodillo (31) de guía situado inmediatamente aguas abajo de dicha abertura (27); comprendiendo dichos medios de barrera una partición (60) que define dicha abertura (27) y está configurada para estar cerca de dicho rodillo (31).

9. Una unidad de esterilización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dichos medios (17) de secado comprenden al menos una tobera (22) para dirigir un chorro de aire sobre dicha banda (2); comprendiendo dichos medios para alimentar aire procesado dentro de dicho medio aséptico (30) un primer conducto (49) para alimentar aire a una entrada (48) de aire en dicha cámara aséptica (25), un segundo conducto (47) para alimentar aire a dicha tobera (22), y un distribuidor (46) que tiene una entrada conectada a dichos medios (41) de tratamiento de aire, y dos salidas (46a, 46b) conectadas respectivamente a dicho segundo conducto (47) y a dicho primer conducto (49).

10. Una unidad de esterilización según la reivindicación 9, caracterizada por comprender un calentador (52) alojado en dicho segundo conducto (47).

11. Una unidad de esterilización según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizada por comprender un orificio (53) que conecta dicha cámara (6) de transición al medio exterior; estando dicho orificio (53) normalmente cerrado, pero abriéndose al ser sometido a una pequeña presión.