Método y aparato para envasar un alimento líquido.

Método para suministrar un volumen predeterminado de bebida en un envase termoplástico formado a partir deuna preforma calentada,

estando la preforma posicionada en un molde, incluyendo el método una etapa de inyectaral menos algo de bebida en una cavidad en la preforma de modo que promueve la expansión de la preforma dentrodel molde, definiendo el molde la forma del envase, un desplazamiento longitudinal de un vástago de estiramiento(10) llevado a cabo durante un periodo dado garantizando el alargamiento longitudinal de la preforma calentada,siendo el vástago de estiramiento inmóvil al final del periodo dado, caracterizado por el hecho de que un volumen debebida superior al 50% del volumen predeterminado está presente en la cavidad en dicho final del periodo dado.

Método y aparato para envasar un alimento líquido Campo de la invención La presente invención se refiere al campo de la fabricación de envases hechos de un material de polímero, especialmente un poliéster. Más en particular, se refiere al campo de la fabricación de botellas de poliéster, preferentemente tereftalato de polietileno (PET) que contienen un líquido, preferentemente agua y especialmente agua mineral.

Antecedes de la invención Durante muchos años, las botellas de PET que se encuentran habitualmente en el mercado se han fabricado 15 mediante moldeo por soplado o moldeo por soplado-estiramiento de preformas de PET utilizando aire comprimido.

Una preforma habitualmente adopta la forma de un tubo cilíndrico cerrado en uno de sus extremos y abierto en su extremo opuesto. La cabeza abierta de la preforma corresponde con el cuello del envase. Durante el proceso convencional para fabricar envases a partir de preformas, la preforma se desliza sobre montantes cilíndricos de una cadena de transporte continua, transportando así las preformas a través de un horno, esencialmente formado por una sección recta que limita en cada lado por medios de calentamiento por radiación, de modo que condiciona la temperatura del plástico para la posterior etapa de moldeado por soplado-estirado.

La preforma caliente a continuación se extrae y se transporta a un molde de una máquina de moldeo por soplado. El

movimiento de transporte, realizado por ejemplo por un brazo transfer, está coordinado con el de la máquina de moldeo por soplado, que generalmente se produce en forma de un carrusel giratorio que gira de forma continua alrededor de su eje vertical y lleva, en su periferia, una serie de moldes idénticos. De este modo, la preforma se sitúa en el molde inmediatamente después de haberse abierto y el envase previamente formado ha sido extraído.

La preforma es calentada de antemano de modo que esté en el molde a una temperatura por encima de la temperatura de transición vítrea (alrededor de 100ºC) de modo que permite que sea formada por moldeo por soplado-estirado. La temperatura de la preforma en el final de la etapa de calentamiento está ligeramente por encima de la que se requiere dentro del moldeo de la máquina de moldeo por soplado, de modo que se tiene en cuenta el enfriamiento que tiene lugar tras la distancia que existe entre el punto de calentamiento y el punto de moldeo por soplado. Gracias a la presencia simultánea de varios moldes, dicha máquina de moldeo por soplado puede producir envases con ratios muy altos, de alrededor de varias decenas de miles de unidades por hora, es decir, alrededor de 1000 a 2000 botellas por hora y por molde.

El moldeo por soplado-estirado tiene lugar mediante el estiramiento que utiliza un vástago metálico y al inyectar aire a presión en un rango que va de 3 a 40 bares (3x105Pa a 4x106Pa) . El aire se inyecta a través de una boquilla, cuyo extremo se introduce a través de la obertura en la cabeza de la preforma.

Botellas fabricadas al inyectar aire presurizado tienen una vida útil relativamente satisfactoria. Sin embargo, las propiedades intrínsecas y características del PET, en particular su especificidad que es cristalizar al ser estirado,

significa que pueden preverse resultados incluso mejores al modificar el proceso de fabricación de envases. En particular, se conoce que la alta cristalinidad significa un mejor estiramiento mecánico.

EP 1529620 A es una solicitud de patente europea que describe un método de suministro de un volumen predeterminado de bebida en un envase termoplástico formado a partir de una preforma calentada, estando la preforma posicionada en un molde. Además se describe una etapa de inyectar un líquido en la preforma de modo que favorece la expansión de ésta. Se realiza una expansión vertical de la preforma con el vástago de estiramiento. A continuación, es el momento para que tenga lugar la inyección del líquido, para permitir la expansión horizontal de la preforma contra las paredes del molde.

La presente invención hace posible aumentar la vida útil media de los envases dentro del contexto de transporte, distribución y consumo normal. También hace posible acelerar el proceso productivo industrial, al optimizar las etapas de fabricación y minimizar las pérdidas en la línea.

La invención se aplica preferentemente a la clase de poliésteres en general, y en particular a PET.

Descripción de la invención El solicitante por lo tanto propone, dentro del contexto anteriormente presentado, un método para suministrar un volumen predeterminado de bebida en un envase termoplástico formado a partir de una preforma calentada, siendo 65 la preforma por ejemplo aproximadamente cilíndrica y posicionada en un molde, incluyendo el método una etapa de inyectar al menos algo de bebida en una cavidad en la preforma de modo que promueva la expansión de la preforma dentro del molde, definiendo el molde la forma del envase, un desplazamiento longitudinal de un vástago de estiramiento llevado a cabo durante un periodo dado garantizando el alargamiento longitudinal de la preforma calentada, siendo el vástago de estiramiento inmóvil al final del periodo dado, y un volumen de bebida mayor del

50% del volumen predeterminado que está presente en la cavidad en dicho final del periodo dado.

Este método hace posible mejorar la calidad de los envases obtenidos. En general, la condición por la que el pistón de llenado de botellas ya ha sido cubierto más de la mitad de su desplazamiento total cuando se detiene el estiramiento no es una condición sine qua para evitar que la botella explote en el molde.

Según una característica ventajosa, un volumen de bebida superior al 75%, del volumen predeterminado está presente en la cavidad en dicho final del periodo dado.

Los envases obtenidos que utilizan este método tienen unas características mucho mejores que las obtenidas con un método convencional de moldeo por soplado-estirado que utiliza un fluido gaseoso para hincharlos. En particular, se ha observado que, para un peso dado y un tipo de material dado, tienen una vida útil más larga. El grado de cristalinidad, es decir, la masa de fase cristalina con relación a la masa de polímero, de un envase obtenido por el método de acuerdo con la invención puede ser en particular mucho más alto.

De acuerdo con una realización, el desplazamiento y la inyección se controlan con un dispositivo de fabricación con ayuda de un ordenador programable.

Alternativamente, y opcionalmente en combinación, el desplazamiento y la inyección se controlan con una leva.

De acuerdo con una característica ventajosa, durante dicha etapa de calentar anterior, la temperatura de la preforma es llevada entre 50ºC y 130ºC, o incluso entre 75ºC y 100ºC.

Preferentemente, una velocidad del vástago de estiramiento alcanzada durante dicho desplazamiento está entre 0, 5 y 3 m/s, o incluso entre 1 y 2, 5 m/s.

Según una característica preferida, durante la etapa de inyección, un volumen de bebida tiene una temperatura entre 1ºC y 120ºC, o incluso una temperatura entre 10ºC y 90ºC.

Preferentemente, la disposición está hecha para un grado de estiramiento longitudinal de la preforma, medido entre 35 el inicio y final de la etapa de inyección, para que sea entre 2 y 5 o entre 2, 5 y 4.

Además, según una realización, un grado de estiramiento radial de la preforma, medido entre el inicio y final de la etapa de inyección, está entre 2 y 7, o incluso entre 3 y 4, 5.

Debe resaltarse que la invención se aplica más bien en particular en el caso en el que el termoplástico se elige a partir de un grupo que consiste en tereftalato de polietileno, polipropileno, polietileno, policarbonato, poliestireno, ácido poliláctico, cloruro de polivinilo y combinaciones de éstos.

Preferentemente, el método incluye además una etapa de inyección de gas anterior de modo que favorece la 45 expansión de dicha preforma, tal que el volumen de la preforma se lleva hasta una fracción predefinida, ventajosamente 70%, del volumen predeterminado.

Ventajosamente, a la etapa de inyección de gas anterior le sigue una etapa de inyección de bebida de modo que promueve la expansión de dicha preforma hasta que la preforma ha alcanzado dicho volumen predeterminado.

Esto es debido a que el aire no es tan capaz como la bebida de enfriar el termoplástico que sufre la expansión. Por lo tanto, estas características tienen la ventaja de proporcionar un método más estable y una ventana más amplia en la aplicación del método.

De acuerdo con una característica ventajosa, el molde es llevado de antemano a una temperatura de al... [Seguir leyendo]

1. Método para suministrar un volumen predeterminado de bebida en un envase termoplástico formado a partir de una preforma calentada, estando la preforma posicionada en un molde, incluyendo el método una etapa de inyectar al menos algo de bebida en una cavidad en la preforma de modo que promueve la expansión de la preforma dentro del molde, definiendo el molde la forma del envase, un desplazamiento longitudinal de un vástago de estiramiento (10) llevado a cabo durante un periodo dado garantizando el alargamiento longitudinal de la preforma calentada,

siendo el vástago de estiramiento inmóvil al final del periodo dado, caracterizado por el hecho de que un volumen de 10 bebida superior al 50% del volumen predeterminado está presente en la cavidad en dicho final del periodo dado.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el desplazamiento y la inyección se controlan con un dispositivo de fabricación con ayuda de un ordenador programable.

3. Método según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por el hecho de que el desplazamiento y la inyección se controlan con una leva.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que, durante dicha etapa de calentar anterior, la temperatura de la preforma es llevada entre 50ºC y 130ºC.

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que, durante dicha etapa de calentar anterior, la temperatura de la preforma ventajosa es llevada entre 75ºC y 100ºC.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que una velocidad del vástago de 25 estiramiento (10) alcanzada durante dicho desplazamiento está entre 0, 5 y 3 m/s.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que una velocidad del vástago de estiramiento alcanzada durante dicho desplazamiento está entre 1 y 2, 5 m/s.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que, durante la etapa de inyección, un volumen de bebida tiene una temperatura entre 1ºC y 120ºC.

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que, durante la etapa de inyección, un volumen de bebida tiene una temperatura 10ºC y 90ºC.

10. Método según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que un grado de estiramiento longitudinal de la preforma, medido entre el inicio y final de la etapa de inyección, es entre 2 y 5.

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que un grado de estiramiento longitudinal de la 40 preforma, medido entre el inicio y final de la etapa de inyección es entre 2, 5 y 4.

12. Método según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que un grado de estiramiento radial de la preforma, medido entre el inicio y final de la etapa de inyección, está entre 2 y 7.

13. Método según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que un grado de estiramiento radial de la preforma, medido entre el inicio y final de la etapa de inyección, está entre 3 y 4, 5.

14. Método según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho de que el termoplástico se elige a partir de un grupo que consiste en tereftalato de polietileno, polipropileno, polietileno, policarbonato, poliestireno, 50 ácido poliláctico, cloruro de polivinilo y combinaciones de éstos.

15. Método según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que incluye una etapa de inyección de gas anterior de modo que facilita la expansión de dicha preforma, tal que el volumen de la preforma se lleva hasta una fracción predefinida del volumen predeterminado.

16. Método según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que la fracción predefinida es igual al 70% del volumen predeterminado.

17. Método según la reivindicación 15 o reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que a la etapa de inyección

de gas anterior le sigue una etapa de inyección de bebida de modo que promueve la expansión de dicha preforma hasta que la preforma ha alcanzado dicho volumen predeterminado.

18. Método según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que el molde se lleva de antemano a una temperatura al menos 50ºC por debajo del punto de fusión del termoplástico.

8

19. Método según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por el hecho de que incluye además una etapa posterior de colocar un tapón de cierre en el envase.

20. Método según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que la etapa de inyectar al menos algo de

bebida comprende inyectar un volumen de bebida en el que el gas ha sido introducido de antemano de manera que crea una sobrepresión en el cuello del envase después de haberse colocado el tapón de cierre.

21. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado por el hecho de que el desplazamiento longitudinal del vástago se realiza a una velocidad constante.

22. Método según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado por el hecho de que dicha inyección tiene lugar a través de una boquilla que presenta un cabezal en forma de campana, de manera que reduce los riesgos de deformar un cuello de la preforma.

23. Dispositivo para el suministro de un volumen predeterminado de bebida en un envase termoplástico formado a partir de una preforma calentada, siendo la preforma posicionada en un molde, comprendiendo el dispositivo medios para inyectar al menos algo de bebida en una cavidad en la preforma de modo que favorece la expansión de la preforma dentro del molde, definiendo el molde la forma del envase, medios para desplazar longitudinalmente un vástago de estiramiento (10) sobre un periodo dado y para alargar longitudinalmente la preforma calentada, siendo el vástago de estiramiento inmóvil al final del periodo dado, caracterizado por medios para asegurar que un volumen de bebida superior al 50% del volumen predeterminado está presente en la cavidad en dicho final del periodo dado.