Dispositivo y método para mantener una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes de un canal.

Dispositivo para mantener, en una máquina de llenado, una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes de un canal,

estando adaptado dicho canal para el transporte de envases (102) en una dirección longitudinal del mismo, y comprendiendo dichos volúmenes un primer volumen que tiene un primer grado de esterilización y un segundo volumen que tiene un segundo grado de esterilización, en el que

- el primer volumen comprende medios de inyección de gas (8.2, 116),

- el segundo volumen comprende medios de evacuación de gas (114),

- los volúmenes primero y segundo se reúnen en un área de interconexión que se extiende en una dirección longitudinal del canal,

caracterizado por que los dos volúmenes se reúnen en una zona de venturi (108), teniendo una parte del canal una sección transversal reducida definida por indentaciones estructurales (110) que se extienden en la dirección longitudinal del canal.

Dispositivo y método para mantener una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes de un canal Campo técnico

La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para mantener una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes interconectados. En particular, la presente invención se refiere a la separación entre dos volúmenes que tienen atmósferas con diferentes grados de esterilización, siendo los volúmenes partes de una máquina de llenado para llenar recipientes de envasado preformados con productos alimenticios.

Antecedentes técnicos

En el contexto mencionado anteriormente, los recipientes de envasado preformados se procesan en una máquina de llenado. Los recipientes de envasado preformados pueden ser del tipo conocido comúnmente como recipientes de envasado listos para llenar que se denominarán "envases" a partir de ahora. Los envases tienen un cuerpo tubular, generalmente formado a partir de un laminado de envasado que tiene un núcleo de papel. En un extremo, el cuerpo tubular está provisto de rebordes y de un dispositivo de apertura, tal como un tapón de rosca en un modo convencional. El extremo opuesto se deja abierto durante la producción del envase, y como el envase está dispuesto en una máquina de llenado, está listo para ser llenado por su extremo abierto. En la máquina de llenado, los envases son portados sobre medios portadores, sostenidos por su extremo cerrado y transportados en una dirección longitudinal a través del canal, pasando así una zona de precalentamiento, una zona de esterilización, una zona de ventilación y una zona de llenado en la que se llenan los envases y se sellan. La esterilización se efectúa normalmente con un agente de esterilización de fase de gas, tal como peróxido de hidrógeno mezclado con aire, y con el fin de evitar la condensación del agente de esterilización sobre las superficies del envase, el envase se precalienta antes de la esterilización. En la zona de ventilación, el interior del envase se limpia con un gas de ventilación (aire filtrado, normalmente estéril) para retirar residuos de agente de esterilización.

El término esterilización se utiliza para indicar en la siguiente descripción que el envase, después de la esterilización, alcanza un nivel de esterilización que se designa comercialmente estéril. Es evidente que el nivel de esterilización está determinado por las propiedades durante la esterilización y por las propiedades de la atmósfera a la que el interior del envase se somete antes de ser sellado. Así, las condiciones estériles adecuadas deben ser mantenidas a lo largo de las etapas de procesamiento que siguen a la esterilización.

Como se ha mencionado anteriormente, los envases se transportan a través del proceso en una disposición de transporte que tiene medios portadores para portar los envases por su extremo cerrado, y comenzando con la etapa de esterilización, el Interior del envase debe mantenerse en condiciones asépticas hasta que el envase sea sellado. La máquina de llenado puede ser generalmente una máquina intermitente en la que los envases son transportados hacia delante desde una estación a la siguiente, sin embargo, la invención, tal como se presenta a continuación, también puede ser utilizada en una máquina que tiene un flujo continuo de envases.

Un aparato del tipo anterior, y un método correspondiente para producir y esterilizar y llenar un envase que se puede referir a este contexto, se describe en la solicitud Internacional publicada W24/54883. En esa solicitud particular se describen dos enfoques comúnmente utilizados para mantener condiciones estériles;

1) mantener una presión más alta en una zona de esterilización que en zonas circundantes, a fin de evitar la introducción de aire contaminado en la zona de esterilización;

2) disponer un flujo unidireccional de agente de esterilización en la dirección del extremo abierto del recipiente de envasado hacia el extremo cerrado del mismo, a fin de evitar la recontaminación del interior del recipiente de envasado. Para ello, la zona de esterilización de este dispositivo de la técnica anterior comprende medios para controlar el flujo de agente de esterilización gaseoso en una parte superior de la zona de esterilización y medios para evacuar el agente de esterilización en una parte inferior de la zona de esterilización.

En la zona de esterilización hay dos cuestiones principales que hay que tener en cuenta. En primer lugar, el interior del envase tiene que ser esterilizado, lo cual puede realizarse con el agente de esterilización de fase gaseosa. En segundo lugar, se debe impedir la reinfección del interior del envase, es decir no debe haber ningún flujo o transporte de gases o partículas no estériles en el envase después de la etapa de esterilización. Esto implica, por ejemplo, la migración de partículas de una parte no estéril de la superficie exterior del envase y el arrastre de gases no estériles con el flujo de gas de esterilización o del gas de ventilación. Una solución a este problema podría ser el uso de gas de esterilización en un coflujo también, de manera que el arrastre de gas daría lugar al arrastre de agente de esterilización, lo cual no afectaría a la esterilidad del envase. Sin embargo, este enfoque probablemente provocaría un excesivo consumo de agente de esterilización lo cual no sería económicamente viable en la actualidad, y en zonas posteriores (aguas abajo en la dirección longitudinal) de la zona de esterilización, el mantenimiento de las condiciones asépticas puede no lograrse mediante el uso de gas de esterilización. A pesar de ser funcional, la creación de un flujo unidireccional requiere grandes flujos de masa de aire, lo que requiere una

correspondiente alta capacidad de equipos auxiliares, tales como ventiladores y filtros, etc. El flujo de baja velocidad es en la práctica efectuado al expulsar el aire a través de grandes placas perforadas, que deben ser limpiadas manualmente cuando se limpia la máquina. Esto es obviamente una labor intensiva. Además, el flujo de baja velocidad puede ser sensible a perturbaciones de flujo, lo que implica que el patrón de flujo en zonas vecinas 5 necesita ser controlado más allá de lo que es factible en la práctica. Además, las placas perforadas son altamente complejas y caras.

Por lo tanto, es evidente que queda margen para una alternativa y, en algunos aspectos un dispositivo y un método mejorados para mantener una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes interconectados.

La US6.691.747 describe un raíl de gasedo que usa un efecto de venturi.

Resumen

La presente invención trata los problemas anteriores mediante un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 y un método correspondiente de acuerdo con la reivindicación 5. Las realizaciones adicionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

La invención proporciona así un dispositivo para mantener, en una máquina de llenado, una barrera de flujo de gas 15 entre dos volúmenes de un canal, estando dicho canal adaptado para el transporte de envases en una dirección longitudinal del mismo, y comprendiendo dichos volúmenes un primer volumen que tiene un primer grado de la esterilización y un segundo volumen que tiene un segundo grado de esterilización, en el que

- el primer volumen comprende medios de inyección de gas,

- el segundo volumen comprende medios de evacuación de gas,

- los volúmenes primero y segundo se reúnen en un área de interconexión que se extiende en una dirección

longitudinal del canal. El dispositivo se caracteriza por que los dos volúmenes se reúnen en una zona de venturi, teniendo una parte del canal una sección transversal reducida definida por indentaciones estructurales que se extienden en la dirección longitudinal del canal. En el área de interconexión, el flujo se dirige desde la zona aguas arriba con un mayor grado de esterilización hacia la zona aguas abajo, con un menor grado de esterilización. Esta 25 zona aguas abajo puede contener los medios portadores y parte del envase, como se describirá con detalles en la descripción.

La construcción del dispositivo de la invención da como resultado un flujo desde el primer volumen hasta el segundo volumen, exactamente como en la técnica anterior. Con el dispositivo de la invención, sin embargo, la restricción de flujo causada por la sección transversal reducida dará como resultado un caudal de flujo acelerado en esa región 3 particular del dispositivo. Este flujo que tiene un caudal de flujo mayor será menos sensible a la interferencia de flujos que son potencialmente perturbadores. El efecto es que una barrera de flujo de gas fiable se establecerá en la región de interconexión entre los volúmenes... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para mantener, en una máquina de llenado, una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes de un canal, estando adaptado dicho canal para el transporte de envases (12) en una dirección longitudinal del mismo, y comprendiendo dichos volúmenes un primer volumen que tiene un primer grado de esterilización y un segundo volumen que tiene un segundo grado de esterilización, en el que

- el primer volumen comprende medios de inyección de gas (8.2, 116),

- el segundo volumen comprende medios de evacuación de gas (114),

- los volúmenes primero y segundo se reúnen en un área de interconexión que se extiende en una dirección longitudinal del canal,

caracterizado por que los dos volúmenes se reúnen en una zona de venturi (18), teniendo una parte del canal una sección transversal reducida definida por indentaciones estructurales (11) que se extienden en la dirección longitudinal del canal.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de inyección de gas comprenden una boquilla (8.2, 116) dispuesta para dirigir un flujo de gas al interior de un envase y recibir el flujo que vuelve del envase, y para volver a dirigir el flujo sustancialmente paralelo a la parte exterior del envase, en la dirección desde el primer volumen hacia el segundo.

3. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además medios portadores (14) para el transporte de los envases por su extremo cerrado a través del canal, en el que los medios portadores comprenden directores de flujo (112), para dirigir el flujo de gas.

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los directores de flujo se extienden dentro de la zona de venturi para la reducción de la sección transversal de esta zona.

5. Método para mantener, en una máquina de llenado, una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes de un canal, estando dicho canal adaptado para el transporte de envases en una dirección longitudinal del mismo, y comprendiendo dichos volúmenes un primer volumen que tiene un primer grado de esterilización y un segundo volumen que tiene un segundo grado de esterilización, en el que

- el primer volumen comprende medios de inyección de gas,

- el segundo volumen comprende medios de evacuación de gas,

- los volúmenes primero y segundo se reúnen en un área de interconexión que se extiende en una dirección longitudinal del canal,

caracterizado por la etapa de guiar el flujo desde el primer volumen hacia el segundo a través de una zona de venturi, teniendo una parte del canal una sección transversal reducida, en la que los dos volúmenes se reúnen, estando la sección transversal reducida definida por indentaciones estructurales que se extienden en la dirección longitudinal del canal.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que los medios de inyección de gas comprenden una boquilla, comprendiendo el método además la etapa de dirigir un flujo de gas desde la boquilla al interior de un envase, de recibir el flujo que vuelve del envase con la boquilla y de volver a dirigir, mediante la boquilla, el flujo sustancialmente paralelo a la parte exterior del envase en la dirección desde el primer volumen hacia el segundo.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, en el que los medios portadores están dispuestos para el transporte de los envases por su extremo cerrado a través del canal, en el que los medios portadores comprenden directores de flujo para dirigir el flujo de gas.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que los directores de flujo se extienden dentro de la zona de venturi para la reducción de la sección transversal de esta zona.