Dispositivo y método para mantenimiento de una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes interconectados.

Un método para mantener, en una máquina llenadora, una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes (I,

II) de un canal, utilizándose dicho canal para transporte de paquetes (108) en la dirección longitudinal del mismo, y comprendiendo dichos volúmenes (I, II) un primer volumen (I) que tiene un primer grado de esterilización, y un segundo volumen (II) que tiene un segundo grado de esterilización, en donde

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

el segundo volumen (II) comprende medios de evacuación del gas (122),

el primer y el segundo volumen se encuentran en un área de interfaz que se extiende en una dirección longitudinal del canal;

comprendiendo el paso de disponer chorros turbulentos divergentes que fluyen desde los medios de inyección de gas (116), en el que los chorros divergentes cooperan en el área de la interfaz y generan un flujo en la dirección del primer volumen (I) hacia el segundo volumen (II) en el área de la interfaz, y formando así una barrera de flujo de gas que impide un flujo en la dirección inversa desde el segundo volumen (II) hacia el primer volumen (I).

Dispositivo y método para mantenimiento de una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes interconectados.

Campo Técnico La presente invención se refiere a un método y un dispositivo para mantenimiento de una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes interconectados. La presente invención es particularmente útil para mantenimiento de la separación entre dos volúmenes que tienen atmósferas diferentes en lo que respecta a grado de esterilización, y es aplicable en el contexto de máquinas llenadoras para el llenado de recipientes de empaquetado preformados con un producto alimenticio.

Antecedentes Técnicos En el contexto arriba mencionado, los recipientes de empaquetado preformados se procesan en una máquina llenadora. Los recipientes de empaquetado preformados pueden ser del tipo al que se hace referencia comúnmente como recipientes de empaquetado listos para llenar, que tienen un cuerpo tubular provisto de salientes y un dispositivo de apertura en un extremo, y que están abiertos en el extremo opuesto. En una máquina llenadora, tales recipientes de empaquetado se calientan, se someten a esterilización, se ventilan para eliminación del agente de esterilización residual, y subsiguientemente se llenan y se sellan. Estos pasos de procesamiento se ejercen sobre los paquetes a medida que se transportan los mismos en una dirección de la máquina a lo largo de un canal. El término esterilización se emplea para significar en la descripción que sigue que el paquete, después de la esterilización, alcanza un nivel de esterilización que se designa como comercialmente estéril. Es evidente que el nivel de esterilización viene determinado por las propiedades durante la esterilización y por las propiedades de la atmósfera a la que se somete el interior del paquete antes de ser sellado. Las condiciones estériles adecuadas precisan mantenerse por tanto a todo lo largo de las pasos de procesamiento que siguen a la esterilización.

Los paquetes son transportados a lo largo del proceso sobre un dispositivo de transporte que tiene medios portadores para transportar los paquetes por su extremo cerrado, y al comienzo del paso de esterilización, el interior del paquete precisa mantenerse en condiciones asépticas hasta que se ha sellado el paquete. La máquina llenadora puede ser generalmente una máquina intermitente en la cual los paquetes se transportan hacia delante desde una estación a la siguiente; sin embargo, la invención, como se presentará en lo que sigue, puede utilizarse también en una máquina que tiene un flujo de paquetes continuo.

Un aparato de la clase anterior, y un método correspondiente para producción y esterilización y llenado de paquetes al que puede hacerse referencia en este contexto, se da a conocer en la Solicitud Internacional Publicada WO

2004/054883. En dicha Solicitud particular, se describen dos métodos utilizados comúnmente para mantenimiento de condiciones estériles:

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

2) disposición de un flujo bidireccional de agente de esterilización en la dirección desde el extremo abierto del recipiente de empaquetado hacia el extremo cerrado del mismo, a fin de evitar recontaminación del interior del recipiente de empaquetado. Para este propósito, la zona de esterilización de este dispositivo de la técnica anterior comprende medios para controlar el flujo de agente de esterilización gaseoso en una porción superior de la zona de esterilización, y medios para evacuar el agente de esterilización en una porción inferior de la zona de esterilización.

En zonas subsiguientes a la zona de esterilización (aguas abajo en la dirección de la máquina) el mantenimiento de condiciones asépticas puede conseguirse con técnicas análogas, aunque implicando aire estéril en lugar de agente de esterilización.

Aunque es funcional, la creación de un flujo unidireccional requiere grandes flujos másicos de aire, lo que exige una capacidad correspondientemente alta de equipo auxiliar, tal como ventiladores y filtros, etc. El flujo a baja velocidad se efectúa en la práctica por eyección del aire a través de grandes placas perforadas, que tienen que ser limpiadas 45 externamente y con medios manuales cuando se limpia la máquina. Esto es obviamente intensivo en mano de obra. Asimismo, el flujo a baja velocidad puede ser sensible a perturbaciones de flujo, lo que implica que el patrón de flujo en las zonas circundantes precisa ser controlado.

Así pues, es evidente que hay espacio para un dispositivo y método alternativo y mejorado en algunos aspectos, para mantenimiento de condiciones asépticas, que es lo que se proporciona por la presente invención.

Sumario La presente invención aborda los problemas anteriores por medio de un método nuevo, que presenta ventajas obvias en relación con la técnica anterior, así como por medio de una nueva máquina llenadora diseñada para realización del método. El método se define en la reivindicación 1 y el dispositivo se define en la reivindicación 7. Realizaciones específicas se definen en las reivindicaciones subordinadas correspondientes.

En una máquina de la clase anterior puede considerarse que es excesivamente complicado y laborioso el mantenimiento de porciones mayores de la máquina estériles en todo momento, en particular el dispositivo de transporte con sus medios portadores, dado que éstos pasarán a través de zonas asépticas y zonas no asépticas a lo largo de su camino. Por tanto, el canal a través del cual se transportan los paquetes puede dividirse operativamente en dos sub-volúmenes; un volumen aséptico que comprende el extremo abierto del recipiente de empaquetado y una porción del cuerpo que se extiende desde dicho extremo abierto; y un volumen no aséptico que comprende los medios portadores en el extremo opuesto del recipiente de empaquetado, básicamente para conseguir los efectos mencionados en relación con la alternativa 2) anterior. Por mantenimiento de un área de interfaz continua entre estos dos sub-volúmenes, las condiciones asépticas dentro del recipiente de empaquetado pueden mantenerse después de la esterilización. La presente invención resuelve este problema proporcionando un método para mantener, en una máquina llenadora, una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes de un canal, utilizándose dicho canal para transporte de paquetes en la dirección de la longitud 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 donde el primer volumen comprende medios de inyección de gas, el segundo volumen comprende medios de evacuación del gas, el primer y el segundo volumen se encuentran en un área de interfaz que se extiende en una dirección longitudinal del canal;

comprendiendo el paso de disponer chorros turbulentos divergentes que fluyen desde los medios de inyección de gas de tal modo que los chorros divergentes de gas cooperan en la región de interfaz para la generación de un flujo en la dirección del primer volumen hacia el segundo volumen en la región de la interfaz, y formando así una barrera de flujo de gas que impide un flujo en la dirección inversa desde el segundo volumen hacia el primer volumen.

La presente invención hace uso del hecho de que el flujo en el interior del primer volumen puede dirigirse en cualquier dirección preferida, con tal que la dirección del flujo en el área de interfaz sea apropiada. El flujo de velocidad alta desde el medio de inyección de gas tendrá un impulso considerable, y no será tan sensible como un flujo unidireccional generado por una solución de placa perforada, en lo que se refiere a las alteraciones de flujo causadas por otro mecanismo en la misma zona o en zonas vecinas. Tales mecanismos pueden ser la inyección de gas de esterilización al interior del paquete en la zona de esterilización, o la inyección de gas de ventilación en la zona de ventilación, etc. La presente invención facilita la provisión de una barrera de gas sin la provisión de un flujo unidireccional en el volumen entero o una sobrepresión en el volumen entero. El método de inventiva limita también el número de medios necesarios de inyección de gas. Mientras que el uso en la técnica anterior de una placa perforada requería un número enorme de orificios para inyección de gas, a fin de que el flujo fuese laminar y homogéneo, el método de inventiva permite el uso de sólo un pequeño número de medios de inyección de gas por paquete en la zona.

En una o más realizaciones, el extremo abierto del paquete puede... [Seguir leyendo]

1. Un método para mantener, en una máquina llenadora, una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes (I, II) de un canal, utilizándose dicho canal para transporte de paquetes (108) en la dirección longitudinal del mismo, y comprendiendo dichos volúmenes (I, II) un primer volumen (I) que tiene un primer grado de esterilización, y un segundo volumen (II) que tiene un segundo grado de esterilización, en donde el primer volumen (I) comprende medios de inyección de gas (116) , el segundo volumen (II) comprende medios de evacuación del gas (122) , el primer y el segundo volumen se encuentran en un área de interfaz que se extiende en una dirección longitudinal del canal;

comprendiendo el paso de disponer chorros turbulentos divergentes que fluyen desde los medios de inyección de gas (116) , en el que los chorros divergentes cooperan en el área de la interfaz y generan un flujo en la dirección del primer volumen (I) hacia el segundo volumen (II) en el área de la interfaz, y formando así una barrera de flujo de gas que impide un flujo en la dirección inversa desde el segundo volumen (II) hacia el primer volumen (I) .

2. El método de la reivindicación 1, en donde el extremo abierto del paquete puede ocupar el primer volumen 15 y el extremo opuesto está constituido por medios portadores dispuestos en el segundo volumen.

3. El método de la reivindicación 1 ó 2, que comprende adicionalmente el paso de disponer un limitador de flujo que define y reduce el área de interfaz entre el primer volumen y el segundo volumen.

4. El método de cualquier reivindicación anterior, que comprende adicionalmente el paso de disponer los medios de inyección de gas en la forma de aberturas circulares en la porción más alta del canal.

2.

5. El método de cualquier reivindicación anterior, que comprende además el paso de disponer los medios de inyección de flujo en una relación fija a lo largo de dos líneas que se extienden simétricamente a lo largo de un eje central de la dirección longitudinal del canal.

6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar medios de inyección de gas en forma de rendijas longitudinales en la dirección de transporte, de tal 25 modo que pueden utilizarse dos rendijas para el mantenimiento de la barrera de flujo de gas.

7. Un dispositivo para mantenimiento de una barrera de flujo de gas entre dos volúmenes de un canal en una máquina llenadora, estando adaptado dicho canal para el transporte de paquetes (108) en una dirección de la longitud de aquélla, y comprendiendo dichos volúmenes un primer volumen con un primer grado de esterilización, y un segundo volumen con un segundo grado de esterilización menor, en donde el primer volumen comprende medios de inyección de gas (116) en una porción superior del mismo, el segundo volumen comprende medios de evacuación de gas (122) , el primer y el segundo volumen se encuentran en un área de interfaz que se extiende en una dirección longitudinal del canal, caracterizado porque el medio de inyección de gas inyecta chorros divergentes y turbulentos de gas dirigidos hacia el área de interfaz, de tal modo que los chorros divergentes de gas cooperan en el área de interfaz para la generación de un flujo en la dirección del primer volumen hacia el segundo volumen en el área de interfaz, y formando así una barrera de flujo de gas que impide el flujo en dirección inversa desde el segundo volumen hacia el primer volumen.

8. El dispositivo de la reivindicación 7, en donde los dos volúmenes se encuentran en una porción del canal 40 que tiene una sección transversal reducida en una dirección perpendicular a la dirección de transporte del paquete.

9. El dispositivo de la reivindicación 7 u 8, en donde el segundo volumen comprende portadores (114) para conducir los paquetes por su extremo cerrado.

10. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en donde el medio de inyección de gas comprende toberas (116) en la porción más alta del primer volumen, alejadas de la región de interfaz.

4.

11. El dispositivo de la reivindicación 10, en donde las toberas (116) comprenden aberturas circulares en la porción más alta del canal.

12. El dispositivo de la reivindicación 10 ó 11, en donde las toberas (116) están dispuestas en una relación fija a lo largo de dos líneas que se extienden simétricamente a lo largo de un eje central de la dirección longitudinal del canal.