Proceso para producir atmósferas modificadas sin contención en líneas de envasado automático.

Procedimiento dirigido a realizar una atmósfera controlada en el espacio de cabeza de un recipiente de almacenamiento de un producto,

en una instalación de desplazamiento del tipo en el cual se toman las siguientes medidas:

- se procede al llenado parcial del recipiente con el producto hasta un nivel dado de llenado;

- se pone en contacto la parte superior del recipiente con una atmósfera gaseosa de tratamiento, dirigida a evacuar todo o parte del aire presente en el recipiente por encima de dicho nivel de llenado y a implantar, por encima de dicho nivel, la atmósfera controlada requerida;

- se procede al sellado o cierre del borde superior del recipiente con ayuda de un medio apropiado;

- siendo realizado el establecimiento de la atmósfera controlada corriente arriba del sellado (antes del mismo) o durante el mismo,

y en el que se realiza el establecimiento de la atmósfera controlada en una zona de inyección no confinada, mediante la utilización de al menos un inyector de tipo tubular, apto para proyectar hacia el borde superior del recipiente que se presenta en la zona de inyección la atmósfera gaseosa de tratamiento,

que se caracteriza porque el inyector está orientado en la zona de inyección de manera que al menos una de las componentes de la velocidad del gas proyectado se oponga al sentido de desplazamiento de los recipientes y porque se alimenta el inyector con ayuda de un caudal de gas que permite alcanzar un régimen de flujo turbulento con un número de Reynolds comprendido entre 5.000 y 20.000.

Proceso para producir atmósferas modificadas sin contención en líneas de envasado automático La presente invención tiene que ver con el campo de los procedimientos de realización de atmósferas modificadas en artículos o productos, alimentarios o no alimentarios, en líneas de producción automatizadas. Se entiende por 5 "atmósfera modificada" una atmósfera distinta del aire ambiente; por ejemplo, la inertización del espacio de cabeza de botellas o recipientes que contienen un líquido en el momento de la colocación del tapón o un poco antes.

En lo que sigue, se utilizarán de forma indistinta las expresiones "espacio de cabeza" o "cielo gaseoso", para designar la noción bien conocida por el experto en la técnica del envasado y embalaje de productos, en especial alimentarios, en particular bebidas y otros productos cosméticos, que representa el espacio situado encima del nivel de líquido en el recipiente (hasta el cuello superior que recibe el medio de cierre final) .

De manera general, la invención se refiere al envasado y embotellado o a la colocación en un recipiente de todo tipo de productos que necesitan una atmósfera modificada para protegerlos frente a las entradas de oxígeno, de humedad, de contaminantes del aire y de otros polvos. Se pueden citar los ejemplos siguientes:

- embotellado de bebidas (por ejemplo, zumos de frutas, bebidas vitaminadas, vino, aguas minerales, etc )

-embotellado de aceites (alimentarios o no alimentarios)

- envasado en frascos, botellas o recipientes diversos de cosméticos (por ejemplo cremas, champús, aceites esenciales, )

- envasado en frascos, botellas o recipientes diversos de productos del ámbito de la salud (por ejemplo, pomadas, cremas, vacunas, principios activos, fermentos, etc)

-envasado en conserva de géneros alimentarios -envasado de pinturas en tarros -envasado de productos inflamables (gasolina, disolventes, )

- etc

Los documentos DE-36 40 693 y US-2007/056652 ilustran este campo de los procedimientos de realización de atmósferas modificadas en artículos o productos, alimentarios o no alimentarios, en líneas de producción automatizadas.

Habitualmente, la realización de atmósferas modificadas consiste en un confinamiento parcial en forma de túnel en el cual se inyecta el gas de tratamiento (por ejemplo, nitrógeno) . La mayoría de los sistemas están equipados con chorros de gas con el fin de evacuar el aire del espacio de cabeza que es sustituido por la atmósfera del túnel. Los recipientes o botellas circulan sobre un sistema de transporte en el interior del túnel. Las cintas transportadoras pueden ser de muy diferentes tecnologías, como cintas planas de desplazamiento continuo, sistemas de transporte paso a paso o de "paso de peregrino", transportadores de desplazamiento circular de tipo carrusel, .

Estas tecnologías existentes dan ya buenos resultados en numerosos casos, pero pueden presentar inconvenientes (incluso la imposibilidad de alcanzar los requisitos de los pliegos de condiciones) en ciertas situaciones técnicas:

- cuando las velocidades de transporte son importantes; por ejemplo, para una línea de producción de botellas de bebidas de 50 cl, en la que la cadencia alcanza 40.000 botellas por hora y la velocidad de transporte puede alcanzar 1, 6 m/s. El tiempo necesario para vaciar el aire y luego llenar el espacio de cabeza necesita longitudes de túnel bastante importantes, próximas a entre 50 y 70 cm, incluso de 1 m. Cuanto más largo sea el túnel mejor será la calidad de la atmósfera del espacio de cabeza (en términos, por ejemplo, del residuo de oxígeno que se consigue alcanzar) .

- la elección de un túnel de inertización puede representar una dificultad en ciertos casos, incluso una situación peligrosa en caso de incidentes corriente abajo de éste, por ejemplo, para la toma del tapón. Los choques en cascada con la imposibilidad de expulsar las botellas a causa de la presencia de la tapa pueden suponer el estallido o la rotura del tapón, la pérdida de las botellas y paradas de producción 45 importantes.

- en el campo de la industria alimentaria, los requisitos de limpieza son importantes y necesitan paradas periódicas y frecuentes para limpiar y aseptizar las líneas. Los túneles representan entonces riesgos de contaminaciones suplementarias y aumentan en consecuencia los tiempos de limpieza de las líneas, dadas las dificultades de descontaminación que generan.

- la elección de estas tecnologías de túnel presenta además otro inconveniente: no es posible tratar la fase de toma del tapón. De manera general, durante una corta distancia, que puede ir hasta 20 cm, entre el final del túnel y la estación de colocación del tapón, los recipientes o botellas se desplazan al aire. En este intervalo, el nitrógeno contenido en el espacio de cabeza se evacúa progresivamente y es reemplazado por aire. Este fenómeno puede resultar ser mayor cuando la velocidad de transporte es alta y cuando la distancia entre el final del túnel y la estación de toma del tapón es grande.

- frente a esto, la solución que consistiría en tratar hasta la toma del tapón no es factible ya que las máquinas que colocan los tapones no se pueden incluir en el túnel, dadas sus dimensiones y las tecnologías de estas máquinas. La colocación de los tapones se efectúa, por tanto, en atmósfera de aire y se considera en la práctica, actualmente, en las instalaciones existentes, que la atmósfera del espacio de cabeza realizada corriente arriba resulta satisfactoria, a pesar de la inevitable mezcla parcial con el aire ambiente.

Se deduce de lo anterior que los contenidos de oxígeno (que pueden alcanzar el 10 %) serán tanto más altos cuanto más importantes sean las cadencias de producción y que los niveles de oxígeno residual en el espacio de cabeza son difícilmente reproducibles.

Se entiende entonces en consecuencia que será ventajoso poder disponer de una nueva solución de implantación de tales atmósferas modificadas, que responda a tales pliegos de condiciones específicos, en especial en el caso de cadencias de transporte muy elevadas.

Como se verá con más detalle en lo que sigue, la presente invención se aplica a proponer una nueva solución que permita realizar el tratamiento sin confinamiento.

Esta solución se ha concebido, en particular, al constatar que el desplazamiento de las botellas favorece de forma natural la evacuación de la atmósfera del espacio de cabeza.

Considerando la presión en el espacio de cabeza como referencia (presión atmosférica o sensiblemente similar) , la botella en movimiento se somete a una ligera sobrepresión en la parte delantera y a una ligera depresión en la parte trasera.

Ello acarrea de forma natural un desplazamiento de la atmósfera: la atmósfera se evacúa por la parte de atrás y se sustituye por aire por la parte de delante (ilustración de este fenómeno en la figura 1 anexa) .

Entonces, gracias a la presente invención, se desea ofrecer una configuración que permite:

- aprovechar este fenómeno haciendo de forma que la atmósfera que se encuentra antes del recipiente sea una atmósfera adecuada, deseada, por ejemplo de nitrógeno. En este caso, la evacuación de la atmósfera inicial del espacio de cabeza (que puede ser de aire) se efectúa de forma natural por la parte de atrás y se sustituye por la atmósfera de tratamiento presente en la parte de delante del recipiente, por ejemplo, nitrógeno soplado, proyectado en contracorriente del desplazamiento de los recipientes en la instalación.

- mantener la atmósfera requerida, por ejemplo de nitrógeno, en el frente delantero del recipiente hasta la colocación del tapón o de otro sistema de cierre del cuello superior corriente abajo.

- se utiliza al menos un inyector, cuyo dimensionamiento es un elemento muy importante de la presente invención (se volverá sobre ello más adelante en el texto) , el cual se utiliza para realizar el flujo o chorro de gas. Se utilizará al menos un inyector, pero preferentemente dos inyectores colocados a un lado y a otro de la cinta transportadora y orientados en sentido inverso al del desplazamiento de los recipientes o botellas.

El inyector está constituido por ejemplo por un tubo, de sección preferentemente cuadrada, rectangular o circular (si bien esto no es más que ilustrativo) ; como se ha comprendido, el objetivo de la invención es trabajar sin medidas de confinamiento, por lo que el gas proyectado por el inyector o los inyectores desemboca en el aire ambiente que rodea la zona a tratar.

La dirección del flujo o chorro de gas es por tanto tal que al menos uno de sus componentes esté en sentido inverso al del... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento dirigido a realizar una atmósfera controlada en el espacio de cabeza de un recipiente de almacenamiento de un producto, en una instalación de desplazamiento del tipo en el cual se toman las siguientes medidas:

- se procede al llenado parcial del recipiente con el producto hasta un nivel dado de llenado;

- se pone en contacto la parte superior del recipiente con una atmósfera gaseosa de tratamiento, dirigida a evacuar todo o parte del aire presente en el recipiente por encima de dicho nivel de llenado y a implantar, por encima de dicho nivel, la atmósfera controlada requerida;

- se procede al sellado o cierre del borde superior del recipiente con ayuda de un medio apropiado;

- siendo realizado el establecimiento de la atmósfera controlada corriente arriba del sellado (antes del mismo)

o durante el mismo, y en el que se realiza el establecimiento de la atmósfera controlada en una zona de inyección no confinada, mediante la utilización de al menos un inyector de tipo tubular, apto para proyectar hacia el borde superior del recipiente que se presenta en la zona de inyección la atmósfera gaseosa de tratamiento, que se caracteriza porque el inyector está orientado en la zona de inyección de manera que al menos una de las componentes de la velocidad del gas proyectado se oponga al sentido de desplazamiento de los recipientes y porque se alimenta el inyector con ayuda de un caudal de gas que permite alcanzar un régimen de flujo turbulento con un número de Reynolds comprendido entre 5.000 y 20.000.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que se caracteriza porque el diámetro del inyector es tal que la sección del chorro que deriva de él es superior a dos veces la superficie a tratar, y preferentemente a tres veces la superficie a tratar.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, que se caracteriza porque la distancia entre el inyector y la zona a tratar es inferior a 20 cm y, preferentemente, inferior a 15 cm.

4. Instalación de acondicionamiento en continuo de un producto en recipientes de almacenamiento del tipo en 25 el cual se toman las siguientes medidas:

- se procede al llenado parcial del recipiente con el producto hasta un nivel dado de llenado;

- se pone en contacto la parte superior del recipiente con una atmósfera gaseosa de tratamiento, dirigida a evacuar todo o parte del aire presente en el recipiente por encima de dicho nivel de llenado y a implantar, por encima de dicho nivel, la atmósfera controlada requerida;

- se procede al sellado o cierre del borde superior del recipiente con ayuda de un medio apropiado;

- siendo realizado el establecimiento de la atmósfera controlada corriente arriba del sellado (antes del mismo)

o durante el mismo, y en el que se realiza el establecimiento de la atmósfera controlada en una zona de inyección no confinada, mediante la utilización de al menos un inyector de tipo tubular, apto para proyectar hacia el borde superior del recipiente que se presenta en la zona de inyección la atmósfera gaseosa de tratamiento, que se caracteriza porque el inyector está orientado en la zona de inyección de manera que al menos una de las componentes de la velocidad del gas proyectado se oponga al sentido de desplazamiento de los recipientes y porque se alimenta el inyector con ayuda de un caudal de gas que permite alcanzar un régimen de flujo turbulento con un número de Reynolds comprendido entre 5.000 y 20.000.

5. Instalación según la reivindicación 4, que se caracteriza porque el diámetro del inyector es tal que la sección del chorro que sale de él es superior a dos veces la superficie a tratar, y preferentemente a tres veces la superficie a tratar.

6. Instalación según las reivindicaciones 4 o 5, que se caracteriza porque la distancia entre el inyector y la zona a tratar es inferior a 20 cm y, preferentemente, inferior a 15 cm.