BR0114946B1

BR0114946B1 - processo de acondicionamento de produto lìquido em uma embalagem.

Info

Publication number: BR0114946B1
Application number: BRPI0114946-6A
Authority: BR
Inventors: Philippe Guillaume
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2011-09-20
Also published as: BR0114946A; ES2249487T3; CA2427200C; DE60113710T2; ATE305411T1; AU2002214090A1; JP2004512235A; FR2815937A1; FR2815937B1; EP1332087B1; US20040035089A1; WO2002034624A1; CA2427200A1; EP1332087A1; DE60113710D1

Description

PROCESSO DE ACONDICIONAMENTO DE PRODtJTO LÍQUIDO EM UMA EMBALAGEM

A invenção se refere ao acondicionamento dos produtos líquidos em embalagens ou recipientes intrinsecamente deformáveis.

Ela consiste mais particularmente em um processo e uma instalação de acondicionamento de produtos líquidos, permitindo acondicionar esses produtos, por exemplo produtos líquidos alimentícios, em embalagens ou recipientes que têm uma parede de espessura estreita, sem aumentar os riscos de deterioração da embalagem ou/e de perda de produto, em relação aos riscos corridos com embalagens de espessura maior.

Com efeito, com vistas a reduzir o custo das embalagens e o peso destas, a tendência atual é de acondicionar os líquidos (xaropes e outras bebidas) em embalagens (caixas metálicas conhecidas pelo nome de "cans", garrafas em material sintético, tijolos, etc.), cuja parede é cada vez mais fina.

Em conseqüência da espessura estreita de sua parede, essas embalagens são intrinsecamente deformáveis e sua manipulação e seu empilhamento são delicados.

É conhecido prevenir esse inconveniente, estabelecendo uma superpressão no interior da embalagem, quando do acondicionamento de seu conteúdo, o que lhe confere uma boa resistência mecânica. Essa superpressão pode ser obtida, injetando-se uma pequena quantidade de gás inerte no estado líquido, de preferência o nitrogênio no estado líquido, na superfície do líquido, por exemplo, alimentício em curso de acondicionamento, entre a operação de enchimento e a operação de selagem da embalagem. Essa técnica tem por inconveniente ter um custo relativamente elevado.

A invenção tem por finalidade prevenir esse inconveniente, e se refere para esse fim a um processo de acondicionamento de produto líquido em pelo menos uma embalagem, caracterizado pelo fato de se misturar a um líquido, um gás inerte, tal como o nitrogênio, ou/e gás carbônico, no estado gasoso, de maneira a formar um produto constituído pelo líquido saturado ou supersaturado em gás; se armazenar esse produto em um reservatório-tampão que se enche parcialmente de produto até um nível pré-determinado; se manter esse nível aproximadamente constante e, acima desse nível, uma atmosfera desse gás no estado gasoso, devido à saturação ou a supersaturação, a uma superpressão aproximadamente constante pré-determinada; se transferir, conforme necessidade, esse produto do reservatório-tampão para a embalagem, aberta à pressão atmosférica, mantendo-se no reservatório-tampão esse nível pré-determinado e essa superpressão pré-determinado, de maneira a encher parcialmente a embalagem desse produto com uma atmosfera desse gás a uma pressão, cujo valor é aproximadamente igual àquele da atmosfera do reservatório-tampão, e se selar essa embalagem.

Graças a essa técnica, o custo de colocação em superpressão das embalagens é notadamente diminuído.

O processo pode, além disso, apresentar uma ou várias das seguintes características:

- quando no reservatório-tampão, a superpressão da atmosfera desse gás atinge a superpressão pré-determinada, evacua-se o gás excedente; - para misturar ao líquido o gás inerte, ou/e o gás carbônico, no estado gasoso, injeta-se esse gás no líquido;

regula-se a superpressão na atmosfera do reservatório-tampão a um valor compreendido na faixa de 1 kPa a 3 00 kPa;

regula-se a superpressão em um valor de aproximadamente 5 kPa.

A invenção consiste igualmente em uma instalação de acondicionamento de produto líquido em pelo menos uma embalagem, caracterizada pelo fato de compreender um primeiro circuito em pelo menos uma parte do qual um líquido é colocado em circulação, um segundo circuito em pelo menos uma parte do qual um gás inerte, tal como o nitrogênio, ou/e gás carbônico, é colocado em circulação sob orientação no estado gasoso e que compreende na saída um injetor que desemboca em uma zona de injeção do primeiro circuito, de maneira a formar um produto constituído pelo líquido saturado ou supersaturado com gás, o primeiro circuito compreendendo um reservatório-tampão no qual esse produto é introduzido, meios para manter um nível pré- determinado de líquido nesse reservatório-tampão, meios de comando e de regulagem para manter uma superpressão devido à saturação ou à supersaturação, aproximadamente constante pré-determinado no reservatório-tampão, e meios de estiramento no reservatório para transferir para aí esse produto na embalagem com uma atmosfera a uma pressão cujo valor é aproximadamente igual àquele da atmosfera do reservatório-tampão.

Essa instalação simples alia uma boa confiabilidade a um custo moderado. A instalação pode, além disso, apresentar uma ou várias das seguintes características:

o primeiro circuito compreende uma bomba de transferência, cuja entrada é alimentada com líquido a saturar ou supersaturar com gás, para colocar esse líquido em circulação, e uma linha de enchimento cuja extremidade a montante é conectada à saída da bomba, un injetor pertencente ao segundo circuito que desemboca na linha a jusante da bomba para aí injetar o gás sob pressão no estado gasoso;

os meios de comando e de regulagem compreendem um aparelho de regulagem, um transmissor de pressão que mede a pressão do gás no topo do reservatório e um detector de nível que detecta o nível desse produto no reservatório, ligados ao aparelho de regulagem, e uma válvula de escapamento de regulagem comandada pelo aparelho de regulagem e ligada ao topo do reservatório, para evacuar daí o gás excedente sobre comando do aparelho de regulagem; o segundo circuito compreende um aparelho de injeção que alimenta o injetor, e os meios de comando e de regulagem compreendem um aparelho de regulagem ligado elétrica ou pneumaticamente ao aparelho de injeção para lhe transmitir um sinal de regulagem de injeção;

a superpressão mantida aproximadamente constante está compreendida na faixa de 1 kPa a 3 00 kPa; a superpressão tem um valor de aproximadamente 5 kPa; os meios de comando e de regulagem compreendem uma válvula regulada de segurança, ligada ao topo do reservatório.

Outras características e vantagens da invenção sobressairão da descrição que será feita a seguir, de uma forma de realização da invenção dada a título de exemplo não limitativo e ilustrada na figura única anexa, que mostra um esquema de uma instalação, de acordo com a invenção.

A instalação representada nesse esquema é uma instalação de transferência em um líquido aquoso, por exemplo um líquido alimentício destinado a constituir uma bebida, de nitrogênio ou um outro gás inerte, ou/e de gás carbônico, no estado gasoso; nessa aplicação ao domínio alimentício, o gás foi previamente filtrado e esterilizado, por exemplo pelo processo do pedido de patente francês publicado sob o número 2 774 006.

Essa instalação comporta um primeiro circuito 1, que compreende de cima embaixo uma bomba de transferência 11, cuja entrada é alimentada com líquido a carregar e no caso mais precisamente a saturar ou supersaturar com gás, uma linha de enchimento 12, cuja extremidade a montante é conectada à saída da bomba, uma válvula 13 inserida na linha de enchimento para permitir ou impedir a vazão nessa linha, e um reservatório-tampão que forma reservatório 14 no qual desemboca a extremidade a jusante da linha 12.

A instalação comporta um segundo circuito 2 alimentado com gás inerte, tal como o nitrogênio, ou/e com gás carbônico, sob pressão no estado gasoso; esse circuito 2 compreende na saída um dispositivo de injeção de gás que comporta um aparelho de injeção 21, tal como aquele comercializado sob a denominação "caixa de injeção Carb'Eco" pela sociedade "Carboxiyque Française", que alimenta um injetor de saída 22 com válvula de retenção que desemboca em uma zona, situada entre a bomba de transferência 11 e a válvula 13, da linha de enchimento 12 colocada sob pressão pela bomba. O aparelho de injeção 21 é ligado eletricamente à bomba 11 para receber daí um sinal de autorização de injeção que sujeita o aparelho de injeção à bomba, de modo notadamente que a injeção de gás seja interrompida em caso de parada do funcionamento da bomba.

A instalação comporta, além disso: meios de comando e de regulagem 3 da saturação ou da supersaturação do líquido com gás, compreendendo um aparelho de regulagem 31, tal como aquele comercializado sob a denominação "caixa de regulagem Carb'Eco" pela sociedade "Carboxyque Française"; um transmissor de pressão 32 ligado por uma tubulação 321 ao topo do reservatório-tampão 14 para aí medir a pressão de gás e que é eletricamente ligado ao aparelho de regulagem 31 para lhe transmitir um sinal de pressão medida correspondente; um detector de nível 33 para detectar o nível no reservatório do produto constituído pelo líquido saturado ou supersaturado com gás e que é ligado eletricamente também ao aparelho de regulagem 31 para lhe transmitir um sinal de nível medido correspondente; uma válvula de escapamento de regulagem 34 ligada por um conduto 341 ao topo do reservatório para evacuar para o exterior o gás excedente e que é ligado por um condutor elétrico 342 ao aparelho de regulagem 31 para receber daí um sinal de regulagem de pressão; e uma válvula regulada de segurança 35 ligada por um conduto 351 igualmente ao topo do reservatório para evacuar para o exterior o gás excedente em caso de disfuncionamento da regulagem.

O aparelho de regulagem 31 é, além disso, ligado elétrica ou pneumaticamente, por um lado, ao aparelho de injeção 21 para lhe transmitir um sinal de regulagem de injeção, em função do sinal de pressão medida, e, por outro lado, à bomba 11 para lhe transmitir um sinal de regulagem de nível adaptado para modificar a vazão da bomba, em função das flutuações do nível do produto líquido saturado ou supersaturado no reservatório.

A instalação comporta igualmente meios de estiramento 4 para estirar, conforme necessário, produto líquido do reservatório, a fim de transferir esse produto líquido em embalagens. Esses meios de estiramento compreendem pelo menos uma linha de estiramento 41, na qual é inserida pelo menos uma válvula de comando de estiramento, não representada.

Nessa instalação, o líquido que alimenta a bomba 11 é colocado em circulação sob pressão na linha de enchimento 12, enquanto que o gás que alimenta o aparelho de injeção 21 é colocado em circulação em direção ao injetor 22 pelo qual é injetado no estado gasoso na zona de injeção da linha 12, de maneira a saturar ou supersaturar com gás o líquido que percorre essa linha.

Se a válvula 13 for aberta, o produto constituído pelo líquido saturado ou supersaturado com gás será transmitido no reservatório-tampão 14, no qual é mantido em um nível aproximadamente constante pré-determinado verificado permanentemente pelo detector de nível 33, por um comando apropriado da bomba 11, de tal maneira que o reservatório jamais seja totalmente cheio, e que exista acima da superfície livre do produto líquido, uma atmosfera contendo gás no estado gasoso, inicialmente introduzido no líquido e teve feita a dessorção, quando da recolocação no equilíbrio do gás saturante ou supersaturante inicialmente o líquido, em correlação com a pressão parcial desse gás no reservatório-tampão e sua fração dissolvida no líquido.

Essa atmosfera constituída de gás inerte, tal como nitrogênio, ou/e de gás carbônico, no estado gasoso, é mantida a uma superpressão aproximadamente constante pre- determinada verificada permanentemente pelo transmissor de pressão 32, pelo aparelho de regulagem 31, por meio da válvula de escapamento 34 que evacua o gás supérfluo para o exterior da instalação. Se, todavia, apesar da regulagem, a superpressão aumentar além de um certo limite além da superpressão pré-determinada pelos meios de comando e de regulagem, a válvula regulada 35 será aberta e evacuará ela mesma, para o exterior da instalação, o excesso de gás.

Assim, mistura-se ao líquido em circulação na linha de enchimento 12 o gás inerte ou/e o gás carbônico, no estado gasoso, e forma-se um produto constituído pelo líquido saturado ou supersaturado em gás que se armazena no reservatório-tampão 14. Todavia, enche-se esse reservatório-tampão apenas parcialmente, até o nível pré- determinado que se mantém aproximadamente constante, agindo-se sobre a vazão da linha 12; consegue-se, acima da superfície livre do produto constituído pelo líquido saturado ou supersaturado em gás, uma atmosfera constituída de gás que resulta da dessorção do gás anteriormente injetado na linha 12 e misturado ao líquido; mantém-se essa atmosfera gasosa à superpressão aproximadamente constante pré-determinada, e transfere-se, conforme necessário, o produto líquido do reservatório 14 para uma ou várias embalagens abertas à pressão atmosférica, mantendo-se no reservatório o nível e a pressão pré-determinados, de maneira a encher parcialmente as embalagens pelo produto. Após o que, selam-se as embalagens, e consegue-se nessas embalagens uma atmosfera gasosa a uma superpressão próxima da superpressão pré-determinada pré-citada.

A escolha da válvula de gás que se injeta na linha 12 é ditada pela necessidade de saturar ou supersaturar o líquido com a superpressão constante pré-determinada desejada na atmosfera do reservatório 14. A relação, a uma temperatura determinada, entre a pressão P do gás na atmosfera do reservatório e a concentração x do gás no líquido é regida pela lei de Henry, segundo a qual: P = H.x

na qual H é um coeficiente próprio a cada gás dito

"coeficiente de Henry".

No caso do exemplo acima descrito e representado, que é aquele de um líquido alimentício, injeta-se na linha 12, por meio de um injetor 22, nitrogênio, ou/e gás carbônico, no estado gasoso, para se conseguir, na atmosfera do reservatório 14, uma superpressão constante com um valor de preferência compreendido na faixa de 1 kPa a 3 00 kPa, por exemplo de sensivelmente 5 kPa, o que permite conseguir uma superpressão de valor próximo nas embalagens; graças a essa injeção de nitrogênio, ou/e de gás carbônico, não somente tornam-se rígidos a embalagem e seu conteúdo, mas, além disso, reduz-se substancialmente a quantidade de oxigênio em contato com o produto, e assim se diminuem os riscos de oxidação do produto. Além disso, a instalação, de acordo com a invenção, é pouco onerosa, e, no estado atual da técnica e dos custos, o custo dessa instalação é de aproximadamente um quinto ou um sexto do custo de uma instalação convencional por meio da qual se introduz nitrogênio líquido nas embalagens antes de sua selagem.

Claims

1. Processo de acondicionamento de produto líquido em pelo menos uma embalagem, caracterizado pelo fato de se misturar a um líquido um gás inerte, tal como o nitrogênio, ou/e gás carbônico, no estado gasoso, de maneira a formar um produto constituído pelo líquido saturado ou supersaturado em gás; se armazenar esse produto em um reservatório-tampão (14) que se enche parcialmente de produto até um nível pré- determinado; se manter esse nível aproximadamente constante e, acima desse nível, uma atmosfera desse gás no estado gasoso, devido à saturação ou a supersaturação do líquido, a uma superpressão aproximadamente constante pré- determinada; se transferir, conforme demanda, esse produto do reservatório-tampão (14) para a embalagem, aberta ã pressão atmosférica, mantendo-se no reservatório-tampão (14) esse nível pré-determinado e essa superpressão pré-determinada, de maneira a encher parcialmente a embalagem com esse produto, então se selar a embalagem, em que há assim obtidos na embalagem uma atmosfera desse gás a uma pressão, cujo valor é aproximadamente igual àquele da atmosfera do reservatório-tampão (14).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, quando no reservatório-tampão (14), a superpressão da atmosfera desse gás atingir a superpressão pré-determinada, se evacuar o gás excedente.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de, para misturar ao líquido o gás inerte, ou/e o gás carbônico, estado gasoso, se injetar esse gás no líquido.

4. Processo, de acordo cora qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de se regular a superpressão na atmosfera do reservatório-tampão (14) em um valor compreendido na faixa de 1 kPa a 3 00 kPa.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de se regular a superpressão a um valor de aproximadamente 5 kPa.