BRPI0712365A2 - método para esterilizar embalagens - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA ESTERILIZAR EMBALAGENS A presente invenção refere-se a um método para esterilizar embalagens (10), pelo menos parçialmente montadas, com irradiação de feixe de elétrons, numa máquina de embalagens. O método compreende as etapas de dividir pelo menos a superficie interna de uma embalagem (10) em pelo menos duas áreas para serem esterilizadas, e esterilizando duas de pelo menos duas das áreas, através da instalação de um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons (18) para cada uma das duas áreas, sendo a citada dispositivo de esterilização (18) adaptada as características de cada área das duas áreas, e também provendo um respectivo movimento relativo entre a embalagem (10) e cada uma das dispositivos de esterilização de feixe de elétrons (18), movimentos estes sendo adaptados para a esterilização de cada uma das duas áreas com as citadas dispositivos de esterilização (18).

Description

"MÉTODO PARA ESTERILIZAR EMBALAGENS"

A presente invenção se refere a um método para esterilizar e embalagens pelo menos parcialmente formadas, numa máquina de embalagens.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A indústria de embalagens de alimentos tem usado por muito tempo, embalagens formadas por preformas de material de embalagem, sendo este material constituído de diferentes camadas de papel ou papelão, barreiras para líquidos de, por exemplo, polímeros e barreiras para gás de, por exemplo, filmes finos de alumínio. As preformas são pré-formadas a partir de uma folha contínua de material que, por vezes, é provida com um padrão de linhas de vincamento facilitando a conformação e o dobramento de embalagens. A folha contínua é cortada em peças, cada peça tendo um tamanho e forma requeridos para produzir uma embalagem. Após o corte, cada peça é dobrada em de uma preforma em forma de tubo plano, tendo suas bordas longitudinais se superpondo mutuamente. A seguir, as bordas longitudinais são vedadas por qualquer tecnologia apropriada, convencional, de vedação, tal como por exemplo, a vedação por calor. O resultado é uma preforma em forma de tubo plano. Formar uma preforma a partir de uma folha contínua é bem conhecido por si e não vai ser descrito em mais detalhes.

Na máquina de embalagem, a preforma é elevada para formar um tubo tendo usualmente uma seção transversal quadrada ou retangular dependendo do tipo de embalagem. A seguir, uma extremidade do tubo pode ser vedada transversalmente formando um fundo (ou topo) da embalagem e a embalagem está pronta para ser carregada com um produto, por exemplo, produtos alimentícios como, por exemplo, bebidas. Estes tipos de embalagens (K) são comercializados pela requerente sob o nome comercial de Tetra Rex .

Existem também embalagens em caixa para garrafas fabricadas a partir de uma luva em forma de tubo de um material de embalagem, como descrito acima, e um topo de plástico vedado na luva. Os topos são ou pré-fabricados fora da máquina de embalagem, ou moldados por injeção diretamente sobre a luva na máquina de embalagem. Os topos são providos com fechos. Estes tipos de embalagens podem ser cheios antes que a extremidade inferior da luva seja vedada transversalmente e finalmente dobrada em um fundo. Elas também podem ser cheias através da abertura de derramamento do fecho. Embalagens como estas são comercializadas pela requerente sob os nomes comerciais de Tetra Aptiva® e Tetra Top®.

Embalagens parcialmente formadas, que são abertas em uma extremidade para enchimento, mas vedadas para formar um fundo ou topo na outra, são comumente denotadas de embalagens prontas-para-encher (embalagens RTF). De agora em diante, embalagens prontas-para-encher serão denotadas com a expressão "embalagens".

Para estender a vida em prateleira dos produtos que são embalados, é sabido previamente esterilizar embalagens antes da operação de enchimento. Dependendo do quão longa vida em prateleira é desejada e de se a distribuição e armazenamento são feitos em temperatura fria ou ambiente, diferentes níveis de esterilização podem ser escolhidos. No entanto, a palavra esterilizar aqui compreende qualquer nível de limpeza e eliminação microbiológica.

Uma forma de esterilizar é a irradiar o interior da embalagem por elétrons, emitidos a partir de uma unidade de feixe de elétrons. Tal método, e um dispositivo para realizar o método, está apresentado na publicação de patente WO 2005/002973 pela requerente, a qual é aqui incorporada como referencia.

Um sistema exemplar para esterilizar embalagens por tecnologia de feixe de elétrons inclui um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons, para emitir um feixe de elétrons ao longo de um trajeto. O dispositivo é conectado a um gerador de feixe de elétrons, que é conectado a uma fonte de suprimento de potência de alta voltagem e a uma fonte de suprimento de energia de filamento. Esta última transforma a potência proveniente da fonte de potência de alta voltagem em uma voltagem de entrada apropriada para um filamento do gerador. O filamento pode ser alojado em uma câmara de vácuo. Em operação, elétrons e" provenientes do filamento são emitidos ao longo do trajeto do feixe de elétrons em, uma direção para o alvo. Uma grande em torno do filamento é usada para difundir o feixe de elétrons em um feixe mais uniforme e para focar o feixe de elétrons para o alvo. Absorvedores de feixes e campos magnéticos podem também ser usados para dar forma ao feixe de elétrons. Os elétrons saem do dispositivo de esterilização através de uma janela de saída de elétrons.

No entanto, ao se esterilizar embalagens, verificou-se que é difícil conseguir uma dose uniforme de feixe de elétrons através de toda a embalagem com um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons. Isto acontece devido às diferentes formas das porções físicas das embalagens. Cantos, aberturas, fechos, porções de topo tipo frascos, fundos, paredes planas, etc precisam ser suficientemente esterilizadas, mas preferencialmente, sem ser super-expostas a irradiação. Isto é também uma questão de custo. E preferido não ser forçado a usar mais energia do que o necessário.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Assim sendo, um objetivo da invenção é o de prover um método para esteriliza embalagens pelo menos parcialmente formadas, com irradiação de feixe de elétrons em uma máquina de embalagens, com que é possível obter uma dose substancialmente uniforme sobre todas as porções da embalagem, isto é, para atingir um nível predeterminado de esterilização, todas as porções da embalagem devem ser expostas a uma dose de feixe de elétrons predeterminada.

O objetivo foi alcançado com o método que compreende as etapas de: dividir pelo menos a superfície interna da embalagem, em pelo menos duas áreas a serem esterilizadas, esterilizar duas das pelo menos duas áreas, pela provisão de um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons para cada uma das duas áreas, os ditos dispositivos de esterilização sendo adaptados às características de cada respectiva uma das duas áreas, e também pela provisão de um movimento relativo respectivo entre a embalagem e cada um dos dois dispositivos de esterilização de feixe de elétron, movimentos estes que são adaptados para a esterilização de cada respectiva uma das duas áreas com ditos dispositivos de esterilização, e transportar a embalagem para a estação de enchimento para encher a embalagem com um produto através de uma abertura e em seguida vedar a dita embalagem.

Desta forma, um dispositivo de esterilização apropriado pode ser escolhido para cada área a ser esterilizada. Em outras palavras, a esterilização pode ser otimizada, no sentido de que a configuração de cada dispositivo de esterilização pode ser adaptada às características, tais como forma, tamanho, etc, da área correspondente. Além de adaptar a configuração do dispositivo de esterilização, o movimento relativo entre a embalagem e o dispositivo de esterilização é também adaptado. Mesmo se um dispositivo de esterilização seja adaptado para uma certa área, algumas áreas podem necessitar de um tempo maior de exposição ou um movimento mais lento do feixe de elétrons do que outras, para serem suficientemente esterilizadas. Combinando um dispositivo de esterilização adaptado com um movimento relativo adaptado, a esterilização da embalagem pode se tornar muito efetiva em termos de consumo de energia e de tempo. A combinação também torna possível alcançar um sistema de esterilização eficaz em termos de custo.

Em uma modalidade presentemente preferida da invenção o método compreende adicionalmente a etapa de esterilizar áreas adicionais, pela provisão de um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons para cada uma das áreas, ditos dispositivos de esterilização sendo adaptados às características de cada respectiva uma das áreas. A embalagem pode ser dividida em qualquer número de áreas, e a máquina de embalagem pode ser dotada com um número correspondente de dispositivos de esterilização. Deste modo, uma irradiação bastante cuidadosa da embalagem pode ser executada.

Em uma outra modalidade da invenção, o método compreende a etapa de dividir pelo menos a superfície interna da embalagem, de tal forma que as áreas formadas estejam, pelo menos, ligeiramente superpostas uma à outra. Fazendo isto, pode ser assegurado que pelo menos nenhuma porção do interior da embalagem vai ser deixada não esterilizada. Em alguns casos uma área pode ser mais ou menos completamente superposta à outra.

Uma modalidade adicional compreende a etapa de prover, para esterilizar uma área, um dispositivo de esterilização que é ligado a um gerador de feixe de elétrons. O gerador de feixe de elétrons pode ser alojado no dispositivo de esterilização para formar uma unidade compacta, que é fácil de movimentar e manipular.

Ainda outra modalidade compreende a etapa de prover, para esterilização de áreas, dispositivos de esterilização, alguns dos quais são conectados ao mesmo gerador de feixe de elétrons. Se apropriado, uma série de dispositivos de esterilização pode ser conectada ao mesmo gerador de feixe de elétrons. Isto economiza espaço e pode ser mais eficaz em termos de custo do que ter um gerador de feixe de elétrons por dispositivo de esterilização.

Em uma configuração adicional, o método compreende a etapa de prover, para esterilização de áreas, dispositivos de esterilização, todos os quais estão sendo conectados ao mesmo gerador de feixe de elétrons.

Em uma modalidade adicional, o método compreende uma etapa em que a esterilização das áreas é feita por dispositivos de esterilização, cada um sendo dotado de pelo menos uma janela de saída de elétrons, para saída de pelo menos uma porção de um feixe de elétrons, gerado pelo ao menos um gerador de feixes de elétrons. Ajanela de saída de feixe de elétron é usada para a saída dos elétrons é um parâmetro importante para adaptar um dispositivo de esterilização a uma área. Configurações diferentes de janelas dão diferentes características da irradiação.

Em ainda outra modalidade, o método compreende as etapas de: prover pelo menos uma primeira e uma segunda estação de tratamento em uma câmara de esterilização, cada uma sendo provida com pelo menos um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons, dispor uma embalagem na primeira estação e esterilizar pelo menos uma primeira área do interior da dita embalagem com o dispositivo de esterilização de feixe de elétrons em dita primeira estação, e dispor a embalagem na segunda estação e esterilizar pelo menos uma segunda área do interior da dita embalagem com o dispositivo de esterilização de feixe de elétrons na dita segunda estação.

Uma modalidade compreende as etapas adicionais de dispor a embalagem em pelo menos uma estação adicional, dita estação sendo disposta na câmara esterilizadora e provida com pelo menos um dispositivo de esterilização, e esterilizar pelo menos uma área compreendendo uma porção do exterior da embalagem perto da abertura da mesma. Desta forma, a recontaminação a partir do exterior da embalagem pode ser evitada.

Uma modalidade adicional compreende ainda a etapa de esterilizar mais de uma embalagem em cada estação. Assim, a capacidade da máquina de embalagem pode ser aumentada. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A seguir, uma modalidade atualmente preferida da invenção será descrita em maior detalhe, com referências aos desenhos anexos, onde as números de referência idênticos são usados para designar os elementos idênticos em que:

A figura 1 mostra esquematicamente duas embalagens parcialmente formadas a serem esterilizadas pelo método da invenção.

A figura 2 mostra esquematicamente um sistema exemplar para execução do método. A figura 3 mostra esquematicamente uma vista de uma série de dispositivos de esterilização conectados ao mesmo gerador de feixe de elétrons.,

A figura 4 mostra esquematicamente uma vista, parcialmente em corte transversal, de uma câmara de esterilização compreendendo três estações de tratamento, cada uma provida com um dispositivo de esterilização e uma câmara de enchimento.

A figura 5 mostra esquematicamente uma vista similar àquela da figura 4, mas com dois dispositivos de esterilização em cada estação de tratamento.

As figuras 6a-f mostram esquematicamente diferentes modalidades de dispositivos de esterilização. Cada dispositivo de esterilização é mostrado em uma visão a partir do exterior, uma vista parcialmente em corte transversal e uma vista a partir da extremidade axial provida com a configuração da janela de saída.

Por simplicidade, aspectos similares nas diferentes modalidades serão denotados com os mesmos números de referência.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES PREFERIDAS

A figura 1 mostra duas modalidades de embalagens parcialmente formadas, denotadas com o número de referência 10, a serem esterilizadas pelo método da invenção. Como mencionado na introdução, embalagens parcialmente formadas são normalmente fechadas em uma extremidade 12, e têm uma abertura 14 na outra extremidade. A extremidade fechada 12 pode ser formada como um fundo ou topo, e a abertura 14 pode ser uma extremidade aberta de uma luva da embalagem, que mais tarde será vedada, ou por exemplo, uma abertura de derramamento circundada por gargalo de um fecho, que mais tarde será provida de uma tampa ou similar. A modalidade de embalagem à direita da figura tem um fundo vedado e uma abertura no topo na forma de uma abertura de derramamento circundada por um gargalo rosqueado de um fecho. A modalidade da embalagem da esquerda tem uma extremidade aberta (fundo) e é dotada, na outra extremidade, de um topo e um fecho vedado.

A seguir, e em referência à figura 2, um gerador de feixe de elétrons 16, um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons 18 e o conceito de esterilização com de feixe de elétrons serão resumidamente descritos. O gerador de feixe de elétrons 16 compreende meios para emitir um feixe de elétrons 20 ao longo de um trajeto e é conectado ao dispositivo de esterilização 18, que distribui o feixe 20 para a embalagem 10.

Normalmente, um gerador de feixe de elétrons 16 é conectado a uma fonte de energia de alta voltagem 22, apropriada para prover suficiente voltagem para comandar o gerador de feixe de elétrons 16, para a aplicação desejada. O gerador de feixe de elétrons 16 é também ligado a uma fonte de energia de filamento 24, que transforma potência proveniente da fonte de energia de alta voltagem 22 para uma voltagem de entrada apropriada para um filamento 26 do gerador 16. Além disso, a fonte de energia de alta voltagem 22 inclui um controle de grade 28 para controlar uma grade 30 do gerador de feixe de elétrons 16.

Geradores de feixe de elétrons usados na esterilização de embalagens são geralmente denotados como unidades de feixe de elétrons de baixa voltagem, e tais unidades normalmente têm uma voltagem abaixo de 300 kV. No projeto descrito, a voltagem de aceleração é da ordem de 70-90 kV. Está voltagem resulta numa energia cinética (motriz) de 70-90 keV, com respeito a cada elétron.

O filamento 26 pode ser feito de tungstênio e pode ser alojado em uma câmara de vácuo 32. Em uma modalidade exemplar, a câmara de vácuo pode ser hermeticamente vedada. Em operação, uma corrente elétrica é alimentada através do filamento 26 e a resistência elétrica do filamento faz o filamento ser aquecido, a uma temperatura da ordem de 2000°C. Este aquecimento faz com que o filamento 26 emita uma nuvem de elétrons e". Os elétrons são emitidos ao longo de um trajeto do feixe de elétrons em uma direção para a área alvo, neste caso uma área na embalagem 10. A grade 30, colocada entre o filamento e a janela de saída do feixe de elétrons, é provida com uma série de aberturas, e é usada para difundir o feixe de elétrons 20 em um feixe mais uniforme, e para focalizar o feixe de elétrons 20 para a área alvo.

Na modalidade mostrada, os meio gerador de feixe de elétrons é alojado no dispositivo de esterilização de feixe de elétrons 18. O dispositivo de esterilização 18 compreende de uma câmara de vácuo, que neste caso é a mesma câmara de vácuo que a câmara de vácuo 32 do gerador de feixe de elétrons 16. O dispositivo de esterilização 18 é ainda dotado de uma janela de saída de elétrons 34. A janela 34 pode ser feita de uma lâmina metálica, tac como por exemplo titânio, e pode ter uma espessura de 4-12 μηι. Uma rede de suporte formada de alumínio ou cobre suporta a lâmina a partir do interior do gerador de feixe de elétrons 16. Os elétrons saem da câmara de vácuo 32 através da janela de saída 34.

Nesta modalidade, o dispositivo de esterilização 18 com o gerador de feixe de elétrons 16 no interior, tem a forma de um cilindro, com uma seção transversal substancialmente circular e a janela de saída 34 está localizada em uma primeira extremidade do cilindro.

Em uma outra modalidade, mostrada na figura 3, o gerador de feixe de elétrons 16 e o dispositivo de esterilização 18 estão naturalmente conectados, mas somente o dispositivo de esterilização 18 está cooperando com a embalagem 10, ou seja, o dispositivo de esterilização 18 é, pelo menos para uma porção, posicionado ou movimentado ou dentro ou em volta da embalagem 10 durante a irradiação. As câmaras de vácuo (não mostradas a partir de fora), estão então em comunicação entre si, e o dispositivo de esterilização 18 funciona como uma extensão ou bocal do gerador de feixe de elétrons 16, ou seja, ele é usado para alcançar as porções da embalagem a serem esterilizadas.

Um suporte (não mostrado) é previsto para suportar o alvo, ou seja, a embalagem 10, dentro da área alvo. O suporte pode ser por exemplo um carregador convencional de um transportador que transporte a embalagem 10 através de uma câmara de esterilização. Durante a esterilização da embalagem 10, como aquela à esquerda da figura 1, a embalagem 10 pode ser posta de cabeça para baixo (ou seja, o topo é localizado voltado para baixo) no suporte.

Ademais, durante a esterilização, um movimento relativo é executado entre a embalagem 10 e o dispositivo de esterilização 18. O dispositivo de esterilização 18 é baixado ou dentro ou em volta da embalagem 10, ou a embalagem 10 é levantada para circundar o dispositivo 18, ou cada uma está se movimentado uma direção a outra. Para fazer isto, o suporte pode ser ou estacionário ou adaptado para realizar um movimento para ou a partir do dispositivo de esterilização 18.

Na segunda extremidade do dispositivo de esterilização 18, que incorpora o gerador de feixe de elétrons 16, existem meios (não mostrados) previstos para fixá-lo a um elemento preferido nas circunvizinhanças. Por exemplo, estes meios podem ser meios para suspender o dispositivo de esterilização ou o gerador de feixe de elétrons a partir da parede de topo interna de uma câmara de esterilização com a janela de saída do feixe de esterilização 34 voltada para baixo, em uma direção para a embalagem 10. Alternativamente, a segunda extremidade é provida com meios (não mostrados) para proporcionar um movimento relativo (ver a seta) entre a embalagem IOeo dispositivo de esterilização 18 para trazê-los para uma posição, ou em um movimento em que dito dispositivo 18 esteja localizado pelo menos parcialmente dentro ou em torno da embalagem 10 para tratá-la. O movimento relativo pode ser feito de muitos modos diferentes. Por exemplo, ele pode compreender um lento abaixamento do dispositivo de esterilização dentro da embalagem, seguido de uma rápida parada e um rápido levantamento para fora da embalagem. Alternativamente, o movimento relativo pode compreender um abaixamento e um levantamento sem qualquer parada. Em uma outra alternativa, o abaixamento e o levantamento são feitos muito rapidamente mas com uma série de paradas rápidas durante o caminho.

A figura 4 mostra uma câmara de esterilização 36 através da qual as embalagens 10 são transportadas, na direção da seta horizontal, para serem esterilizadas. Para estender a vida em prateleira dos produtos sendo embalados é conhecido previamente esterilizar embalagens antes da operação de enchimento. Dependendo de quão longa é a vida em prateleira e se a distribuição e estocagem são feitas em temperatura fria ou ambiente, diferentes níveis de esterilização podem ser escolhidos. Para temperatura ambiente, esterilização a um nível que é denotado como comercialmente estéril é preferida. No entanto, a palavra esterilizar aqui compreende qualquer nível de limpeza e eliminação microbiológica.

A figura também mostra a câmara de enchimento 38. As embalagens 10 são transportadas para a câmara de enchimento 38 depois delas terem sido esterilizadas na câmara de esterilização 36. A câmara de enchimento 38 é dotada de pelo menos uma estação de enchimento 40 para encher as embalagens 10 com um produto, através de uma abertura da mesma. Como anteriormente mencionado a abertura pode ser ou uma extremidade ainda aberta da embalagem ou uma porção de um fecho ainda não vedado, tal como por exemplo uma abertura de derramamento circundada por um gargalo.

A citada estação de enchimento 40 pode ser parte de qualquer tipo apropriado de sistema de enchimento de embalagem. Por exemplo, um sistema de enchimento linear ou um sistema de enchimento rotativo pode ser usado. O sistema de enchimento não será descrito em mais detalhes.

O método de esterilização da invenção compreende a etapa de dividir pelo menos a superfície interna da embalagem 10 em pelo menos duas áreas a serem esterilizadas. Cada uma das áreas é esterilizada por meio de um respectivo dispositivo de esterilização por feixe de elétrons 18. Usando uma série de dispositivos de esterilização 18 e tratando uma embalagem 10 em uma área por vez, cada dispositivo de esterilização 18 pode ser adaptada às características, tais como forma e tamanho da área que ele vai esterilizar. Isto significa que cada dispositivo de esterilização 18 pode ser substancialmente otimizado para a área que ela vai irradiar, ou seja, ele vai ser adaptado para prover um feixe de elétrons 20, ou uma porção do mesmo, em um trajeto apropriado, para a área particular a ser esterilizada. Para este propósito, a câmara de esterilização 36 é provida com pelo menos dois dispositivos de esterilização de feixe de elétrons 18 para as pelo menos duas áreas.

Uma área é aqui definida como a superfície ou as superfícies de uma embalagem a que um dispositivo de esterilização é adaptado. A divisão em áreas pode ser feita de qualquer forma apropriada. Por exemplo uma área pode ter a forma de uma porção de fundo da embalagem. Uma outra área pode ter a forma de uma porção de superfície do invólucro interno da embalagem. Ainda outra área pode ter a forma de uma 'porção de topo de embalagem ou um fecho. No entanto, a divisão não é necessariamente limitada pelas porções físicas de uma embalagem. Uma área pode ser por exemplo constituída de uma porção do fundo e uma porção da extremidade inferior da superfície do invólucro interno. Uma outra área pode por exemplo ser constituída de uma porção de topo e um fecho da embalagem. Ainda outra área pode, por exemplo, ser constituída como uma superfície de invólucro e uma porção de fundo de uma embalagem. As superfícies e porções de embalagem que são incluídas em uma área não necessitam ser continuas ou ligadas, elas podendo ser completamente separadas umas das outras. O número de diferentes dispositivos de esterilização é dependente do número de diferentes áreas presentes na embalagem.

As áreas podem se superpor pelo menos ligeiramente entre si para assegurar que nenhuma porção da embalagem receba uma dose muito baixa de feixe de elétrons. Em alguns casos, uma área pode ser mais ou menos completamente superposta a uma outra. Mais tarde será descrito um dispositivo de esterilização para esterilizar uma porção de topo de uma embalagem. No entanto, a dose sobre uma área do fecho na porção de topo pode necessitar ser reforçada por um outro dispositivo de esterilização, para ser suficientemente esterilizada. A segunda área estará então completamente superposta à primeira.

Cada dispositivo de esterilização 18 é configurado para uma irradiação ótima de uma área associada que ela vai irradiar. Os aspectos do dispositivo de esterilização 18, que podem ser modificados para obter as diferentes características de irradiação necessárias para as diferentes áreas são, por exemplo, a forma e o tamanho da dispositivo de esterilização 18 e o número de janelas de saída de feixe de elétrons 34, e sua colocação e forma. Para alterar adicionalmente as características do feixe de elétrons 20, o filamento 26 e o controle da grade podem ser modificados.

Além disso, o movimento relativo entre a embalagem IOeo dispositivo de esterilização 18, que é esquematicamente representado por setas verticalmente dispostas na figura 4, é configurado para uma irradiação ótima junto com o dispositivo de esterilização 18.

Na modalidade exemplar descrita na figura 4, a câmara de esterilização 36 é provida com uma primeira e uma segunda estações de tratamento I, II. Posteriormente, será descrito que uma estação adicional, neste caso uma terceira, III é também prevista na câmara de esterilização 36.

A primeira estação I é uma estação onde uma primeira área da embalagem 10 deve ser esterilizada e a segunda estação II é uma estação onde a segunda área da embalagem 10 deve ser esterilizada. Cada uma das citadas estações I, II compreende um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons 18, para esterilizar as respectivas áreas.

Os dispositivos de esterilização 18, nas estações da figura 4, podem ser ou dispositivos de esterilização separados, cada um conectado ao seu próprio gerador de feixe de elétrons. O gerador de feixe de elétrons 16 pode ser então alojado na câmara de vácuo 32 do dispositivo de esterilização 18. Alternativamente, os dispositivos de esterilização 18 são conectados a um gerador de feixes de elétrons comum, como mostrado na figura 3. No entanto, por fins de clareza, deve ser notado que as estações na figura 3 são apresentadas como sendo providas com outros dispositivos de esterilização que não aqueles mostrados na figura 4.

Na modalidade da figura 4, a primeira estação I é usada para esterilizar uma área compreendendo o interior de uma porção de topo e o interior fecho cerrado. A segunda estação II é usada para esterilizar uma área na forma da superfície de invólucro interno da embalagem.

O dispositivo de esterilização 18, na primeira estação I, será descrito em mais detalhes posteriormente, com referência à figura 6a. Ele compreende uma janela de saída plana para criar um amplo feixe circular apropriadamente usado para irradiar uma área na forma de, por exemplo, uma porção de topo de embalagem em forma de domo. O dispositivo de esterilização 18, na segunda estação II, que será mais tarde descrita com referência à figura 6d, é provido de múltiplas janelas de saída de feixe de elétrons dispostas para criar um feixe de elétrons, apropriadamente usado para irradiação de, por exemplo, uma superfície de invólucro circular de uma embalagem 10.

Como mencionado antes, a câmara de esterilização 36 também contém uma estação adicional, a terceira, III, para esterilizar pelo menos uma porção do exterior da embalagem 10, perto de uma abertura da mesma, antes do enchimento da embalagem 10. Tal dispositivo de esterilização 18 será posteriormente descrito em mais detalhes com referência à figura 6f.

Uma embalagem 10, disposta com seu topo voltado para baixo, está entrando na câmara de esterilização 36, à esquerda na figura 4, e é transportada para a primeira estação de tratamento I. Na primeira estação de tratamento I, o primeiro dispositivo de esterilização 18 é abaixado de uma distância apropriada dentro da embalagem 10, a partir da posição elevada mostrada, e irradia a primeira área da embalagem 10. A área é exposta a irradiação por um tempo predeterminado, tempo este que é dependente do movimento relativo entre a embalagem IOeo dispositivo de esterilização 18. Depois do tempo predeterminado, o dispositivo de esterilização 18 é levantado novamente, e a embalagem é transportada para a segunda estação de tratamento II, onde a segunda área é irradiada pelo dispositivo de esterilização 18 na dita estação II. O dispositivo de esterilização 18 é abaixado e levantado de uma forma similar. O movimento relativo e portanto o tempo de exposição a irradiação, pode ser similar ao ou diferente do da primeira estação.

Depois da segunda estação de tratamento II, a embalagem é transportada para a terceira estação III, na qual uma área na forma de pelo menos uma porção do exterior da embalagem 10, perto da sua extremidade aberta, é esterilizada para evitar recontaminação do interior da embalagem. Similarmente, o dispositivo de esterilização 8 é abaixado em volta da extremidade aberta 12 da embalagem 10, e é esterilizado durante um tempo predeterminado. O dispositivo de esterilização 18 é então levantado e a esterilização da embalagem 10 é finalizada. A embalagem 10 está então pronta para continuar para a próxima câmara, a câmara de enchimento 38, para ser cheia. Após enchimento, a embalagem 10 é vedada. Neste caso a embalagem 10 é vedada de forma que a extremidade aberta 12 da luva de embalagem seja espremida e vedada transversalmente por calor, de uma maneira convencional.

Em uma modalidade alternativa onde a embalagem é esterilizada e cheia através de uma abertura de derramamento no topo da embalagem, ver a embalagem à direita na figura 1, o procedimento de vedação compreende prover o gargalo, circundando a abertura de derramamento, com uma membrana e/ou uma tampa, tal como por exemplo, uma tampa com rosca.

A figura 5 mostra uma segunda modalidade da câmara de esterilização 36 da figura 4. Nesta segunda modalidade, são previstas estações de tratamento, cada uma compreendendo mais de um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons 18 do mesmo tipo. Desta forma é possível esterilizar mais de uma embalagem de cada vez em cada estação. Preferivelmente, os dispositivos de esterilização 18 podem ser conectados a um gerador de feixe de elétrons comum, como aquele mostrado na figura 3. A máquina de embalagem precisa prover uma dupla orientação das embalagens, ou seja, a embalagem 10 que está no primeiro dispositivo de esterilização 18 na primeira estação I, é transportada diretamente para o primeiro dispositivo de esterilização 18 na segunda estação II.

A seguir será descrita uma série de dispositivos de esterilização 18 tendo diferentes características de feixes de elétrons devido a, por exemplo, diferentes formas e configurações de janelas.

Um primeiro dispositivo de esterilização 18, apresentado na figura 6a, tem um corpo cilíndrico circular 42 de um tamanho correspondente ao tamanho de uma embalagem tendo seção transversal circular. O corpo cilíndrico 42 envolve um gerador de feixe de elétrons 44, e o filamento e a grade do gerador são esquematicamente mostrados na figura. Em uma extremidade axial do corpo cilíndrico uma janela de saída de feixe de elétrons 46 é prevista. Nesta modalidade, a janela 46 é plana, circular e de um tamanho substancialmente correspondente à extremidade circular do corpo 42. O filamento pode ser ou em forma de anel ou na forma de uma linha reta.

A grade é adaptada para difundir do feixe de elétrons 20 em um feixe mais uniforme, e para focalizar o feixe de elétrons 20 para a janela de saída 46, de maneira a fazer com que o feixe de elétrons saia da janela substancialmente através de toda sua superfície ou através de porções selecionadas dela. Esta configuração é apropriadamente usada para irradiar por exemplo, uma área na forma de uma porção de fundo plano da embalagem. O dispositivo de esterilização 18 é então abaixado para dentro da embalagem a partir de uma extremidade de topo aberta da embalagem, ou a embalagem é levantada para circundar o dispositivo de esterilização. Alternativamente, este dispositivo de esterilização 18 pode ser usado para irradiar uma área na forma de uma porção de topo da embalagem circular simétrica ou em forma de domo. O dispositivo de esterilização 18 é, então, abaixado dentro da embalagem a partir de uma extremidade de fundo aberta da embalagem, ou a embalagem é levantada para circundar o dispositivo de esterilização 18. Alternativamente, a área é formada tanto por um fundo quanto por uma superfície de invólucro interna de uma embalagem. O movimento relativo pode então compreender um lento abaixamento do dispositivo de esterilização e uma curta parada perto do fundo da embalagem.

Um segundo dispositivo de esterilização, mostrado na figura 6b, é muito similar ao primeiro, mas o corpo 42 é provido com um bocal circular estreito 50. A janela de saída do feixe de elétrons 46 é colocada em uma das extremidades axiais e é plana e circular. O dispositivo de esterilização 18 pode ser usado para irradiar embalagens tais como garrafas, com uma extremidade aberta estreita através da qual o dispositivo de esterilização precisa ser abaixado e levantado. Uma configuração como esta pode também ser usada para reforçar o feixe de elétrons 20 em uma área particular tal como sobre uma pequena área na forma de, por exemplo, aberturas ou fechos e outras irregularidades. Deve ser entendido que a forma do bocal pode ser outra que não circular, por exemplo, pode ser de forma quadrada, retangular, oval, ou ter qualquer outro formato.

Um terceiro dispositivo de esterilização, mostrado na figura 6c, é também substancialmente similar ao primeira dispositivo de esterilização no seu projeto básico, mas é provido com múltiplas janelas de saída 46 dispostas em uma configuração em forma de cone, para criar um amplo feixe circular 20 com dose reforçada, na direção de cada janela 46. Se quatro janelas forem dispostas, como mostrado, o dispositivo de esterilização 18 é usado apropriadamente para irradiar uma embalagem quadrada simétrica com cantos. Para prover uma dose uniforme no interior da embalagem, as janelas são preferivelmente dispostas para confrontar os cantos. Esta configuração é também apropriada para irradiação de uma superfície de invólucro circular. Comparada com a configuração no primeiro dispositivo de esterilização, esta configuração será mais rápida ao esterilizar uma superfície de invólucro de embalagens cilíndricas, uma vez que o comprimento de trajeto dos elétrons médio é menor.

Um quarto dispositivo de esterilização 18, mostrado na figura 6d, é substancialmente similar ao anterior, e é também provido com múltiplas janelas 46. As janelas 46 são dispostas na superfície de invólucro do corpo cilíndrico circular 42. Uma janela 46 pode também ser prevista na extremidade do corpo. O feixe de elétrons 20 criado é espalhado tanto para baixo quanto para os lados, e o dispositivo de esterilização 18 é apropriadamente usado para irradiação de uma área compreendendo tanto um fundo de embalagem substancialmente plano quanto uma superfície de invólucro interna da embalagem.

Um quinto dispositivo de esterilização, mostrado na figura 6e, é substancialmente similar ao primeiro, mas é dotada de uma janela axial de saída de feixe de elétrons plana e quadrada 46. O tamanho da janela 46 é maior do que a seção transversal do corpo circular 42. Portanto, a extremidade disposta com a janela 46 é dotada de um flange 52. A extremidade do flange 52, que é ligada ao corpo circular 42 é circular, e a extremidade que é dotada da janela 46 tem forma quadrada. A grade é adaptada para focalizar o feixe de elétrons 20 para a janela 46, de maneira a fazer o feixe de elétrons 20 sair da janela 46 substancialmente através de toda sua superfície ou de porções selecionadas da mesma. Esta configuração é apropriadamente usada para irradiar uma área no formato de uma porção de fundo de forma quadrada de uma embalagem ou una superfície interna de forma quadrada de uma embalagem. Alternativamente, a janela 46 tem uma outra forma, tal como forma elíptica ou de cruz, para irradiação de embalagens correspondentemente conformadas.

Um sexto dispositivo de esterilização 18, mostrado na figura 6f, é substancialmente similar aos dispositivos anteriores, mas tem a diferença de que ele pode ser apropriadamente usado para irradiação em formatos não planos. Em uma extremidade do corpo circular 42, uma porção forma de funil 54 é prevista. A largura da porção em forma de funil 54 vai aumentando em uma direção que se afasta do corpo 42. No interior da porção em forma de funil 54, múltiplas janelas de saída de elétrons 46 são dispostas em um formato de cone 56. O formato de cone 56 se afila em uma direção para o corpo 42. Desta forma, as janelas de saída 46 podem ser movidas para perto da superfície da embalagem, mesmo se a superfície tenha uma forma abaulada ou caso ela seja dotada de um fecho saliente. Preferivelmente, uma área na forma do exterior de uma porção de topo tipo garrafa de uma embalagem pode ser irradiada por este dispositivo. Além disso, copos podem também ser irradiados.

No método da invenção por exemplo pelo menos o primeiro e o segundo dispositivos de esterilização podem ser usados para esterilizar uma embalagem, como aquela da esquerda na figura 1. O primeiro dispositivo de esterilização está esterilizando uma área compreendendo a superfície de invólucro e a superfície da porção de topo, enquanto que o segundo dispositivo de esterilização dá um reforço extra para uma área na forma do interior do fecho. O sexto dispositivo de esterilização pode ser adicionado para esterilizar uma área compreendendo uma porção da superfície externa da embalagem perto da abertura 14. O movimento relativo é adaptado a cada área.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com respeito a modalidades atualmente preferidas, deve ficar entendido que várias modificações e mudanças podem ser feitas sem sair do objetivo e escopo da invenção, como definido nas reivindicações anexas.

Em uma modalidade adicional, duas estações de tratamento são combinadas. Por exemplo, a primeira e a segunda estações são previstas na mesma posição para esterilizar a embalagem primeiro com um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons da primeira estação, e então esterilizar a embalagem com um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons da segunda estação. A embalagem não é transportada para nenhum lugar entre as doses de irradiação, mas os dispositivos de esterilizações são em vez disto, ou deslocados uma vez durante uma parada da embalagem ou previstos juntos.

No exemplo da figura 4, pode-se por exemplo, ao contrário, prever dois dispositivos de esterilização na primeira estação, na realidade compondo duas estações. Um primeiro dispositivo de esterilização pode ser adaptado para esterilizar uma área na forma do interior do fecho, e um segundo dispositivo de esterilização pode ser adaptado para esterilizar uma área na forma da porção de topo, ou seja, a área em torno do fecho. Da mesma forma, por exemplo, a segunda estação e a terceira estação, adicional, podem ser combinadas. Os dispositivos de esterilização podem então ser dispostos, por exemplo, um em torno do outro.

Além disso, foram descritas embalagens como tendo uma superfície de invólucro interno, e é mostrado nas figuras que as embalagens têm uma seção transversal circular. No entanto, deve ser compreendido que a expressão superfície de invólucro interno de uma embalagem deve ser interpretada como a parede ou paredes internas da embalagem, independentemente da seção transversal da embalagem. A seção transversal da embalagem pode ter quase qualquer forma tal como, redonda, quadrada, retangular, oval, triangular, ortogonal ou outra forma.

Claims (10)

1. Método para esterilizar embalagens (10) pelo menos parcialmente formadas, com irradiação de feixe de elétrons em uma máquina de embalagem, caracterizado pelo fato de que ele compreende as seguintes etapas: dividir pelo menos a superfície interna da embalagem (10), em pelo menos duas áreas a serem esterilizadas, esterilizar duas das pelo menos duas áreas, pela provisão de um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons (18) para cada uma das duas áreas, ditos dispositivos de esterilização (18) sendo adaptados às características de cada uma respectiva área das duas áreas, e também proporcionando um movimento relativo respectivo entre a embalagem (10) e cada um dos dois dispositivos de esterilização de feixe de elétrons (18), cujos movimentos são adaptados à esterilização de cada uma respectiva das duas áreas com ditos dispositivos de esterilização (18), e transportar a embalagem (10) para uma estação de enchimento (40) para encher a embalagem (10) com um produto, através de uma abertura (14), e depois vedar a dita embalagem (10).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende a etapa de esterilizar áreas adicionais pela provisão de um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons (18) para cada uma das áreas, ditos dispositivo de esterilização (18) sendo adaptados às características de cada uma respectiva das áreas.

3. Método de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que ele compreende a etapa de dividir pelo menos a superfície interna da embalagem (10), de forma que as áreas formadas estejam, pelo menos, ligeiramente superpostas uma à outra.

4. Método de acordo com as reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que ele compreende a etapa de prover, para esterilizar uma área, um dispositivo de esterilização (18) que é conectado a um gerador de feixe de elétrons (16).

5. Método de acordo com as reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que ele compreende a etapa de prover, para esterilização de áreas, dispositivos de esterilização (18), alguns dos quais conectados ao mesmo gerador de feixe de elétrons (16).

6. Método de acordo com as reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que ele compreende a etapa de prover, para esterilização de áreas, dispositivos de esterilização (18), dos quais todos são conectados ao mesmo gerador de feixe de elétrons (16).

7. Método de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a esterilização das áreas é feita por dispositivos de esterilização (18), cada um sendo provido com pelo menos uma janela de saída de elétrons (46) para saída de pelo menos uma porção do feixe de elétrons (20), gerado pelo ao menos um gerador de feixe de elétrons (16).

8. Método de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que ele compreende ainda as etapas de: prover pelo menos uma primeira e uma segunda estação (I, II) em uma câmara de esterilização (36), cada uma sendo configurada com pelo menos um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons (18), dispor a embalagem (10) na primeira estação (I) e esterilizar pelo menos uma primeira área do interior da dita embalagem (10) com o dispositivo de esterilização de feixe de elétrons (18) na citada primeira estação (I), e dispor a embalagem (10) na segunda estação (II) e esterilizar pelo menos a segunda área do interior da dita embalagem (10) com o dispositivo de esterilização de feixe de elétrons (18), na citada segunda estação (II).

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ele compreende as etapas adicionais de dispor a embalagem (10) em pelo menos uma estação adicional (III), dita estação (III) sendo disposta na câmara de esterilização (36) e dotada com pelo menos um dispositivo de esterilização de feixe de elétrons (18), e esterilizar pelo menos uma área, compreendendo uma porção do interior da embalagem (10) perto da sua abertura (14).

10. Método de acordo com as reivindicações 8 e 9, caracterizado pelo fato de que ele compreende ainda a etapa de esterilizar mais do que uma embalagem (10) em cada estação.