BRPI0806422A2 - método para processamento, em especial, para embalagem de produtos com a utilização de gás de processo isento de oxigênio - Google Patents

método para processamento, em especial, para embalagem de produtos com a utilização de gás de processo isento de oxigênio Download PDF

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Abstract

MéTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAçãO DE GáS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGêNIO. Num método para o processamento, especialmente para a embalagem de produtos em meios de embalagem com a utilização de um gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio num equipamento, será produzido o gás de processo em pelo menos um filtro de gás desse equipamento, por meio do fracionamento do ar ambiente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO"
A presente patente de invenção refere-se á um método, de acordo com o conceito geral reivindicação de patente 1, a um equipamento para execução desse método de acordo com o conceito geral reivindicação de patente 9 bem como ao emprego de um filtro de gás, em especial um filtro de diafragma num equipamento para a transformação, em especial embalagem de produtos sensíveis ao oxigênio de acordo com o conceito geral de reivindicação de patente 15.
Num grande número de produtos, também em muitas bebidas, existe o problema de que a durabilidade e/ou qualidade e/ou o sabor de tais produtos possam ser fortemente comprometidos pelo ar ou pelo oxigênio contido no ar (O, 02, 03). Um acúmulo desse tipo realiza-se, por exemplo, durante a embalagem ou durante o enchimento de um meio de embalagem com o respectivo produto e/ou depois da embalagem e/ou durante o fechamento do meio de embalagem utilizado.
A fim de remediar isso, é notório que o processamento de tais produtos sensíveis ao oxigênio seja executado com a utilização de um gás de processo formado, via de regra, por C02, sendo utilizado esse gás de processo, por exemplo, para a geração de uma atmosfera protetora ou gás inerte, em que é realizado o processamento, por exemplo, o enchimento do respectivo meio de embalagem com o produto bem como o fechamento do meio de embalagem. Além disso, é notório também, de se enxaguar meios de embalagem antes do enchimento, com o gás C02 utilizado como gás de processo. Esse enxágue serve para remover o ar ambiente contido dentro da embalagem ainda não enchida, e dessa maneira, remover totalmente, ou quase que totalmente, o oxigênio contido nesse ar, e substituí-lo por um gás de processo isento de oxigênio.
É prejudicial nesse caso, que o gás inerte usado como gás de processo representa um fator de custo de não pouca relevância. Isso tem como conseqüência, entre outros, que o emprego do gás inerte em equipamentos conhecidos, só é feito especificamente em poucos pontos, e pontos altamente críticos. A invenção tem por base evitar essas desvantagens. Para a solução dessa tarefa foi desenvolvido um método de acordo com a reivindicação de patente 1. Um equipamento para a execução desse método é objeto da reivindicação de patente 9. O emprego de um fracionador de gás ou filtro de gás, especialmente um filtro de diafragma, é objeto da reivindicação de patente 15.
Por "produto sensível ao oxigênio" devem ser entendidos, no sentido da presente invenção, produtos dos mais diferentes tipos e da mais diferente consistência, que são comprometidos por meio de inclusão ou acúmulo de oxigênio em vista da sua durabilidade e/ou da sua qualidade e/ou do seu sabor etc., mas também em vista da sua utilidade e eficácia.
"Meios de embalagem", no sentido da invenção, são especialmente garrafas, tubos, latas, vidros, baldes ou recipientes similares, mas também meios de embalagem produzidos a partir de material plano, por exemplo, meios de embalagem produzidas por meio da dobra, como embalagens moles, sacos etc.
"Gás isento de oxigênio ou gás substancialmente isento de oxigênio" no sentido da invenção, é um gás que contenha pelo menos um componente por meio de fracionamento do ar ambiente ou da atmosfera, e que contenha nenhum oxigênio (O2, também O ou O3), ou quando muito, apenas uma proporção tão mínima ou desprezível de oxigênio, que não conduza a um comprometimento ou uma danificação do respectivo produto. O gás de processo isento ou substancialmente isento de oxigênio contém, então, principalmente nitrogênio bem como eventualmente, outros componentes, como quantidades mínimas de argônio, dióxido de carbono e vapor d'água. "Fracionamento de ar ambiente ou ar atmosférico" significa, no sentido da invenção, a separação do ar ambiente ou ar atmosférico nos seus componentes de gás de vapor por meio do emprego de pelo menos um filtro de gás, preferencialmente por meio do emprego de um filtro de diafragma. "Ar ambiente ou ar atmosférico" abrange, no sentido da presente invenção, BO além do ar ambiente ou ar atmosférico, também um gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio, que será utilizado várias vezes num processo de circuito, e antes de cada reutilização isento de novas impurezas de oxigênio eventualmente existentes. Desenvolvimentos posteriores, vantagens e possibilidades de utilização da invenção resultam da seguinte descrição de exemplos práticos e das figuras. Nisso, todas as características descritas e/ou representadas como ilustrações são, para si ou numa combinação qualquer, essencialmente objeto da invenção, independentemente do seu resumo nas reivindicações ou da sua relação. Também será feito parte integrante da descrição, o conteúdo das reivindicações. A invenção será esclarecida com mais detalhes, a seguir, com base nas figuras nos exemplos práticos. Assim mostram:
Fig. 1 em representação esquemática de bloco e função, uma instalação para filtragem de gás para uso em máquinas ou equipamento para tratamento de garrafas ou recipientes similares;
Fig. 2 em representação simplificada um corte através de uma máquina para tratamento de recipientes na forma de uma máquina de fechamento;
Fig. 3 numa representação semelhante à figura 1, uma disposição de filtros de acordo com outra forma de execução da invenção;
Fig. 4 em representação funcional, uma execução especial do filtro de gás e, respectivamente, filtro de diafragma.
A instalação de filtro designada, de modo geral, como 1 na figura 1, serve para o fracionamento do ar ambiente composto por uma mistura de diferentes componentes de gás, nas suas partes integrantes individuais de gás e/ou vapor, que são disponibilizadas respectivamente separadas nas saídas G1 - Gx da instalação de filtro 1. A instalação consiste, para tal, de um filtro de gás 2, no qual o fracionamento é efetuado por meio de correspondentes meios de filtragem. Os meios de filtragem do filtro de gás 2 são, por exemplo, desenvolvidos de tal modo e dispostos dentro de um ou vários canais de circulação do filtro de gás 2, que será obtido respectivamente apenas um componente de gás em cada uma das saídas. O filtro de gás 2 é desenvolvido preferencialmente como filtro de diafragma, no qual cada um dos meios filtrantes, por exemplo, são é formado para o componente de gás atribuído à respectiva saída G1 — Gx. Ao filtro de gás 2 está conectado, por exemplo, um filtro esterilizador 3, por meio do qual é alimentado o ar ambiente e no qual são retidas as partículas contidas como poeira, fuligem etc., mas especialmente também germes e microorganismos de qualquer tipo, como por exemplo, fungos, bactérias, vírus, etc., de modo que ao filtro de gás 2 é alimentado apenas ar ambiente limpo e estéril e, por conseguinte, também estejam disponibilizados componentes de gás limpos e estéreis na saídas G1 — Gx. A instalação de filtro 1 é destinada para máquinas ou equipamentos de tratamento de recipientes e, assim, também especialmente para equipamentos tais, que servem para o processamento, isto é, especialmente para o enchimento de produtos sensíveis ao oxigênio.
Com a instalação de filtro 1 é possível, então, utilizar para cada produto a ser processado respectivamente, os componentes disponíveis nas saídas G1 — Gx, isto é, por exemplo, todos os componentes exceto o componente de oxigênio (O, 02, 03) como gás de processo para o equipamento 4 que está processando o respectivo produto. Os respectivos componentes do gás das saídas G1 — Gx serão, então, juntados e encaminhados para o equipamento 4. O componente de oxigênio acumulado em uma ou várias saídas, será desviado, por exemplo, para o ambiente ou, por exemplo, encaminhado para um equipamento 5, no qual por meio da utilização do oxigênio é produzido ozônio ou uma mistura de gás e/ou ar contendo ozônio, por exemplo, para fins de limpeza ou esterilização.
O gás de processo isento de oxigênio fornecido pelo filtro de gás 2, serve no equipamento 4, por exemplo, como gás de proteção no enchimento de recipientes com o produto ou produto de enchimento sensível ao oxigênio, e no fechamento desses recipientes. Como exemplo para isso, é representada uma máquina para fechamento 6 na figura 2, do tipo rotativo, para o fechamento de garrafas 7 cheias do produto sensível ao oxigênio. As garrafas 7 são encaminhadas de tal modo, para o fechamento, para um rotor 8 acionado girando em torno de um eixo vertical de máquina VA, que cada garrafa esteja disposta em sentido vertical sobre um prato de garrafas 9 do rotor 8 abaixo de uma ferramenta de fechamento 10, prevista igualmente no rotor, que foi desenvolvida para o fechamento das garrafas 7 como rolhas de coroa ou outros fechos. Pelo menos com um gargalo de garrafa apresentando o bocal de garrafa ou recipiente, as garrafas 7 são alojadas, respectivamente, num espaço 12 separado quanto ao ambiente, formado por um invólucro 11, ao qual é encaminhado o gás de processo pelo filtro de gás 2 por meio de conexões 13, e de tal maneira que esse gás de processo flua através do espaço interno 12 de cima para baixo e sai na parte inferior do espaço 12 para a atmosfera. Todo o espaço interno 12 é, desse modo, preenchido e penetrado pelo gás de processo isento de oxigênio. Também as aberturas dos bocais das garrafas 7 são envolvidas intensivamente pelo fluxo desse gás de processo. De modo similar, as garrafas 7 estão dispostas, no enchimento com o produto sensível ao oxigênio, isto é, na máquina de fechamento vindo antes da máquina de fechamento 6 no equipamento 4, bem como também no trecho de transporte entre a máquina de enchimento e a máquina de fechamento 6, de modo permanente na atmosfera do gás de proteção formada pelo gás de processo do filtro de gás 2.
Se, no enchimento das garrafas 7, antes da introdução do produto de enchimento, for efetuado um enxágue do respectivo espaço interno da garrafa para o deslocamento de ar ou da respectiva parte do oxigênio, então esse enxágue poderá ser efetuado igualmente com o gás de processo e isento de oxigênio, fornecido pelo filtro de gás 2. No caso de um produto de enchimento isento de gás carbônico, que é enchido nos recipientes ou garrafas 7, preenchidos primeiramente com gás, o gás de processo isento de oxigênio fornecido pelo filtro de gás 2 também poderá ser utilizado para o tensionamento prévio da pressão.
A figura 3 mostra uma representação como a figura 1, uma instalação de filtragem 1a, que se distingue da instalação de filtragem substancialmente somente pelo fato de o filtro de esterilização 3 ser inserido depois do filtro de gás 2 para fracionamento do ar ambiente, e isso de tal modo que somente os componentes do ar fracionado utilizados como gás de processo são tratados no filtro de esterilização, podendo, por isso, entre outros, ser reduzido sensivelmente o volume de gás processado no filtro de esterilização.
A figura 4 mostra em representação funcional muito simplificada a estrutura de um filtro de gás 2a. Ao espaço interno 14 desse filtro de gás, é introduzido ar ambiente através da entrada (admissão) 15, por exemplo, ar ambiente antes purificado no filtro de esterilização 3, e isso por meio de uma ventoinha. No espaço interno 14 estão previstos vários diafragmas de filtro 16, dispostos seqüencialmente no sentido do fluxo. Esses são selecionados quanto à eficácia da sua filtragem de tal modo, que em cada diafragma de filtro 16 seja retido um componente de gás e os componentes de gás remanescentes sejam encaminhados para a frente. Os componentes de gás retidos estarão, então, à disposição nas saídas G1 — Gx atribuídas aos diafragmas filtrantes. A invenção foi descrita, acima, com base em exemplos práticos. É evidente que são possíveis numerosas modificações, bem como variações, sem que se abandone a idéia central tomada como fundamento nessa invenção.
Como já mencionado acima, tomou-se como base que para cada componente de gás formado pelo fracionamento do ar ambiente é previsto uma saída separada G1 — Gx. Mas fundamentalmente existe também a possibilidade de desenvolver o respectivo filtro de gás, e que ele apresente uma saída comum para pelo menos dois componentes isentos de oxigênio. Em todo caso, porém, o filtro de gás é desenvolvido de tal modo, que o gás de processo fornecido utilizado no processamento do produto sensível ao oxigênio, por exemplo, no enchimento desse produto e/ou no tratamento dos meios de embalagem utilizados, seja isento de oxigênio. Além disso, o alcance da presente invenção estende-se também a um equipamento para enchimento de bebidas, no qual estejam protegidas pelo menos uma máquina de fechamento e/ou uma máquina de enchimento e/ou as vias de transporte para recipientes entre essas máquinas contra o ar ambiente, e pelo menos seja aplicado nelas, parcialmente, gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio.
Por meio da lição técnica da presente invenção, será possível, entre outros, por meio de uma redução considerável dos custos para a produção de um gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio, aplicar esse em extensão muito mais ampla como até agora, o que possibilitará mais uma redução do teor de oxigênio nos produtos embalados e/ou enchidos.
LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA
1,1a Instalação de filtragem
2, 2a Filtro de gás
3 Filtro de esterilização
4 Equipamento para tratamento de garrafas ou recipientes similares
5 Equipamento para produção de ozônio
6 Máquina de fechamento
7 Garrafa <table>table see original document page 8</column></row><table>

Claims (15)

1. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" para o processamento, especialmente para a embalagem de produtos em meios de embalagem utilizando-se um gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio num equipamento (4), CARACTERIZADO de tal modo que o gás de processo seja produzido pelo menos em um filtro de gás (2, 2a) do equipamento (4) por meio de fracionamento do ar ambiente.
2. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo a reivindicação 1, CARACTERIZADO de tal modo que pelo menos um filtro de gás seja um filtro de diafragma (2, 2a).
3. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO de tal modo que o ar de ambiente alimentado no filtro de gás (2, 2a) seja tratado antes do fracionamento em pelo menos um filtro de esterilização (3) para eliminação de corpos estranhos ou partículas, bem como para a eliminação de germes ou microorganismos.
4. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo que pelo menos um componente do ar ambiente fracionado utilizado como gás de processo seja tratado num filtro esterilizador (3).
5. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo que o componente de oxigênio obtido no fracionamento do ar ambiente, seja encaminhado para o ambiente e/ou um equipamento (5) para acúmulo e/ou para a elaboração e/ou processamento desse componente, por exemplo, para um equipamento para produção de ozônio ou gás de ozônio.
6. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo que o gás de processo seja utilizado para a formação de uma atmosfera de gás inerte (12), na qual os meios de embalagem (7) sejam acomodados pelo menos com uma secção apresentando a respectiva abertura do meio de embalagem durante a embalagem ou o enchimento e/ou depois da embalagem ou enchimento pelo menos até o fechamento do meio de embalagem.
7. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo que o gás de processo seja utilizado para o enxágue dos meios de embalagem (7) antes do enchimento do produto ou produto de enchimento.
8. "MÉTODO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo que o gás de processo seja utilizado para o tensionamento prévio da pressão dos meios de embalagem (7).
9. "EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" para o processamento, em especial para a embalagem de produtos em meios de embalagem com o uso de um gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio num equipamento (4), CARACTERIZADO de tal modo que o equipamento (4) apresente pelo menos um filtro de gás (2, 2a) para a geração de gás de processo pelo fracionamento de ar ambiente.
10. "EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo a reivindicação 9, CARACTERIZADO de tal modo que pelo menos um filtro de gás seja um filtro de diafragma (2, 2a).
11. "EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo a reivindicação 9 ou 10, CARACTERIZADO de tal modo, que pelo menos ao filtro de gás (2, 2a) seja intercalado antes um filtro de esterilização (3) para a eliminação de corpos estranhos ou partículas bem como para a eliminação de germes ou microorganismos.
12. "EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo, que pelo menos seja intercalado antes de uma saída (G1 — Gx) do filtro de gás (2a), que fornece pelo menos um componente do ar ambiente fracionado utilizado como gás de processo, um filtro de esterilização (3).
13. "EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo, que a saída do filtro de gás (2, 2a) que fornece o componente de oxigênio do ar ambiente fracionado esteja em contato com o ambiente e/ou com o equipamento (5) para o acúmulo e/ou para o tratamento e/ou processamento desse componente, por exemplo, com um equipamento para a geração de ozônio ou gás de ozônio.
14. "EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO, EM ESPECIAL, PARA EMBALAGEM DE PRODUTOS COM A UTILIZAÇÃO DE GÁS DE PROCESSO ISENTO DE OXIGÊNIO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal modo, que no caso do equipamento se trata de um equipamento para o enchimento de bebidas, no qual pelo menos uma máquina de fechamento e/ou uma máquina de enchimento e/ou vias de transporte para recipientes entre essas máquinas sejam pelo menos parcialmente protegidas contra o ar ambiente e recebam aplicação, pelo menos parcialmente, gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio.
15."FILTRO DE GÁS, ESPECIALMENTE FILTRO DE DIAF RAG MA", CARACTERIZADO através da sua utilização em equipamentos (4) para o processamento e/ou para a embalagem de produtos sensíveis ao oxigênio para a geração de gás de processo isento de oxigênio ou substancialmente isento de oxigênio.
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