ES2226788T3

ES2226788T3 - Procedimiento y aparato para envasar.

Info

Publication number: ES2226788T3
Application number: ES00906577T
Authority: ES
Inventors: Yehuda Yamay
Original assignee: Hefestus Ltd
Current assignee: Hefestus Ltd
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2005-04-01
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: PT1154931E; DE60012697T2; US6912828B1; AU772585B2; DK1154931T3; DE60012697D1; JP2002537193A; NZ513884A; EP1154931A1; IL132708A0; ATE272540T1; WO2000050305A1; IL132708A; JP4459449B2; AU2823300A; EP1154931B1

Abstract

Procedimiento para envasar un producto en un envase cerrado herméticamente provisto de un cuerpo (106) rígido o semirrígido con forma de copa provisto de un reborde (107) que presenta un cierre (124), comprendiendo dicho procedimiento: (a) la introducción del producto en dicho cuerpo (106) con forma de copa; (b) la formación de un espacio asilado (204) con una entrada de gas (134) y una salida de gas (112), comprendiendo el espacio aislado (204) un espacio de gas residual (210) entre el producto recibido en dicho cuerpo (106) y un elemento de cierre (200) adyacente a dicho reborde (107) y separado de éste; (c) la introducción de un gas sustituto a través de dicha entrada (134) para sustituir al menos una parte sustancial del gas originalmente contenido en dicho espacio aislado (204), y (d) el desplazamiento de dicho cuerpo (106) o dicho elemento formador de cierre (200) uno hacia el otro para cerrar dicho espacio y sujetar el elemento formador de cierre (200) a dicho reborde (107) y sujetarambos herméticamente entre sí para formar un cierre a prueba de gas. en el que el cuerpo (106) se sostiene mediante un soporte (104) provisto de dichos orificios (112); un elemento espaciador (130) provisto de una abertura (132) puede cooperar herméticamente con dicho soporte (104) y con dicho elemento formador de cierre (200), con lo cual dicha abertura (132), dicho soporte (104), dicho cuerpo (106) y dicho elemento formador de cierre (200) definen en conjunto dicho espacio aislado (204), caracterizado porque dicho soporte (104) comprende unos orificios de salida de gas (112) que se extienden desde dicho espacio aislado (204) hasta la atmósfera externa.

Description

Procedimiento y aparato para envasar.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a un procedimiento y a un aparato para envasar un producto en un envase cerrado herméticamente. El procedimiento y el aparato de la invención se aplican en particular al envasado de productos alimenticios, suministros o dispositivos médicos, si bien no están limitados a estas aplicaciones.

Antecedentes de la invención

Con frecuencia un producto almacenado en un envase no ocupa todo el espacio del envase, estando ocupado por gas el espacio restante (referido en lo sucesivo como "espacio residual"). A menudo, la composición del gas incide en el tiempo de conservación del producto. Como ocurre, por ejemplo, en los envases que contienen productos alimenticios. El aire, que contiene aproximadamente un 21% de oxígeno, facilita el crecimiento y desarrollo de microorganismos que deterioran el producto alimenticio. Se han propuesto y desarrollado un gran número de aparatos y procedimientos destinados a reemplazar el aire del espacio residual por otro gas con una composición deseada. Por ejemplo, en el caso de los productos alimenticios el gas sustituto que se suele utilizar es el nitrógeno o el dióxido de carbono.

En el contexto de este documento, en lo sucesivo nos referiremos al gas que se introduce en el envase para rellenar el espacio residual como "gas sustituto". Como se apreciará sin duda alguna, la naturaleza del gas sustituto depende del tipo de producto y del tipo de efecto que se desee obtener. En el caso de los productos alimenticios, un gas sustituto será aquel que tenga una composición tal que impida el crecimiento y desarrollo de microorganismos; en particular, un gas esencialmente carente de oxígeno. En el caso de otros tipos de productos, el gas sustituto puede tener diferentes composiciones. Por ejemplo, puede tratarse de un gas químicamente inerte (esto es, un gas noble), un gas con una determinada actividad superficial para tratar o preparar el producto (esto es, un gas desinfectante que destruya los microorganismos que pueda haber en el producto o sobre este), etc.

Según el documento WO 91/03400, en el que se basan los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 6 adjuntas, el gas puede ser, asimismo, una combinación de gases, como por ejemplo, un 80% de O_{2} y un 20% de CO_{2} que reaccione con el producto alimenticio. En el caso de la referencia mencionada anteriormente, esta combinación de gases sirve para conservar el color rojo de la carne roja, en productos alimenticios que deben envasarse en envases herméticos. Los envases se colocan en una cámara de evacuación donde el aire interno se extrae, a continuación el envase se llena con un gas sustituto, se cierra herméticamente y se extrae de la cámara. En el documento WO96/24470 se describe un procedimiento similar de envasado de alimentos en el que el aire se extrae de una bandeja, tras crear el vacío, se bombea una atmósfera deseada en la bandeja y ésta se cierra herméticamente con una película mediante la aplicación de calor.

Asimismo, en el documento EP 0 469 296 A1 se describe un conjunto de sellado hermético que comprende una fuente de aspiración y una fuente de gas inerte para barrer el aire del envase antes de cerrarlo herméticamente. Según se describe en el documento EP 0 469 296 A1, se utiliza una espira de vuelta única para fijar herméticamente una tapa precortada de plástico o una membrana de lámina procedente de rollo a un envase de plástico de modo que se puede emplear una única membrana de metal y plástico para cerrar una variedad de formas de boca de envase. En el documento FR 2 597 833 se describe un procedimiento en el que el producto alimenticio que se va a envasar se coloca en una caja que se evacúa hasta alcanzar una presión residual predeterminada, en este momento se inyecta un gas en la caja que puede aumentar el tiempo de conservación del alimento. La novedad de este procedimiento reside en la interrupción oportuna de la inyección de la combinación gaseosa cuando la presión en el interior de la caja alcanza un valor predeterminado. En el documento EP 0 214 372 A se describe una aparato que cierra herméticamente un envase provisto de una cubierta que se sirve de un elemento anular provisto de canales en el interior para introducir gas en el envase extrayendo el aire del interior del envase a través de un pequeño espacio, situado entre la parte inferior del lado interior del elemento anular y el límite exterior del envase. Una vez que el aire se ha extraído del envase, se coloca la cubierta destinada al envase en el envase y su pestaña se presiona contra el borde superior del envase, formando con ello un cierre hermético.

Descripción general de la invención

La presente invención se dirige a un procedimiento y a un sistema para envasar un producto en un envase tal que el espacio residual se rellena sustancialmente con un gas sustituto. El tipo de envase al que hace referencia la invención está realizado a partir de un cuerpo rígido o semirrígido provisto de paredes laterales con rebordes que definen una abertura para introducir un producto. El cuerpo del envase puede estar provisto de una base con paredes laterales que se extienden desde ésta. Puede presentar un forma cónica o una forma hemisférica. En lo sucesivo, se hará referencia a dicho cuerpo de un envase como "cuerpo con forma de copa". El cuerpo con forma de copa puede estar provisto de una base sustancialmente rectangular, una base circular o una base ovalada, puede ser alargado o plano (con forma de plato), puede ser un envase provisto de un tabique para almacenar separadamente dos componentes diferentes en dos compartimientos cerrados herméticamente de forma individual (es decir, muesli en un compartimiento y yogur en el otro), y puede presentar un gran número de formas distintas. Se apreciará inmediatamente que la invención no se limita a envases de una forma diferente y cualquier envase que tenga un cuerpo con forma de copa, como se define aquí, puede llenarse utilizando el aparato y el procedimiento de la invención.

El término "rígido" o "semirrígido" se refiere a la capacidad que tiene el envase de conservar su forma por sí mismo. Un ejemplo de un cuerpo de envase con estas propiedades es uno realizado con hojalata o preferentemente un cuerpo de envase realizado con un material plástico rígido como el que se utiliza normalmente para varios productos alimenticios, como por ejemplo, productos lácteos. Un cuerpo rígido o semirrígido también puede ser un cuerpo realizado con un material flexible reforzado mediante nervaduras, líneas de pliegue formadas por soldadura u otros medios de refuerzo diferentes conocidos de por sí que confieren una propiedad que permite conservar la forma a dicho cuerpo.

La presente invención proporciona, en un primer aspecto, un procedimiento para envasar un producto en un envase cerrado herméticamente provisto de un cuerpo rígido o semirrígido con forma de copa provisto de un reborde que presenta un cierre, tal como se define en la reivindicación 1 anexa.

Como se apreciará, las etapas (a) y (b) pueden llevarse a cabo sucesivamente en el orden indicado; pueden llevarse a cabo en el orden inverso: concretamente, primero se forma el espacio aislado y después se introduce el producto en el envase dentro de dicho espacio, o bien las dos etapas pueden llevarse a cabo simultáneamente.

Según un segundo aspecto, la presente invención proporciona un aparato destinado a formar un envase que contiene un producto cerrado herméticamente, estando provisto el envase esencialmente de un cuerpo con forma de copa con rebordes provistos de un cierre. El producto no ocupa completamente el envase y deja un espacio residual en este como se define en la reivindicación 6 adjunta.

El cierre del envase puede ser en principio cualquier cierre que pueda formar una fijación cerrada herméticamente con el cuerpo del envase. En el caso de un cuerpo de envase realizado con un material plástico, el elemento de cierre es preferentemente termosoldable, para soldarlo con calor al reborde del cuerpo. Dicha película es preferentemente un material estratificado tal como generalmente se conoce en la materia. Por ejemplo, un material estratificado de dos películas de plástico, un material estratificado de una película de plástico y un papel de aluminio, un material estratificado compuesto de más de dos capas y de muchos otros tipos, todos conocidos de por sí. Debe apreciarse, no obstante, que si bien el elemento de cierre está realizado con una película es sólo una forma de realización y pueden emplearse también otras formas de realización, como un elemento formador de cierre realizado de un material plástico semirrígido o rígido.

Cuando dicho elemento formador de cierre es una película, a fin de cerrar dicho espacio, al menos una parte de la película se presionará típicamente hacia el reborde del cuerpo del envase, después se soldará con calor a éste y a continuación se procederá al desbarbado de la película alrededor del reborde.

Según la invención, la salida de gas está conectada a la atmósfera externa.

Según la forma de realización preferida anterior, dicho soporte es un elemento plano formado con una abertura destinada a recibir y cooperar con el cuerpo de envase. Típicamente, el soporte está provisto de un faldón alrededor de la abertura destinado a sostener y cooperar con los rebordes de dicho cuerpo de envase.

La salida de gas está formada por unos orificios en dichos soportes, que se extienden desde una parte adyacente a dicha abertura situada en ésta a la atmósfera exterior.

Típicamente, la entrada de gas está formada en dicho elemento espaciador. La entrada de gas comprende, preferentemente, una pluralidad de boquillas. Normalmente las boquillas se dirigirán hacia el interior del espacio aislado a fin de garantizar suficiente turbulencia para el barrido efectivo del espacio residual con gas sustituto.

Breve descripción de los dibujos

Con el objeto de comprender la presente invención y mostrar cómo puede llevarse a la práctica, a continuación se describirán formas de realización preferidas, únicamente a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 es una vista explosionada de un aparato según una forma de realización preferida de la invención.

La figura 2 es una vista isométrica del aparato de la figura 1.

Las figuras 3A a 4A muestran el aparato de la figura 1 en diferentes etapas operativas, siendo las figuras 3A a 3E vistas isométricas parcialmente cortadas, y las figuras 4A a 4F son vistas longitudinales parciales y en sección transversal del aparato en etapas operativas correspondientes.

La figura 5 es una vista explosionada de un aparato según una forma de realización que no forma parte de la invención tal como se define en las reivindicaciones anexas.

Descripción detallada de una forma de realización preferida

En primer lugar, se hace referencia a las figuras 1 y 2 que muestran un aparato según una forma de realización de la invención. En la figura 1, se muestra el aparato generalmente designado 100, en una vista explosionada. En la figura 2, se muestra un aparato como un puesto de trabajo en una línea de envasado generalmente designado 102. El aparato 100 comprende, como se puede apreciar mejor en la figura 1, un soporte 104 destinado a sostener un cuerpo de envase 106 con forma de copa rígido o semirrígido, recibido en una abertura 108 provista de un faldón vertical 110. El soporte 104 se sostiene según una forma de realización de la invención en un carrusel de alimentación giratorio 120 representado en la figura 2.

En la figura 2 se muestran tres soportes: el primero designado 104' que acomoda un envase lleno de una sustancia pastosa 122 antes de su introducción en el aparato 100; el segundo designado 104'' que está situado y forma una parte funcional del puesto de trabajo 100: el tercero designado 104''' que acomoda un envase cerrado herméticamente que sale del puesto de trabajo 100' cerrado herméticamente con un cierre 124. Por lo tanto, es evidente que el carrusel 102 aísla en el sentido indicado por la flecha 126.

Como se apreciará, aunque la invención se describirá en la presente memoria haciendo particular referencia a la aplicación destinada a envasar un producto alimenticio pastoso (en particular, un producto lácteo), es evidente que la invención no se limita a esto y que se aplica, mutatis mutandis, al envasado de otros productos alimenticios diferentes, como también se ha definido anteriormente.

El soporte 104 está formado con unos orificios de salida de gas 112.

El aparato 100 comprende además un elemento espaciador 130 provisto de una abertura central 132, provista de una pluralidad de boquillas de entrada de gas 134 que señala hacia el interior de la abertura. Las boquillas para gas 134 están en comunicación de fluidos con el conducto de entrada 136 de gas sustituto, conectado a una fuente de gas sustituto (no representada). En el caso de un producto alimenticio, el gas sustituto que se utiliza típicamente es nitrógeno o dióxido de carbono.

El aparato comprende además un mecanismo de sellado y desbarbado 150 que comprende una placa de prensado de película 154; elementos de limitación de desplazamiento 156 dispuestos alrededor de vástagos axiales 157, que limitan el desplazamiento hacia arriba de la placa 154; una placa de desplazamiento y termosoldado de película 160 provista de dos orificios 162 que cooperan con el extremo 168 de un vástago de pistón a resorte 164 sostenido por la placa 166. La placa 166 coopera por su orificio 170 con el extremo de un vástago de pistón neumático o hidráulico 176 y puede desplazarse axialmente mediante éste. El aparato está provisto además de un elemento de desbarbado 180.

Se proporcionan dos elementos de pistón neumático o hidráulico 182 y 184 con unos vástagos de pistón 186 y 188 respectivamente, que están conectados mediante los orificios 190 y 192 respectivos a la placa de prensado 154.

Como mejor se aprecia en la figura 2, el aparato se alimenta con una película continua 200 que constituye un elemento formador de cierre, que se extiende entre el espaciador 130 y la placa de prensado de película 154. De un modo que se describirá con mayor detalle a continuación, la película usada que sale del aparato y se alimenta a una bobina de recogida (no representada) presenta huecos 202 que resultan de haber recortado una parte usada para el cierre del envase.

A continuación se describirá el funcionamiento del aparato haciendo referencia a las figuras 3A a 4F.

En las figuras 3A y 4A se muestra una primera etapa del funcionamiento. El cuerpo del envase 106 que en esta forma de realización específica presenta una forma troncocónica invertida, se recibe en el interior del soporte 104, reposando el reborde 107 del envase sobre el faldón 110. Una hoja de película 200 está tensada entre el elemento espaciador 130 y la placa de prensado de película 154, estando el mecanismo de sellado y desbarbado 150 en tal estado que la placa 160 está separada de la película. La placa de prensado de película 154 se desplaza axialmente en sentido descendente mediante los pistones hidráulicos o neumáticos 182 y 184, que extraen y retraen los vástagos de pistón respectivos 186 y 188 que se articulan en los orificios 190 y 192, respectivamente a la placa 154.

En una etapa siguiente representada en las figuras 3B y 4B, el soporte 104 y la parte restante del aparato 100 se desplazan mutuamente (o bien elevando el soporte 104 o bien bajando las partes restantes del aparato) a fin de poner el elemento espaciador 130 en cooperación con una parte periférica 109 (figura 4A), con una junta tórica 111 provista en una ranura de una cara inferior del elemento espaciador 130, de tal manera que la unión sea a prueba de gas (que no permita el paso del gas a través de la interfaz entre estos dos cuerpos).

En una etapa siguiente representada en las figuras 3C y 4C, la placa de prensado 154 desciende mediante los vástagos de pistón 186 y 188, de tal modo que la película queda prensada entre las caras yuxtapuestas de la placa 154 y la cara superior del espaciador 130. La junta tórica 190 recibida en la ranura de la cara superior del elemento espaciador 130, garantiza un cierre hermético a prueba de gas entre la película 200 y el elemento espaciador. De esta forma, se define un espacio aislado 204 entre el cuerpo del envase 106, la película 200 y las superficies de pared del soporte 104 y el elemento espaciador 130.

El cuerpo del envase 106 contiene un producto alimenticio pastoso, como por ejemplo, un producto lácteo 122, hasta un cierto nivel que deja un espacio residual 210 entre la cara superior del producto alimenticio pastoso 122 y el reborde 107 del envase.

En la etapa siguiente, representada en la figura 4D, se introduce un gas sustituto a través de unas boquillas 134 destinado a generar un flujo turbulento representado esquemáticamente por las líneas continuas en forma de flecha curvada 216, que da como resultado el barrido del espacio residual 210 con el gas sustituto. Al mismo tiempo, el gas se evacúa a la atmósfera externa mediante unos orificios 112, como representan esquemáticamente las líneas discontinuas en forma de flecha curvadas 218. En esta forma de realización específica, las boquillas 134 están a un nivel inferior al del reborde 107 del cuerpo del envase 106. Esto es así para evitar el soplo directo de corrientes de aire sobre el producto alimenticio 122, que pueden provocar la formación de un aerosol no deseado. No obstante, debe apreciarse que esta posición de las boquillas 134 es sólo un ejemplo y en otras formas de realización puede haber otras posiciones de las boquillas 134, incluso por encima del nivel del reborde.

En las figuras 3D y 4E se muestra una etapa posterior en la que un subconjunto compuesto por una placa 166, una placa de soldadura 160 y un elemento de desbarbado 180 descienden hacia la película 200, presionando la película 200 hacia bajo para acoplarse firmemente con el reborde 107, al tiempo que la película se suelda al reborde debido al calor generado por la placa 160. La placa 160 se fuerza hacia bajo mediante unos pistones con muelle espiral 164 y así la cara inferior del elemento 160 queda a un nivel inferior al del borde cortante 181 del elemento de desbarbado 180. Este desplazamiento axial del subconjunto se consigue mediante un vástago de pistón 177 que se extiende desde el elemento de pistón 176.

En una etapa siguiente, mostrada en las figuras 3E y 4F, este subconjunto continúa su movimiento descendente, representado por las flechas 226 en la figura 4F, lo cual provoca la compresión del muelle situado en el pistón 164, y aplica una presión descendente adicional con lo que se obtiene un mejor sellado de la película 200 sobre el reborde 107. Este desplazamiento descendente hace descender el borde cortante 181 del elemento de desbarbado 180 para desbarbar la película 200. Así, se forma un cuerpo de envase 106 cerrado herméticamente donde el espacio residual 210 se ha llenado con gas sustituto.

Claims

1. Procedimiento para envasar un producto en un envase cerrado herméticamente provisto de un cuerpo (106) rígido o semirrígido con forma de copa provisto de un reborde (107) que presenta un cierre (124), comprendiendo dicho procedimiento:

(a): la introducción del producto en dicho cuerpo (106) con forma de copa;

(b): la formación de un espacio asilado (204) con una entrada de gas (134) y una salida de gas (112), comprendiendo el espacio aislado (204) un espacio de gas residual (210) entre el producto recibido en dicho cuerpo (106) y un elemento de cierre (200) adyacente a dicho reborde (107) y separado de éste;

(c): la introducción de un gas sustituto a través de dicha entrada (134) para sustituir al menos una parte sustancial del gas originalmente contenido en dicho espacio aislado (204), y

(d): el desplazamiento de dicho cuerpo (106) o dicho elemento formador de cierre (200) uno hacia el otro para cerrar dicho espacio y sujetar el elemento formador de cierre (200) a dicho reborde (107) y sujetar ambos herméticamente entre sí para formar un cierre a prueba de gas.

en el que

el cuerpo (106) se sostiene mediante un soporte (104) provisto de dichos orificios (112);

un elemento espaciador (130) provisto de una abertura (132) puede cooperar herméticamente con dicho soporte (104) y con dicho elemento formador de cierre (200), con lo cual dicha abertura (132), dicho soporte (104), dicho cuerpo (106) y dicho elemento formador de cierre (200) definen en conjunto dicho espacio aislado (204), caracterizado porque dicho soporte (104) comprende unos orificios de salida de gas (112) que se extienden desde dicho espacio aislado (204) hasta la atmósfera externa.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho producto es un material pastoso.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho producto es un producto alimenticio.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el elemento formador de cierre (200) es una película.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el producto envasado es una composición alimenticia pastosa que ocupa el envase, excepto en un espacio residual entre el producto y el elemento de cierre.

6. Aparato para formar un envase que contiene un producto cerrado herméticamente, estando provisto el envase de un cuerpo (106) con forma de copa esencialmente con un reborde (107) provisto de un cierre (124), no ocupando el producto la totalidad del envase y dejando un espacio de gas residual (210) en éste, comprendiendo dicho aparato:

: un soporte (104) para sostener dicho cuerpo de envase (106);

: un elemento espaciador (130) provisto de una abertura (132) y susceptible de cooperar herméticamente con dicho soporte (104) y con un elemento formador de cierre (200); en un estado de cooperación hermética de dicho elemento espaciador (130) con dicho soporte (104) y dicho elemento formador de cierre (200), dicha abertura (132), dicho soporte (104), dicho cuerpo de envase (106) y dicho elemento formador de cierre (200) definen en conjunto dicho espacio aislado (204);

: una entrada de gas (134) y una salida de gas (112) para introducir un gas sustituto en dicho espacio aislado (204), y extraer el gas de éste, respectivamente; y

: un mecanismo de sellado que comprende una disposición de desplazamiento destinada a desplazar dicho cuerpo de envase (106), dicho elemento formador de cierre (200) o ambos uno hacia el otro y sujetarlos entre sí a modo de prueba de gas, caracterizado porque

: el soporte (104) está provisto de unos orificios (112), que sirven de salidas de gas y que se extienden desde el espacio aislado (204) hasta la atmósfera externa.

7. Aparato según la reivindicación 6, en el que dicho soporte (104) está provisto de una abertura (108) destinada a recibir el cuerpo de envase (106) del envase.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que la abertura (108) del soporte (104) está provista de un faldón que sobresale axialmente (110) destinado a cooperar con el reborde (107) del envase (106).

9. Aparato según la reivindicación 6, en el que dicho elemento espaciador (130) está provisto de unas boquillas de entrada de gas (134) formadas de tal manera que se abren en dicha abertura (132) a fin de introducir un gas sustituto en un espacio cerrado herméticamente.

10. Aparato según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho mecanismo de sellado desplaza dicho elemento formador de cierre (200) para adherir mediante cierre hermético dicho reborde (107), a través de la abertura (132) de dicho elemento espaciador (130).

11. Aparato según la reivindicación 6, en el que dicho elemento formador de cierre (200) es una película termosoldable, dicho cuerpo de envase (106) está realizado en un material plástico y la cooperación entre la película y el reborde del cuerpo del envase se realiza mediante termosoldado.

12. Aparato según la reivindicación 11, que comprende un elemento de desbarbado (180) para desbarbar los extremos de la película (200) después de proceder al termosoldado.

13. Aparato según la reivindicación 12, en el que el elemento de desbarbado (180) y la placa de termosoldado (160) del mecanismo de sellado pueden desplazarse axialmente a través de una abertura del elemento espaciador (130).