ES2249487T3 - Procedimiento e instalacion y acondicionamiento de producto liquido en un envase. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de acondicionamiento de un producto líquido en al menos un envase, caracterizado porque se mezcla en un líquido un gas inerte tal como nitrógeno, y/o gas carbónico, en estado gaseoso, con el fin de formar un producto constituido por el líquido saturado o sobresaturado de gas; se almacena este producto en un depósito tampón (14) que se llena parcialmente de producto hasta un nivel predeterminado; se mantiene este nivel aproximadamente constante y, por encima de este nivel, una atmósfera de dicho gas en estado gaseoso, debido a la saturación o la sobresaturación del líquido, a una sobrepresión aproximadamente constante predeterminada; se transfiere, por demanda, el citado producto desde el depósito tampón hasta el envase, abierto a la presión atmosférica, manteniendo en el depósito-tampón el citado nivel predeterminado y la citada sobrepresión predeterminada, con el fin de llenar parcialmente el envase con el citado producto, y a continuación se sella herméticamente el envase; yporque se obtiene así en el envase una atmósfera gaseosa de dicho gas a una presión cuyo valor es aproximadamente igual al de la atmósfera del depósito tampón (14).

Description

Procedimiento e instalación y acondicionamiento de producto líquido en un envase.

La invención se refiere al acondicionamiento de productos líquidos en envases o recipientes intrínsecamente deformables.

La misma consiste, más en particular, en un procedimiento y en una instalación de acondicionamiento de productos líquidos, que permiten acondicionar tales productos, por ejemplo productos líquidos alimentarios, en envases o recipientes que tienen una pared de poco espesor, sin aumentar los riesgos de deterioro del envase y/o la pérdida de producto, con relación a los riesgos encontrados con envases de espesor más considerable.

En efecto, con el fin de reducir el coste de los envases y el peso de los mismos, la tendencia actual consiste en acondicionar los líquidos (jarabes y otras bebidas) en envases (latas metálicas conocidas bajo el nombre de "cans", botellas de material sintético, envases de cartón, etc.), cuya pared es cada vez más delgada.

Como consecuencia de la delgadez de su pared, estos envases son intrínsecamente deformables y su manipulación y su apilamiento resultan delicados.

Se conoce el hecho de subsanar este inconveniente estableciendo una sobrepresión en el interior del envase durante el acondicionamiento de su contenido, lo que le confiere una buena resistencia mecánica. Esta sobrepresión puede ser obtenida inyectando una pequeña cantidad de gas inerte en estado líquido, con preferencia nitrógeno en estado líquido, en la superficie del líquido, por ejemplo alimentario, en el transcurso del acondicionamiento, entre la operación de llenado y la operación de sellado hermético del envase. Esta técnica tiene el inconveniente de tener un coste relativamente alto.

La invención tiene por objeto subsanar este inconveniente, y se refiere a este fin a un procedimiento de acondicionamiento de un producto líquido en al menos un envase, conforme a la reivindicación 1 que sigue.

Gracias a esta técnica, el coste de la puesta en sobrepresión de los envases se rebaja notablemente.

El procedimiento puede presentar, por otra parte, una o varias de las características reivindicadas en el marco de las reivindicaciones 2 a 5 que siguen.

La invención consiste igualmente en una instalación de acondicionamiento de producto líquido en al menos un envase, conforme a la reivindicación 6 que sigue.

Esta instalación simple une una buena fiabilidad a un coste moderado.

La instalación puede presentar, por otra parte, una o varias de las características reivindicadas en el marco de las reivindicaciones 7 a 12 que siguen.

Otras características y ventajas de la invención resultarán de la descripción que viene a continuación, de una forma de realización de la invención, dada a título de ejemplo no limitativo e ilustrada en la figura única adjunta, la cual muestra un esquema de una instalación según la invención.

La instalación representada en este esquema es una instalación de transferencia a un líquido acuoso, por ejemplo un líquido alimentario destinado a constituir una bebida, de nitrógeno u otro gas inerte, y/o gas.

La instalación puede presentar, además, una o varias de las características siguientes:

el primer circuito comprende una bomba de transferencia cuya entrada está alimentada con líquido a saturar o sobresaturar de gas, para poner este líquido en circulación, y una línea de llenado cuyo extremo aguas arriba está conectado a la salida de la bomba, desembocando un inyector perteneciente al segundo circuito en la línea aguas abajo de la bomba, para inyectar el gas bajo presión en estado gaseoso;

los medios de comando y de regulación comprenden un aparato de regulación, un transmisor de presión que mide la presión del gas en la atmósfera del recipiente, y un detector de nivel que detecta el nivel de dicho producto en el depósito, conectados al aparato de regulación, y una válvula de escape de regulación comandada por el aparato de regulación y conectada a la atmósfera del recipiente, para evacuar el gas excedente por comando del aparato de regulación;

el segundo circuito comprende un aparato de inyección que alimenta al inyector, y los medios de comando y de regulación comprenden un aparato de regulación conectado eléctricamente o neumáticamente al aparato de inyección para transmitirle una señal de regulación de inyección;

la sobrepresión mantenida aproximadamente constante está comprendida en la gama de 10 mbares a 3 bares;

la sobrepresión tiene un valor de alrededor de 50 mbares;

los medios de comando y de regulación comprenden una válvula tarada de seguridad, conectada a la parte de cima del recipiente.

Otras características y ventajas de la invención resultarán de la descripción que viene a continuación, de una forma de realización de la invención, dada a título de ejemplo no limitativo e ilustrada en la figura única adjunta, la cual muestra un esquema de una instalación según la invención.

La instalación representada en este esquema es una instalación de transferencia a un líquido acuoso, por ejemplo un líquido alimentario destinado a constituir una bebida, de nitrógeno o de otro gas inerte, y/o de gas carbónico, en estado gaseoso; en una aplicación de ese tipo en el sector alimentario, el gas ha sido previamente filtrado y esterilizado, por ejemplo mediante el procedimiento de la solicitud de patente francesa publicada bajo el número 2774006.

Esta instalación incluye un primer circuito 1 que comprende aguas arriba o aguas abajo, una bomba de transferencia 11 cuya entrada está alimentada con el líquido a cargar, y en este caso, más precisamente a saturar o sobresaturar de gas, una línea de llenado 12 cuyo extremo aguas arriba está conectado a la salida de la bomba, una válvula 13 insertada en la línea de llenado para permitir o impedir el caudal en esta línea, y una capacidad tampón que forma el depósito 14 en el que desemboca el extremo aguas abajo de la línea 12.

La instalación incluye un segundo circuito 2 alimentado con un gas inerte tal como nitrógeno, y/o gas carbónico, bajo presión en estado gaseoso; este circuito 2 comprende a la salida un dispositivo de inyección de gas que incluye un aparato de inyección 21 tal como el comercializado bajo la denominación "cofre de inyección Carb'Eco" por la sociedad "Carboxyque Française", que alimenta un inyector de salida 22 de chapaleta anti-retorno que desemboca en una zona situada entre la bomba de transferencia 11 y la válvula 13, de la línea de llenado 12 puesta bajo presión por la bomba. El aparato de inyección 21 está conectado eléctricamente a la bomba 11 para recibir una señal de autorización de inyección que maneja el aparato de inyección a la bomba, especialmente de un modo tal que la inyección de gas sea interrumpida en caso de detención del funcionamiento de la bomba.

La instalación incluye además: medios de comando y de regulación 3 de la saturación o de la sobresaturación del líquido con gas, que comprenden un aparato de regulación 31 tal como el comercializado bajo la denominación "cofre de regulación Carb'Eco" por la sociedad "Carboxyque Française"; un transmisor de presión 32 conectado mediante la tubería 321 a la parte de cima del depósito-tampón 14 para medir la presión de gas, y que está conectado eléctricamente al aparato de regulación 31 para transmitirle una señal de presión medida correspondiente; un detector de nivel 33 para detectar el nivel en el depósito del producto constituido por el líquido saturado o sobresaturado de gas, y que está conectado eléctricamente al aparato de regulación 31 para transmitirle una señal de nivel medida correspondiente; una válvula de escape de regulación 34 conectada mediante el conducto 341 a la parte de cima del depósito para evacuar al exterior el gas excedente, y que está conectada mediante un conductor eléctrico 342 al aparato de regulación 31 para recibir una señal de regulación de presión; y una válvula tarada de seguridad 35, conectada mediante el conducto 351 igualmente a la parte de cima del depósito para evacuar al exterior el gas excedente en caso de mal funcionamiento de la regulación.

El aparato de regulación 31 está además conectado eléctricamente o neumáticamente, por una parte, al aparato de inyección 21 para transmitirle una señal de regulación de inyección en función de la señal de presión medida, y por otra parte, a la bomba 11 para transmitirle una señal de regulación de nivel adaptada para modificar el caudal de la bomba en función de las fluctuaciones del nivel de producto líquido saturado o sobresaturado en el depósito.

La instalación incluye igualmente medios de trasvase 4 para trasvasar, por demanda, el producto líquido del depósito, con el fin de transferir este producto líquido a los envases. Estos medios de trasvase comprenden al menos una línea de trasvase 41, en la que se ha insertado al menos una válvula de comando de trasvase, no representada.

En esta instalación, el líquido que alimenta la bomba 11 es puesto en circulación por esta misma, bajo presión, en la línea de llenado 12, mientras que el gas que alimenta al aparato de inyección 21 se pone en circulación en dirección al inyector 22 por el que se inyecta en estado gaseoso en la zona de inyección de la línea 12 con el fin de saturar o sobresaturar de gas el líquido que recorre esta línea.

Si la válvula 13 se abre, el producto constituido por el líquido saturado o sobresaturado de gas es transferido al depósito tampón 14, en el que se mantiene a un nivel aproximadamente constante predeterminado verificado de forma permanente por el detector de nivel 33, mediante un comando apropiado de la bomba 11, de tal modo que el depósito no esté nunca totalmente lleno y que exista, por encima de la superficie libre del producto líquido, una atmósfera que contenga gas en estado gaseoso introducido inicialmente en el líquido y que haya sido desabsorbido durante la puesta en equilibrio del gas que satura o sobresatura inicialmente el líquido, en correlación con la presión parcial de este gas en la capacidad tampón y su fracción disuelta en el líquido. Esta atmósfera constituida por un gas inerte tal como nitrógeno, y/o por gas carbónico, en estado gaseoso, se mantiene a una sobrepresión aproximadamente constante predeterminada verificada de forma permanente por el transmisor de presión 32, por el aparato de regulación 31, por medio de la válvula de escape 34 que evacua el gas superfluo hasta el exterior de la instalación. Si no obstante, a pesar de la regulación, la sobrepresión aumenta por encima de un determinado umbral más allá de la sobrepresión predeterminada por los medios de comando y de regulación, la válvula tarada 35 se abre y evacua por sí misma al exterior de la instalación el exceso de gas.

De este modo, el gas inerte y/o el gas carbónico, en estado gaseoso, se mezcla con el líquido en circulación por la línea de llenado 12, y se forma un producto constituido por el líquido saturado o sobresaturado de gas que se almacena en el depósito tampón 14. Sin embargo, no se llena este depósito tampón más que parcialmente, hasta el nivel predeterminado que se mantiene aproximadamente constante jugando con el caudal de la línea 12; se obtiene, por encima de la superficie libre del producto constituido por el líquido saturado o sobresaturado de gas, una atmósfera constituida por el gas que resulta de la desabsorción del gas inyectado precedentemente en la línea 12 y mezclado con el líquido; se mantiene esta atmósfera gaseosa a la sobrepresión aproximadamente constante predeterminada, y se transfiere, por demanda, el producto líquido desde el depósito 14 hasta uno o varios envases abiertos a la presión atmosférica, manteniendo en el depósito el nivel y la presión predeterminados, con el fin de llenar parcialmente los envases con el producto. Después de lo cual, se sellan herméticamente los envases, y se obtiene en estos envases una atmósfera gaseosa a una sobrepresión próxima a la sobrepresión predeterminada citada anteriormente.

La elección del caudal de gas que se inyecta por la línea 12 está determinada por la necesidad de saturar o sobresaturar el líquido con la sobrepresión constante predeterminada deseada en la atmósfera del depósito 14. La relación, a una temperatura dada, entre la presión P del gas en la atmósfera del depósito y la concentración x del gas en el líquido, está regida por la ley de Henry, según la cual:

P = H\cdotx

donde H es un coeficiente propio de cada gas, conocido como "coeficiente de Henry".

En el caso del ejemplo que se ha descrito y representado en lo que antecede, que es el de un líquido alimentario, se inyecta en la línea 12, por medio de un inyector 22, nitrógeno y/o gas carbónico, en estado gaseoso, para obtener, en la atmósfera del depósito 14, una sobrepresión constante a un valor preferentemente comprendido en la gama de 10 mbares a 3 bares, por ejemplo sensiblemente 50 mbares, lo que permite obtener una sobrepresión de valor próximo en los envases; gracias a esta inyección de nitrógeno y/o de gas carbónico, no sólo se rigidiza el envase y su contenido, sino que también se reduce sustancialmente la cantidad de oxígeno en contacto con el producto, y de ese modo se reducen los riesgos de oxidación del producto. Además, la instalación según la invención es poco costosa y, en el estado actual de la técnica y de costes, el coste de una instalación de ese tipo es de aproximadamente un quinto o un sexto del coste de una instalación convencional a través de la cual se introduce nitrógeno líquido en los envases con anterioridad a su sellado hermético.

Claims (12)

1. Procedimiento de acondicionamiento de un producto líquido en al menos un envase, caracterizado porque se mezcla en un líquido un gas inerte tal como nitrógeno, y/o gas carbónico, en estado gaseoso, con el fin de formar un producto constituido por el líquido saturado o sobresaturado de gas; se almacena este producto en un depósito tampón (14) que se llena parcialmente de producto hasta un nivel predeterminado; se mantiene este nivel aproximadamente constante y, por encima de este nivel, una atmósfera de dicho gas en estado gaseoso, debido a la saturación o la sobresaturación del líquido, a una sobrepresión aproximadamente constante predeterminada; se transfiere, por demanda, el citado producto desde el depósito tampón hasta el envase, abierto a la presión atmosférica, manteniendo en el depósito-tampón el citado nivel predeterminado y la citada sobrepresión predeterminada, con el fin de llenar parcialmente el envase con el citado producto, y a continuación se sella herméticamente el envase; y porque se obtiene así en el envase una atmósfera gaseosa de dicho gas a una presión cuyo valor es aproximadamente igual al de la atmósfera del depósito tampón (14).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, cuando en el depósito tampón (14) la sobrepresión de la atmósfera de dicho gas alcanza la sobrepresión predeterminada, se evacua el gas excedente.

3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque, para mezclar en el líquido el gas inerte, y/o el gas carbónico, en estado gaseoso, se inyecta este gas en el líquido.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se regula la sobrepresión en la atmósfera del depósito tampón (14) a un valor comprendido en la gama de 10 mbares a 3 bares.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se regula la sobrepresión a un valor de alrededor de 50 mbares.

6. Instalación de acondicionamiento de un producto líquido en al menos un envase, caracterizada porque comprende un primer circuito (1) en al menos una parte del cual se pone en circulación un líquido, un segundo circuito (2) en al menos una parte del cual se pone en circulación un gas inerte tal como nitrógeno, y/o gas carbónico, bajo presión en estado gaseoso, y el cual comprende, en la salida, un inyector (22) que desemboca en una zona de inyección del primer circuito con el fin de formar un producto constituido por el líquido saturado o sobresaturado de gas, comprendiendo el primer circuito (1) un depósito tampón en el que se introduce el citado producto, medios para mantener un nivel predeterminado de líquido en este depósito tampón, medios (3) de comando y de regulación para mantener en el depósito tampón una sobrepresión debido a la saturación o la sobresaturación del líquido a un valor aproximadamente constante y predeterminado, y medios (4) de trasvase desde el depósito para transferir el citado producto al envase con el fin de llenar parcialmente el envase con el citado producto, y con el fin de obtener así en el envase, una vez que ha sido sellado herméticamente, una atmósfera gaseosa de dicho gas a una presión cuyo valor es aproximadamente igual al de la atmósfera del depósito tampón (14).

7. Instalación según la reivindicación 6, caracterizada porque el primer circuito (1) comprende una bomba de transferencia (11) cuya entrada está alimentada con el líquido a saturar o sobresaturar de gas, para poner este líquido en circulación, y una línea de llenado (12) cuyo extremo aguas arriba está conectado a la salida de la bomba, desembocando un inyector perteneciente al segundo circuito (2) en la línea (2) aguas abajo de la bomba (11) para inyectar el gas bajo presión en estado gaseoso.

8. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizada porque los medios (3) de comando y de regulación comprenden un aparato de regulación (31), un transmisor de presión (32) que mide la presión del gas en la atmósfera del depósito (14), y un detector de nivel (33) que detecta el nivel de dicho producto en el depósito (14), conectados al aparato de regulación, y una válvula de escape de regulación (34) comandada por el aparato de regulación (31) y conectada a la atmósfera del depósito (14), para evacuar el gas excedente bajo comando del aparato de regulación.

9. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque el segundo circuito (2) comprende un aparato de inyección (21) que alimenta al inyector (22), y los medios (3) de comando y de regulación comprenden un aparato de regulación (31) conectado eléctricamente o neumáticamente al aparato de inyección para transmitirle una señal de regulación de inyección.

10. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada porque la sobrepresión mantenida aproximadamente constante está comprendida en la gama de 10 mbares a 3 bares.

11. Instalación según la reivindicación 10, caracterizada porque la sobrepresión tiene un valor de alrededor de 50 mbares.

12. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizada porque los medios (3) de comando y de regulación comprenden una válvula tarada de seguridad (35), conectada a la parte de cima del recipiente (14).