ES2280730T3 - Maquina para el tratamiento aseptico de recipientes en una planta embotelladora. - Google Patents
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Abstract
Máquina para el tratamiento aséptico de recipientes (10) en una planta embotelladora, del tipo rotativo provista de una pluralidad de estaciones (9) para el tratamiento de los recipientes y configurada para provocar que el tratamiento de los recipientes tenga lugar bajo condiciones sustancialmente estériles, que tiene medios herméticos para separar un área no estéril (11) de la máquina con respecto a un área (12) mantenida bajo condiciones estériles y por la que transitan los recipientes (10) tratados, comprendiendo dichos medios al menos un canal anular fijo (15) al menos parcialmente llenado de líquido en el cual se desliza un elemento anular concéntrico (16) asociado con la parte giratoria (11), caracterizada porque se proporciona un aparato para controlar el nivel con el cometido de asegurar la presencia constante de líquido dentro de cada canal.
Description
Máquina para el tratamiento aséptico de
recipientes en una planta embotelladora.
La presente invención se refiere a una máquina
para el tratamiento aséptico de recipientes en una planta
embotelladora.
En las plantas para embotellar y empaquetar
recipientes de bebidas (por ejemplo botellas) bajo condiciones
asépticas, para impedir que se produzcan contaminaciones el área de
tratamiento de los recipientes (por ejemplo en la máquina
esterilizadora, máquina enjuagadora, máquina llenadora, máquina
encapsuladora) se debe aislar adecuadamente con respecto al ambiente
externo y mantener estéril. Según una primera solución constructiva,
las diferentes máquinas de la planta (por ejemplo, la máquina
esterilizadora, enjuagadora, llenadora, encapsuladora) están
colocadas en su totalidad dentro de cámaras asépticas voluminosas
mantenidas en condiciones de sobrepresión con respecto al ambiente
externo usando ventiladores para inyectar aire filtrado mediante
filtros absolutos, que luego tiene un flujo de salida
unidireccional en correspondencia con las aberturas requeridas para
la entrada/salida de los recipientes en/desde las cámaras en las
cuales se hallan las máquinas y los componentes de la planta. De
esta manera se impide la posible entrada de microorganismos dentro
del área de tratamiento de los recipientes.
Sin embargo, puesto que las dimensiones de las
máquinas, en general de tipo rotativo, son considerables, las
dimensiones de las cámaras asépticas son tan grandes que se vuelve
dificultosa su gestión y el mantenimiento de las condiciones
estériles.
En conformidad con otra solución, para reducir
el tamaño de las cámaras se aislan sólo las áreas de proceso de las
máquinas, dejando la otra parte de las máquinas en una atmósfera no
controlada.
En máquinas rotativas, el área de proceso a
aislar está definida entre una parte giratoria y una parte fija, y
es necesario intercalar una barrera entre la parte giratoria, en la
cual están instalados los órganos (por ejemplo las toberas de
esterilización de una máquina esterilizadora, las válvulas de
llenado de una máquina llenadora, los cabezales de cierre de una
máquina encapsuladora, etc.) y las paredes fijas, tales como la
envoltura de protección hacia el exterior de la máquina o hacia los
órganos de transmisión.
A tal efecto se han usado juntas hechas de
material elastomérico, generalmente aplicadas a la parte giratoria,
que rozan sobre la parte fija normalmente metálica.
Considerando que las condiciones principales de
fiabilidad de la solución (superficie de rozamiento dura y lisa con
bajo coeficiente de fricción y paralela a la junta; bajas
velocidades de rozamiento) se contraponen con las dimensiones
considerables de las máquinas que, debido a las requeridas
tolerancias de proceso operativo y velocidades de producción,
impiden obtener esas condiciones, queda claro que las desventajas
principales de esta solución residen en el rápido desgaste de la
junta con la consiguiente pérdida de hermeticidad.
Otra solución conocida prevé el uso de juntas de
tipo laberinto, que superan los problemas de desgaste de las juntas
porque no implican ningún contacto físico entre las partes en
movimiento relativo.
Sin embargo, la calidad de la hermeticidad
depende de la distancia que media entre las partes en movimiento:
como ya se ha dicho cuando la distancia disminuye la calidad de la
hermeticidad aumenta, pero lograr distancias reducidas (es decir,
decenas de milímetros) es muy complejo y costoso en tales máquinas
enormes porque las tolerancias de los procesos operativos mecánicos
son tales que dificultan la posibilidad de obtener distancias tan
reducidas.
Con esta solución, además, las juntas de
laberinto ofrecen otro posible recorrido para el intercambio de aire
con el ambiente externo y, por tanto, para obtener la adecuada
sobrepresión hace falta un mayor caudal de aire estéril, lo cual
representa costes más elevados y peligro de falta de
aislamiento.
El documento GB 407.672, según el preámbulo de
la reivindicación 1, revela una máquina que comprende medios
herméticos que separan una parte no estéril (generalmente giratoria)
de la máquina con respecto a una parte (normalmente fija) mantenida
bajo condiciones estériles y por la cual transitan los recipientes
tratados. Dichos medios incluyen un canal anular fijo, lleno al
menos parcialmente con líquido en el cual se desliza un elemento
anular concéntrico, asociado a la parte giratoria. Los medios
herméticos sustancialmente realizan un sifón. La parte fija en la
cual se tratan los recipientes se mantiene en sobrepresión con
respecto al ambiente externo.
El objetivo de la presente invención es el de
eliminar dichas desventajas poniendo a disposición una máquina para
tratar recipientes en la cual el área de tratamiento de los
recipientes esté aislada con respecto al ambiente externo de manera
extremadamente simple y económica.
Dichos objetivos se logran en su totalidad
mediante la máquina de la presente invención, que está caracterizada
por lo descrito en las reivindicaciones expuestas más adelante.
Preferentemente, para cada nivel de la máquina
hay un canal en el cual son necesarios medios herméticos y cada
canal preferentemente tiene un dispositivo de desborde a través del
cual se elimina todo exceso de líquido, y un dispositivo de alarma
conectado a una unidad central de control que, cuando el nivel de
líquido medido dentro del canal está por debajo de un umbral
predeterminado, se activa la introducción de líquido adicional
dentro del canal en cues-
tión.
tión.
En correspondencia con el área de entrada y/o
salida de los recipientes en la parte giratoria de la máquina, se
puede proporcionar la interrupción de una base o aparato de
transporte estéril de recipientes, de manera que esté dividida en
dos partes completamente separadas, un aparato de transporte de
entrada y un aparato de transporte de salida para permitir el acceso
a dicha área de entrada y/o salida.
Estas y otras características se pondrán aún más
de manifiesto a partir de la siguiente descripción de una
realización preferida e ilustrada a título puramente ejemplar y no
limitativo mediante las hojas de dibujos anexas, en las cuales:
- La figura 1 muestra esquemáticamente una vista
en planta de una planta embotelladora;
- La figura 2 muestra el conjunto máquina
llenadora - máquina encapsuladora con mayor nivel de
detalles;
detalles;
- La figura 3 muestra la sección
A-B de la figura 2 correspondiente a la máquina
llenadora;
- La figura 4 muestra la sección
C-D de la figura 2 correspondiente al transportador
de tipo estrella entre la máquina llenadora y la máquina
encapsulado-
ra;
ra;
- La figura 5 muestra un detalle de los medios
herméticos y de la unidad central de control que controla el líquido
dentro de los canales de hermeticidad.
Con referencia a las figuras, la referencia
numérica 1 indica en su totalidad una planta embotelladora aséptica
que incluye una máquina esterilizadora (2) (por ejemplo del tipo que
trabaja rociando soluciones esterilizantes), una máquina
enjuagadora (3), una máquina llenadora (4) y, finalmente, una
máquina encapsuladora (5), todas del tipo rotativo.
Los recipientes (10) a tratar llegan a dichas
máquinas por medio de transportadores de tipo estrella de entrada
(6a) y salen de allí por medio de transportadores de tipo estrella
de salida (6b), que están alojados en aparatos de transporte o
bases (7) que son estériles porque se les somete a condiciones de
sobrepresión con respecto al ambiente externo.
Dichas bases comprenden una base de soporte que
normalmente contiene la motorización y los componentes no estando
bajo condiciones estériles, y soporta un túnel en condiciones de
sobrepresión dentro del cual están los elementos de transporte bajo
condiciones estériles.
Originalmente, la base (7) está dividida en dos
y totalmente separada en correspondencia con el área de
entrada/salida de la parte giratoria de la máquina para crear un
área (8) accesible a los operadores, con un ancho comprendido
aproximadamente entre 0,5 y 1,5 m.
Especialmente en las figuras 2 y 3 se muestra
una máquina llenadora rotativa (4), provista de una pluralidad de
estaciones (9) para el tratamiento de los recipientes (10),
compuestas por válvulas de llenado equidistantes a lo largo de una
circunferencia.
En disposición tangencial con la circunferencia
y sincronizada con la plataforma giratoria de la máquina llenadora
están los dos transportadores de tipo estrella: el transportador de
entrada (6a) de recipientes vacíos y el transportador de salida (6b)
de recipientes llenos.
El ambiente para el tratamiento o procesamiento
de recipientes, en el caso específico el ambiente para su llenado,
está aislado con respecto al ambiente externo pero permite la
entrada de recipientes vacíos y la salida de recipientes llenos a
través de apropiadas aberturas, no mostradas en las figuras,
realizadas en las paredes que circunscriben al área aséptica.
La referencia número 11 indica un área no
estéril de la máquina (que muchas veces es una parte giratoria),
mientras que el número 12 indica un área bajo condiciones estériles
(que muchas veces es una parte fija) por la cual transitan los
recipientes
(10).
(10).
La parte 12 es mantenida bajo condiciones
estériles como consecuencia de una sobrepresión creada en dicho
ambiente por la introducción de aire, alimentado mediante conductos
(13) a través de filtros absolutos (14).
La hermeticidad entre el área no estéril (11) y
el área estéril (12) se logra de manera original por medio de un
canal anular fijo (15) llenado parcialmente con un líquido, en el
cual se desliza un elemento anular concéntrico (16) asociado de
modo estanco a la parte giratoria.
El elemento anular (16) está sumergido
parcialmente en el líquido del canal y se mueve dentro del canal
impulsado por la rotación de la máquina.
El líquido, que preferentemente es un líquido
esterilizante capaz de eliminar la presencia de cualquier bacteria,
por ejemplo una solución de agua y cloro, actúa como aislador
impidiendo el contacto entre el área estéril y el ambiente
externo.
Obviamente, para cada área colindante entre el
área estéril y el área no estéril hay un canal (15) con el
respectivo elemento anular (16).
Debido a la ligera sobrepresión (unos pocos
milibares) dentro del área estéril (12) o cámara aséptica, se forma
un desnivel (17) (de unos pocos milímetros de columna de agua e
igual a la sobrepresión creada) entre el líquido dentro del canal
(15) situado en contacto con la cámara aséptica y el líquido situado
fuera del elemento anular (16) en contacto con el ambiente
externo.
La figura 4 muestra la aplicación de los canales
(15) a la máquina encapsuladora (5) (en semicorte). La figura
muestra el uso de dos canales (15) a diferentes niveles.
Para asegurar la presencia constante de líquido
en cada uno de los canales se facilita un sistema de control de
nivel.
Dicho sistema, mostrado en la figura 5,
preferentemente comprende una única unidad central de control (18)
y, para cada canal, una sonda (19) para medir el nivel sumergida
dentro de una cubeta (21) y una válvula de regulación (20) en
condiciones de introducir líquido adicional proveniente del tanque,
no mostrado en las figuras, así como también un tubo de desborde
(22) introducido dentro de la cubeta y en condiciones de permitir
la salida automática del líquido si se supera un nivel
predeterminado (determinado en base a la ubicación del mismo tubo),
para impedir que el líquido se derrame dentro de la cámara
asépti-
ca.
ca.
En esencia, cuando el nivel medido por la sonda
(19) colocada dentro de la cubeta (21) está por debajo de un nivel
mínimo preestablecido, la unidad central de control manda la entrada
de líquido adicional dentro de la cubeta. Hay una cubeta por cada
nivel de canal, o en el caso de que hubiera múltiples canales (15)
situados al mismo nivel de altura con respecto al piso, estos
canales podrán estar conectados a una sola cubeta.
Con la presente invención entre el ambiente
aséptico y el ambiente externo se logra una hermeticidad perfecta,
con medios herméticos (15, 16) que substancialmente conforman un
sifón, no sujetos a desgaste y con menos utilización de aire que las
juntas de laberinto.
Asimismo, la hermeticidad está asegurada
independientemente de la calidad de la elaboración mecánica, por
consiguiente no hacen falta elaboraciones especiales y costosas para
las partes implicadas en el sello hermético del área aséptica.
Con la presente solución los únicos recorridos
para la salida del aire estéril desde el sistema, que son
inevitables, son solamente los de las puertas de entrada y salida
de los recipientes, lo que garantiza un control más efectivo sobre
las condiciones de esterilidad del sistema con menos utilización de
aire
estéril.
estéril.
La presente invención se puede aplicar a
cualquier máquina incluida en una planta embotelladora, tal como por
ejemplo una máquina esterilizadora, una máquina enjuagadora, una
máquina llenadora, una máquina encapsuladora, una máquina
colocadora de
tapones.
tapones.
Claims (11)
1. Máquina para el tratamiento aséptico de
recipientes (10) en una planta embotelladora, del tipo rotativo
provista de una pluralidad de estaciones (9) para el tratamiento de
los recipientes y configurada para provocar que el tratamiento de
los recipientes tenga lugar bajo condiciones sustancialmente
estériles, que tiene medios herméticos para separar un área no
estéril (11) de la máquina con respecto a un área (12) mantenida
bajo condiciones estériles y por la que transitan los recipientes
(10) tratados, comprendiendo dichos medios al menos un canal anular
fijo (15) al menos parcialmente llenado de líquido en el cual se
desliza un elemento anular concéntrico (16) asociado con la parte
giratoria (11), caracterizada porque se proporciona un
aparato para controlar el nivel con el cometido de asegurar la
presencia constante de líquido dentro de cada canal.
2. Máquina según la reivindicación 1, donde el
líquido es un líquido estéril, tal como por ejemplo una solución de
agua con sustancias esterilizantes.
3. Máquina según la reivindicación 1, donde
dichos medios herméticos conforman un sifón.
4. Máquina según la reivindicación 1, donde el
área estéril (12) es mantenida en condición de sobrepresión con
respecto al ambiente externo mediante la introducción de aire
estéril a través de filtros absolutos (14).
5. Máquina según la reivindicación 1, donde para
cada nivel de la máquina donde se requieren medios herméticos hay un
canal (15).
6. Máquina según la reivindicación 1, donde cada
canal (15) tiene un dispositivo de desborde (22) a través del cual
se elimina el exceso de líquido.
7. Máquina según la reivindicación 1, donde el
aparato incluye una sonda de nivel (19) para cada canal (15)
conectada a una unidad central de control (18) que, cuando en el
canal se mide un nivel de líquido por debajo de un nivel de umbral
preestablecido, se activa la introducción de líquido adicional
dentro del canal en cuestión.
8. Máquina según la reivindicación 1, donde en
correspondencia con el área de entrada y/o salida de los recipientes
se interrumpe una base o aparato de transporte de los recipientes
(7), con lo cual se divide en un aparato de transporte de entrada y
un aparato de transporte de salida con la definición de un área de
accesibilidad (8) al área de entrada y/o de salida de la parte
giratoria de la máquina.
9. Máquina según la reivindicación 1, donde el
área estéril (12) es una parte fija de la máquina, mientras que el
área no estéril (11) es una parte giratoria de la máquina.
10. Máquina según la reivindicación 8, donde el
área de accesibilidad (8) tiene un ancho comprendido entre 0,5 y 1,5
m.
11. Máquina según la reivindicación 1, donde un
tubo de desagüe (22) permite la salida automática del líquido en el
caso de que se supere un cierto nivel preestablecido.
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