ES2290442T3 - Dispositivo para tratar un material de envasado por medio de radiacion ultravioleta. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para tratar un material de envasado (2) por medio de una radiación ultravioleta UV, a medida que el material es hecho avanzar a lo largo de una trayectoria (P), comprendiendo el dispositivo una carcasa (3) abierta en un lado para definir una ventana (4) que se encara hacia dicha trayectoria (P) y que tiene un revestimiento de material reflectante (7), una fuente (6) de dicha radiación que se extiende longitudinalmente en dicha carcasa (3) y transversal a dicha trayectoria (P), y una pantalla (8) conectada a dicha carcasa (3) para cerrar dicha ventana (4) y proteger dicha fuente (6) de radiación UV, comprendiendo dicha pantalla una película flexible (9) y un polímero fluorizado, comprendiendo dicha película (9) de polímero fluorizado un polímero de la clase de perfluoroalkoxy PFA o MFA, que es resistente a la radiación UV y que tiene una transparencia >= 80% a dicha radiación UV emitida por dicha fuente (6) así como un espesor comprendido entre 20 y 20mim, estando dicha película (9) interpuesta entre rejillas de soporte rígidas (10) para proteger la película (9).
Description
Dispositivo para tratar un material de envasado
por medio de radiación ultravioleta.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para tratar un material de envasado por medio de una
radiación ultravioleta (UV).
La radiación UV ha sido ampliamente utilizada en
un gran abanico de aplicaciones. En la industria alimentaria, por
ejemplo, es comúnmente utilizada para desinfectar o esterilizar
material de envasado, o para tratar superficialmente los propios
productos alimentarios.
La radiación UV también es utilizada para
desinfectar entornos de trabajo.
El dispositivo de acuerdo con la invención puede
ser utilizado convenientemente, pero no exclusivamente, el una
unidad de esterilización de material de envasado de una máquina de
envasado de producto de alimentación vertible, a cuya aplicación se
hace referencia en la siguiente descripción meramente a modo de
ejemplo no limitativo.
Se conocen varios tipos de máquinas para envasar
varios tipos de productos de alimentación que se pueden verter,
tales como zumo de fruta, vino, salsa de tomate, leche pasteurizada
o de almacenamiento prolongado (UHT), etc.
Tales máquinas tienen diferentes
características, dependiendo del tipo de envase utilizado, por
ejemplo envases fabricados de una tira de material laminar, copas,
botellas, cubos, etc.
Una de las máquinas de envasado mejor conocidas
es un comercializada bajo la marca registrada Tetra Brik®- referida
meramente a modo de ejemplo no limitativo en la que los envases o
grupos de envases están formados a partir de un tubo continuo de
material de envasado definido por una lámina continua
longitudinalmente sellada.
El material de envasado tiene una estructura de
múltiples capas que comprende una capa de material de papel
cubierta en ambos lados con capas de material de obturación por
calor, por ejemplo polietileno. En el caso de envases asépticos
para productos de almacenamiento prolongado, tal como leche UHT, el
material de envasado comprende una capa de material de barrera, por
ejemplo, papel de aluminio, que está superpuesto sobre una capa de
material plástico de obturación por calor, y a su vez cubierto con
otra capa de material plástico de obturación por calor que
eventualmente define la cara interna del envase y por tanto que
entra en contacto con el producto de alimentación.
Para producir envases asépticos, la lámina
continua de material de envasado es desenrollada de un carrete y
suministrada a una unidad de esterilización, en la que es
esterilizada, por ejemplo, mediante inmersión en un baño de un
agente de esterilización líquido, tal como una solución concentrada
de peróxido de hidrógeno y agua.
Alternativamente, o además de ser tratada con un
agente de esterilización líquido, la lámina continua de material de
envasado puede ser tratada mediante exposición a una o más fuentes
de radiación electromagnética UV, como se describe, por ejemplo en
la Solicitud de patente Europea
EP-A-919246.
Aguas debajo de la unidad de esterilización, la
lámina continua de material de envasado es mantenida en una cámara
aséptica, en la que se seca, pliega hasta formar un cilindro, y se
obtura longitudinalmente para formar un tubo vertical continuo. En
otras palabras, el tubo de material de envasado forma una extensión
de la cámara aséptica, es rellenado con un producto de alimentación
vertible, y es después suministrado a una unidad de conformación y
obturación (transversal) para producir loa envases individuales, y
en el que el tubo es agarrado entre mares de mordazas y obturado
transversalmente para formar envases almohada asépticos.
Los envases almohada son separados cortando las
partes obturadas entre ellos y son después suministrados a una
estación de doblado final en la que son doblados mecánicamente hasta
su firma final.
Las máquinas de envasado del tipo descrito
anteriormente son utilizadas ampliamente de manera satisfactoria en
un amplio abanico de industrias de alimentación para producir
envases asépticos a partir de material de envasado de tira. El
rendimiento de la unidad de esterilización, en particular, amplio
asegura la concordancia con las regulaciones que gobiernan la
esterilidad de los envases.
Dentro de la industria, sin embargo, existe una
demanda de una mejora más, particularmente en lo que se refiere a
la seguridad de los dispositivos UV, que se pueden utilizar tanto
para desinfectar como para esterilizar diversos tipos de material
de envasado, tal como material de tira y lámina, copas, botellas,
cubos, etc.
Los dispositivos UV sustancialmente comprenden
una fuente de radiación UV alojada en una carcasa y protegida en la
parte delantera por una pantalla fabricada de material resistente y
permeable a la radiación UV. En dispositivos comercializados
habitualmente, la pantalla está definida por una placa de
cuarzo.
Aunque perfectamente adecuado en términos de
propiedades físico-químicas, el cuarzo tiene varios
inconvenientes. En particular, es extremadamente caro. Además, una
pantalla de cuarzo es frágil y, si se rompe, tiende a formar
fragmentos afilados extremadamente duros. En las máquinas conocidas,
el dispositivo de UV y por tato la pantalla de cuarzo está situada
de manera que esté protegida contra el impacto, de manera que el
riesgo de rotura y de dejar de fragmentados de cuarzo en la traza
en el material de envasado sea altamente improbable. Sin embargo,
actualmente, la posibilidad no se puede excluir totalmente. Aunque
improbable, la rotura se puede causar por vibración anómala o
esfuerzo térmico, por defectos en la estructura del material, por
aplicación de fuerza o impacto durante el montaje, o por
combinación de cualquiera de ellos.
Otro inconveniente del cuarzo en este tipo de
aplicación es su tendencia a ensuciarse fácilmente en condiciones
de funcionamiento normales, y es extremadamente difícil, caro y a
menudo imposible de limpiar, mientras que la sustitución no es
barata.
El cuarzo también tiene el inconveniente
adicional de que cualquier defecto, fisura, etc., afecta localmente
a sus propiedades ópticas, dando lugar de este modo a irradiación no
uniforma del material que va a ser tratado.
Un dispositivo de UV para la esterilización de
comestible so instrumentos médicos y que comprende una pantalla
protectora fabricada de polímero se conoce del documento
AP-A-0 580 176. Este dispositivo no
es adecuado para tratar material que avance a lo largo de una
trayectoria.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un dispositivo para un tratamiento de irradiación UV de
un material de envasado, diseñado para eliminar los peligros
anteriormente mencionados típicamente asociados con los
dispositivos conocidos.
Este objeto se consigue mediante el dispositivo
de acuerdo con la reivindicación 1.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un dispositivo para tratar un material de envasado por
medio de una radiación UV, comprendiendo el dispositivo una fuente
de dicha radiación, y una pantalla para proteger dicha fuente y que
está interpuesta entre la fuente y el material para el tratamiento.
Dicha pantalla comprende una película de un polímero resistente y
permeable a dicha radiación UV.
La utilización de una película de un polímero
resistente y permeable a la radiación UV reúne los requisitos de
compatibilidad química/física con el lugar de trabajo, y al mismo
tiempo elimina los inconvenientes típicamente asociados con las
placas de cuarzo.
En particular, la flexibilidad del material
polímero elimina sustancialmente cualquier riesgo de rotura causada
por vibración o esfuerzo térmico. E incluso en el caso altamente
improbable de que la película se rompa, no se forman fragmentos,
manteniendo de este modo el material perfectamente adecuado para
utilizar en la industria de la alimentación.
Además, una película de material polímero es
mucho más barata que una placa de cuarzo, y puede por tanto ser
remplazada rápidamente y de forma barata en el caso de que se
ensucie.
Finalmente, en el caso de que defectos en la
estructura, es decir, sobre la superficie, de la película de
polímero, no se afecta a la radiación uniforme del material que está
siendo tratado, la película de polímero es por naturaleza
ligeramente translúcida y por tanto todavía es capaz de asegurar la
adecuada difusión de radiación UV.
De acuerdo con la presente invención, el
polímero está fluorizado o mejor todavía, completamente fluorizado
y en la clase perfluoroalkoxy (PFA).
El polímero fluorizado es una MFA, cuyas
características son particularmente favorables en términos de
transmisión de radiación UV, incluso, por ejemplo, en el caso de
radiación UV con una longitud de onda de 222 nm, como se describe
en la Solicitud de Patente Europea
EP-A-919246.
En una posible realización de la invención, la
película de polímero está soportada entre rejillas sustancialmente
rígidas.
Una realización preferida, no limitativa de la
presente invención, se describirá a modo de ejemplo con referencia
a los dibujos adjuntos, en los que:
la Fig. 1 muestra una sección de un dispositivo
para el tratamiento de material de envasado de acuerdo con la
invención;
la Fig. 2 muestra una vista parcialmente
despiezada en perspectiva de los dispositivos de la Figura 1.
El número 1 en los dibujos adjuntos indica al
conjunto del dispositivo para tratar un material de envasado 2
para producir envases de un producto de alimentación vertible.
A modo de ejemplo no limitativo, el material de
envasado es un material en lámina.
El material 2 es suministrado continuamente de
manera conocida a lo largo de una trayectoria P en un plano
\alpha del material.
El material 2 puede estar definido por un tipo
diferente de material, tal como un cubo, copa, botella, etc.
El dispositivo 1 se extiende transversalmente al
material 2, es decir, perpendicularmente a la trayectoria P y
paralelo al plano \alpha, y comprende una carcasa exterior
alargada 3 abierta en el lado que se encara al material 2 de manera
que forma una ventana 4 definida por una lengüeta perimetral 5. El
dispositivo 1 comprende también una fuente de radiación UV 6
alojada longitudinalmente en la carcasa 3, que está provista de
manera convencional de un revestimiento 7 de material
reflectante.
La fuente 6 emite radiación UV por ejemplo de
222 nm.
El dispositivo comprende también una pantalla
protectora 8 fijada en la parte delantera de la lengüeta 5 de
manera que cierra la ventana 4.
De acuerdo con la presente invención, la
pantalla 8 comprende una película 9 de material polímero resistente
y permeable a la radiación UV emitida por la fuente 6.
El material polímero puede ser de cualquier
tipo, con tal que sea transparente a la radiación UV (T \geq 80%)
y resistente a dicha radiación UV durante las condiciones de
funcionamiento y durante el periodo de tiempo comprendido entre dos
reparaciones sucesivas.
El material polímero puede, por ejemplo, ser del
grupo de la poliolefina, tal como PE, o PP.
Dependiendo de la diferente resistencia a la
radiación UV de los diferentes tipos posibles de película de
polímero, se puede hacer la provisión para la sustitución apropiada,
programada, periódica de la película 9 del material polímero de
manera que se asegure las propiedades mecánicas y ópticas constantes
de la película.
La sustitución se puede hacer, por ejemplo, o
bien en un momento dado, o bien continuamente utilizando una tira
de material polímero que se mueve de forma continua entre dos raíles
apropiadamente accionados.
El material es un polímero fluorizado, o un
polímero completamente fluorizado de la clase perfluoroalkoxy
(PFA), e incluso más preferiblemente es un MFA, por ejemplo el MFA
producido por AUSIMONT® bajo el nombre comercial HYFLON® MFA.
La película 9 es convenientemente de 20 a 200
\mum de espesor, es preferiblemente de 40 a 50 \mum, ó de 100
\mum de espesor, y tiene forma de película ligeramente translúcida
flexible, capaz de la transmisión difusa de una fracción de la
radiación incidente.
Aunque la película 9, por medio de sus
características físicas, puede ser utilizada sola y simplemente
fijada a lo largo de los bordes de la lengüeta 5, está
preferiblemente interpuesta entre dos rejillas de soporte metálicas
sustancialmente rígidas 10, que están fijadas a la lengüeta 5 por
medios de respectivos marcos periféricos 11, y proporcionan
protección y mantienen la película plana.
La película 9 tiene unas excelentes
características en termino de transmisión y resistencia al
envejecimiento bajo radiación UV, como se muestra en los siguientes
ejemplos.
Una película de 50 \mum de espesor de Hyflon®
MFA fue expuesta a una radiación UV de 300KJ/cm^{2} de 222 nm de
longitud de onda durante 800 horas. Después de la exposición, la
película no mostraba alteración visible, y mostraba el 90% de
transmisión referida a la longitud de onda anterior de 222 nm.
Una película de 100 \mum de espesor de Hyflon®
MFA fue expuesta a una radiación UV de 300KJ/cm^{2} de 222 nm de
longitud de onda durante 800 horas. Después de la exposición, la
película no mostraba alteración visible y mostraba el 82% de
transmisión referida a la longitud de onda anterior de 222 nm.
\newpage
La película 9 no se rompe en el caso de
esfuerzo térmico anómalo o vibración, e incluso, si se rompe por
impacto accidental, lo cual es sustancialmente imposible en las
condiciones de trabajo, no produce fragmentos.
La película 9 es también mucho más barata que
una placa de cuarzo convencional.
Claramente, se pueden hacer cambios en la
presente invención, sin que sin embargo, se salgan del campo de la
propia invención.
En particular, la pantalla puede estar hecha de
un material polímero diferente, por ejemplo, PE, PP, PFA o
cualquier otro.
También, las rejillas 10 pueden ser diferentes o
incluso se puede prescindir de ellas.
Claims (2)
1. Un dispositivo para tratar un material de
envasado (2) por medio de una radiación ultravioleta UV, a medida
que el material es hecho avanzar a lo largo de una trayectoria (P),
comprendiendo el dispositivo una carcasa (3) abierta en un lado
para definir una ventana (4) que se encara hacia dicha trayectoria
(P) y que tiene un revestimiento de material reflectante (7), una
fuente (6) de dicha radiación que se extiende longitudinalmente en
dicha carcasa (3) y transversal a dicha trayectoria (P), y una
pantalla (8) conectada a dicha carcasa (3) para cerrar dicha
ventana (4) y proteger dicha fuente (6) de radiación UV,
comprendiendo dicha pantalla una película flexible (9) y un
polímero fluorizado, comprendiendo dicha película (9) de polímero
fluorizado un polímero de la clase de perfluoroalkoxy PFA o MFA,
que es resistente a la radiación UV y que tiene una transparencia
\geq 80% a dicha radiación UV emitida por dicha fuente (6) así
como un espesor comprendido entre 20 y 200 \mum, estando dicha
película (9) interpuesta entre rejillas de soporte rígidas (10) para
proteger la película (9).
2. Un dispositivo como el reivindicado en la
Reivindicación 1, caracterizado porque el espesor de dicha
película está seleccionado entre 40 \mum ó 100 \mum.
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