ES2292749T3 - Sistema y metodo para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles. - Google Patents

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Abstract

Un método para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles con materiales, que comprende las etapas de: a) suministrar una banda continua de material en lámina plástico (6) al interior de una unidad (16) de formación de envases; b) suministrar como salida una banda continua de envases (W) que incluye una serie de envases conformados de forma yuxtapuesta, desde la unidad de formación, de tal modo que los envases conformados tienen un fondo cerrado; dos lados abiertos y una parte superior abierta que define una abertura de llenado; c) cerrar herméticamente u obturar los lados abiertos mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación lateral (8); d) llenar los envases con líquido a través de dichas partes superiores abiertas, mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de llenado (11); e) cerrar herméticamente u obturar la parte superior abierta de los respectivos envases mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación superior (18); y f) cercenar o escindir de la banda los respectivos envases llenados y obturados, a fin de formar envases individuales a partir de la misma, caracterizado por las etapas de: mantener un entorno estéril durante las etapas (b) a (e), y mantener un entorno limpio pero no estéril durante la etapa (f).

Description

Sistema y método para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles.
La presente invención se refiere a un método y a un sistema para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles con materiales con el fin de conseguir una rápida entrega o producción de los envases en la salida de un sistema transportador. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema y a un método para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles con bebidas pasteurizadas en caliente o estériles, en un entorno aséptico o ultra-limpio, y tratar ulteriormente el envase que emerge del entorno estéril en un entorno limpio, en ruta hasta un dispositivo de formación de receptáculo o caja, u otro aparato secundario de formación de
envases.
Hasta el presente, la formación, la obturación y el llenado de envases flexibles y, en particular, de envases asépticos, se ha venido llevando a cabo mediante diversas técnicas y aparatos. Sin embargo, debido a la naturaleza de los envases que se han de llenar y formar, y a los requisitos de entorno aséptico, los sistemas convencionales no han tenido la suficiente rapidez de producción como para conseguir las eficiencias deseadas en la cadena de ensamblaje.
Preferiblemente, es deseable alcanzar una eficiencia de entre el 80% y el 85% de la cadena de ensamblaje, pero hasta ahora no se han podido conseguir tales eficiencias. De acuerdo con ello, existe en la técnica la necesidad de un sistema y de un método para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles a magnitudes de velocidad incrementadas en comparación con las técnicas y sistemas anteriores.
De acuerdo con ello, es un propósito principal de la presente invención proporcionar un método y un sistema para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles con eficiencias y velocidades de entrega o producción elevadas.
Constituye otro propósito de al menos las realizaciones preferidas de la presente invención proporcionar un sistema que forme de manera continua los envases flexibles a partir de una banda continua de material flexible suministrada desde un almacenamiento de rollo, en el que los envases formados tienen elementos de esquina o esquineros inferiores y superiores.
En una realización preferida de la presente invención, la banda continua de material se forma y llena de manera continua con líquido en movimiento continuo, sin detener o hacer avanzar paso a paso los envases a través de varias estaciones operativas del sistema transportador.
Los documentos US 5.181.265 A y US 2.565.444 A describen máquinas y métodos para formar envases de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8.
Vista desde un primer aspecto, la presente invención proporciona un método para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles con materiales, que comprende las etapas de:
a) suministrar una banda continua de material en lámina plástico al interior de una unidad de formación de
envases;
b) suministrar como salida una banda continua de envases que incluye una serie de envases conformados de forma yuxtapuesta, desde la unidad de formación, de tal modo que los envases conformados tienen un fondo cerrado; dos lados abiertos y una parte superior abierta que define una abertura de llenado;
c) cerrar herméticamente u obturar los lados abiertos mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación lateral;
d) llenar los envases con líquido a través de dichas partes superiores abiertas, mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de llenado;
e) cerrar herméticamente u obturar la parte superior abierta de los respectivos envases mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación superior; y
f) cercenar o escindir de la banda los respectivos envases llenados y obturados, a fin de formar envases individuales a partir de la misma, caracterizado por las etapas de:
mantener un entorno estéril durante las etapas (b) a (e), y mantener un entorno limpio pero no estéril durante la etapa (f).
En el método de la presente invención, puede llevarse a cabo una etapa de esterilización de la banda entre las anteriores etapas a) y b) si los envases que se van a llenar han de ser esterilizados.
En el método de la presente invención, las etapas a) a e) anteriormente descritas se llevan a cabo, preferiblemente, dentro de un entorno aséptico o ultra-limpio. No obstante, la escisión de la banda de los respectivos envases llenados y obturados para formar envases individuales a partir de la misma; el aseguramiento de una pajita para beber a cada envase de la banda, y la formación de envases secundarios se llevan a cabo en un entorno sencillamente limpio, en lugar de aséptico o estéril.
La presente invención se refiere también a un sistema que incluye diversos medios y unidades en combinación con el fin de llevar a cabo las etapas anteriormente enumeradas del método de la presente invención.
Otras variaciones de la presente invención pueden incluir una etapa para fijar un caño o vertedor a la abertura de llenado de los envases; llenar los envases con bebidas o productos alimenticios de bajo nivel ácido, tales como productos lácteos, bebidas de más alto contenido ácido, tales como zumos cítricos; material en partículas que incluye pulpa de cítricos o partículas de frutas; así como el uso de estratificados de hoja-plástico y de plástico-plástico para el material de banda.
Un ámbito adicional de aplicabilidad de la presente invención se hará evidente a partir de la descripción detallada que se da aquí en lo que sigue. Sin embargo, ha de comprenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones preferidas de la presente invención, se proporcionan únicamente a modo de ilustración, puesto que se harán evidentes para los expertos en la técnica, a partir de esta descripción detallada, diversos cambios y modificaciones dentro del ámbito de la invención.
A continuación se describirán realizaciones preferidas de la presente invención a modo de ejemplo únicamente y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
la Figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema y un método para llenar envases flexibles en un entorno aséptico, de acuerdo con la presente invención;
la Figura 2 es un diagrama de bloques esquemático que muestra detalles adicionales del sistema de formación, llenado y cierre hermético u obturación de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en perspectiva que muestra una posible realización del aparato para llevar a cabo el método del sistema de la Figura 1;
la Figura 4 es una ilustración diagramática o esquemática de una parte de formación de los envases flexibles del sistema de la Figura 1, que muestra el detalle de la formación de las estructuras de los elementos de esquina o esquineros superior e inferior para los envases flexibles; y
la Figura 5 es una vista en perspectiva que muestra un conjunto de plataforma rotativa de llenado y boquillas para el llenado de envases flexibles formados en una banda continua, de acuerdo con los aspectos de la presente invención.
Haciendo referencia a la Figura 1, se ilustra en ella un sistema completo para llenar y cerrar herméticamente u obturar envases flexibles, en un entorno aséptico o ultra-limpio, seguido de un entorno limpio para el tratamiento ulterior de los envases y un envasado secundario.
Se proporciona una fuente 10 de suministro de zumo pasteurizado u otras bebidas, destinada a suministrar líquido a un dispositivo rotativo de llenado en frío 14, dispuesto dentro de una envolvente o recinto aséptico 12. Una máquina 16 de formación continua y aséptica de bolsitas por aporte de banda forma envases en la banda, en posiciones yuxtapuestas, a una velocidad de aproximadamente 600 ppm (envases por minuto -"packages per minute") para envases de 200 ml, y de 300 ppm para envases de 330 ml. La máquina 16 de formación de bolsitas incluye un mecanismo de formación de elementos de esquina o esquineros que se describirá más adelante, así como un mecanismo 8 de obturación lateral y un mecanismo 18 de obturación superior.
Externamente al entorno aséptico o ultra-limpio, pero dentro de un entorno limpio, se ha proporcionado un dispositivo 20 de aplicación de pajitas, un dispositivo 22 de corte por troquel e incorporación de código-fecha al producto, así como un mecanismo 30 de erección, formación del envase y cierre del receptáculo o caja por toma y colocación, a alta velocidad, situado en la salida con respecto al sistema. Se ha dispuesto un sistema transportador 24 de transferencia de producto entre la salida de la máquina 16 de formación de banda aséptica y el dispositivo de envasado secundario 30, y dicho sistema transportador puede incluir detectores de supervisión del peso de los envases y protectores 28 contra crecidas o incrementos repentinos, al objeto de proporcionar una entrega continua de envases formados y llenados.
La Figura 2 describe con más detalle los mecanismos de formación y esterilización de envases para uso en el sistema de la Figura 1, y los mismos números de referencia se refieren en él a partes análogas de las respectivas figuras. El material en lámina a partir del cual se forma la banda W puede proporcionarse en un alimentador 6 de envases de almacenamiento en rollo. La banda W prosigue entonces a través de un mecanismo de esterilización 7, que trata, preferiblemente, el material de banda con peróxido de hidrógeno o agua oxigenada, radiación ultravioleta y calor. La banda W sale del esterilizador 7 y se desplaza a través de una plataforma 8 de obturación lateral de bolsitas, la cual forma cierres herméticos laterales de las bolsitas P que se ilustrarán con más detalle aquí, más adelante, con referencia a la Figura 5. La banda W pasa en torno a un rodillo de giro libre o loco 9, hasta el perímetro de una máquina 11 de llenado de bolsitas en frío, que también se representa de forma más completa en las Figuras 3 y 5. Las bolsitas llenadas de la banda W que salen del dispositivo de llenado 11 continúan pasando por un dispositivo obturador superior 18, ultrasónico y continuo, que cierra herméticamente u obtura las aberturas superiores de los envases llenados. En este momento, los envases pasan del entorno aséptico o ultra-limpio a un entorno meramente limpio, debido a que los envases con líquido estéril u otros materiales en su interior han sido obturados herméticamente. Al salir del dispositivo obturador 18, la banda W pasa a través de un dispositivo 20 aplicador de pajitas, que es capaz de asegurar una pajita a cada envase. La banda W pasa entonces a través de un perforador o cortador 22 de troquel, y los envases obturados o herméticamente cerrados son separados en envases individuales para su tratamiento por dispositivos envasadores secundarios 30, que pueden formar receptáculos o cajas, paquetes múltiples y así sucesivamente, a velocidades de aproximadamente 770 ppm.
La Figura 3 es una vista en perspectiva que muestra una realización de la forma física y de la conexión interna de los componentes del sistema de la Figura 2. Como se ilustra en la Figura 3, el material 6 de almacenamiento en rollo está dispuesto en un carrete que aporta el material de banda W en lámina al interior, y a través de, un esterilizador, un dispositivo conformador de elementos de esquina o esquineros, una plataforma 8 de obturación lateral, y una plataforma rotativa 11 de llenado; y se suministra como salida a través de un transportador y un dispositivo aplicador de pajitas, así como una plataforma 22 de corte por troquel, que se describe aquí más adelante.
Es posible utilizar diversas formas físicas de los componentes del sistema de la Figura 3 sin apartarse del ámbito de la presente invención.
Haciendo referencia a la Figura 4, se ilustra en ella una realización de un mecanismo de formación de elementos de esquina o esquineros, destinado a formar unos esquineros superior e inferior de los envases flexibles P, de acuerdo con la presente invención. La banda W se suministra, a través de un cepillo ranurador metálico 13, que incluye un canal con forma de embudo y provisto de una ranura de salida definida por un par de placas 15. Un elemento de esquina o esquinero inferior BG ("bottom gusset") emerge de la ranura y pasa con la banda W al interior de una estación para la formación de un elemento de esquina o esquinero superior TG ("top gusset") del envase P. El mecanismo de formación de esquinero superior incluye una placa 16 de doblamiento de esquinero superior, que forma el esquinero superior TG en la banda W. Los envases P con esquineros formados en ellos son transportados, a continuación, al mecanismo 8 de formación de cierres herméticos laterales de la Figura 2.
El envase P, de acuerdo con la realización preferida de la presente invención, incluye un esquinero inferior BG, un esquinero superior TG, una abertura de llenado FO ("fill opening"), y una porción de cintura PW ("waist portion"), que facilita el agarre y el manejo confortables de los envases por un consumidor. Tal y como se ilustra en la Figura 5, se introduce líquido en las aberturas FO por medio de unas boquillas 11A del dispositivo rotativo de llenado 11. Las flechas A indican la introducción de las boquillas 11A en las aberturas FO, y las flechas B indican que la extracción de esas boquillas de las aberturas tras su llenado se ha completado. En otras palabras, el dispositivo rotativo de llenado permite el llenado rápido y continuo de los envases P a través de las aberturas superiores FO sin detener o hacer avanzar paso a paso los envases durante la operación de llenado.
Los envases P pueden estar hechos de plástico, estratificados de plástico, estratificados de hoja flexible, combinaciones de hoja y plástico, o cualesquiera otros materiales flexibles adecuados.
Habiéndose descrito así la invención, resultará obvio que la misma puede ser modificada de muchas maneras. Tales variaciones no deben considerarse como un abandono o desviación con respecto al ámbito de la invención, y se pretende que todas dichas modificaciones, tal y como resultarían obvias para un experto de la técnica, se encuentren incluidas dentro del ámbito de las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

1. Un método para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles con materiales, que comprende las etapas de:
a) suministrar una banda continua de material en lámina plástico (6) al interior de una unidad (16) de formación de envases;
b) suministrar como salida una banda continua de envases (W) que incluye una serie de envases conformados de forma yuxtapuesta, desde la unidad de formación, de tal modo que los envases conformados tienen un fondo cerrado; dos lados abiertos y una parte superior abierta que define una abertura de llenado;
c) cerrar herméticamente u obturar los lados abiertos mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación lateral (8);
d) llenar los envases con líquido a través de dichas partes superiores abiertas, mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de llenado (11);
e) cerrar herméticamente u obturar la parte superior abierta de los respectivos envases mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación superior (18); y
f) cercenar o escindir de la banda los respectivos envases llenados y obturados, a fin de formar envases individuales a partir de la misma, caracterizado por las etapas de:
mantener un entorno estéril durante las etapas (b) a (e), y mantener un entorno limpio pero no estéril durante la etapa (f).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente la etapa de:
esterilizar la banda entre las etapas a) y b).
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, que comprende adicionalmente la etapa de:
asegurar una pajita de bebida a cada envase de la banda, entre las etapas e) y f).
4. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el cual la unidad de formación (16) dobla continuamente dicho material plástico en lámina a lo largo de un eje longitudinal, con el fin de formar un elemento de esquina o esquinero longitudinal (BG) que forma la parte inferior o fondo del envase.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual dicha unidad de formación (16) forma, a continuación, de manera continua una estructura de elemento de esquina o esquinero superior (TG) para cada envase.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende adicionalmente las etapas de:
mantener un entorno limpio pero no estéril durante el aseguramiento de una pajita de bebida.
7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la salida de envases es de aproximadamente 660 envases por minuto para bolsitas de 200 ml.
8. Un sistema para formar, obturar y llenar de forma continua envases flexibles con líquido, que comprende:
a) medios para suministrar una banda continua de material en lámina plástico (6) al interior de una unidad (16) de formación de envases;
b) medios para suministrar como salida una banda continua de envases (W) que incluye una serie de envases conformados de forma yuxtapuesta, desde la unidad de formación, de tal modo que los envases conformados tienen un fondo cerrado; dos lados abiertos y una parte superior abierta que define una abertura de llenado;
c) medios para cerrar herméticamente u obturar los lados abiertos mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación lateral (8);
d) medios para llenar los envases con líquido a través de dichas partes superiores abiertas, mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de llenado (11);
e) medios para cerrar herméticamente u obturar la parte superior abierta de los respectivos envases mientras se suministra de forma continua la banda de envases a través de una unidad de obturación superior (18); y
f) medios (22) para cercenar o escindir de la banda los respectivos envases llenados y obturados, a fin de formar envases individuales a partir de la misma, caracterizado por:
medios para mantener un entorno estéril en torno a los medios b) a e); y
medios para mantener un entorno limpio pero no estéril en torno a los medios f).
9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente:
medios (7) para esterilizar la banda entre las funciones llevadas a cabo por los medios a) y b).
10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8 ó la reivindicación 9, que comprende adicionalmente:
medios (20) para asegurar una pajita de bebida a cada envase de la banda entre las funciones llevadas a cabo por los medios e) y f).
11. El sistema de acuerdo con las reivindicaciones 8, 9 ó 10, en el cual la unidad de formación (16) dobla de forma continua dicho material plástico en lámina (6) a lo largo de un eje longitudinal con el fin de formar un elemento de esquina o esquinero longitudinal (BG) que forma la parte inferior o fondo del envase.
12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual dicha unidad de formación (16) forma a continuación, de manera continua, una estructura de elemento de esquina o esquinero superior (TG) para cada envase.
13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende adicionalmente:
medios para mantener un entorno limpio pero no estéril en torno a dichos medios para asegurar una pajita de bebida (20).
14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual la salida de envases es de aproximadamente 660 envases por minuto para bolsitas de 200 ml.
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