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.
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;
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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