ES2302109T3 - Maquina para envasar productos en un ambiente protegido. - Google Patents
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Abstract
Máquina para envasar productos en recipientes (1) y en un ambiente protegido, comprendiendo dicha máquina una diversidad de puestos de trabajo, respectivamente, un puesto (10) para preparar dichos recipientes (1), un puesto (20) para su esterilización y enfriamiento, un puesto de llenado de recipientes (30) y un puesto de dosificación de recipientes (40), estando al menos dichos puestos de llenado (30) y de cierre (40) alineados uno después del otro en una cámara de ambiente controlado (50), definiéndose dicha cámara (50) por una pared inferior (51), una pared superior (52), una pared exterior lateral (53), paredes delantera (54) y trasera (55) y por una pared hermética interior lateral (56 y 156) situada longitudinal y lateralmente respecto al puesto de llenado (30) y al puesto de cierre (40), para aislarlos de los respectivos medios de accionamiento (60), que están conectados mecánicamente a sus respectivos puestos de trabajo mediante conductos herméticos practicados en la pared interior lateral (56 y 156), estando situados los medios de generación del caudal de aire (70) en dicha pared superior (52) para crear y filtrar un caudal de aire laminar (71) dirigido a dicha parte inferior (51) y abarcando al menos dicho puesto de llenado (30) y el puesto de cierre (40), caracterizándose por el hecho de que dicha pared interior lateral (56) de dicha cámara (50) comprende una sección inferior sustancialmente vertical (56a) que se extiende desde dicha pared inferior (51), una sección intermedia oblicua (56b) que se extiende desde dicha sección inferior (56a) para ir ensanchando la cámara (50) en una región correspondiente a dichos puestos de trabajo (30 y 40), y una sección superior sustancialmente vertical (56c y 156c) que se extiende desde dicha sección intermedia (56b) y sube hasta dicha pared superior (52).
Description
Máquina para envasar productos en un ambiente
protegido.
El presente invento hace referencia al envasado
de productos en un ambiente protegido.
En particular, el presente invento hace
referencia a una máquina para rellenar y cerrar botellas u otros
envases similares en un ambiente protegido y estéril con un alto
nivel de depuración. Una máquina de estas características ya se
conoce, por ejemplo a través de la patente
GB-1.522.654.
Es sabido que diversos productos, sobre todo los
farmacéuticos, deben envasarse evitando cualquier tipo de
contaminación de los mismos, por efecto de partículas u otras formas
de polvo, o por bacterias o demás agentes infecciosos.
Dichos productos se envasan en ambientes
formados por cámaras que se mantienen constantemente estériles y
libres de partículas contaminantes, o cuando menos con una presencia
de estas partículas dentro de unos límites predeterminados que
dependen de los requisitos del producto a envasar.
Los resultados antedichos en las cámaras
estériles pueden obtenerse con aparatos que permiten su
esterilización, filtros absolutos particulares (filtros HEPA de
gran rendimiento para contaminantes sólidos del aire) que depuran
el aire introducido en el ambiente y las vías controladas para la
entrada y salida de los operarios.
Además, los operarios deben someterse a
procedimientos de esterilización y descontaminación del vestuario
cada vez que penetran en dicha cámara.
Las máquinas envasadoras que funcionan en dichos
ambientes deben ser esterilizables, requiriendo los medios de
alimentación del producto, transporte de los envases y envasado del
producto el uso de materiales y técnicas especiales.
Los medios de alimentación eléctrica de dichas
operaciones, susceptibles de soltar polvo u otras sustancias
contaminantes, deben ser totalmente herméticos, para aislarlos del
ambiente de trabajo estéril y depurado.
Las operaciones de envasado realizadas en los
ambientes descritos son sumamente costosas y difíciles, y muy poco
eficientes.
En realidad, los costes de construcción y
mantenimiento de las cámaras estériles son especialmente
elevados.
Las máquinas envasadoras utilizadas deben tener
muchos menos fallos de lo normal, porque los que requieran la
intervención de un técnico de mantenimiento darán lugar, casi
inevitablemente, a la necesidad de volver a tratar y depurar la
cámara estéril y su contenido.
Además, las tareas de los operarios de estas
máquinas, sumadas a otras actividades complementarias, son bastante
complicadas y laboriosas.
Algunas de las desventajas mencionadas se evitan
con las máquinas envasadoras múltiples, en las que sólo se aíslan
del exterior, y se sitúan en las condiciones de esterilidad y pureza
necesarias, los espacios circundantes de los medios empleados para
transportar y envasar el producto.
Este resultado se ha obtenido con aparatos cuyas
paredes, firmemente sujetas al cuerpo de la máquina y por lo
general transparentes o semitransparentes, encierran los medios
mencionados.
Las máquinas suelen construirse ensamblando
puestos de trabajo y dispositivos transportadores diseñados aparte
para su incorporación posterior, como sucede generalmente con las
máquinas envasadoras de productos, que pueden prescindir de las
medidas de seguridad antedichas.
Un caudal de aire, depurado mediante filtros
HEPA del tipo apropiado y con una presión ligeramente superior a la
atmosférica, circula por los ambientes obtenidos del modo explicado,
sustancialmente aislado del exterior, salvo por la entrada de los
envases a rellenar y su posterior salida.
También hay sistemas que esterilizan los
ambientes aislados.
El caudal de aire que circula por los ambientes
aislados debe ser todo lo laminar posible, para evitar la creación
de turbulencias susceptibles de elevar las partículas residuales
siempre presentes en ciertas zonas de la máquina envasadora,
contaminando así el producto envasado.
Sin embargo, crear un caudal de aire laminar
adecuado durante el diseño de la máquina envasadora no es empeño
sencillo.
La presencia de superficies irregulares o
montadas en voladizo, la configuración de los dispositivos de
transporte y envasado, y los elementos conectores de los diversos
puestos de trabajo o de las zonas dispuestas en el trayecto del
caudal de aire, que contienen los mecanismos accionadores de los
dispositivos antedichos, contribuyen a perturbar considerablemente
el caudal de aire laminar.
Además, los mecanismos antedichos suelen
mantenerse dentro de la máquina envasadora, en posiciones de difícil
acceso para el mantenimiento o la reparación de averías.
De la explicación anterior se desprende
claramente que los usuarios necesitan máquinas para envasar
productos en ambientes estériles y limpios, con circulación
optimizada del aire depurado dentro de los ambientes estériles y
limpios, así como la configuración de los dispositivos accionadores
de los puestos de trabajo y transporte.
El objeto principal del presente invento es
proponer una estructura de máquina para envasar productos en un
ambiente estéril y/o puro, que satisfaga plenamente las necesidades
especificadas.
Otro objeto del presente invento es proponer una
máquina envasadora cuyos dispositivos de accionamiento sean
fácilmente accesibles para las operaciones de mantenimiento y
reparación de averías y no contaminen la zona estéril o limpia.
Otro objeto más del presente invento es proponer
una máquina envasadora que sea especialmente compacta y
accesible.
Los objetos antedichos se alcanzan plenamente de
acuerdo con el contenido de las reivindicaciones.
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Los rasgos característicos del presente invento,
tal como resultarán de las reivindicaciones, se señalan en la
siguiente descripción detallada en relación con las figuras que se
adjuntan y que se describen a continuación
La figura es 1 una vista superior esquemática de
una máquina envasadora producida con arreglo al presente invento,
según una forma de realización preferida;
La figura es 2 una vista en sección lateral
esquemática, tomada a lo largo de la línea II - II, de la máquina
envasadora presentada en la figura 1;
La figura es 3 una vista ampliada de la zona X
de la figura 2;
La figura es 4 una vista ampliada de la zona Y
de la figura 2;
La figura es 5 una vista esquemática de una
forma de realización diferente de la máquina envasadora según el
presente invento;
La figura es 6 una vista en sección lateral
esquemática, tomada a lo largo de la línea VI - VI, de la máquina
envasadora presentada en la figura 5;
La figura es 7 una configuración diferente del
dispositivo para alimentar recipientes a las máquinas envasadoras de
las figuras 1 y 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Respecto a las figuras 1 y 2, el número de
referencia 100 indica el conjunto de una máquina para envasar
productos en los correspondientes recipientes 1, producida con
arreglo a una primera forma de realización del presente invento.
La máquina 100 resulta especialmente adecuada
para rellenar y cerrar recipientes 1 (por ejemplo, botellas o
frascos) con productos que, como algunos fármacos, deban envasarse
en un ambiente estéril y sustancialmente libre de agentes
contaminantes sólidos.
En la configuración presentada en las figuras
antedichas, la máquina 100 comprende una diversidad de puestos de
trabajo situados uno después del otro.
La estructura detallada y el funcionamiento de
cada uno de dichos puestos de trabajo se conocen sustancialmente, y
por tanto no procede su análisis en la parte siguiente de la
presente descripción.
Concretamente, la máquina 100 comprende un
puesto 10 de preparación de los recipientes 1, por ejemplo un puesto
de lavado para eliminar de los recipientes 1 todos los posibles
agentes contaminantes.
Dichos agentes suelen ser polvos y residuos de
tratamientos a los que se han sometido los recipientes.
Un puesto de esterilización y enfriamiento 20,
situado después del puesto de preparación 10, se destina a la
recepción de los recipientes 1, ya limpios aunque todavía sin
esterilizar, a fin de termoesterilizarlos y dejarlos listos para
las subsiguientes operaciones de rellenado.
El puesto de esterilización y enfriamiento 20
comprende un túnel de termoesterilización 21, conectado al
precedente puesto de lavado 10, y una zona de enfriamiento de
recipientes 1, situada después del túnel 21 y constituida
sustancialmente por un ambiente cerrado que consta de una cinta
transportadora 22 y un dispositivo para filtrado absoluto y
circulación del aire de enfriamiento.
La cinta 22 transporta los recipientes 1,
sustancialmente en grandes cantidades, a la abertura de entrada 3
de una cámara de ambiente controlado 50, a una velocidad de
funcionamiento adecuada para permitir el enfriamiento hasta
temperaturas compatibles con el producto a envasar.
Dicha cámara 50, según la primera forma de
realización, se sitúa en un ángulo de 90º respecto al puesto de
lavado 10 y al puesto de esterilización 20.
El objeto de la cámara 50 es contener un puesto
de rellenado 30 y un puesto de cierre 40 de los recipientes 1,
donde éstos no puedan entrar en contacto con agentes contaminantes,
ya sean sólidos (polvos) o biológicos (microorganismos).
La cámara 50 está especialmente configurada para
asegurar, primero, que los agentes contaminantes no penetren en
ella desde el ambiente exterior, y segundo, la ausencia de
acumulaciones de residuos, por mínimas que sean, de los agentes
contaminantes (con la subsiguiente proliferación de los mismos, si
se trata de microorganismos) que consigan penetrar en la cámara.
La cámara 50 se define por una pared inferior
51, una pared superior 52, una pared exterior lateral 53, una pared
delantera 54, una pared trasera 55 y una pared hermética interior
lateral 56.
Esta última está unida solidariamente al puesto
de llenado 30 y al puesto de cierre 40, longitudinal y lateralmente
respecto a los mismos, y sirve para aislar los puestos de trabajo
antedichos de los respectivos medios de accionamiento 60.
A tal fin, los medios de accionamiento 60 están
situados en un espacio longitudinal 61 de la máquina envasadora
100, adyacente a la cámara 50 y separado de la misma por la pared
interior lateral 56.
Los medios de accionamiento 60 están
adecuadamente conectados a los puestos de trabajo respectivos por
conductos herméticos practicados en la pared interior lateral
56.
Los medios generadores del caudal de aire 70,
situados en una posición correspondiente a la pared superior 52,
generan un caudal de aire depurado, sustancialmente laminar, que se
dirige al fondo 51 de la cámara 50 y abarca el puesto de llenado 30
y el puesto de cierre 40.
A tal fin, los medios generadores del caudal de
aire 70 comprenden, dispuestos con arreglo a técnicas conocidas,
ventiladores y filtros HEPA de un tipo adecuado para la depuración
que necesite la cámara 50 en función de los requisitos del producto
a envasar.
Los ventiladores se utilizan para absorber aire
del ambiente exterior, así como de un conducto de recirculación 80,
en proporciones predeterminadas.
En particular, resulta ventajoso reaprovechar la
mayor parte del aire ya depurado que circula por la cámara 50 y
permitir una cierta descarga del mismo al exterior de la cámara 50,
reintegrando la cantidad que falte mediante la toma de aire nuevo
del exterior.
A dicho fin, el conducto de recirculación 80
(véase también la figura 4) se extiende desde una abertura 81 de la
pared inferior 51, en la parte inferior de la máquina envasadora
100, sigue por una sección ascendente, practicada en el exterior
del espacio 61, y sube hasta una entrada 72 efectuada en los medios
generadores de caudal de aire 70.
Es preferible que la abertura 81 se extienda en
la pared inferior 51, en casi toda la extensión longitudinal de la
cámara 50, y de ser posible a lo largo de toda su extensión.
De este modo, el caudal de aire llegado al fondo
de la cámara 50 se extrae sin crear turbulencias en el fondo ni en
los caudales de aire que regresan a los puestos de trabajo.
La forma especial de la pared interior lateral
56 permite transmitir el caudal de aire laminar 71, procedente de
la parte superior de la cámara 50, a través del puesto de llenado 30
y del puesto de cierre 40, hacia el fondo de la cámara 50,
ofreciendo una resistencia mínima a la alimentación del caudal de
aire y en consecuencia limitando mucho la generación de
turbulencias.
La pared interior lateral 56 comprende una
sección inferior 56a, sustancialmente vertical, que se extiende
desde la pared inferior 51 y define una anchura mínima de la cámara
50.
Una sección intermedia 56b se extiende
oblicuamente desde la sección inferior 56a, a fin de ir ensanchando
la cámara 50 en una región correspondiente a los puestos de trabajo
30 y 40.
Una sección superior 56c se extiende
verticalmente desde el extremo de la sección intermedia 56b,
subiendo hasta la pared superior 51.
La configuración antedicha de la pared interior
lateral 56 permite alojar ventajosamente los medios de accionamiento
60 de los puestos de trabajo 30 y 40 contenidos en la cámara 50, en
el espacio 61, inmediatamente por debajo de la sección intermedia
56b de la 56.
Esto hace particularmente eficaz el
emplazamiento de los medios de accionamiento 60 y su accesibilidad
para tareas de mantenimiento y posibles reparaciones, asegurando al
mismo tiempo una configuración ventajosa de la cámara 50, en cuanto
a la transmisión del caudal de aire laminar hacia la parte inferior
de la misma.
Según una segunda forma de realización,
presentada en las figuras 5 y 6, el puesto de preparación 10 y el
puesto de esterilización y enfriamiento 20 de la máquina envasadora
100 están alineados con los subsiguientes puestos de llenado 30 y de
cierre 40.
Dicha configuración, funcionalmente idéntica a
la descrita en la primera forma de realización, permite reducir la
anchura de la máquina envasadora 100 y aumentar su longitud
total.
En la configuración antedicha, la abertura de
entrada 3 para los recipientes esterilizados es más ancha y permite
una mejor circulación de los recipientes esterilizados entre el
puesto de esterilización y enfriamiento 20 y el puesto de llenado
30.
La cámara 50 también comprende, sólo para
facilitar la construcción, una pared interior lateral 156 de forma
diferente.
En realidad, su sección inferior 156a y su
sección intermedia 156b constituyen las secciones correspondientes
de la pared 56 según la primera forma de realización.
La pared interior lateral 156 también comprende
una sección superior 156c, dividida en dos partes diferentes,
primera 157 y segunda 158, sustancialmente verticales y mutuamente
escalonadas, con objeto de ensanchar aún más la parte superior de
la cámara 50.
La primera parte 157 y la segunda parte 158
están conectadas por una placa sustancialmente horizontal 159.
El puesto de llenado 30 comprende una cinta de
entrada 31 que recibe los recipientes 1 en grandes cantidades,
procedentes del puesto de enfriamiento 20 a través de la abertura de
entrada 3.
Los medios de alimentación 32 y 33 están
situados después de la cinta 31, para retirar los recipientes uno
por uno y alimentarlos de manera ordenada.
Las figuras 1 y 5 presentan los medios de
alimentación 32, que comprenden un transportador sin fin lineal de
paso predeterminado.
Según una variante de construcción, la máquina
envasadora 100 comprende medios de alimentación 33 consistentes en
un alimentador de carrusel con asientos 33a dispuestos a lo largo de
su borde y a intervalos predeterminados.
Un transportador sin fin 34, provisto de
diversos asientos 34a dispuestos con la misma separación que los
medios de alimentación 32 y 33 antedichos, está situado a
continuación de los mismos y se acciona en coordinación con éstos,
para recibir de ellos los recipientes 1, pasarlos bajo un
dispositivo de llenado lineal 36, de seguimiento, y acercarlos al
puesto de cierre 40.
Esta máquina también comprende medios de
transferencia 35, situados inmediatamente después del transportador
34 para transferir los recipientes 1 al puesto de cierre 40,
conforme a una secuencia predeterminada.
Los medios de transferencia comprenden en
particular un grupo de transportadores de carrusel 35a y 35b,
dispuestos uno después del otro y accionados para girar
coordinadamente con el transportador 34 que realiza la
alimentación.
El puesto de cierre 40 comprende un dispositivo
aplicador de tapones, con un carrusel, accionado de manera continua
y en coordinación con los medios del puesto de llenado 30 que ya se
han descrito brevemente.
El puesto de cierre comprende un transportador
sin fin 42 para retirar los recipientes 1 del puesto de llenado.
Como la estructura de los puestos de trabajo
descritos, situados dentro de la cámara 50, ya se conoce o está
protegida por otras solicitudes de patente distintas, su descripción
aquí no es procedente para los objetos del presente invento.
Por consiguiente, queda entendido que es posible
aplicar diversas configuraciones a la máquina envasadora 100 según
el presente invento, por ejemplo la inclusión de otros dispositivos
y bloques funcionales que no se describen aquí.
Claims (5)
1. Máquina para envasar productos en recipientes
(1) y en un ambiente protegido, comprendiendo dicha máquina una
diversidad de puestos de trabajo, respectivamente, un puesto (10)
para preparar dichos recipientes (1), un puesto (20) para su
esterilización y enfriamiento, un puesto de llenado de recipientes
(30) y un puesto de dosificación de recipientes (40), estando al
menos dichos puestos de llenado (30) y de cierre (40) alineados uno
después del otro en una cámara de ambiente controlado (50),
definiéndose dicha cámara (50) por una pared inferior (51), una
pared superior (52), una pared exterior lateral (53), paredes
delantera (54) y trasera (55) y por una pared hermética interior
lateral (56 y 156) situada longitudinal y lateralmente respecto al
puesto de llenado (30) y al puesto de cierre (40), para aislarlos de
los respectivos medios de accionamiento (60), que están conectados
mecánicamente a sus respectivos puestos de trabajo mediante
conductos herméticos practicados en la pared interior lateral (56 y
156), estando situados los medios de generación del caudal de aire
(70) en dicha pared superior (52) para crear y filtrar un caudal de
aire laminar (71) dirigido a dicha parte inferior (51) y abarcando
al menos dicho puesto de llenado (30) y el puesto de cierre (40),
caracterizándose por el hecho de que dicha pared interior
lateral (56) de dicha cámara (50) comprende una sección inferior
sustancialmente vertical (56a) que se extiende desde dicha pared
inferior (51), una sección intermedia oblicua (56b) que se extiende
desde dicha sección inferior (56a) para ir ensanchando la cámara
(50) en una región correspondiente a dichos puestos de trabajo (30
y 40), y una sección superior sustancialmente vertical (56c y 156c)
que se extiende desde dicha sección intermedia (56b) y sube hasta
dicha pared superior (52).
2. La máquina envasadora de la reivindicación 1,
caracterizándose por el hecho de que dicha sección superior
(156c) se divide en dos partes separadas, una primera parte (157) y
una segunda parte (158), que son sustancialmente verticales y están
mutuamente escalonadas, para ensanchar aún más la parte superior de
la cámara (50), conectándose dicha primera parte (157) y dicha
segunda parte (158) por una placa sustancialmente horizontal
(159).
3. La máquina envasadora de la reivindicación 1,
caracterizándose por el hecho de que comprende al menos un
conducto de recirculación (80) del aire depurado introducido en
dicha cámara hermética (50) por dichos medios generadores del
caudal de aire (70), extendiéndose desde una abertura (81)
practicada en dicha pared inferior (51) hasta una entrada (72) de
los medios generadores del caudal de aire (70) y devolviendo dicho
conducto al menos una parte del caudal de aire que circula por el
interior de la cámara (50) a la entrada de dichos medios generadores
del caudal de aire (70).
4. La máquina envasadora de la reivindicación 3,
caracterizándose por el hecho de que dicho conducto de
recirculación (80) se extiende sustancialmente a todo lo largo de
dicha cámara hermética (50).
5. La máquina envasadora de la reivindicación 1,
caracterizándose por el hecho de que la presión de dicho
caudal de aire laminar (71) contenido en la cámara (50) es superior
a la del ambiente fuera de la misma.
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