ES2322166T3 - Circuito de procesamiento de aire para una unidad esterilizadora, para esterilizar materiales laminares de envasado para envasar productos alimenticios vertibles, y unidad esterilizadora que incorpora un circuito de este tipo. - Google Patents
Circuito de procesamiento de aire para una unidad esterilizadora, para esterilizar materiales laminares de envasado para envasar productos alimenticios vertibles, y unidad esterilizadora que incorpora un circuito de este tipo. Download PDFInfo
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Abstract
Un circuito (22) de proceso de aire, para alimentar aire estéril a un entorno aséptico (27) de una unidad esterilizadora (3), para esterilizar materiales laminares (2) de envasado, para envasar productos alimenticios vertibles, comprendiendo dicho circuito (22): - un conducto (41) de entrada para extraer aire a procesar desde dicho entorno aséptico (27); - un conducto (42) de distribución para alimentar aire estéril procesado a dicho entorno aséptico (27); - un compresor (43) que tiene una entrada (44) y una salida (45) conectadas a dicho conducto (41) de entrada y a dicho conducto (42) de distribución, respectivamente; - medios purificadores (46, 47) para separar las partículas no deseadas del aire extraído desde dicho entorno aséptico (27); y - un caudalímetro (77) para medir el caudal que circula a lo largo del dicho circuito (22); y estando caracterizado porque comprende medios (78) de control para variar al menos un parámetro operativo de dicho circuito (22), en función de dicho caudal medido, y porque dicho caudalímetro (77) está situado a lo largo de dicho conducto (41) de entrada.
Description
Circuito de procesamiento de aire para una
unidad esterilizadora, para esterilizar materiales laminares de
envasado para envasar productos alimenticios vertibles, y unidad
esterilizadora que incorpora un circuito de este tipo.
La presente invención está relacionada con un
circuito de procesamiento de aire para una unidad esterilizadora,
para esterilizar materiales laminares de envasado, para envasar
productos alimenticios vertibles; la presente invención también está
relacionada con una unidad esterilizadora para esterilizar
materiales laminares de envasado para envasar productos vertibles, y
que presenta tal circuito.
Son conocidas las máquinas para empaquetar
productos alimenticios vertibles, tales como zumos de frutas, vino,
salsa de tomate, leche pasteurizada o de almacenamiento prolongado
(UHT), etc., en las cuales se forman paquetes o envases hechos a
partir de un tubo continuo o material de envasado hecho a partir de
una lámina continua sellada longitudinalmente.
El material de envasado tiene una estructura de
múltiples capas que comprende una capa base fuerte y rígida, que
puede comprender una capa de material fibroso, tal como el papel, o
material tal como el polipropileno relleno de minerales. La capa
base está cubierta en ambos lados con capas de material plástico que
sellan por calor, tal como una película de polietileno y, en el caso
de paquetes asépticos para productos de almacenamiento prolongado,
tales como la leche UHT, el material de envasado comprende una capa
de material de barrera de oxígeno, tal como el aluminio o una hoja
de alcohol de etilo vinilo (EVOH), que se superpone sobre una capa
de material plástico de sellado por calor, y está a su vez cubierto
por otra capa de material plástico de sellado por calor, que define
la cara interior del paquete, que finalmente está en contacto con el
producto alimenticio.
Para fabricar los paquetes anteriores, la lámina
continua de material de envasado se desenrolla desde un carrete y se
alimenta a través de una unidad esterilizadora, en la cual se
esteriliza típicamente por inmersión en un baño de agente
esterilizante líquido, tal como el peróxido de hidrógeno concentrado
y una solución acuosa.
Más específicamente, la unidad esterilizadora
comprende un baño lleno, cuando se usa, de una agente esterilizante,
en el cual se alimenta continuamente la lámina continua. El baño
comprende, convenientemente, dos ramas verticales paralelas
conectadas en la parte inferior, para definir un camino en forma de
U suficientemente largo para permitir un tiempo suficiente para
tratar el material de envasado. Para un tratamiento efectivo,
relativamente rápido, que permite con ello la reducción del tamaño
de la cámara esterilizadora, el agente esterilizante debe ser
mantenido con una temperatura alta, por ejemplo alrededor de
70ºC.
La unidad esterilizadora define también un
entorno aséptico conectado a la salida del baño, y en el cual la
lámina continua de material de envasado es secada y posteriormente
plegada y sellada longitudinalmente para formar un tubo vertical,
que se llena después continuamente con el producto alimenticio para
su empaquetado.
Más específicamente, en el entorno aséptico, la
lámina continua es tratada para eliminar cualquier agente
esterilizante residual, cuya cantidad permitida en el producto
alimenticio empaquetado está controlada por regulaciones estrictas
(estando la cantidad máxima permitida en la región de una fracción
de una parte por millón).
El tratamiento anterior comprende normalmente
una operación preliminar, por la que las gotas sobre el material de
envasado son eliminadas mecánicamente, y secadas con aire
estéril.
La eliminación preliminar de las gotas puede
realizarse, por ejemplo, por medio de una pareja de rodillos
escurridores convenientemente situados cerca de la entrada del
entorno aséptico; el material de envasado es alimentado entre los
rodillos y sale todavía cubierto por una película de agente
esterilizante, pero sin gotas macroscópicas.
El secado puede ser realizado utilizando
cuchillas de aire dirigidas sobre las caras opuestas de la lámina
continua de material de envasado, suministrado con aire estéril, y
para evaporar cualquier resto que pueda quedar del agente
esterilizante.
Antes de abandonar el entorno aséptico, la
lámina continua se pliega sobre un cilindro y es sellada
longitudinalmente para formar un tubo vertical continuo de una
manera conocida. El tubo del material de envasado, en efecto, forma
una extensión del entorno aséptico, y se llena continuamente de
producto alimenticio vertible, y después es alimentado en una unidad
(transversal) de formación y sellado, para formar los paquetes
individuales, y en la cual el tubo es agarrado y sellado entre
parejas de mordazas para formar paquetes almohadillados.
Los paquetes almohadillados son separados
cortando las partes selladas entre los paquetes, y después son
alimentados a una estación final de plegado, donde son plegados
mecánicamente hacia una forma acabada.
El aire estéril utilizado para secar la lámina
continua de material de envasado circula en circuito cerrado, a lo
largo del cual es procesado continuamente para eliminar el agente
esterilizante residual eliminado de la lámina continua, y cualquier
otra impureza, tal como polvo del papel, producido en particular por
el secado mecánico de la lámina continua.
El circuito de proceso del aire comprende
sustancialmente un conducto de entrada, para extraer el aire para
procesar desde el entorno aséptico; un conducto de distribución para
alimentar el aire estéril procesado devolviéndolo al entorno
aséptico; un compresor que tiene una entrada y una salida conectadas
al conducto de entrada y al conducto de distribución,
respectivamente; y medios purificadores situados aguas arriba y
aguas abajo desde el compresor, para eliminar las sustancias no
deseadas del aire alimentado al conducto de distribución.
Más específicamente, los medios purificadores
comprenden sustancialmente un dispositivo de lavado situado aguas
arriba del compresor, y que dirige un chorro de fluido de lavado,
normalmente agua, sobre el aire a procesar, para enfriar el aire y
condensar así el vapor del agente esterilizador en el aire. Los
medios purificadores comprenden también un dispositivo separador
situado aguas abajo del compresor, para separar las partículas de
líquido de la corriente de aire alimentada finalmente en el entorno
aséptico. El dispositivo separador comprende normalmente un filtro
que permite pasar el aire a su través, pero no las partículas
líquidas, que se juntan en gotas que caen en una zona de captura
desde la cual son drenadas posteriormente.
El circuito de proceso de aire comprende también
un calentador situado aguas abajo desde el dispositivo de
separación, para calentar y esterilizar el aire procesado, antes de
ser alimentado en el entorno aséptico.
Las máquinas envasadoras del tipo descrito
anteriormente se utilizan amplia y satisfactoriamente en una amplia
gama de industrias alimentarias para producir paquetes asépticos
sellados a partir de una lámina continua de material de envasado. El
rendimiento de las unidades esterilizadoras de tales máquinas, en
particular, asegura un amplio cumplimiento de las regulaciones que
rigen la esterilización de los paquetes.
Sin embargo, dentro de la industria, se siente
la necesidad de una mejora adicional, particularmente en lo que se
refiere a la posibilidad de que la cantidad de aire que circula,
durante el uso, dentro del entorno aséptico sea menor que la
deseada, debido a las obstrucciones a lo largo del circuito de
proceso, debidas, por ejemplo, al atasco del filtro del dispositivo
de separación y/o a la formación de calcificaciones en el
dispositivo de lavado.
Las variaciones de caudal son supervisadas
actualmente utilizando un caudalímetro situado entre el dispositivo
de separación y el calentador. Por debajo de un valor de caudal
predeterminado, la máquina se detiene y se limpian y/o sustituyen
las partes de los componentes que originan la obstrucción. Esto es
una tarea bastante laboriosa y, además de implicar frecuentes
paradas de la máquina, sigue sin asegurar que se mantenga constante
la cantidad de aire predeterminada dentro del entorno aséptico,
entre una parada de la máquina y la siguiente.
Más aún, las unidades esterilizadoras conocidas
del tipo descrito anteriormente, no proporcionan un caudal de aire
optimizado en las diversas etapas operativas de la máquina
envasadora, que son sustancialmente tres:
- etapa de esterilización de la máquina, antes
de comenzar la producción de envases;
- etapa de producción de envases;
- etapa final de producción.
Las etapas anteriores requieren cantidades
ampliamente diferentes de aire en el entorno aséptico. Por ejemplo,
se requiere una cantidad de aire mucho menor en las etapas que no
implican ninguna alimentación de la lámina continua que en la etapa
real de producción. La imposibilidad de optimizar el caudal de aire
estéril en las diversas etapas de funcionamiento de la máquina
empaquetadora, da como resultado por tanto un consumo innecesario de
energía.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un circuito de proceso de aire, para una unidad
esterilizadora que esterilice materiales laminares de envasado para
empaquetar productos alimenticios vertibles, diseñado para eliminar
los inconvenientes antes mencionados típicamente asociados con
circuitos de proceso de aire conocidos, de una manera directa con un
coste bajo.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona una circuito de proceso de aire para alimentar aire
estéril a un entorno aséptico de una unidad esterilizadora para
esterilizar materiales laminares de envasado para envasar productos
alimenticios vertibles, como se reivindica en la reivindicación
1.
Se describirá a modo de ejemplo un modo de
realización preferido, no limitativo, de la presente invención, con
referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La figura 1 muestra un diagrama de una máquina
para envasar productos alimenticios vertibles y que se caracteriza
por una unidad esterilizadora de acuerdo con las enseñanzas de la
presente invención;
La figura 2 muestra un diagrama de un circuito
de proceso de aire de la unidad esterilizadora de la figura 1.
El número 1 de la figura 1 indica en su
totalidad una máquina envasadora para producir continuamente envases
asépticos sellados de un producto alimenticio vertible a partir de
una lámina continua de material 2 de envasado (en adelante
denominado simplemente "lámina continua 2").
La máquina 1 comprende una unidad esterilizadora
3, a la cual se alimenta una lámina continua 2 desde un carrete (no
ilustrado) a lo largo de un camino P_{1}.
La unidad esterilizadora 3 comprende una cámara
4 de transición, en la cual se alimenta primero una lámina continua
2; un baño esterilizante 5 que contiene un agente esterilizante
líquido, por ejemplo una solución al 30% de peróxido de hidrógeno
(H_{2}O_{2}) y agua, a través del cual se alimenta la lámina
continua; y una cámara 6 de proceso, en la cual se seca la lámina
continua 2, como se explica en detalle a continuación.
El baño 5 esta sustancialmente definido por un
conducto en forma de U que está lleno, durante el uso, de un agente
esterilizante hasta un nivel predeterminado. El conducto en forma de
U está definido por dos ramas verticales 7 y 8, de entrada y salida
respectivamente, que tienen unas respectivas aberturas superiores 9,
10, que definen respectivamente la entrada y la salida de la lámina
2 hacia y desde el baño 5, y se comunican respectivamente con la
cámara 4 de transición y la cámara 6 de proceso. Las dos ramas 7, 8
están conectadas en la parte inferior por una parte de fondo 11 del
baño 5 que aloja un rodillo guía 12 de eje horizontal.
Dentro del baño 5, la lámina continua 2 describe
por tanto un camino P_{2} en forma de U de una longitud tal que
mantiene el material de envasado suficientemente largo dentro del
agente esterilizante.
El baño 5 está conectado a un circuito 13 de
control de agente esterilizante, que es conocido y por tanto no se
ilustra en detalle, y se mantiene durante el uso a una temperatura
controlada, por ejemplo alrededor de 70ºC.
La cámara 6 de proceso está situada por encima
de la cámara 4 de transición, está separada de ella por una
partición 14, y aloja medios de secado, indicados en su totalidad
como 15, para eliminar el agente esterilizante residual de la lámina
continua 2.
Los medios 15 de secado comprenden dos rodillos
locos escurridores 16 que tienen ejes horizontales paralelos,
situados cerca de la entrada de la cámara 6 de proceso, en lados
opuestos de la lámina continua 2, y al menos uno de los cuales está
cubierto con un material relativamente blando. Los rodillos
escurridores 16 ejercen presión sobre las respectivas caras de la
lámina continua 2 para escurrir las gotas de agente esterilizante y
devolverlas al baño 5.
Aguas abajo de los rodillos escurridores 16, la
lámina continua 2 se desvía sobre un camino horizontal P_{3} por
medio de un rodillo guía 17.
Los medios 15 de secado comprenden también dos
denominadas "cuchillas de aire" 19, conocidas e ilustradas
solamente de manera esquemática, situadas en lados opuestos de la
lámina continua 2, y estando definida cada una de ellas por una
tobera 20 que dirige un chorro de aire sobre una cara relativa de la
lámina continua 2, y por una pared 21 para guiar el chorro, durante
el uso, en una dirección sustancialmente paralela, aunque opuesta, a
la dirección del recorrido de la lámina continua 2.
Las toberas 20 forman parte de un circuito 22 de
proceso de aire descrito en detalle más adelante.
La unidad esterilizadora 3 comprende también una
cámara aséptica vertical 23 o torre, que tiene una parte superior 24
que se comunica con una cámara 6 de proceso, y una parte alargada 25
de fondo, en la que se pliega la lámina continua 2 sobre un cilindro
y se sella longitudinalmente para formar un tubo continuo 26 de
material de envasado que tiene un eje vertical A. La cámara aséptica
23 y la cámara 6 de proceso juntas forman un entorno aséptico
27.
Un canal 28 de sección estrecha, a través del
cual viaja la lámina continua 2, divide el entorno aséptico 27 en
dos regiones correspondientes, en el ejemplo ilustrado, a la cámara
aséptica 23 y a la cámara 6 de proceso, respectivamente.
Más específicamente, como se ilustra en los
dibujos que se acompañan, el canal 28 se extiende horizontalmente a
lo largo del camino P_{3} de la lámina continua 2, y conecta la
cámara 6 de proceso a la parte superior 24 de la cámara aséptica
23.
El canal 28 tiene un tamaño tal que produce una
diferencia predeterminada de presión entre las dos regiones o
cámaras 6, 23, y de esa manera fuerza al aire hacia el canal 28
desde la cámara (23) de alta presión a la cámara (6) de baja
presión, para secar eficazmente la lámina continua 2. Dentro del
canal 28, el aire fluye por tanto en dirección opuesta a la
dirección del recorrido de la lámina continua 2 a lo largo del
camino P_{3}.
Como se ilustra en los dibujos que se acompañan,
la parte superior 24 de la cámara aséptica 23 aloja varios rodillos
29, 30, 31 para guiar la lámina continua 2 desde el camino
horizontal P_{3} a un camino vertical P_{4}, paralelo al eje A
del tubo 26. Más específicamente, el rodillo 29 es accionado y está
situado inmediatamente aguas abajo del canal 28; el rodillo 30 es un
rodillo loco y define un elemento tensor; y el rodillo 31 es un
rodillo loco que guía la lámina continua 2 hacia abajo.
La parte superior 24 de la cámara aséptica 23
aloja dos deflectores 32, 33 para producir turbulencias en el aire
cercano a la salida del canal 28, y ayudar así a la eliminación de
cualquier agente esterilizante adicional que quede en la lámina
continua 2.
El tubo 26, formado aguas abajo del rodillo 31
de una manera conocida no descrita, se llena continuamente del
producto a envasar por medio de un conducto 36 de llenado, y sale
hacia abajo a través de una abertura inferior 37 en la cámara
aséptica 23, de la cual forma sustancialmente una extensión.
La máquina 1 comprende una unidad transversal
conocida 38 de sellar y formar, no ilustrada en detalle, en la cual
es agarrado el tubo 26 del material de envasado entre parejas de
mordazas 39, que sellan el tubo 26 transversalmente para formar
paquetes almohadillados asépticos 40, formados eventualmente por
medio de operaciones conocidas de corte y plegado en paquetes
individuales.
Con referencia a las figuras 1 y 2, el circuito
22 de proceso de aire comprende sustancialmente un conducto 41 de
entrada para extraer aire del entorno aséptico 27; un conducto 42 de
distribución para alimentar el aire estéril procesado al entorno
aséptico 27; un compresor 43 que tiene una entrada 44 de aire y una
salida 45 de aire, conectadas a un conducto 41 de entrada y un
conducto 42 de distribución, respectivamente; primeros y segundos
medios purificadores 46, 47, situados aguas arriba y aguas abajo del
compresor 43, respectivamente, y para eliminar partículas no
deseadas del aire que se está procesando; y un calentador 48
(conocido e ilustrado solamente de manera esquemática en la figura
2) para calentar y esterilizar el aire alimentado al entorno
aséptico 27.
Más específicamente, el conducto 41 de entrada
sale de la cámara 4 de transición, y el conducto 42 de distribución
está conectado a una entrada del distribuidor 50 de tres vías que
tiene una salida 50a conectada por un conducto 51 a las toberas 20
de las cuchillas 19 de aire, y una salida 50b conectada por un
conducto 53 a una o más entradas 52 para alimentar el aire en la
parte inferior 25 de la cámara aséptica 23. En condiciones normales
de funcionamiento, el distribuidor 50 alimenta convenientemente el
66% del caudal de aire entrante a una cámara aséptica 23, y el 33%
restante a una cámara 6 de proceso. En el conducto 51, hay alojado
un calentador eléctrico 54.
El aire alimentado a la cámara aséptica 23 por
el conducto 53 está a una temperatura de alrededor de 120ºC,
mientras que el aire alimentado a la cámara 6 de proceso por el
conducto 51 y el calentador 54 está a una temperatura de alrededor
de 180-190ºC.
Los primeros medios purificadores 46 comprenden
un dispositivo de lavado conocido (denominado "fregona") 55
para separar partículas de agente esterilizante en forma de vapor
del aire caliente extraído del entorno aséptico
27.
27.
Más específicamente, el dispositivo 55 de lavado
(figura 2) comprende sustancialmente un cuerpo hueco 56 situado a lo
largo de la parte del extremo aguas abajo del conducto 41 de
entrada, aguas arriba de la entrada 44 del compresor 43; y medios 57
de alimentación para suministrar un fluido de lavado o
refrigeración, en este caso, agua, y que desemboca dentro del cuerpo
56 para dirigir un chorro de agua sobre el aire interno al cuerpo
56, para condensar el vapor del agente esterilizante en el aire, y
separar así el vapor del aire.
Más específicamente, el cuerpo 56 está equipado
dentro con una malla 58, sobre la cual se rocía finamente el chorro
de agua de los medios 57 de alimentación, y que proporciona la
máxima zona de contacto aire-agua para conseguir la
refrigeración óptima y la condensación del vapor del agente
esterilizante.
Los medios 57 de alimentación comprenden
sustancialmente un conducto 60 de suministro de agua, que termina
dentro del cuerpo 56, con una tobera 61 sobre la malla 58.
El caudal de agua a lo largo del conducto 60 de
alimentación está controlado por una válvula solenoide 62 de
conexión/desconexión de dos vías y dos posiciones, en serie con el
conducto 60.
El conducto 60 de alimentación está equipado
también, ventajosamente, con un regulador 63 de presión para
asegurar una presión predeterminada del agua que alcanza el
dispositivo 55 de lavado; y un interruptor 64 de caudal, que genera
una señal de alarma cuando el caudal a lo largo del conducto 60 cae
por debajo de una valor mínimo predeterminado.
El regulador 63 de presión puede estar calibrado
apropiadamente en la sección de la tobera 61, para asegurar un
caudal de agua prácticamente constante a través del dispositivo 55
de lavado, y por tanto un suministro constante de aire al compresor
43.
Cualquier partícula de papel en el aire del
entorno aséptico 27 es incorporada en el caudal de agua y
posteriormente separada como se explica a continuación.
El compresor 43 empleado es preferiblemente un
compresor conocido de anillo de agua, que se describe a continuación
solamente por ser necesario para una clara comprensión de la
presente invención.
Más específicamente, el compresor 43 (figura 2)
comprende sustancialmente una caja 65 dentro de la cual, cuando el
compresor 43 está funcionando, un anillo de agua (no ilustrado) gira
y actúa como un fluido de bombeo de aire. Más específicamente, un
rotor (no ilustrado) está instalado excéntricamente dentro de la
caja 65, y tiene varias cavidades radiales, que están llenas de agua
en una parte del recorrido angular del rotor, y están casi vacías en
el resto. Este llenado y vaciado alternativo de las cavidades del
rotor produce un efecto de bombeo de aire. Parte del agua sigue al
aire fuera del compresor 43, mientras que se alimenta más agua
continuamente al compresor 43, mediante el dispositivo 55 de
lavado.
Los segundos medios purificadores 47 comprenden
un dispositivo separador 66, para separar el agua y las partículas
del agente esterilizante líquido del aire del compresor 43.
El dispositivo separador 66 comprende un cuerpo
hueco 67, a través del cual fluye el aire del compresor 43, y que
está equipado dentro con filtro separador 68 de
aire-agua, o más específicamente de
aire-líquido.
Más específicamente, como se ilustra en la
figura 2, el dispositivo separador 66 divide el conducto 42 de
distribución en dos ramas separadas 70, 71, una primera (70) de las
cuales conecta la salida 45 del compresor 43 al dispositivo
separador 66, y una segunda (71) de las cuales conecta el
dispositivo separador 66 al distribuidor 50 y, por tanto, al entorno
aséptico 27.
El cuerpo 67 es cilíndrico, con extremos
opuestos apuntados y abiertos 72, 73, uno de los cuales (72),
situado en la parte superior durante el uso, está conectado a la
rama 71 del conducto 42 de distribución, mientras que el extremo
opuesto inferior (73) está conectado a un conducto (74) de drenaje
para drenar el líquido separado. La rama 70 del conducto 42 de
distribución, por otra parte, desemboca lateralmente dentro del
cuerpo 67, por debajo del filtro 68.
El extremo inferior 73 del cuerpo 67 del
dispositivo separador 66 contiene siempre un nivel mínimo de
líquido, que actúa como un cierre hermético para impedir el escape
de aire. Un flotador 75 controla la apertura/cierre de un obturador
76, que actúa sobre la entrada del conducto 74 de drenaje. Cuando se
eleva el nivel del líquido separado, el flotador 75 desplaza el
obturador 76 a una posición abierta para drenar el líquido del fondo
del cuerpo 67; y cuando el nivel de líquido baja, el flotador 75
cierra el obturador 76.
El circuito 22 de proceso del aire comprende
también, ventajosamente, un dispositivo de medición de caudal o
caudalímetro 77, situado a lo largo del conducto 41 de entrada, y
que genera una señal f de caudal relacionada con la cantidad de
caudal que emite el entorno aséptico 27, y que fluye a lo largo del
conducto de entrada 41; y una unidad electrónica 78 de control
recibe la señal F de caudal, y genera una señal D de control para
variar al menos un parámetro operativo del compresor 43, por
ejemplo, la velocidad del rotor, en función de una señal F de
caudal.
Durante el uso real, tras haber sido
esterilizada la lámina continua 2 por inmersión en el baño 5, es
alimentada a la cámara 6 de proceso, donde pasa primero a través de
los rodillos escurridores 16, para eliminar mecánicamente las gotas
de agente esterilizante de la lámina continua 2.
A continuación, la lámina continua 2 es rociada
primero con chorros de aire estéril desde las cuchillas 19 de aire,
y después es desviada por el rodillo 17 a lo largo del camino
P_{3} hacia el canal 28.
A lo largo del canal 28, fluye una fuerte
corriente de aire por la lámina continua 2, secándola así de una
manera eficaz. La sección muy estrecha del canal 28, por una parte,
aumenta la eficacia de la corriente de aire en la lámina continua 2
y, por otra parte, produce una caída drástica en la presión entre la
cámara aséptica 23 y la cámara 6 de proceso, aumentando así la
fuerza de la corriente de aire que fluye por la lámina continua
2.
En la salida del canal 28, cualquier agente
esterilizante restante es eliminado de la lámina continua 2 por
medio de la turbulencia del aire en la región de los deflectores 32
y 33.
La lámina continua 2 es plegada después como un
cilindro y sellada longitudinalmente para formar el tubo 26, que es
llenado continuamente con el producto alimenticio vertible desde el
conducto 36, y es agarrado y sellado transversalmente por las
mordazas 39, para formar una sucesión de envases 40.
El circuito 22 de proceso de aire extrae aire
continuamente desde la cámara 4 de transición y la cámara 6 de
proceso, lo limpia del agente esterilizante residual y de cualquier
otra impureza, tal como las partículas de papel, y lo calienta y
esteriliza antes de realimentarlo en el entorno aséptico 27.
El caudalímetro 77 mide continuamente el caudal
de aire a lo largo del conducto 41 de entrada, y genera una señal F
de caudal; sobre la base de lo cual, la unidad 78 de control adapta
continuamente la velocidad del rotor del compresor 43, para
compensar cualquier reducción del caudal originado por la
obstrucción parcial, por ejemplo por calcificaciones, de la malla 58
del dispositivo 55 de lavado y/o del filtro 68 del dispositivo 66 de
separación y/o del calentador 48. En particular, la velocidad del
rotor del compresor 43 se aumenta para asegurar un caudal constante
de aire al entorno aséptico 27.
Antes de alcanzar la entrada 44 del compresor
43, el aire extraído del entorno aséptico 27 fluye a través del
dispositivo 55 de lavado, donde entra en contacto con el agua
finamente rociada a través de la malla 58, y es refrigerado; y
cualquier partícula de agente esterilizante en forma de vapor se
condensa y se mezcla con el agua.
El aire, junto con las partículas líquidas,
alcanza entonces el compresor 43, cuya acción de bombeo del anillo
de agua lo alimenta a lo largo del conducto 42 para ser realimentado
en el entorno aséptico 27. En el dispositivo 66 de separación, el
aire es entonces forzado a través del filtro 68, mientas que las
partículas líquidas se forman en gotas que caen y se recogen dentro
del extremo inferior 73 del cuerpo 67. Aquí, cuando se eleva el
nivel del líquido, el flotador 75 desplaza el obturador 76 hacia la
posición de apertura para dejar que el líquido recogido salga a lo
largo del conducto 74 de drenaje. La caída del nivel de líquido
cierra el obturador 76, de manera que hay siempre presente una
mínima cantidad de líquido dentro del extremo inferior 73 del
dispositivo 66 de separación, para actuar como un cierre
hermético.
El caudal de aire purificado desde el
dispositivo 66 de separación fluye entonces a través del calentador
48, donde es calentado y esterilizado antes de alcanzar el
distribuidor 50 y ser alimentado por el conducto 53 hacia la parte
inferior 25 de la cámara aséptica 23, y por el conducto 51 y el
calentador 54 a las toberas 20 de las cuchillas 19 de aire de la
cámara 6 de proceso.
Las ventajas de la unidad esterilizadora 3 y del
circuito 22 de proceso de aire de acuerdo con la presente invención,
quedarán claras a partir de la descripción precedente.
En particular, al disponer el caudalímetro 77
aguas arriba del compresor 43, a lo largo del conducto 41 de
entrada, y al conectar el caudalímetro a la unidad 78 de control que
controla el compresor 43, la velocidad del compresor 43 se puede
ajustar continuamente para compensar cualquier caída durante el
servicio del suministro de aire al entorno aséptico 27.
Más aún, la cantidad de aire que circula en el
entorno aséptico 27 se puede adaptar también a la velocidad de la
lámina continua 2 y a las diversas etapas de funcionamiento de la
máquina envasadora 1. Más específicamente, al utilizar la medición
de caudal como un parámetro de proceso, la velocidad del compresor
43 puede ser ajustada para reducir el suministro de aire al entorno
aséptico 27 en las etapas de funcionamiento de la máquina envasadora
1 que requieren una cantidad de aire menor, es decir, en la etapa de
la máquina esterilizadora anterior al comienzo de la producción de
envases, y en la etapa final de producción, ahorrando así energía,
particularmente en las etapas de calentamiento y esterilización del
aire.
Claramente, se pueden hacer cambios, en la
unidad esterilizadora 3 y en el circuito 22 de proceso del aire,
como se ha descrito e ilustrado en esta memoria, sin apartarse no
obstante del alcance definido en las reivindicaciones que se
acompañan.
En particular, en función de la señal F de
caudal generada por el caudalímetro 77, la unidad 78 de control
puede actuar, en lugar de ello, sobre los componentes del circuito
22 distintos del compresor 43, para variar los parámetros operativos
del proceso que controlan el suministro de aire al entorno aséptico
27. Por ejemplo, la unidad 78 de control puede actuar sobre una
válvula moduladora, situada a lo largo del circuito 22, para ajustar
la caída de presión a lo largo de la línea de entrada o la línea de
distribución del compresor 43.
Claims (9)
1. Un circuito (22) de proceso de aire, para
alimentar aire estéril a un entorno aséptico (27) de una unidad
esterilizadora (3), para esterilizar materiales laminares (2) de
envasado, para envasar productos alimenticios vertibles,
comprendiendo dicho circuito (22):
- un conducto (41) de entrada para extraer aire
a procesar desde dicho entorno aséptico (27);
- un conducto (42) de distribución para
alimentar aire estéril procesado a dicho entorno aséptico (27);
- un compresor (43) que tiene una entrada (44) y
una salida (45) conectadas a dicho conducto (41) de entrada y a
dicho conducto (42) de distribución, respectivamente;
- medios purificadores (46, 47) para separar las
partículas no deseadas del aire extraído desde dicho entorno
aséptico (27); y
- un caudalímetro (77) para medir el caudal que
circula a lo largo del dicho circuito (22);
y estando caracterizado porque comprende
medios (78) de control para variar al menos un parámetro operativo
de dicho circuito (22), en función de dicho caudal medido, y porque
dicho caudalímetro (77) está situado a lo largo de dicho conducto
(41) de entrada.
2. Un circuito como el reivindicado en la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho parámetro
operativo es un parámetro operativo de dicho compresor (43).
3. Un circuito como el reivindicado en la
reivindicación 2, caracterizado porque dicho parámetro
operativo es la velocidad de dicho compresor (43).
4. Un circuito como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque dicho compresor (43) es un compresor de anillo líquido.
5. Un circuito como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para eliminar
partículas no deseadas en forma de vapor en el aire extraído desde
dicho entorno aséptico (27), caracterizado porque dichos
medios purificadores (46, 47) comprenden medios (57) de alimentación
para suministrar un chorro de fluido de lavado sobre el aire a
procesar, para condensar dichas partículas no deseadas.
6. Un circuito como el reivindicado en la
reivindicación 5, caracterizado porque dichos medios (57) de
alimentación para suministrar fluido de lavado, comprenden un
conducto (60) de alimentación y un regulador (63) de presión,
situados a lo largo de dicho conducto (60) de alimentación.
7. Un circuito, como el reivindicado en la
reivindicación 6, caracterizado porque dichos medios (57) de
alimentación comprenden también un interruptor (64) de caudal,
situado a lo largo de dicho conducto (60) de alimentación y para
generar una señal de alarma cuando el caudal a lo largo de dicho
conducto (60) de alimentación cae por debajo de un valor mínimo
predeterminado.
8. Un circuito como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado
porque dichos medios purificadores (46, 47) comprenden medios
separadores (66) para separar dichas partículas líquidas del aire a
procesar.
9. Una unidad (3) para esterilizar un material
laminar (2) de envasado para una máquina envasadora (1) para envasar
productos alimenticios, comprendiendo dicha unidad (3):
- un baño (5) que contiene un agente
esterilizante, en el cual se hace avanzar continuamente dicho
material (2) de envasado;
- un entorno aséptico (27) que contiene aire
estéril, conectado a una salida (10) de dicho baño (5), y que aloja
unos medios (15) de secado para eliminar el agente esterilizante
residual de dicho material (2) de envasado; y
- un circuito (22) de proceso del aire, como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
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