ES2394393T3 - Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave - Google Patents

Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave Download PDF

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Abstract

Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en unautoclave, sometiéndose los envases compuestos por el producto y el embalaje a un tratamiento térmico auna temperatura determinada durante una duración determinada, estando compuesto el producto por unlíquido y partes en trozos, estando previstos en el interior del autoclave dispositivos para el accionamientorotatorio de los envases alrededor de un eje de giro, estando dispuesta una pluralidad de envases (P)dispuestos muy próximos entre sí en filas paralelas sobre bases de soporte, y estando dispuesta unapluralidad de bases de soporte equipadas con envases (P) unas encima de otras y estando fijadas en suposición mutua, caracterizado porque para alojar los envases está previsto un marco (1) bastidorfundamentalmente en forma de paralelepípedo que contiene una pluralidad de chapas (2) de inserción amodo de bandeja dispuestas unas encima de otras para alojar una pluralidad de envases (P) dispuestos enfilas paralelas unos detrás de otros de manera estrecha y situados sobre sus lados estrechos y las chapas(2) de inserción están configuradas de modo que entre la base (18B) de una chapa (2) de inserción y lassuperficies de envase que se encuentran por debajo de la chapa (2) de inserción dispuesta por debajo a latemperatura de carga existe un espacio de aire (G) estrecho.

Description

Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave
Sector de la técnica
La invención se refiere a un dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, sometiéndose los envases compuestos por el producto y el embalaje a un tratamiento térmico a una temperatura determinada durante una duración determinada, estando compuesto el producto por un líquido y partes en trozos, estando previstos en el interior del autoclave dispositivos para el accionamiento rotatorio de los envases alrededor de un eje de giro, estando dispuesta una pluralidad de envases dispuestos muy próximos entre sí en filas paralelas sobre bases de soporte, y estando dispuesta una pluralidad de bases de soporte equipadas con envases unas encima de otras y estando fijadas en su posición mutua.
Estado de la técnica
Se conoce desde hace mucho tiempo someter productos envasados en porciones tales como por ejemplo alimentos a un denominado proceso de tratamiento en autoclave para su conservación. A este respecto por ejemplo latas de conservas, en las que anteriormente se envasaron productos de alimentación, se exponen en un autoclave a una temperatura determinada durante una duración determinada para eliminar de manera fiable los gérmenes que se encuentran en el producto o en la lata. Las latas de conservas han demostrado ser especialmente útiles para el fin mencionado, en particular porque son insensibles a las condiciones reinantes en un autoclave (temperatura elevada, humedad elevada, presión elevada).
Sin embargo, si los alimentos u otros productos que van a esterilizarse se sacan al mercado no en conserva sino en otros envases, entonces, con un trabajo relativamente grande, debe esterilizarse en primer lugar el embalaje, a continuación verterse el producto en condiciones estériles al interior del embalaje y finalmente cerrarse el embalaje de forma aséptica. Los envases compuestos de cartón/plástico fabricados de este modo pueden contener productos tales como por ejemplo leche o verdura en puré durante un tiempo prolongado.
Por el documento DE 102 33 095 A1 se conoce un dispositivo en el que con ayuda de un proceso de autoclave de rotación para esterilizar alimentos, unos envases compuestos de cartón/plástico se mueven en un autoclave durante el tratamiento de tal manera, que se garantiza una mezcla permanente del contenido del envase durante el proceso de tratamiento en autoclave. Sin embargo, los medios utilizados para ello son muy complejos, de modo que este proceso no puede realizarse de forma comercialmente aceptable.
Por el documento EP 1 382 353 A se conoce un dispositivo para esterilizar productos envasados según el preámbulo de la reivindicación 1.
Objeto de la invención
Partiendo de esto la presente invención se basa en el objetivo de configurar y perfeccionar el dispositivo mencionado al inicio de modo que se posibilite una esterilización satisfactoria de un mayor número de envases sin que se deformen los envases o se dañe su imagen de impresión.
Con respecto al dispositivo con las características del preámbulo de la reivindicación 1 la solución consiste en que para alojar los envases está previsto un marco bastidor fundamentalmente en forma de paralelepípedo que contiene una pluralidad de chapas de inserción a modo de bandeja dispuestas unas encima de otras para alojar una pluralidad de envases dispuestos en filas paralelas unos detrás de otros de manera estrecha y situados sobre sus lados estrechos y las chapas de inserción están configuradas de modo que entre la base de una chapa de inserción y las superficies de envase que se encuentran por debajo de la chapa de inserción dispuesta por debajo a la temperatura de carga existe un espacio de aire estrecho.
Estos “paquetes” de capas de envase planas pueden fijarse en su posición mutua por ejemplo mediante un enganche mediante dispositivos neumáticos en sí conocidos para que puedan rotar en el autoclave de rotación sin que se produzcan cambios de posición de envases individuales que van a tratarse. Para ello, de manera conveniente, en la capa de envase más superior se encuentra una base de soporte adicional que en cierto modo actúa como “tapa”. Las bases de soporte individuales pueden fijarse además con dispositivos de centrado en sí conocidos con estabilidad de posición a la distancia paralela deseada entre sí.
Según la invención para alojar el envase está previsto además un marco bastidor fundamentalmente en forma de paralelepípedo que contiene una pluralidad de chapas de inserción a modo de bandeja dispuestas unas encima de otras para alojar una pluralidad de envases dispuestos en filas paralelas unos detrás de otros de manera estrecha y situados sobre sus lados estrechos.
La invención ha descubierto que de manera fiable puede excluirse un daño de la imagen de impresión o incluso una deformación del envase porque los envases que van a esterilizarse en el interior del autoclave se fijan o guían mediante las bases de soporte o chapas de inserción configuradas de forma especial de tal manera, que con la rotación por un lado tiene lugar una mezcla simultánea del contenido del envase y por otro lado se garantiza un contacto suficiente entre el vapor caliente o las secciones calientes de chapa y la superficie del envase.
Una esterilización suficiente de envases de materiales de envase disponibles comercialmente lleva a bollos, abolladuras y/o burbujas así como daños de la imagen de impresión en el envase debido a que localmente se moja el cartón. Debido a las temperaturas elevadas, la humedad elevada y la presión elevada en el autoclave la estructura compuesta disponible comercialmente se debilita tanto que se producen marcas no deseadas de los elementos de fijación del envase. En parte también pueden aparecer delaminaciones del material de envase. Además pueden producirse daños adicionales en la extracción de envases reblandecidos.
Debido al sistema el proceso de rotación sufre una mayor solicitación de las costuras o cantos de corte del envase, de modo que a diferencia del proceso estático no puede evitarse el impacto temporal de los medios de calentamiento o refrigeración en parte líquidos y en parte gaseosos independientemente del sentido de giro y la disposición de los envases en el autoclave. Por tanto los envases convencionales no pueden resistir esta solicitación elevada.
Con respecto a los envases utilizados puede estar previsto que el cartón esté hidrofobizado con cola para reducir la entrada de agua y que la cantidad de cola empleada ascienda a entre 1 y 4 kg/t de material fibroso seco.
Según una enseñanza adicional de la invención en la realización con marco bastidor está previsto que el autoclave sea un autoclave de rotación de vapor/aire o un autoclave de rotación de rociado. Debido a la estructura modular y compacta del dispositivo según la invención pueden emplearse sin más autoclaves de rotación habituales en el mercado.
Según una configuración adicional de la invención el marco bastidor presenta al menos una tapa abatible. Esto es especialmente conveniente porque una tapa sólo tiene que bloquearse para fijar las chapas de inserción tras la carga en su posición de modo que con la rotación no pierdan su posición mutua. Para la apertura o descarga el bloqueo sólo tiene que liberarse para levantar la tapa y poder extraer las chapas de inserción individuales. Por tanto puede prescindirse totalmente de un atornillado para asegurar la posición.
Para facilitar la introducción en el o la extracción del autoclave según una configuración adicional de la invención el marco bastidor está dotado de ruedas, patines, cadenas o carriles o similar que pueden desplazarse sobre carriles, guías o rodillos horizontales correspondientes para facilitar el proceso de carga del autoclave.
Una enseñanza adicional de la invención prevé que cada chapa de inserción presente un bastidor circundante y chapas de alma que discurren entre las filas de envases. De este modo se fija la posición de los envases por una superficie grande y se protegen frente a una deformación. Preferiblemente el bastidor y/o las chapas de alma están configurados de forma hueca y presentan hendiduras para posibilitar una buena circulación del medio de esterilización en el interior del autoclave. Las hendiduras están dispuestas a este respecto en una configuración adicional de la invención de modo que los envases en las superficies de contacto en contacto entre sí no se sitúan en la zona de las hendiduras. También de este modo se consigue una protección óptima de los envases frente a una deformación.
La invención ha descubierto además que es conveniente que la base de cada chapa de inserción no presente hendiduras u orificios. Además la base de cada chapa de inserción puede estar configurada como base hueca, de modo que a través de la misma pueda fluir aire o vapor para obtener una mejor temperación.
Según la invención las chapas de inserción están configuradas de modo que entre la base de una chapa de inserción y las superficies de envase que se encuentran por debajo a la temperatura de carga existe un espacio de aire estrecho. A la temperatura de carga la anchura del espacio de aire puede ascender a desde 0,5 hasta 10 mm, preferiblemente desde 3 hasta 5 mm. Sin embargo, la contrapresión en el autoclave de rotación se lleva a una temperatura superior a 100ºC de modo que mediante la dilatación térmica del embalaje en conexión con la dilatación del espacio de cabeza o la dilatación de la burbuja de gas el embalaje se engancha o fija entre las superficies paralelas de las bandejas de autoclave y así se evita un daño del embalaje.
Además se ha demostrado que se consigue un buen resultado de esterilización cuando el eje longitudinal de las filas de envases se sitúa en paralelo al eje de rotación del autoclave. Por tanto puede prescindirse de una rotación técnicamente muy complicada y que ocupa mucho espacio, de los envases que van a esterilizarse alrededor de un eje espacial no dispuesto en paralelo a los cantos del envase, tal como en el estado de la técnica genérico.
Puede estar previsto que la densidad del cartón sin procesar utilizado se sitúe en el intervalo de desde 680 hasta 860 kg/m3. Preferiblemente el grado de refino de las fibras de cartón utilizadas para el envase asciende a desde 15
hasta 35 SR. Un material de este tipo tiene una buena resistencia frente a las condiciones extremas que reinan en el autoclave.
Las superficies de los envases pueden estar impresas de forma hidrófoba y/o la impresión puede estar protegida mediante una capa de plástico transparente. Con esta configuración se excluye de manera fiable un daño de la imagen de impresión por desgaste y reventamiento o descoloración.
Una esterilización especialmente buena puede conseguirse cuando la cantidad de llenado de los envases utilizados se elige de modo que en su interior existe una burbuja de gas de desde un 2 hasta un 30% del volumen nominal del envase. De este modo y por las partes en trozos que se encuentran en el producto tiene lugar una mezcla uniforme y permanente del contenido del envase con la rotación en el autoclave. Esto lleva a tiempos de tratamiento considerablemente más cortos, lo que conlleva una protección adicional de los envases utilizados. Como gas puede emplearse de manera conocida por ejemplo nitrógeno.
Además los cantos de corte de los envases pueden estar comprimidos. Mientras que las superficies de envase están protegidas relativamente bien frente a la penetración de humedad mediante el recubrimiento de PP y/o la impresión hidrófoba, los cantos de corte “abiertos” son especialmente susceptibles en la zona de las costuras. Por este motivo una compresión adicional evita la penetración de vapor o humedad en el material compuesto.
Para captar la parte de oxígeno en el material compuesto de cartón/plástico pueden emplearse eliminadores. El uso de “captadores de oxígeno” de este tipo en el material de envase ya se conoce de por sí.
Descripción de las figuras
La invención se explica a continuación en más detalle mediante un dibujo que representa sólo un ejemplo de realización. En el dibujo muestran
la figura 1, una forma de realización del dispositivo según la invención en una vista frontal en un autoclave indicado sólo de manera esquemática,
la figura 2, el dispositivo según la invención de la figura 1 en una vista lateral,
la figura 3, el dispositivo según la invención de la figura 1 en una vista desde arriba, aunque con la tapa abierta,
la figura 4, una sección transversal ampliada a través de la parte superior del dispositivo según la invención, en la dirección de las flechas IV-IV en la figura 2,
la figura 5, un fragmento de esquina de una chapa de inserción vacía en una representación en perspectiva y
la figura 6, el fragmento de esquina de la figura 5 con un envase insertado.
Descripción detallada de la invención
El dispositivo según la invención para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo está compuesto en primer lugar por un marco (1) bastidor en el que está insertada una pluralidad de chapas (2) de inserción, tal como puede verse en las figuras 1 a 3. Para que las chapas (2) de inserción con la rotación del marco
(1) bastidor no se caigan del mismo, el marco (1) bastidor tiene una tapa (3) que puede bloquearse.
Sin embargo, tal como ya se mencionó el dispositivo comprende también realizaciones “sin bastidor” en las que los envases dispuestos unos encima de otros en varios planos se enganchan entre sí para su fijación, sin embargo en este caso se explicará a modo de ejemplo un dispositivo con un marco (1) bastidor.
El marco (1) bastidor está montado de forma giratoria a través de ejes (4) en soportes (6) laterales que se encuentran sobre un bastidor (5) base. Para aplicar el par de giro necesario el eje (4) de giro dispuesto a la izquierda en la figura 2 está dotado en el lado de extremo de una rueda (7) de cadena que a través de una cadena (C) representada con líneas discontinuas está unida con una rueda (8) de cadena adicional así como una rueda (9) tensora indicada sólo en la figura 1, con un árbol (10) de accionamiento que en el lado de extremo presenta un embrague (11) de garras que al introducirse en el autoclave (A) en la dirección de la flecha no denominada en más detalle establece una unión efectiva con un embrague correspondiente de un motor de accionamiento (no representado).
Para facilitar la operación de carga el bastidor (5) base dispone en su lado inferior de carriles (12) guía que sirven para guiar a lo largo de rodillos (R) fijados con libertad de giro en una base (B) del autoclave (A), tal como resulta claramente de las figuras 1 y 2.
De la figura 2 puede deducirse además que la tapa (3) está fijada mediante una articulación (13) en el marco (1) bastidor y puede bloquearse en su posición cerrada con ayuda de dos cierres (14). El marco (1) bastidor cerrado puede hacerse girar entonces en el interior del autoclave (A) alrededor del eje (4) de rotación; el círculo de basculación (S) correspondiente se representa con líneas y puntos en la figura 1.
De la figura 3 resulta ahora que cada chapa (2) de inserción, de las que sólo puede verse la más superior con la tapa (3) levantada, dispone de un bastidor (15) circundante que forma la delimitación lateral de una pluralidad de envases (P). Para que los envases (P) puedan disponerse en filas longitudinales uniformes unos detrás de otros y situados sobre sus lados estrechos dentro de la chapa (2) de inserción, cada chapa (2) de inserción dispone de chapas (16) de alma que discurren por toda la longitud de la chapa (2) de inserción que constituyen una delimitación lateral para las filas de envases adyacentes.
La estructura exacta de las chapas (2) de inserción según la invención puede deducirse de la figura 4, en la que se muestra la parte superior de un paquete de chapas (2) de inserción de la figura 2 en sección transversal en la dirección de las flechas IV-IV. En este caso puede observarse en primer lugar que el bastidor (15) de las chapas (2) de inserción está configurado de manera hueca y llega tan abajo que en cierto modo representa al mismo tiempo una “tapa” superior para los envases (P) dispuestos por debajo. La tapa (3) tiene por tanto en su lado inferior la misma forma. Además puede observarse que las chapas (16) de alma están dispuestas de modo que discurren de forma cónica hacia arriba, pero en la parte inferior definen en cada caso una anchura de envase. Una estructura de este tipo posibilita un ligero movimiento lateral de los envases (P) en la operación de giro en el autoclave (A).
Para que el medio de esterilización pueda distribuirse ahora de forma óptima también en la zona de las chapas (2) de inserción tanto el bastidor (15) como las chapas (16) de alma presentan hendiduras (17). La base (18) de las chapas (2) de inserción está configurada como base hueca, es decir, en este caso está compuesta por una base (18A) superior y una base (18B) inferior, tal como se muestra claramente en las representaciones en perspectiva según la figura 5 y la figura 6. Esta configuración tiene la ventaja de que las bases (18A) cerradas que no están dotadas de hendiduras u orificios constituyen un apoyo óptimo de los lados longitudinales estrechos de los envases (P). Para obtener una mejor visión general en la figura 6 se representa un envase (P) insertado en la chapa (2) de inserción mostrada. Debido al hecho de que por encima de la chapa (2) de inserción mostrada una chapa (2) de inserción adicional o la tapa (3), que también está dotada de ranuras (3A), delimitan las filas de envases hacia arriba se realiza también un apoyo correspondiente en la rotación del marco (1) bastidor. Las ranuras (3A) están dispuestas para ello exactamente por encima de las chapas (16) de alma, tal como resulta de la figura 3.
La altura de las chapas (2) de inserción se elige a este respecto de modo que entre la base (18B) de una chapa (2) de inserción y las superficies que se encuentran por debajo, de los envases (P) a la temperatura de carga existe un espacio de aire (G) estrecho, tal como resulta de la figura 4. A la temperatura de carga la anchura del espacio (G) asciende preferiblemente a desde 0,5 hasta 10 mm.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, sometiéndose los envases compuestos por el producto y el embalaje a un tratamiento térmico a 5 una temperatura determinada durante una duración determinada, estando compuesto el producto por un líquido y partes en trozos, estando previstos en el interior del autoclave dispositivos para el accionamiento rotatorio de los envases alrededor de un eje de giro, estando dispuesta una pluralidad de envases (P) dispuestos muy próximos entre sí en filas paralelas sobre bases de soporte, y estando dispuesta una pluralidad de bases de soporte equipadas con envases (P) unas encima de otras y estando fijadas en su
    10 posición mutua, caracterizado porque para alojar los envases está previsto un marco (1) bastidor fundamentalmente en forma de paralelepípedo que contiene una pluralidad de chapas (2) de inserción a modo de bandeja dispuestas unas encima de otras para alojar una pluralidad de envases (P) dispuestos en filas paralelas unos detrás de otros de manera estrecha y situados sobre sus lados estrechos y las chapas
    (2) de inserción están configuradas de modo que entre la base (18B) de una chapa (2) de inserción y las
    15 superficies de envase que se encuentran por debajo de la chapa (2) de inserción dispuesta por debajo a la temperatura de carga existe un espacio de aire (G) estrecho.
  2. 2. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un
    autoclave, según la reivindicación 1, caracterizado porque el autoclave (A) es un autoclave de rotación de 20 vapor/aire.
  3. 3.
    Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según la reivindicación 1, caracterizado porque el autoclave (A) es un autoclave de rotación de rociado.
  4. 4.
    Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el marco (1) bastidor presenta al menos una tapa (3) abatible.
    30 5. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el marco (1) bastidor presenta ruedas, patines, cadenas y/o carriles (12) para una introducción o extracción más sencilla en el o del autoclave (A).
    35 6. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque cada chapa (2) de inserción presenta un bastidor (15) circundante y chapas (16) de alma que discurren entre los lados del envase.
  5. 7. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un
    40 autoclave, según la reivindicación 6, caracterizado porque el bastidor (15) y/o las chapas (16) de alma están configurados de forma hueca y presentan hendiduras (17).
  6. 8. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según la reivindicación 7, caracterizado porque las hendiduras (17) están dispuestas de modo
    45 que los envases (P) en las superficies de contacto en contacto entre sí no se sitúan en la zona de las hendiduras (17).
  7. 9. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un
    autoclave, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque al menos en la zona de contacto 50 con los envases (P) la base (18) de cada chapa (2) de inserción no presenta hendiduras u orificios.
  8. 10. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según la reivindicación 9, caracterizado porque la base (18) de cada chapa (2) de inserción está realizada como base hueca, de modo que entre la chapa (18A) superior y la chapa (18B) inferior pueda fluir
    55 aire o vapor.
  9. 11. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la anchura del espacio de aire
    (G) asciende a desde 0,5 hasta 10 mm.
  10. 12. Dispositivo para esterilizar envases compuestos de cartón/plástico en forma de paralelepípedo en un autoclave, según la reivindicación 11, caracterizado porque la anchura del espacio de aire (G) a la temperatura de carga asciende a desde 3 hasta 5 mm.
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