ES2604009T3

ES2604009T3 - Proceso continuo de envasado que emplea luz ultravioleta C para esterilizar botellas

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Publication number: ES2604009T3
Application number: ES13382235.3T
Authority: ES
Inventors: Alex Guamis Alegre; David Guamis Alegre; Leo Moreta Bufill; Antonio ALMAGRO GARCÍA; Jose Rizo Claravalls
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: NZ715172A; RU2015155364A; HRP20160948T8; US20160137473A1; SI2816002T1; AU2014283518B2; EP2816002A1; CA2915762A1; JP2016530167A; DK2816002T3; KR20160065051A; BR112015032142A2; JP6348581B2; PL2816002T3; CN105431372B; KR102159071B1; MX2015017946A; CN105431372A; BR112015032142B1; AU2014283518A1

Abstract

Proceso continuo de envasado que emplea luz ultravioleta C para esterilizar el interior de botellas y tapones de cierre destinados a contener productos alimenticios, cosméticos y farmacéuticos, caracterizado por comprender la siguiente secuencia de etapas: a) preparación preliminar y/o formación de botellas; b) introducción de las botellas con tapón en un túnel o cabina, en donde las botellas son sometidas a un flujo de aire microfiltrado y sobre-presurizado, a una presión superior o igual a 50 KPa y régimen laminar, y una batería de lámparas de UV-C irradia sobre toda las superficie interna de la cabina o túnel y la superficie exterior de las botellas; c) retirada de los tapones mediante un brazo robótico o mecánico; d) introducción de una lámpara emisora de luz ultra violeta C en el interior de cada botella, estando configurada la lámpara con un grosor estrecho para irradiar toda la superficie interna de las botellas, evitando así los puntos ciegos; e) llenado del recipiente con el producto alimenticio, cosmético o farmacéutico, mediante una válvula aséptica estanca; f) irradiación con luz UV sobre la superficie interior de los tapones, mientras se desplazan por un canal abierto, y g) cierre de las botellas con los tapones irradiados, mediante un brazo robótico o mecanizado.

Description

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DESCRIPCION

Proceso continuo de envasado que emplea luz ultravioleta C para esterilizar botellas Objeto de la invencion

La presente invencion se refiere a un proceso continuo de envasado que utiliza una fuente emisora de alta potencia de luz ultravioleta C, en condiciones asepticas, para esterilizar toda la superficie interior de las botellas destinadas a contener productos alimenticios, cosmeticos, farmaceuticas.

El proceso continuo que aqul se describe comprende, ademas de la esterilizacion mediante luz UV-C, una etapa preliminar de preparacion y/o formacion de la botellas; y etapas finales de llenado y taponado de las botellas en condiciones asepticas.

Antecedentes de la invencion

Aunque el envasado aseptico de alimentos, cosmeticos, farmacos, etc., adquirio importancia durante las ultimas dos decadas, sus orlgenes se remontan a comienzos de siglo (1914), cuando se desarrollaron filtros esterilizantes para llquidos transparentes. A finales de la primera guerra mundial, en Dinamarca se logro envasar asepticamente leche esterilizada segun un proceso no conocido.

En los anos 40 se iniciaron los trabajos, que llevaron al desarrollo de un sistema de produccion de envase en latas esterilizadas por atmosfera de vapor recalentado. En 1962, comienza a funcionar la primera maquina Tetra Pak y desde entonces este sistema se impuso alrededor del mundo, con casi 40 anos de experiencia.

En la actualidad, las envasadoras de botella tipo PET (polietileno de tereftalato), PE (polietileno), PP (polipropileno), vidrio, etc. han tomado un papel muy importante en el mercado, ya sea debido a aspectos economicos, marketing o preferencias de consumidores, y de aqul la necesidad de obtener procesos de embotellado asepticos seguros y fiables.

A traves de los anos se ha investigado un gran numero de procesos de esterilizacion de materiales de empaque y envase; una parte de estos tienen hoy en dla aplicaciones practicas. Estos procesos se subdividen en procesos qulmicos y flsicos. Tambien estos procesos se pueden combinar entre si.

De entre los diferentes procesos qulmicos, uno de los mas utilizados es la utilizacion de banos por inmersion, aerosol, mediante el empleo de vapor de peroxido de hidrogeno (H2O2) a concentraciones superiores a 20%, a temperaturas entre 80 y 85 °C y/o el empleo de acido peracetico (CH3COOOH), a una concentracion entre 0,01 y 1%. Posteriormente, se intentan eliminar dichos productos qulmicos mediante secado y calor.

La utilizacion de productos qulmicos, tales como, H2O2 y CH3COOH, implica elevados riesgos tanto para los consumidores como para los operarios de la maquina. Para los consumidores, cuando no se logra eliminar todo el peroxido y/o acido per-acetico y queden residuos de estos, ya sea significativo o residual. Para los trabajadores o manipuladores de los equipos, porque tratan con productos toxicos e irritantes a las concentraciones en que se trabaja (30-35%). Ademas, existe el riesgo potencial para el medio ambiente tanto por su almacenaje, manipulacion y residuos, como por su utilizacion.

Otro aspecto negativo de los procesos de esterilizacion qulmicos, en concreto, el que utiliza peroxido de hidrogeno, reside en los efectos perjudiciales que provoca con el tiempo en muchos materiales y componentes (juntas, sistemas-circuitos electronicos, etc.) de las propias maquinas embotelladoras y equipos cercanos. Otra caracterlstica negativa es que, en relacion con los alimentos a envasar, dichos desinfectantes poseen una capacidad de oxidacion de los alimentos (grasas, vitaminas) que podrlan afectar a su valor nutritivo y a sus caracterlsticas organolepticas (aroma, sabor, color).

Ademas, la eficacia de dichos desinfectantes qulmicos es relativa o limitada, debido a que el tiempo de contacto debe ser muy corto debido a motivos de productividad y las dosis o concentraciones de los desinfectantes tambien estan limitadas para poder ser eliminados totalmente en etapas posteriores de una forma rapida. Los requerimientos sanitarios, en relacion con la cantidad de peroxido de hidrogeno presente en el producto, se tiene como ejemplo que la FDA (Food & Drug Administration) en USA no permite mas de 0,1 ppm (partes por millon).

Adicionalmente, para la esterilizacion qulmica se estan aplicando algunos procesos especiales, tales como, uso de ozono en el envasado del vino esterilizado, uso de soluciones de cloro o yodo en la esterilizacion de

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los tanques estacionarios y moviles de almacenaje. Si los productos alimentarios o farmaceuticos a envasar registran un grado de acidez por debajo de 4,5 (pH <4.5), y, de este modo, no se ven afectados por bacterias formadoras de esporas, solo entonces se utilizan metodos menos radicales.

Respecto a los tratamientos flsicos de los materiales de envases, en concreto, las botellas de material plastico, el calor seco o calor humedo (vapor de agua) tiene una aplicacion practica limitada, porque han de aplicarse a temperaturas por debajo de los 90°C (segun el material de la botella, PET, PE, PP), debido a problemas de deformacion de aquellas. Por ello, en la actualidad, la irradiacion con luz ultravioleta C es la que se incorpora como complemento a los tratamientos qulmicos en algunos procesos de envasado aseptico.

Hace mas de 100 anos se conoce el efecto bactericida de la luz UV-C sobre los microorganismos, tanto en sus formas vegetativas como esporuladas. En el siglo pasado (1910) se descubrio que el material genetico de los microorganismos tiene maxima absorcion de luz UV-C a 260 nm. A partir de los anos 40 se perfecciono la fabricacion de lamparas y en 1955 se obtuvieron las primeras construidas en cuarzo y con longitudes de onda de 254 nm, las cuales resultaron realmente efectivas. A principios de los 80's, comenzo a popularizarse la aplicacion de la luz UV-C en la purification del agua para bebidas y alimentos como una alternativa para mejorar el sabor y olor a bajo coste y con seguridad. A mediados de los 90's, los equipos de luz UV-C con lamparas de presion media empezaron a ser instalados en sistemas de agua potable y comenzo a difundirse su empleo en la desinfeccion del aire.

La luz UV-C, si bien es considerada como bactericida, afecta practicamente a todos los tipos de organismos microscopicos (virus, bacterias, algas, hongos, levaduras y protozoos). El poder desinfectante de la luz UV-C se debe a su action sobre el ADN de las celulas, disminuyendo su actividad respiratoria, bloqueando los procesos de slntesis e inhibiendo o retardando la mitosis. Por otro lado, el efecto de la luz UV-C sobre dos bases de timina o citosina (pirimidinas) contiguas en una misma cadena de ADN o ARN forma moleculas dobles o dlmeros, que impiden la duplication del ADN o ARN de los microorganismos, y por tanto su reproduction. Podrlan ocurrir procesos de reactivation y reparation mediante fotoreactivacion a traves de alguna enzima fotoreactivadora que invierte la dimerization, pero esto suele ocurrir en condiciones extremas de laboratorio, tales como exposiciones prolongadas a altas temperaturas y radiaciones de longitud de onda superiores a 300 nm, cosa que no se dan ni en los procesos de llenado y tapado de los envases, como en la vida comercial logica de cualquier alimento envasado.

El mecanismo de actuation de la luz UV-C es altamente interesante a la hora de evitar la creation de resistencias de los microorganismos a los tratamientos. Tambien, se evita la generation de danos sub-letales o microorganismos lesionados que producen otros tratamientos bactericidas, y que producen falsos negativos ya que con el tiempo pueden repararse esos danos, y los microorganismos pueden crecer y multiplicarse, provocando alteraciones y contaminaciones en los alimentos. Estas caracterlsticas si han sido descritas en otros procesos de destruction microbiana tanto procesos flsicos (calor, presion, etc.) como, sobre todo, procesos qulmicos (peroxido de hidrogeno, desinfectantes, etc.)

La accion bactericida de la luz UV-C depende de la intensidad y de la dosis aplicada. La intensidad (I), o irradiancia, es la cantidad de energla UV por unidad de area medida en microWatts por centlmetro cuadrado (pW/cm2). La dosis de aplicacion corresponde al producto de la intensidad por el tiempo (dosis = Intensidad x tiempo contacto) y se expresa en Joule por metro cuadrado (J/m2) o el equivalente en microWatts segundo por centlmetro cuadrado (pW.s /cm2).

Otra de las caracterlsticas de la tecnologla que emplea luz UV-C es que su efecto bactericida es acumulativo en el tiempo (dosis).

Hoy en dla, la tecnologla de fabricacion de lamparas UV puede producir tres tipos basicos de lamparas de descarga de vapor de mercurio, construidas en general de forma tubular:

1) LP (Low Pressure) de mercurio tipo catodo caliente;

2) LPHO (Low Pressure High Output) de mercurio tipo amalgama, y

3) MP, (Medium Pressure) de mercurio:

Las lamparas UV normalmente no pierden su capacidad de generar radiation; sin embargo, despues de 8.000 horas de uso, su cristal se polariza y no transmite adecuadamente la longitud de onda de 254 nm, llegando a perder entre el 25-30 % de su emision UV total. Esto constituye una desventaja, ya que se hace necesario un adecuado mantenimiento preventivo: cambio de la lampara, en funcion de las horas de uso, una vez al ano, por lo general.

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Las lamparas UV, conocidas como bactericidas, son similares en diseno a las fluorescentes. La Luz UV es emitida como resultado de un flujo de corriente (arco fotovoltaico) a traves de vapor de mercurio a baja presion entre los electrodos de la lampara, produciendo la mayor parte de su emision a 254 nm. La lampara bactericida tiene un envoltorio de cuarzo puro. Esta es la principal diferencia con una lampara fluorescente corriente. Este cuarzo puro proporciona una alta transmision a la luz UV. En cambio, la lampara fluorescente tiene un vidrio con una pellcula interior de fosforo, la cual convierte la luz UV en luz visible. El tubo de cuarzo de la lampara UV transmite aproximadamente un 95% de la energla UV, en cambio, un vidrio transmite no mas de un 65% y se polariza rapidamente.

Las empresas que desarrollan este tipo de lamparas han evolucionado mucho, creando lamparas de gran potencia electrica de entrada y gran eficacia de salida en forma de UV-C (254 nm de longitud de onda). Sin embargo, uno de los mayores problemas o desventajas cuando se emplean estas lamparas reside en que presentan puntos ciegos, como son los extremos (electrodos). Estos extremos no son emisores y, por tanto, dejan zonas en sombra sin recibir la irradiacion necesaria.

Para solucionar esa desventaja, se han disenado lamparas en forma de U, cuyas conexiones estan en un extremo, evitando el punto ciego del otro extremo. Ademas, dicho punto ciego es un problema a la hora de irradiar luz UV en el fondo interior de las botellas.

Otra de las ventajas de estas lamparas en forma de U es que se puede aumentar su potencia (irradiancia) sin tener que aumentar su longitud, lo cual implica tiempos de exposicion mas cortos para un mismo nivel de destruccion bacteriana.

El principal problema que presentan estas lamparas en forma de U es que debido a la dificultad de dar curvatura al cuarzo puro, las lamparas comerciales hasta ahora presentaban un grosor considerable, haciendo que estas no pudieran ser introducidas por el diametro de los cuellos de las botellas comerciales.

Por ello, como consecuencia de unas mejoras sustanciales en los procesos y tecnologlas de fabricacion de lamparas de UV-C (curvaturas del cuarzo), se han obtenido una serie de lamparas con unas caracterlsticas y un diseno determinado, con una potencia suficiente, una eficacia de salida adecuada pWatts/cm2, un diseno adaptado a mecanismos (brazos roboticos) moviles, con una longitud o recorrido, sin que existan puntos ciegos o sombras, suficientes para abarcar toda la superficie de las botellas de vidrio y plastico (PET, PE, PP. etc.) de mayor uso comercial. Especialmente, el logro de lamparas con un diametro suficientemente estrecho para su introduccion en botellas comerciales que esteticamente son aceptadas por los consumidores, las cuales tienen un diametro interno de 25-30 mm.

Hasta el momento, en los procesos de embotellado, la aplicacion de las lamparas UV-C en las botellas de cuello “estrecho” se limitaba solamente a irradiar sobre las superficies externas de las botellas.

Tradicionalmente, las botellas de plastico o de vidrio, se esterilizan por medio de soluciones de H2O2 a temperaturas elevadas y tiempos de contacto suficientes para alcanzar esterilizacion superficial. Asl, se han empleado convencionalmente para este proposito soluciones de H2O2 de aproximadamente 30-35 %, a temperaturas de aproximadamente 80-85 °C y tiempos de contacto de al menos 20 segundos.

La tecnica anterior ha mostrado que la concentracion de H2O2 puede reducirse hasta aproximadamente de 0,25 a 5%, cuando se emplean simultaneamente otros mecanismos letales. Por ejemplo, los resultados obtenidos en la solicitud US 4.289.728 indican que puede alcanzarse una reduccion logarltmica de esporas de Bacillus subtilis superior o igual a 4 Log UFC/cm2., cuando tal suspension de esporas en H2O2 al 0,25% se somete a 30 segundos de irradiacion UV-C, seguido por calentamiento a 85°C, durante 60 segundos. Sin embargo, este metodo implica 90 segundos por tratamiento. Otro ejemplo es la solicitud GB 1.570.492 que ensena que un material de envase plano (tira de poliestireno) puede esterilizarse por medio de un esterilizante constituido por H2O2 (>20%) y CH3COOOH (0,01-0,5%) en una solucion acuosa. Ademas, en dicha solicitud se ensena que puede alcanzarse reducciones de 6 unidades logarltmicas de esporas de B. subtilis, cuando la solucion de H2O2/CH3COOOH se aplicaba en la superficie del material de envase, seguido por tratamiento con aire caliente (65 - 86°C) durante 2-12 segundos adicionales.

Tales niveles altos de H2O2, acidos, y temperatura, junto con un tiempo de contacto relativamente largo, son necesarios para lograr esterilizacion superficial efectiva para satisfacer las normas microbiologicas de las operaciones de envasado aseptico. Sin embargo, como los altos niveles resultantes de H2O2 podrlan terminar en el producto envasado, la industria de la alimentacion, por ejemplo, esta continuamente buscando control y/o alternativas mejores para hacer frente a tal problema.

Description de la invention

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Teniendo en cuenta las desventajas y limitaciones anteriores, la presente invencion proporciona un proceso continuo de envasado en condiciones asepticas que comprende una secuencia de etapas dirigidas a envasar productos alimenticios, cosmeticos y farmaceuticos en botellas de plastico o vidrio y sus respectivos tapones.

El proceso de la invencion comprende novedosamente, entre otras etapas, una etapa en la que se esterilizan las superficies internas y externas de botellas con cuello estrecho y hombros, fabricadas a partir de vidrio o de plastico.

En esta etapa de esterilizacion se someten a las botellas a una irradiacion directa, desde el interior de las botellas, emitida por una fuente de luz UV-C.

De forma novedosa, se emplean unas lamparas de ultima generacion con una configuracion en forma de U y con una alta eficiencia de salida de potencia que se introducen a traves de la boca de la botella para irradiar toda su superficie interior.

Ventajosamente, la presente invencion proporciona un proceso que no utiliza metodos qulmicos, mas particularmente; no utiliza H2O2 o CH3COOOH.

El proceso de la invencion emplea luz ultravioleta C para esterilizar las botellas, en su interior, y tapones de cierre que se destinan a contener productos alimenticios, cosmeticos y farmaceuticos, y comprende la siguiente secuencia de etapas:

a) preparation preliminar y/o formation de las botellas;

b) introduction de las botellas con tapon en un tunel o cabina, en donde las botellas son sometidas a un flujo de aire microfiltradoy sobre-presurizado, a una presion superior o igual a 50 KPa (>0.5 bares) y regimen laminar, y una baterla de lamparas de UV-C irradia sobre toda las superficie interna de la cabina o tunel y la superficie exterior de las botellas;

c) retirada de los tapones mediante un brazo robotico o mecanico;

d) introduccion de una lampara emisora de luz ultra violeta C en el interior de cada botella, cuya lampara esta configurada, a traves de un grosor estrecho, para irradiar sobre toda la superficie externa y externa de las botellas para evitar los puntos ciegos;

e) llenado de la botella con el producto alimenticio, cosmetico o farmaceutico, mediante una valvula aseptica estanca;

f) irradiacion de la superficie interior de los tapones, mientras se desplazan por un canal abierto,

g) cierre de las botellas con los tapones irradiados, mediante un brazo robotico o mecanizado.

Una option del proceso se caracteriza porque la etapa de preparacion preliminar a) consiste en un soplado y moldeado de preformas para la formacion y obtencion de botellas. Esta opcion proporciona la posibilidad de introducir una llnea de formacion y obtencion de botellas que antecede a la llnea de envasado aseptico de los productos alimenticios, cosmeticos y farmaceuticos.

Otra opcion del proceso es que la etapa de preparacion preliminar a) consiste en un tratamiento termico mediante vapor presurizado en autoclave de las botellas con tapon.

Las ventajas que aporta el proceso de la presente invencion a la tecnica son:

- no utilizar productos qulmicos desinfectantes, tales como, H2O2, CH3COOOH, lo cual implica la elimination del riesgo de la presencia de residuos qulmicos en el recipiente o envase;

- la irradiacion procedente de la fuente de luz UV-tipo C que se aplica en el proceso de la invencion se aplica a toda la superficie interior y al fondo de la botella, evitando as! zonas o puntos ciegos;

- el diametro externo de la lampara de luz UV-tipo C permite su acceso a traves de las aberturas estrechas de las botellas de plastico o vidrio normalmente usados en las industrias alimentaria, cosmetica y farmaceutica;

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- se evitan contaminaciones microbiologicas e incluso se reduce la carga microbiana del recipiente destinado a envasar el alimento, producto farmaceutico o similar y del tapon, si la tuviera inicialmente;

- se reduce la presencia de las formas vegetativas y esporuladas de los microorganismos, y

- se reduce el numero de microorganismos tanto en estado seco como en estado humedo.

Description de las figuras

La Figura 1 muestra la introduction de la lampara UV-C (2) en forma de U dentro de la botella (1) para irradiar la superficie interior de esta.

La presente invention se describe mas abajo mediante los siguientes ejemplos de realization.

Ejemplo 1

En este ejemplo, el proceso se inicia con un tratamiento preliminar de las botellas con tapon que se destinan a contener un producto alimenticio. Dichas botellas son sometidas a la siguiente secuencia de etapas:

1.a) tratamiento termico mediante vapor presurizado en autoclave de las botellas con tapon.

1.b) introduccion de las botellas con tapon en un tunel o cabina aseptica, en donde permaneceran hasta el final del proceso (tapado), sobre las cuales se aplica un flujo de aire microfiltrado, sobre-presurizado, a presion superior o igual a 50 KPa (>0.5 bares) y regimen laminar, y en donde se irradia toda la superficie interna de la cabina o tunel y toda la superficie exterior de las botellas, mediante una baterla de lamparas de UV-C;

1.c) retirada de los tapones de las botellas, mediante un brazo robotico o mecanico;

1.d) introduccion de una lampara (2) de luz ultra violeta C en el interior de cada botella (2), en la que dicha lampara tiene forma de U para evitar los puntos ciegos presenta una potencia de salida superior o igual a 3 pW/cm2 y la lampara presenta un diametro menor o igual a 35 mm y la misma se adapta a brazos roboticos o mecanicos;

1.e) llenado de la botella con el producto alimenticio, mediante una valvula aseptica estanca;

1.f) irradiation de la superficie interior de los tapones mientras se desplazan por un canal abierto,

1. g) cierre de las botellas con los tapones irradiados, mediante un brazo robotico o mecanizado.

Ejemplo 2:

En este ejemplo, el proceso de la invencion se inicia a partir de botellas con tapon que han sido previamente sopladas, moldeadas, formadas y tapadas provenientes de un sub-proceso externo. Las botellas son destinadas a contener un producto farmaceutico y son sometidas a la siguiente secuencia de etapas:

2. a) introduccion de las botellas con tapon en un tunel o cabina aseptica, se aplica un flujo de aire microfiltrado, sobre-presurizado, a presion superior o igual a 50 KPa (>0.5 bares) y regimen laminar, y en donde se irradia toda la superficie interna de la cabina o tunel y toda la superficie exterior de las botellas, mediante una baterla de lamparas de UV-C;

2.b) retirada de los tapones mediante un brazo robotico o mecanico;

2.c) introduccion de una lampara (2) de luz ultra violeta C en el interior de cada botella (2), donde dicha lampara tiene forma de U para evitar los puntos ciegos), presenta una potencia de salida (output irradiance) superior o igual a 3 pW/cm2 y la lampara presenta un diametro menor o igual a 35 mm y la misma se adapta a brazos roboticos o mecanicos;

2.d) llenado de la botella con un producto farmaceutico, mediante una valvula aseptica estanca;

2.e) irradiacion de la superficie interior de los tapones, mientras se desplazan por un canal abierto, y

2. f) cierre de las botellas con los tapones irradiados mediante un brazo robotico o mecanizado.

Ejemplo 3:

3. a) En este tercer ejemplo, existe una etapa preliminar de formacion de botellas, destinadas a contener un producto cosmetico. Aqul, unas preformas, a las cuales se extraen posibles partlculas sobre su superficie

5 mediante limpieza con aire a presion, son sometidas un soplado a presion con aire caliente y moldeado termico, para obtener botellas.

Seguidamente, de una manera directa y continua, una vez que las botellas estan formadas, estas continuan hacia la siguiente secuencia de etapas:

3.b) introduccion de las botellas en caliente en un tunel o cabina aseptica, en donde permaneceran hasta el 10 final del proceso (tapado), y aplicacion de las mismas caracterlsticas que en las etapas 1.b (ejemplos 1) y etapa 2.a (ejemplo 2);

3.c) retirada de los tapones de las botellas, mediante un brazo robotico o mecanico;

3.d) introduccion de una lampara (2) de luz ultra violeta C en el interior de cada botella (1), donde dicha lampara tiene forma de U para evitar los puntos ciegos, con una potencia de salida superior o igual a 3 15 pW/cm2 y la lampara presenta un diametro menor o igual a 35 mm y la misma se adapta a brazos roboticos o

mecanicos;

3.e) llenado de la botella con un producto cosmetico, mediante una valvula aseptica estanca;

3.f) irradiacion de la superficie interior de los tapones, mientras se estan desplazando por un canal abierto, y

3.g) cierre de las botellas con los tapones irradiados, mediante un brazo robotico o mecanizado.

20 Para demostrar la eficacia de la presente invencion, especialmente, la de la etapa de introduccion de una lampara de luz ultra violeta C en el interior de las botellas, que es la que aporta mayor eficacia de todas que comportan el proceso de la invencion, se ha estudiado la tasa de supervivencia o letalidad de diferentes microorganismos (bacterias y mohos) y diferentes estados fisiologicos (vegetativas y esporuladas), para obtener una amplia muestra representativa del comportamiento o supervivencia de estos frente a la luz 25 ultravioleta en la superficie interior de las botellas. Las cepas ensayadas fueron las siguientes:

• Staphylococcus aureus CECT 534

• Escherichia coli CECT 405

• Listeria innocua CECT 910

• Lactobacillus helveticus CECT 414

30 • Pseudomonas fluorescens CECT 378

• Bacillus subtilis (esporas) CECT 4002

• Aspergillus niger (esporas) CECT 2574

La inoculacion de las cepas se efectuo de manera uniforme por todo el interior de las botellas de polietileno de tereftalato (PET), polipropileno (PP) y los tapones de polietileno de alta densidad (HDPE), donde se 35 alcanzaron concentraciones de entre 106 y 108 ufc/cm2, dependiendo del microorganismo. Las superficies interiores fueron secadas bajo condiciones de esterilidad durante al menos 6 horas.

La lampara ultravioleta fue introducida totalmente en el interior de las botellas, durante diferentes tiempos: 3, 6, 12, 30, 60 y 120 segundos, y las distancias y potencia de salida en forma de luz ultravioleta C fueron graduadas para obtener respectivamente los siguientes valores de irradiancia: 2,5; 5,0; 7,2; 10,5; 19 y 35 40 pW/cm2. Todos los ensayos fueron realizados en condiciones de temperatura ambiente.

La eficacia de la etapa de introduccion de una lampara de luz ultra violeta C en el interior de las botellas se demuestra a traves de las Tablas 1-8, que exponen los resultados logrados.

Table 1. Effect on lethality by means treatments of UV-C light with irradiance of 19 |jW/cm2 during several exposure times on different microorganisms inoculated on internal surface of PET bottles.

TIME (seconds) exposure

: 3 s 6 s 12 s 30 s 60 s 120 s

XI CO o
XI CO o
XI CO o
XI CO o
XI CO o
XI CO o

B. subtilis (spores): 1,06 ±0,31 2,5 ±0,16 4,04 ± 0,96 5,85 ± 0,76 > 6,5 ± 0,21 > 6,5 ± 0,21

S. aureus: 2,1 ± 0,22 4,53 ± 0,48 6,65 ± 0,44 > 7,1 ± 0,33 > 7,1 ± 0,33 > 7,1 ± 0,33

E. coli: 2,96 ± 0,61 5,97 ± 0,73 7,1 ± 0,21 > 7,2 ± 0,25 > 7,2 ± 0,25 > 7,2 ± 0,25

L. innocua: 2,01 ± 0,55 3,62 ± 0,65 6,04 ± 0,48 > 6,9 ± 0,3 > 6,9 ± 0,3 > 6,9 ± 0,3

L. helveticus: 1,55 ±0,52 2,86 ±1,12 6,52 ± 0,36 > 6,8 ± 0,25 > 6,8 ± 0,25 > 6,8 ± 0,25

P. fluorescens: 1,66 ±0,43 4,26 ± 0,78 5,82 ± 0,67 > 6,5 ± 0,18 > 6,5 ± 0,18 > 6,5 ± 0,18

A. niger (spores): 0,29 ± 0,14 1,08 ±0,22 1,29 ± 0,65 3,1 ± 0,44 4,26 ± 0,78 > 5,1 ± 0,38

X (Mean), SD (Standard Deviation). Lethality (Log N/Nf) in cfu/cm2 Data from three independent experiments with duplicate analyzes (n = 6)

Table 2. Effect on lethality by means treatments of UV-C light with irradiance of 19 jW/cm2 during several 5 expusure times on different microorganisms inoculated on internal surface of PP bottles.

TIME (seconds) exposure

3 s: 6 s 12 s 30 s 60 s 120 s

X SD
X SD
X SD
X SD
X SD
X SD

B. subtilis (spores): 0,8 ± 0,24 1,8 ± 0,22 4,29 ± 0,55 6,5 ± 0,35 > 6,7 ± 0,18 > 6,7 ± 0,18

S. aureus: 1,94 ± 0,15 3,88 ± 0,42 6,7 ± 0,33 > 6,9 ± 0,25 > 6,9 ± 0,25 > 6,9 ± 0,25

E. coli: 2,55 ± 0,47 5,1 ± 0,61 7 ± 0,4 > 7,2 ± 0,27 > 7,2 ± 0,27 > 7,2 ± 0,27

L. innocua: 1,88 ± 0,66 2,78 ± 0,54 6,8 ± 0,25 > 7,1 ± 0,24 > 7,1 ± 0,24 > 7,1 ± 0,24

L. helveticus: 1,4 ± 0,38 2,54 ± 0,94 6,4 ± 0,44 > 6,9 ± 0,31 > 6,9 ± 0,31 > 6,9 ± 0,31

P. fluorescens: 1,58 ± 0,33 3,27 ± 0,83 6,46 ± 0,38 > 7,1 ± 0,22 > 7,1 ± 0,22 > 7,1 ± 0,22

A. niger (spores): 0,3 ± 0,21 0,46 ± 0,15 1,4 ± 0,47 2,98 ± 0,35 4,4 ± 0,58 > 5,3 ± 0,41

Table 3. Effect on lethality by means treatments of UV-C light with irradiance of 19 jW/cm2 during several exposure times on different microorganisms inoculated on internal surface of HDPE caps.

TIME (seconds) exposure

: 3 s 6 s 12 s 30 s 60 s 120 s

X SD
X SD
X SD
X SD
X SD
X SD

B. subtilis (spores): 1,12 ± 0,24 2,92 ± 0,33 4,51 ± 0,72 6,7 ± 0,23 > 6,8 ± 0,12 > 6,8 ± 0,12

S. aureus: 2,43 ± 0,44 4,8 ± 0,51 7,1 ± 0,31 > 7,3 ± 0,22 > 7,3 ± 0,22 > 7,3 ± 0,22

E. coli: 3,22 ± 0,38 5,49 ± 0,58 7,2 ± 0,21 > 7,4 ± 0,15 > 7,4 ± 0,15 > 7,4 ± 0,15

L. innocua: 2,1 ±0,64 3,8 ± 0,43 7,52 ± 0,14 > 7,6 ± 0,12 > 7,6 ± 0,12 > 7,6 ± 0,12

L. helveticus: 1,63 ± 0,55 3,64 ± 0,78 6,58 ± 0,22 > 6,7 ± 0,31 > 6,7 ± 0,31 > 6,7 ± 0,31

P. fluorescens: 1,44 ± 0,23 4,95 ±1,11 6,6 ± 0,26 > 6,9 ± 0,24 > 6,9 ± 0,24 > 6,9 ± 0,24

A. niger (spores): 0,6 ± 0,11 1,16 ± 0,31 1,78 ± 0,54 3,6 ± 0,51 5,2 ± 0,24 > 5,5 ± 0,23

10 Table 4. . Effect on lethality by means treatments of UV-C light during 6 seconds with several exposure irradiance on different microorganisms, inoculated on internal surface of PET bottles.

IRRADIANCE (mW/cm2)

2,5: 5 7,2 10,5 19 35

X SD
X SD
X SD
X SD
X SD
X SD

B. subtilis (spores): 0,41 ± 0; 35 0,88 ± 0; 44 1,1 ± 0; 36 1,7 ± 0, 52 2,5 ± 0, 41 5,4 ± 0, CO CM

S. aureus: 0,71 ± 0; 12 1,6 ± 0; 38 2,53 ± 0; 42 3,3 ± 0, 78 4,53 ± 0, 54 > 6,9 ± 0, 28

E. coli: 1,15 ± 0 23 1,89 ± 0 21 2,9 ± 0 33 4,54 ± 1, 1 5,97 ± 0, 64 > 7,1 ± 0, 24

L. innocua: 0,76 ± 0 31 1,4 ± 0 61 1,74 ± 0 25 3,1 ± 0, 78 3,62 ± 0, 73 > 6,8 ± 0, 33

L. helveticus: 0,8 ± 0 32 1 ± 0 33 1,5 ± 0 41 2,6 ± 0, 65 2,86 ± 0, 44 > 7,1 ± 0, 25

P. fluorescens: 0,63 ± 0 41 1,55 ± 0 26 1,74 ± 0 5 2,41 ± 0, 63 4,26 ± 0, 58 7,03 ± 0 15

A. niger (spores): 0,11 ± 0 05 0,15 ± 0 07 0,5 ± 0 18 0,44 ± 0, 21 1,08 ± 0, 15 1,55 ± 0 2

Table 5. . Effect on lethality by means treatments of UV-C light during 6 seconds with several exposure irradiance on different microorganisms, inoculated on internal surface of PP bottles.

IRRADIANCE (mW/cm2)

2,5: 5 7,2 10,5 19 35

X SD
X SD
X SD
X SD
X SD
X SD

B. subtilis (spores): 0,32 ± 0,22 0,55 ± 0,26 1,16 ± 0,22 1,49 ± 0,38 1,8 ± 0,32 5,32 ± 0,44

S. aureus: 0,62 ± 0,14 1,38 ± 0,31 1,96 ± 0,26 2,9 ± 0,45 3,88 ± 0,36 > 7,01 ± 0,15

E. coli: 0,9 ± 0,31 2,14 ± 0,19 2,37 ± 0,32 4,1 ± 0,66 5,1 ± 0,44 > 7,2 ± 0,22

L. innocua: 0,65 ± 0,24 1,33 ± 0,45 1,7 ± 0,41 2,9 ± 0,75 2,78 ± 0,64 > 6,9 ± 0,21

L. helveticus: 0,55 ± 0,22 1,6 ± 0,39 1,8 ± 0,44 2,2 ± 0,89 2,54 ± 0,51 6,5 ± 0,36

P. fluorescens: 0,46 ± 0,18 1,42 ± 0,33 1,55 ± 0,38 2,4 ± 0,44 3,27 ± 0,67 6,9 ± 0,34

A. niger (spores): 0,1 ± 0,04 0,16 ± 0,08 0,31 ± 0,08 0,56 ± 0,13 0,46 ± 0,21 1,46 ± 0,31

5 Table 6. . Effect on lethality by means treatments of UV-C light during 6 seconds with several exposure irradiance on different microorganisms, inoculated on internal surface of HDPE caps.

IRRADIANCE (mW/cm2)

2,5: 5 7,2 10,5 19 35

X SD
X SD
X SD
X SD
X SD
X SD

B. subtilis (spores): 0,44 ± 0,31 0,8 ± 0,23 1,5 ± 0,24 1,75 ± 0,31 2,92 ± 0,37 6 ± 0,55

S. aureus: 0,73 ± 0,25 1,51 ± 0,47 2,8 ± 0,36 3,2 ± 0,64 4,8 ± 0,36 > 7,2 ± 0,13

E. coli: 1,12 ± 0,18 2,44 ± 0,34 3,01 ± 0,37 4,48 ± 0,96 5,49 ± 0,51 > 7,15 ± 0,24

L. innocua: 0,81 ± 0,27 1,65 ± 0,69 2 ± 0,29 3,18 ± 0,65 3,8 ± 0,48 > 6,88 ± 0,28

L. helveticus: 0,63 ± 0,25 1,38 ± 0,47 1,7 ± 0,24 2,77 ± 0,71 3,64 ± 0,39 > 7,2 ± 0,21

P. fluorescens: 0,66 ± 0,19 1,33 ± 0,45 2,1 ± 0,55 2,38 ± 0,53 4,95 ± 0,64 6,98 ± 0,25

A. niger (spores): 0,2 ± 0,05 0,21 ± 0,04 0,5 ± 0,12 0,51 ± 0,15 1,16 ± 0,17 1,62 ± 0,27

X (Mean), SD (Standard Deviation). Lethality (Log N,/Nf) in cfu/cm2 Data from three independent experiments with duplicate analyzes (n = 6)

Table 7. Kinetics of microbial inactivation (regression lines) depending on the application time (in seconds) for an irradiance of 19 |jW/cm2.

: m b r r2 K (i) (19 mW/cm2) Ster (i) (19 mW/cm2)

B. subtilis (spores): 0,183 1,17 0,95335 0,90887 5,5 27,5

S. aureus: 0,501 0,95 0,98567 0,97155 2 10

E. coli: 0,437 2,12 0,94568 0,89431 2,3 11,5

L. innocua: 0,537 0,31 0,99901 0,99802 1,9 9,5

L. helveticus: 0,557 -0,22 0,99928 0,99856 1,8 9

P. fluorescens: 0,502 0,49 0,96965 0,94023 2 10

A. niger (spores): 0,073 0,51 0,9806 0,96158 13,7 68,5

m (slope of de line), b (constant of the line), r (correlation coefficient), r2 (determination coefficient)

K(i), time (seconds) required to reduce a microorganism 1 logarithmic cycle with an exposure Irradiance of 19 mW/cm2 Ster (i), time (seconds) required to reduce a microorganism 5 logarithmic cycles with an exposure Irradiance of 19 mW/cm2. Data from three independent experiments with duplicate analyzes (n = 6)

Table 8. Kinetics of microbial inactivation (regression lines) as a function of irradiance applied (19 |jW/cm2) for an exposure time of 6 seconds.

: m b r r2 K (t) (6 segundos) Ster (t) (6 segundos)

B. subtilis (spores): 0,154 -0,03 0,99096 0,982 6,5 32,5

S. aureus: 0,219 0,49 0,97299 0,94671 4,6 23

E. coli: 0,268 0,81 0,96425 0,92978 3,7 18,5

L. innocua: 0,161 0,67 0,92571 0,85694 6,2 31

L. helveticus: 0,139 0,61 0,94845 0,89956 7,2 36

P. fluorescens: 0,192 0,36 0,99784 0,99568 5,2 26

A. niger (spores): 0,044 0,04 0,99442 0,98887 22,9 114,5

K (t), Irradiance (mW/cm2) required to reduce a microorganism 1 logarithmic cycle with an exposure time of 6 seconds.

Ster (t), Irradiance (mW/cm2) required to reduce a microorganism 5 logarithmic cycles with an exposure time of 6 seconds.

Data from three independent experiments with duplicate analyzes (n = 6)

5 Observaciones sobre los resultados obtenidos, aplicando el proceso de la invencion:

A partir de los datos expresados en las anteriores tablas 1-8, puede observarse de forma resumida los siguientes resultados mas relevantes:

• A tiempos de exposicion mas prolongados, la letalidad incrementa de forma lineal y proporcional, al menos en el rango de los 3 a 12 primeros segundos.

10 • A intensidades de exposicion mas elevadas, la letalidad incrementa de forma lineal y proporcional, al menos

en el rango de los 2,5 a 10,5 jW/cm2.

• Cuando se aplican intensidades de 19 jW/cm2, con tiempos entre 6 y 12 segundos; en bacterias vegetativas se alcanzaron letalidades (reducciones) de entre 2 y 7 unidades logarltmicas (Log), mientras que en los microorganismos mas resistentes a la luz UV, por ejemplo: las esporas de B. subtilis y las esporas de

15 A. niger, se lograron respectivamente letalidades de entre 2 y 4 Log y letalidades de entre 0,5 y 2 Log.

• El recipiente o material de envase sometido a los ensayos, PET, PP y HDPE, no represento inconveniente alguno para la obtencion de resultados satisfactorios.

• Para botellas y tapones razonablemente “limpios”, entendiendo por razonablemente limpios aquellas botellas y tapones con cargas inferiores a 102 ufc/cm2, las aplicaciones de tiempos entre 6 y 12 segundos (a

20 intensidades de 19 jW/cm2) serlan mas que suficientes para realizar un envasado aseptico o, como mlnimo, en condiciones asepticas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Proceso continuo de envasado que emplea luz ultravioleta C para esterilizar el interior de botellas y tapones de cierre destinados a contener productos alimenticios, cosmeticos y farmaceuticos, caracterizado por comprender la siguiente secuencia de etapas:

5 a) preparation preliminar y/o formation de botellas;

b) introduction de las botellas con tapon en un tunel o cabina, en donde las botellas son sometidas a un flujo de aire microfiltrado y sobre-presurizado, a una presion superior o igual a 50 KPa y regimen laminar, y una baterla de lamparas de UV-C irradia sobre toda las superficie interna de la cabina o tunel y la superficie exterior de las botellas;

10 c) retirada de los tapones mediante un brazo robotico o mecanico;

d) introduccion de una lampara emisora de luz ultra violeta C en el interior de cada botella, estando configurada la lampara con un grosor estrecho para irradiar toda la superficie interna de las botellas, evitando as! los puntos ciegos;

e) llenado del recipiente con el producto alimenticio, cosmetico o farmaceutico, mediante una valvula aseptica 15 estanca;

f) irradiation con luz UV sobre la superficie interior de los tapones, mientras se desplazan por un canal abierto, y

g) cierre de las botellas con los tapones irradiados, mediante un brazo robotico o mecanizado.
2. Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la etapa de preparacion preliminar a) consiste en 20 un soplado y moldeado de preformas para la formacion y obtencion de botellas.
3. Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la etapa de preparacion preliminar a) consiste en un tratamiento termico mediante vapor presurizado en autoclave de las botellas con tapon.