ES2658296T3

ES2658296T3 - Procedimiento para el tratamiento de los cantos de corte abiertos de material de embalaje para la fabricación de envases compuestos de cartón/plásticos así como de material de embalaje

Info

Publication number: ES2658296T3
Application number: ES15700018.3T
Authority: ES
Inventors: Hans Willi Mainz
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Combibloc Services AG
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2015-01-05
Publication date: 2018-03-09
Anticipated expiration: 2035-01-05
Also published as: WO2015104234A1; DE102014100203A9; JP6563403B2; EP3251958B9; CN111498174A; US20160332795A1; JP2017507854A; ES2772757T9; AU2015205693A2; MX2016008564A; PL3461750T3; EP3251958A3; EP3251958A2; US10207852B2; RU2016132624A; US20190144192A1; PL3092175T3; CN105939935A; EP3461750A1; EP3092175A1

Abstract

Procedimiento para el tratamiento de cantos de corte abiertos de una pared de envase, de un recorte o de un producto en banda enrollado formando un rollo de un material de embalaje, en particular material compuesto de cartón/plásticos, mediante aplicación o introducción de un agente de tratamiento que presenta un agente esterilizante sobre o en la zona exterior de los cantos de corte, caracterizado por que al menos una parte del agente de tratamiento no se aplica directamente sobre los cantos de corte, sino que tiene lugar una carga de un portador de carga que recibe el agente de tratamiento, de modo que una atmósfera activa esterilizante que se produce a continuación actúa sobre los cantos de corte abiertos de la pared de envase, del recorte o del producto en banda y efectúa la esterilización deseada, separándose del entorno mediante un recipiente la atmósfera activa esterilizante producida.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para el tratamiento de los cantos de corte abiertos de material de embalaje para la fabricación de envases compuestos de cartón/plásticos así como de material de embalaje

La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de cantos de corte abiertos de una pared de envase, de un recorte o de un producto en banda enrollado formando un rollo de un material de embalaje, en particular material compuesto de cartón/plástico, mediante aplicación o introducción de un agente de tratamiento que presenta un agente esterilizante sobre o en la zona exterior de los cantos de corte.

Cuando, en lo sucesivo, se habla de “cantos de corte abiertos”, entonces se entenderá por ello no solo los cantos de corte que delimita un recorte o una pared de envase conformada a partir del mismo, sino todas las zonas de celulosa “abiertas”, es decir, accesible a la atmósfera circundante, de modo que en particular también se expresan cantos de corte en el interior de perforaciones tal como pueden encontrarse en envases de bebidas en la zona de elementos de relleno que han de aplicarse u otros elementos auxiliares de abertura.

La producción de envases compuestos de cartón/plástico tiene lugar o bien como el denominado “procedimiento de conformación de tubo flexible” del rollo o a partir de recortes individuales de material laminado de papel/plástico. En este caso se obtienen en primer lugar a partir de un rollo de material compuesto recortes individuales y estos se dotan a continuación de una costura longitudinal estanca, que se genera en general mediante plegado y sellado del material compuesto y dado el caso, mediante pegado por encima adicional con una cinta sellante.

El procesamiento adicional de paredes de envase producidas de esta manera, es decir, el cierre por un lado en el lado superior o inferior del posterior embalaje, la esterilización, el llenado y el nuevo cierre tiene lugar en la mayoría de los casos, directamente en la máquina llenadora.

En este caso tienen lugar entonces el conformado del vaso, la limpieza y opcionalmente la desinfección antes de introducirse el material de relleno y cerrarse el embalaje compuesto y se conforma de manera definitiva. La desinfección y el llenado tienen lugar en el caso de una producción de un denominado embalaje compuesto aséptico en la zona aséptica de una máquina llenadora. El conformado del vaso tiene lugar antes de la desinfección o la esterilización, el conformado del vaso puede tener lugar también fuera de la zona aséptica. Los procedimientos de este tipo se describen, entre otros, en el documento DE 32 35 476 A1 y el documento DE 10 2009 029 706 A1.

Independientemente del procedimiento de producción, el cierre del envase tiene lugar, por regla general, mediante prensado y sellado de los cantos de material para embalar por ejemplo mediante ultrasonidos por medio de un sonotrodo y un yunque. Son también conocidos otros procedimientos para el cierre del envase, por ejemplo inducción electromagnética o la exposición a aire caliente junto con compactación por presión mecánica.

Se ha comprobado que en particular el polvo es responsable de la contaminación con gérmenes, de modo que en todas las etapas deberá tener prioridad evitar el polvo. Esto puede tener lugar mediante aspiración del polvo durante la fabricación de la pared de envase y la disminución de los tiempos de exposición de las cuchillas de corte usadas. Debido a las fibras de la celulosa del cartón usado, sin embargo, los cantos de corte abiertos siguen siendo siempre los “terrenos problemáticos” en la fabricación de envases. Las productivas instalaciones de aspiración, si bien ponen remedio en la mayoría de los casos, sin embargo, cargan el proceso de producción mediante altos costes energéticos y emisiones de ruido.

Por un embalaje aséptico se entenderá un embalaje en el que se introduce un material de relleno, en particular un alimento, en condiciones asépticas. Las máquinas llenadoras usadas para ello comprenden una zona aséptica, una especie de sala limpia, en la que reinan condiciones estériles, libres de gérmenes, para cuyo mantenimiento, la sala está cerrada o en su mayor parte cerrada a excepción de algunas aberturas. La atmósfera de sala limpia formada en la misma se encuentra además bajo sobrepresión, mediante la entrada de aire estéril, de modo que no puede penetrar ningún germen desde el exterior. El material de embalaje se transporta entonces de manera continua o discontinua a través de la zona aséptica, esterilizándose, secándose, llenándose en una o varias etapas y cerrándose, en etapas sucesivas. Por etapa de mecanizado, las máquinas actuales de acuerdo con el estado de la técnica, por ejemplo una máquina de la 24a serie de la solicitante, permiten, en función del formato de envase, un tiempo de mecanizado de cada una de las estaciones de esterilización o de llenado de aproximadamente 0,6 segundos a aproximadamente 0,85 segundos.

En el caso de los cantos de paredes de envase se trata de cantos de corte de un material laminado por lo demás estanco al agua y dado el caso que también presenta una barrera al oxígeno. Por lo tanto, existe el riesgo del intercambio de gérmenes (microorganismos y esporas) en primer lugar en la zona de los cantos, mediante lo cual puede tener lugar un aumento de la carga de gérmenes del material y por último también no puede descartarse una contaminación del producto durante el posterior llenado del embalaje o el cierre para dar el envase acabado.

El cierre de un recipiente lleno, abierto por un lado, de material compuesto alberga el riesgo de que, en particular durante el sellado con ultrasonidos, pueda arrojarse polvo del material de embalaje desde los cantos de corte

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abiertos y este pueda contaminar tanto la zona aséptica de la máquina llenadora como los embalajes abiertos en sí.

Como microorganismos vegetativos se entienden organismos unicelulares que pueden multiplicarse mediante división celular, que son adecuados para multiplicarse en el material de relleno (“producto”) de un envase y a este respecto cambiar las propiedades del material de relleno. Además, el término abarca también las formas de persistencia de los organismos celulares que pueden multiplicarse, tales como por ejemplo sus esporas.

Estas esporas son en la mayoría de los casos muy resistentes frente a los cambios de las condiciones ambientales circundantes. Cuando los microorganismos no encuentran un entorno para el metabolismo y/o para la reproducción, algunos microorganismos tienen la posibilidad de convertirse en un estadio de espora.

Más exactamente, por el término microorganismos se entenderá en el sentido de la presente solicitud, eucariotas y procariotas, presentando los eucariotas una pared celular real y comprendiendo las algas, los protozoos, los hongos y las levaduras, mientras que los procariotas cubren el grupo de las bacterias (véase “Bergey's Manual of Determinative Bacteriology”, 8a edición, Baltimore: Williams & Wilkins, 1974).

En especial en el caso de los procariotas, son conocidas formas de persistencia, tales como por ejemplo esporas. Estas pueden encontrarse multiplicadas por ejemplo también después de tratamientos térmicos y/o químicos de materias primas para la producción de productos brutos de cartón justamente en estas, dado que métodos de tratamiento de este tipo o bien destruye la forma que puede multiplicarse de los microorganismos o bien inicia la transición a la forma de espora.

Como medida del número o la cantidad de los microorganismos contenidos en una cantidad de sustancia, (por ejemplo en el producto bruto de cartón mencionado), el experto en la materia conoce la expresión de “unidad formadora de colonias por gramo” (UFC/g). A diferencia del recuento directo de todos los microorganismos presentes con un medio óptico adecuado, la determinación del número de unidades formadoras de colonias tiene lugar a través de la multiplicación dirigida de los microorganismos que pueden dividirse presentes en condiciones de cultivo adecuadas. En general esto se produce hasta un tamaño de colonia que puede contarse a simple vista. A este respecto se aprovecha el hecho de que a partir de cada uno de los microorganismos que pueden dividirse, en las condiciones definidas anteriormente, se genera exactamente una colonia. Casos individuales, en los que dos UFC están situadas tan próximas que a partir de ellos se forma solamente una colonia visible, se desprecian entonces regularmente.

Los procedimientos de determinación típicos en Microbiología están regulados en la norma ISO 8784-1 de 2005.

Una reducción de las UFC/g se usa por el experto en la materia, por consiguiente, como medida de la eficacia de un procedimiento para la reducción de gérmenes y se denomina con frecuencia tasa de esterilización. Derivado de esto, resulta la tasa de esterilidad que puede contarse a través del número de envases producidos.

Por el documento DE 10 2011111 523 A1 es conocido ya tratar cantos de corte abiertos por arriba o por abajo de una pared de envase de un material de embalaje mediante aplicación de un agente de tratamiento, que contiene un agente esterilizante, permaneciendo el agente esterilizante después de la aplicación sobre los cantos de corte y penetrando en el material de embalaje. La aplicación se produce a este respecto en cada caso mediante rociado desde arriba, estando juntas de forma plegada y plana una pluralidad de paredes de envase. En este procedimiento conocido, la aplicación del agente de tratamiento sobre los cantos de pared de envase tiene lugar en una estación construida expresamente para ello en una o varias etapas de procedimiento separadas inmediatamente antes del empaquetado de las paredes de envase en una caja de cartón. Este modo de proceder es relativamente costoso. Existe también el peligro de que, por descuido, se pulverice al pasar por el envase. Además, se ha mostrado que los lados exteriores de las paredes de envase pueden verse rápidamente afectadas. Por ejemplo, el agente de tratamiento puede actuar de manera indeseada sobre la imagen impresa sobre el lado exterior de la pared de envase y dañar la misma. También puede suceder que dos paredes de envase queden pegadas una a otra después de sacarlas de la caja de cartón y que, durante su procesamiento adicional en la máquina llenadora, puedan llevar a interrupciones en la producción.

Partiendo de esto, la invención se basa en el objetivo de proporcionar un embalaje compuesto especialmente cuidadoso con los recursos y un procedimiento de producción necesario para ello.

Este objetivo se consigue por que al menos una parte del agente de tratamiento no se aplica directamente sobre los cantos de corte, sino que tiene lugar una carga de un portador de tratamiento, que acoge el agente de tratamiento, de modo que una atmósfera activa esterilizante que se ajusta a continuación actúa sobre los cantos de corte abiertos de la pared de envase, del recorte o del producto en banda y efectúa la esterilización deseada, separándose del entorno mediante un recipiente la atmósfera activa esterilizante que se ajusta.

A este respecto, puede conseguirse una esterilización hasta una profundidad suficiente en el cartón sin que se influya en el transcurso conocido y probado de la fabricación de envases. La “profundidad suficiente” se determina a este respecto por el procedimiento de producción usado en cada caso. Si la formación de costuras tiene lugar por

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medio de ultrasonidos, entonces debe tener lugar una esterilización hasta aproximadamente 2 a 3 mm de profundidad, para descartar de manera fiable que, durante el proceso de sellado, se arroje polvo contaminado desde el canto abierto. Si la costura se cierra por medio de tecnología de microondas, es suficiente también una profundidad de algunas décimas de milímetro.

Preferentemente, la transferencia del agente de tratamiento o al menos de una parte del agente de tratamiento tiene lugar indirectamente mediante evaporación y posterior absorción en el/los canto(s) abierto(s).

Otra enseñanza de la invención prevé que al menos partes del recipiente, preferentemente partes del lado interior, se humedecen con agente de tratamiento.

Es conveniente prever un tiempo de incubación para el agente esterilizante. Este se encuentra habitualmente en el intervalo de algunos minutos hasta varias horas y es suficiente para garantizar la desinfección de los cantos a lo largo del tiempo de transporte de los recortes, paredes de envase o del producto en banda enrollado hasta una máquina llenadora. Por regla general, el agente de tratamiento permanece permanentemente en el material de embalaje. Las zonas de canto de los recortes, paredes de envase o del producto en banda enrollado permanecen libres de gérmenes entonces a lo largo de muchos días hasta algunos meses.

De esta manera se cuida especialmente el medio ambiente, dado que el proceso de producción de los tipos de cartón habituales especiales para las cajas de bebidas está indicado en medida considerable para el uso de productos químicos contaminantes y además también la demanda energética es elevada respecto a una producción de cartón convencional.

Al menos un canto de corte abierto de las paredes de envase respectivas ha sido penetrado a este respecto suficientemente por el agente esterilizante. Esto significa que las zonas de borde selladas a los cantos de corte y las zonas de borde que forman al menos una segunda subzona, están reducidas a una carga por gérmenes suficientemente baja de como máximo a la mitad.

El tiempo de acción depende, en cada caso con respecto a un gramaje y tipo de cartón determinado, del agente de tratamiento usado o los añadidos contenidos, la dosificación, la tasa de esterilización esperada y la temperatura del entorno.

Una absorción de agente de tratamiento a través del canto de cartón es posible, dado que el cartón empleado para los envases que van a producirse es hidrófilo, y en general, como producto acabado, presenta una humedad relativa de aproximadamente el 5,5 % - 8,5 %, es decir, la humedad del cartón se encuentra muy por debajo del límite de saturación que resulta de las condiciones ambientales dominantes y es idéntica a la humedad de equilibro con el entorno.

La adición de un disolvente orgánico polar que presenta una menor presión de vapor que el agente activo, es decir, en este caso el agente esterilizante, actúa a este respecto como acelerador. De este modo, la adición de etanol a por ejemplo una solución de peróxido, favorece el efecto de absorbente del canto de corte y aumenta la penetración del peróxido en el cartón. De esta manera se permite una filtración más profunda del agente esterilizante en los cantos de corte, de modo que en el caso de una relación adecuada de agente esterilizante y etanol, ya después de algunas horas, puede esterilizarse una zona de borde del material de embalaje que va a tratarse hasta varios milímetros.

El etanol pertenece al grupo de los disolventes orgánicos polares que actúan en general como aceleradores cuando su presión de vapor es menor que la del medio activo. Si la presión de vapor del disolvente orgánico polar añadido es mayor que la del agente activo, el disolvente actúa como retardador. Un ejemplo de un disolvente con una mayor presión de vapor es DOWANOL®, un producto comercial de DOW Chemical Company. En general puede decirse que los disolventes orgánicos polares de bajo peso molecular presentan una baja presión de vapor y los disolventes orgánicos de alto peso molecular presentan una alta presión de vapor.

Adicionalmente se refuerza sinérgicamente el efecto de esterilización de algunos agentes esterilizantes.

Método de determinación:

Para una definición más detallada de las características mencionadas en la descripción se establece el siguiente método de determinación:

Determinación de las unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g)

El método estándar europeo ISO 8784-1:2005 y las referencias citadas en estas instrucciones de ensayo se seleccionan como base para la determinación de las unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g). Las instrucciones de ensayo se emplean en este caso para examinar la carga por UFC/g de material de embalaje o material compuesto de cartón, plástico y en parte aluminio. Si al llevarse a cabo la toma de muestras y la

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determinación de las UFC/g del material de embalaje son necesarias desviaciones de las instrucciones de ensayo citadas, entonces se explican a continuación.

1.1.1. Toma de muestras y preparación de muestras

Las muestras de material de embalaje tomadas no pueden cogerse con las manos. La conservación se produce en recipientes de toma de muestras estériles, preferentemente bolsas de plástico estériles. Las zonas que van a examinarse se cortan en fragmentos con una tijera estéril.

“Zona que va a examinarse” es:

a. La primera subzona, de manera correspondiente a la reivindicación 10, que no es una zona de borde (toma de muestra como mínimo a 10 milímetros de separación del canto de corte abierto)

b. La segunda subzona o zona de borde, de manera correspondiente a la reivindicación 10, en los cantos de corte abiertos o los cantos de perforación del material de embalaje (hasta como máximo tres milímetros a partir del canto de corte abierto).

Como complemento al método estándar europeo ISO 8784-1:2005, capítulo 8 “Preparation of the test material” (preparación del material de ensayo), para las primeras subzonas se emplean como máximo 3 g de material de embalaje. Para la segunda se emplean así mismo como máximo 3 g de material de embalaje. Si no se obtuviera material suficiente de un fragmento de muestra, entonces se emplean conjuntamente las segundas subzonas de como máximo 5 fragmentos de muestra iguales.

1.2. Determinación opcional del número de gérmenes en superficie

Existe la posibilidad de que las muestras de material de embalaje estén contaminadas antes de la toma de muestras además de la presencia de gérmenes en el interior, también superficialmente. Un error de la determinación de las UFC/g del material de embalaje puede impedirse por que se determina el número de gérmenes en superficie y el número de gérmenes en superficie se resta del valor numérico determinado en 1.1. de las unidades formadoras de colonias por gramo.

1.2.1. Términos y abreviaturas

ml = mililitro h = hora

UFC = unidades formadoras de colonias °C = grado Celsius g = gramo mm = milímetro cm = centímetro

1.2.2. Medios auxiliares necesarios

Placas Petri de contacto (plástico) 0 5,5 cm (por ejemplo Greiner Bio-one 629180) pinzas Cortador-cuchilla

Bolsas de lámina estériles u hoja de aluminio

Esterilizador

Estufa de cultivo

banco de trabajo estéril

medios nutrientes: Plate-Count-Agar (por ejemplo disponible como Oxoid n.° CM 325, Merck n.° 105463, Difco n.° 247940)

1.2.3. Realización

Se examinan por muestra 240 cm2 de superficie de material de embalaje.

Una placa Petri de contacto tiene una superficie de 24 cm2. Por lo tanto han de prepararse 10 placas de contacto por muestra para examinar la superficie antes mencionada.

Se añade a las placas Petri estériles una cantidad de medio de cultivo tal que el agar sobresale por encima del canto de la placa Petri (curvatura), pero que no se derrama por el borde. Las placas de contacto enfriadas preparadas se presionan sobre la superficie del material de embalaje, se cierran y se incuban en las condiciones indicadas.

Ha de tenerse cuidado de que los fragmentos de muestra se toquen solamente con unas pinzas estériles y de que las placas de contacto no entren en contacto con el canto de envase abierto.

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Las placas Petri se colocan con la tapa hacia abajo en la estufa de cultivo para evitar la formación de agua condensada.

Medio de cultivo: Para el número de gérmenes en superficie se usa Plate-Count-Agar.

Incubación:_La Incubación de Plate-Count-Agar tiene lugar 5 días a 30 °C, teniendo lugar la evaluación a continuación de esto.

1.2.4. Evaluación

Se cuentan todas las colonias existentes sobre las placas de contacto de una muestra. Los resultados se convierten

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en UFC (unidades formadoras de colonias) / 100 cm y se documentan. El valor obtenido se convierte en la superficie de las zonas que van a examinarse y se resta como valor numérico del del valor de las unidades formadoras de colonias por gramo.

Ejemplos:

Para la puesta en práctica del procedimiento de acuerdo con la invención puede usarse como agente de tratamiento por ejemplo una solución de peróxido de hidrógeno del 3,5 % al 50 % con o sin adición de

- retardador de la evaporación (por ejemplo DOWANOL®)

- agentes que reducen la tensión superficial, tales como por ejemplo partes de alcohol (partes de alcohol con agentes de retardantes, sustancias tensioactivas tales como tensioactivos, etc.)

- ácido peracético 3-15 %

- n- o isopropanol

- otros agentes de acción esporicida.

La solución puede tratarse en mezcla con agua o alcohol (etanol), esta puede volatilizarse a este respecto sin residuos tóxicos o por completo. Naturalmente, el agente de tratamiento puede presentar también como sustituto de la solución de peróxido de hidrógeno otro agente esterilizante adecuado.

En la Tabla 1 están expuestos 12 ejemplos de aplicación. Rigen las siguientes condiciones fundamentales para estos Ejemplos:

La evaluación de la UFC/g tuvo lugar de acuerdo con las normas y procedimientos que se describen en los métodos. El material de embalaje tratado tiene como capa de cartón un cartón de la empresa Stora Enso Natura Board con un gramaje de 230 g/m2. Cuando no se describe lo contrario, en un recipiente se conservaron 350 paredes de embalaje.

Los recipientes tienen las siguientes propiedades:

Caja de cartón: contenedor fabricado de cartón corrugado con las dimensiones anchura: 60 cm; altura: 19 cm; profundidad: 10,5 cm

Caja de plástico: contenedor fabricado de polipropileno con tapa con las dimensiones anchura: 60 cm; altura: 19 cm; profundidad: 10,5 cm

Hoja de contracción: lámina fabricada de poliolefinas con las dimensiones anchura: 1 m; longitud: 2,5 m; grosor: 20 pm

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Soporte de papel cargado: DIN A4, celulosa con un gramaje de 150 g/m

El agente de tratamiento resulta de los siguientes productos químicos:

Solución de H?O?: Peroxal DS, solución de H2O2 al 35% (calidad alimentaria)

Etanol: Etanol técnico (99%) desnaturalizado con MEK (1%)

Metanol: Metanol técnico (98%)

Dowanol: 1-Metoxi-propanol-2 de la empresa Dow

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el tratamiento de cantos de corte abiertos de una pared de envase, de un recorte o de un producto en banda enrollado formando un rollo de un material de embalaje, en particular material compuesto de cartón/plásticos, mediante aplicación o introducción de un agente de tratamiento que presenta un agente esterilizante sobre o en la zona exterior de los cantos de corte, caracterizado por que al menos una parte del agente de tratamiento no se aplica directamente sobre los cantos de corte, sino que tiene lugar una carga de un portador de carga que recibe el agente de tratamiento, de modo que una atmósfera activa esterilizante que se produce a continuación actúa sobre los cantos de corte abiertos de la pared de envase, del recorte o del producto en banda y efectúa la esterilización deseada, separándose del entorno mediante un recipiente la atmósfera activa esterilizante producida.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la transferencia del agente de tratamiento o al menos de una parte del mismo tiene lugar indirectamente mediante evaporación y posterior absorción en el/los canto(s) abierto(s).
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que como portador de carga, al menos partes del recipiente, en particular partes de un lado interior, se humedecen con agente de tratamiento.
4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 3, caracterizado por que como portador de carga se usan elementos portadores que van a integrarse o a pegarse en el recipiente.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la carga con agente de tratamiento tiene lugar antes del cierre del recipiente.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la carga con agente de tratamiento tiene lugar después del cierre del recipiente.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que se usa un agente de tratamiento que contiene un colorante y provoca una decoloración de las zonas tratadas.

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