ES2883325T3 - Unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados - Google Patents

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Abstract

Unidad de medición no destructiva (10, 10') para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados (30, 30') fabricados al menos parcialmente de material ópticamente transparente, que comprende: - al menos una fuente de luz (11) para emitir un haz de luz con una longitud de onda sintonizable con una longitud de onda de absorción de un gas contenido en el recipiente flexible sellado (30, 30'), estando dispuesta la al menos una fuente de luz (11) de manera que dirija el haz de luz hacia al menos una zona de inspección (20); - al menos un detector (12) dispuesto de manera que detecte al menos una parte del haz emitido por la fuente de luz (11) una vez que ha pasado a través de la zona de inspección (20) y datos de salida representativos de un espectro de absorción de dicho gas resultante del paso del haz de luz a través de la zona de inspección, y; - medios (50, 50') para generar un espacio vacío (32) que tenga una anchura predeterminada en el recipiente flexible sellado (30, 30') que coincida con la anchura de la zona de inspección (20); caracterizada por que dichos medios (50, 50') para generar un espacio vacío (32) comprenden un conjunto de compresión y avance (51, 51') dispuesto para comprimir y hacer avanzar el recipiente (30, 30') y un canal de contención (52, 52') que tiene una anchura para limitar la expansión del recipiente (30, 30') que atraviesa dicha zona de inspección (20), dichos medios (50, 50') para generar un espacio vacío (32) están adaptados para hacer avanzar dicho recipiente flexible sellado (30, 30') a lo largo de una trayectoria de avance (A) que atraviesa dicha zona de inspección (20) y para mantener dicha anchura predeterminada de dicho espacio vacío (32) durante el avance del recipiente flexible sellado (30, 30') a lo largo de toda la trayectoria de avance (A).

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados
La presente invención se refiere a una unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados.
En la presente descripción y en las siguientes reivindicaciones, el término “recipiente flexible” significa cualquier recipiente provisto de al menos una pared o una parte de pared hecha de un material flexible, tal como bolsas o bandejas de plástico no rígido. Tales recipientes se suelen utilizar para el envasado de productos en atmósfera modificada, es decir, de acuerdo con los métodos indicados por el acrónimo MAP.
En concreto, la invención se refiere a una unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados, parcial o totalmente hechos de un material al menos en parte ópticamente transparente, en particular material plástico.
En la presente descripción y en las siguientes reivindicaciones, la expresión “material al menos en parte ópticamente transparente” significa un material con una absorbancia tal que permite que un fotorreceptor sea sensible a una señal óptica transmitida por una fuente de luz y tenga una trayectoria óptica que atraviese tal material.
En general, en líneas de llenado y/o envasado de recipientes, una verificación importante requerida es comprobar la concentración de gas dentro del recipiente, una vez lleno y sellado.
Hasta la fecha no existen técnicas no destructivas para la inspección de recipientes flexibles que se puedan implementar directamente en la línea. De hecho, la medición de la concentración de gas en el interior de los recipientes se realiza mediante técnicas destructivas que implican recoger y analizar una muestra de aire del interior del recipiente después de perforarlo. Esto evita claramente la posibilidad de realizar un control de la totalidad de los recipientes procesados en la línea.
En el contexto de las líneas de llenado de recipientes rígidos, se conoce la inspección del contenido interior de gases mediante técnicas de espectroscopia de absorción. Estas técnicas se utilizan, por ejemplo, en la industria farmacéutica para medir el contenido de oxígeno en viales de fármacos liofilizados y proporcionar mediciones precisas y repetibles debido a la geometría fija y predefinida del espacio vacío a través del cual se realiza la medición. De hecho, las dimensiones precisas del espacio vacío son necesarias para la interpretación correcta del valor medido.
El documento WO 2016/051341 A1 describe una unidad de medición para medir la concentración de gas en una porción del “espacio superior” de recipientes rígidos cerrados hechos de material ópticamente transparente. La unidad de medición está dispuesta para transportar una pluralidad de recipientes cerrados a lo largo de una trayectoria de movimiento de avance, al menos una porción de un espacio superior de un recipiente cerrado de dichos recipientes cerrados hacia una zona de inspección. Un rayo láser con una longitud de onda sintonizable con una longitud de onda de absorción de un gas contenido en la porción de espacio superior del recipiente cerrado se emite hacia la porción de espacio superior de la al menos una zona de inspección. Al menos una parte del rayo láser que pasa a través de la porción de espacio superior en la zona de inspección se detecta, proporcionando datos de salida representativos de un espectro de absorción del gas como consecuencia del paso del rayo láser a través de la porción de espacio superior de la zona de inspección.
En la presente descripción y las siguientes reivindicaciones, el término “espacio vacío” significa la zona encerrada del recipiente sellado en la que no está presente el material de relleno (por ejemplo, líquido o sólido).
Sin embargo, los recipientes flexibles no tienen una geometría predefinida y, por tanto, no garantizan una precisión de forma y dimensiones del espacio vacío a través del cual se puede realizar una medición por espectroscopía de absorción de infrarrojos. De hecho, el espacio vacío puede variar en lo que se refiere a dimensiones y forma en función de las condiciones inmediatas específicas de cada recipiente.
Para aplicar las técnicas de espectroscopia de absorción también a la medición de recipientes flexibles, se ha propuesto someter el recipiente flexible a una acción mecánica para deformarlo y llevarlo, antes de la medición, a un estado de forma al menos parcialmente predefinida, como se describe en el documento WO 2014/191438. Por lo tanto, la solución conocida proporciona medios mecánicos de manipulación del recipiente que determinan la expansión de una parte del recipiente hasta que adquiere las dimensiones predeterminadas de un espacio de medición hacia el que se orientan una fuente de luz y un detector.
Sin embargo, el solicitante ha observado que tal solución no es adecuada para un uso de medición dinámica en movimiento. Por el contrario, la medición del contenido de gas descrita en el documento WO 2014/191438 es estática, requiriendo la colocación del recipiente en los medios de deformación, así como la activación de estos antes de proceder con la medición.
Asimismo, también el documento US 8.379.209 describe una medición no destructiva de la concentración de oxígeno dentro de bolsas de material biológico usando espectroscopía láser. Si bien tal medición se lleva a cabo en línea, requiere detener las bolsas en tres lugares y, posteriormente, mover el instrumento de medición entre los lugares de parada. También en este caso, se proporcionan medios para una acción mecánica puntual que hace que una parte de la bolsa adopte una dimensión conocida a partir de la cual es posible realizar la medición.
Por lo tanto, el solicitante ha descubierto que las soluciones conocidas no son adecuadas para un uso dinámico, ya que no permiten operar a las altas velocidades de avance típicas de las líneas de llenado y/o envasado de alimentos.
En la presente descripción y las siguientes reivindicaciones, la expresión “alta velocidad de avance” significa una velocidad de avance de la línea de hasta 100 metros/minuto.
Por lo tanto, el problema de base de la presente invención es proporcionar una unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados que pueda funcionar dinámicamente, es decir, efectuar las mediciones mientras los recipientes están en movimiento, por tanto, sin tener que detener el avance de la línea.
Dentro de la magnitud de este problema, un objeto de la presente invención es diseñar una unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados que pueda realizar mediciones mientras los recipientes se mueven a las velocidades de avance típicas de las líneas de llenado y/o envasado de alimentos.
En particular, otro objeto de la presente invención es proporcionar una unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados que pueda obtener, en un recipiente en movimiento, un espacio vacío con dimensiones predeterminadas y mantenerlo durante un período de tiempo suficiente para completar una medición mientras el recipiente se está moviendo.
Según un primer aspecto, la invención se refiere, por tanto, a una unidad de medición no destructiva como se define en la reivindicación 1.
El solicitante ha percibido que, mediante el uso de medios para generar un espacio vacío de anchura predefinida capaz de mantener un estado en el que el recipiente tenga el espacio vacío de anchura predefinida durante un movimiento de este, ya no es necesario detener el recipiente para realizar una medición de la concentración de un gas en el interior del recipiente mediante una técnica de espectroscopia de absorción.
El solicitante ha descubierto además que, mediante el uso de tales medios para generar un espacio vacío con una anchura predeterminada, ni siquiera es necesario ralentizar la entrada de recipientes en la estación de medición para poder realizar la medición. De esta forma, es, por tanto, posible probar todos los recipientes manipulados por la línea de llenado y/o envasado sin tener que renunciar a las velocidades de producción que ofrecen actualmente estas líneas.
Por último, pero no menos importante, el solicitante ha considerado que los cabezales de envasado pueden suministrar mezclas de diferentes gases a los recipientes de acuerdo con el envasado específico realizado, por lo que es necesario poder monitorizar, con un mismo instrumento, la concentración de una pluralidad de diferentes gases en función de la mezcla particular suministrada por los cabezales. En la unidad de medición según la invención, esto es posible mediante el uso de una fuente para emitir un haz de luz con una longitud de onda sintonizable con una longitud de onda de absorción de un gas específico.
La presente invención puede tener al menos una de las siguientes características preferidas.
Dentro del ámbito de aplicación de las reivindicaciones adjuntas, las características preferidas pueden en particular combinarse entre sí, según se desee, para satisfacer los requisitos específicos de la aplicación.
El solicitante ha descubierto que una unidad de medición no destructiva así concebida es capaz de asegurar de manera ventajosa la creación, de forma repetible y fiable, de un espacio vacío definido geométricamente en el que se pueda llevar a cabo la medición de la concentración de gas en el interior del recipiente y se pueda mantener durante el avance del recipiente.
Más preferiblemente, el conjunto de compresión y avance del recipiente comprende un par de correas motorizadas colocadas una al lado de otra de manera que definen un paso de avance entre ellas para el recipiente y ejercen una compresión sobre el mismo, estando realizado el canal de contención del recipiente en el paso de avance.
En particular, el uso de correas motorizadas para la compresión del recipiente permite de manera ventajosa al mismo tiempo hacer avanzar el recipiente, asegurando que la acción de compresión que crea el espacio vacío se mantenga durante toda una trayectoria de avance.
incluso más preferiblemente, el conjunto de compresión y avance del recipiente se coloca a una primera altura y el canal de contención del recipiente se coloca a una segunda altura diferente de la primera.
Incluso más preferiblemente, el conjunto de compresión y avance se coloca a una altura más baja mientras que el canal de contención se coloca a una mayor altura.
Preferiblemente, las correas del par de correas motorizadas se pueden acercar o alejar una de otra.
Más preferiblemente, las correas están hechas, al menos en su superficie orientada hacia el exterior, de un material con un alto coeficiente de fricción.
Esto permite evitar de manera ventajosa el deslizamiento relativo entre el recipiente y las correas, proporcionando un avance homogéneo del recipiente en combinación con la acción de compresión ejercida por las correas que determina la generación del espacio vacío de anchura predefinida.
Preferiblemente, el canal de contención está definido entre un par de guías de contención que se pueden fijar a una distancia predeterminada entre sí que determina la anchura del canal de contención.
Más preferiblemente, la superficie de las guías de contención que están orientadas hacia el canal de contención está perfilada para impartir una geometría optimizada al canal de contención.
Incluso más preferiblemente, la superficie del par de guías de contención que están orientadas hacia el canal de contención comprende encima de ella una parte que se extiende hacia el interior del canal de contención, definiendo sustancialmente un perfilado de la superficie de contención provista de una parte superior.
De manera ventajosa, el perfilado de la superficie de contención provista de una parte superior delimita aún más la expansión del espacio vacío, asegurando un soporte uniforme de la superficie del recipiente contra la superficie del canal de contención.
Preferiblemente, se proporcionan guías superiores, dispuestas transversalmente a la extensión de las guías de contención y de las que se suspenden las guías de contención de manera trasladable para un acercamiento/retirada mutuo durante el ajuste de la anchura del canal de contención.
Alternativamente, el canal de contención está definido por la superficie inferior de una guía de contención longitudinal incluida entre las dos correas motorizadas.
Preferiblemente, la superficie inferior de la guía de contención longitudinal tiene una forma cóncava.
Más preferiblemente, la superficie inferior de la guía de contención longitudinal tiene una forma en sección transversal trapezoidal.
Preferiblemente, la superficie de cada guía de contención que está orientada hacia el canal de contención tiene un coeficiente de fricción bajo.
Preferiblemente, la al menos una fuente de luz y el al menos un detector se colocan de manera que queden orientados hacia el interior del canal de contención a través de orificios respectivos hechos en la superficie de las guías de contención que están orientadas hacia el canal de contención.
Más preferiblemente, la al menos una fuente de luz y el al menos un detector están orientados hacia el canal de contención desde las partes inclinadas de la superficie inferior de la guía de contención longitudinal.
Más preferiblemente, en la superficie de las guías de contención que están orientadas hacia el canal de contención, cerca de los orificios desde los que la al menos una fuente de luz y el al menos un detector están orientados hacia el canal de contención, se proporciona una pluralidad de puertos de salida de gas para introducir un gas diferente al de medición en el canal de contención.
De manera alternativa o adicional, en la superficie de las guías de contención que están orientadas hacia el canal de contención, cerca de los orificios desde los que la al menos una fuente de luz y el al menos un detector están orientados hacia el canal de contención, se proporciona una pluralidad de aberturas para conectarse a medios para generar un vacío a fin de atraer la superficie del recipiente contra la superficie de las guías de contención.
Preferiblemente, las correas motorizadas del par de correas se dirigen de manera que se deslicen alrededor de un eje vertical y se coloquen enfrentadas entre sí para ejercer una compresión del recipiente de acuerdo con un eje horizontal. Más preferiblemente, las correas del par de correas motorizadas pueden acercarse o alejarse entre sí.
Alternativamente, las correas motorizadas del par de correas se dirigen de manera que se deslicen alrededor de un eje horizontal y ejerzan una compresión del recipiente de acuerdo con un eje vertical.
Más preferiblemente, las correas del par de correas motorizadas se pueden acercar/alejar con respecto al plano de avance de los recipientes.
Preferiblemente, la al menos una fuente de luz y el al menos un detector están dispuestos enfrentados entre sí.
Alternativamente, la al menos una fuente de luz y el al menos un detector están dispuestos juntos y orientados hacia al menos una parte de la superficie al menos parcialmente reflectante y/o difusora.
Preferiblemente, se implementa al menos un detector de posición en las guías de contención, que pueda detectar el paso de un recipiente en tránsito, estando dispuesto el al menos un detector de posición aguas arriba del par de al menos una fuente de luz y al menos un detector con respecto a la dirección de avance del recipiente.
Otras características y ventajas de la presente invención aparecerán más claramente a partir de la siguiente descripción detallada de algunas realizaciones preferidas de la misma, hechas con referencia a los dibujos adjuntos.
Dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas, las diferentes características en las configuraciones individuales pueden combinarse entre sí según se desee de acuerdo con la descripción anterior, para hacer uso de una manera específica de las ventajas resultantes de una combinación particular.
En tales dibujos,
- las figuras 1a y 1b son representaciones esquemáticas de recipientes flexibles para envasado de tipo MAP;
- la figura 2 es una primera vista en alzado lateral de una primera realización de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados según la presente invención;
- la figura 3 es un detalle ampliado de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados de la figura 2;
- la figura 4 es una segunda vista en alzado lateral de una parte de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados de la figura 2;
- la figura 5 es una vista en planta desde abajo de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados de la figura 2;
- la figura 6 es una vista en perspectiva de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados de la figura 2;
- las figuras 7a-7c son una vista en planta, una vista en perspectiva y una vista en alzado lateral, respectivamente, de una primera realización de un detalle de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados de la figura 2;
- las figuras 8a-8d son una vista en perspectiva, una vista en alzado lateral, una vista parcial y un detalle ampliado de tal vista parcial, respectivamente, de una segunda realización de un detalle de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes sellados flexibles de la figura 2;
- la figura 9 es una vista en alzado lateral de una segunda realización de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados según la presente invención;
- la figura 10 es un detalle ampliado de la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados de la figura 9;
- la figura 11 es una vista en perspectiva del detalle mostrado en la figura 10;
- la figura 12 es una representación esquemática de una línea de llenado y/o envasado según la presente invención.
En la siguiente descripción, se utilizan números de referencia idénticos para la ilustración de las figuras a fin de indicar elementos de construcción que tienen la misma función. Además, para mayor claridad de la ilustración, es posible que algunas referencias numéricas no se repitan en todas las figuras. Con referencia a las figuras, se muestran algunas realizaciones de unidades de medición no destructivas de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados según la presente invención, indicadas en su conjunto con los números de referencia 10 o 10’.
En la presente descripción y en las siguientes reivindicaciones, se presupone que los recipientes sellados 30, 30’ sometidos a medición están hechos al menos parcialmente de material ópticamente transparente, además de tener al menos una parte de pared flexible. Además, se presupone que los recipientes flexibles sellados tienen una extensión predominante en dos dimensiones que define las caras principales 30a, 30a’ del recipiente, como se muestra a modo de ejemplo en las figuras 1a y 1b.
En las líneas de llenado y/o envasado, tales recipientes se hacen generalmente para que avancen en una configuración vertical u horizontal dependiendo de la disposición del producto dentro del recipiente. Por configuración de avance vertical se entiende una disposición del recipiente con sus caras principales 30a dispuestas sustancialmente ortogonales al suelo (figura 1a), mientras que por configuración de avance horizontal se entiende una disposición en la que las caras principales 30a’ del recipiente son sustancialmente paralelas al suelo (figura 1b).
Con referencia específica a la figura 2, se muestra una primera realización de una unidad de medición no destructiva 10 de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados, particularmente adecuada para usar en líneas de llenado y/o envasado donde los recipientes se hacen para que avancen en una configuración vertical.
Tal unidad de medición 10 comprende una fuente de luz 10 para emitir un haz de luz 21 (mostrado esquemáticamente en la figura 3) con una longitud de onda sintonizable con una longitud de onda de absorción de un gas sometido a medición presente dentro de un recipiente.
Se proporciona además un detector 12, dispuesto para detectar el haz de luz emitido por la fuente 11 después de al menos un paso de este a través de una zona de inspección 20 por la que pasa al menos una parte de los recipientes sellados 30. En particular, en la realización de la figura 2, el detector 12 está dispuesto orientado hacia la fuente de luz 11.
Por lo tanto, el detector 12 está dispuesto de manera que reciba el haz de luz 21 emitido por la fuente de luz 11, atenuado después de la absorción ocurrida en correspondencia con el paso a través de la parte del recipiente 30 que pasa por la zona de inspección 20 debido a la presencia del gas sometido a medición dentro de tal recipiente 30.
El detector 12 está adaptado para generar datos representativos del espectro de absorción del gas sometido a medición mediante el procesamiento del haz de luz 21 que recibe en la entrada. En función del aumento de la línea de absorción del gas sometido a medición, es posible determinar, de manera conocida, la concentración de tal gas dentro del recipiente sellado 30.
La unidad de medición 10 comprende además medios 50 para generar, en el recipiente 30, un espacio vacío 32 de anchura predeterminada, en el que se pueda llevar a cabo la medición de absorción espectral.
Tal como se muestra en la figura 2, la anchura predeterminada del espacio vacío 32 coincide con la anchura de la zona de inspección 20. Los medios 50 para generar un espacio vacío 32 de anchura predeterminada usados en la primera realización se analizan con más detalle en la figura 3.
Según la presente invención, los medios 50 para generar un espacio vacío 32 son de tipo dinámico, es decir, pueden generar el espacio vacío 32 de anchura predeterminada y mantenerlo durante el avance del recipiente 30 a lo largo de una trayectoria de avance A.
Para ello, los medios 50 para generar un espacio vacío 32 comprenden un conjunto de compresión y avance 51 de recipiente 30 colocado a una primera altura y un canal de contención 52 de recipiente 30 colocado a una segunda altura diferente de la primera. En la realización mostrada, el conjunto de compresión y avance 51 está colocado a una altura más baja mientras que el canal de contención 52 está colocado a mayor altura. Esta disposición es particularmente adecuada ya que, en general, el contenido del recipiente tiende por gravedad a colocarse en el fondo del recipiente, dejando libre la parte superior, que es por tanto un mejor candidato como espacio vacío 32.
Como se muestra en detalle en las figuras 4-6, el conjunto de compresión y avance 51 de recipiente 30 de la realización ilustrada comprende un par de correas motorizadas 51 a, 51 b orientadas para deslizarse alrededor de un eje vertical y colocadas enfrentadas entre sí para definir un paso de avance para el recipiente 30.
Las correas 51a, 51b del par de correas motorizadas se pueden acercar/alejar entre sí para ajustar la anchura del paso de avance y así obtener la compresión deseada de recipiente 30, así como mantenerlo durante toda la trayectoria de avance A definida por el mismo par de correas 51 a, 51 b. Para ello, se proporcionan medios de ajuste de distancia adecuados 60. Además, la presión aplicada al recipiente 30 por el par de correas motorizadas 51a, 51b se puede ajustar mecánicamente.
Para ello, las correas 51a, 51b están realizadas, al menos la superficie de estas orientada hacia el exterior, de un material de alto coeficiente de fricción para obtener un buen acoplamiento con el recipiente 30 y un avance uniforme del mismo en ausencia de un deslizamiento relativo. Como se muestra en detalle en las figuras 7a-7c, el canal de contención 52 está definido por un par de guías de contención 52a, 52b que se pueden fijar a una distancia predeterminada entre sí.
Cada guía de contención 52a, 52b comprende una superficie de extensión longitudinal con un coeficiente de fricción bajo para facilitar el paso del recipiente 30.
Se proporcionan guías superiores 53 (mostradas en detalle en la figura 7a) para ajustar la distancia relativa entre las dos guías 52a, 52b dispuestas a través de la extensión de las guías de contención 52a, 52b y de las que están suspendidas las guías de contención 52a, 52b. Al trasladar las guías de contención 52a, 52b a lo largo de las guías superiores 53 es posible acercar o alejar entre sí las guías de contención 52a, 52b y de esta manera variar la anchura del canal de contención 52.
El canal de contención 52 limita la expansión del recipiente debida a la compresión realizada por el conjunto de compresión y avance 51 en el propio canal 52 y así permite obtener un espacio vacío 32 del recipiente que está geométricamente definido en lo que se refiere a la anchura. De hecho, el espacio vacío 32 está delimitado por la anchura del canal 52 que a su vez está definida por la distancia a la que se colocan las guías de contención 52a, 52b.
Como se muestra mejor en las figuras 7b y 7c, la superficie de extensión longitudinal de las guías de contención 52a, 52b presenta superiormente una parte 54a, 54b que se extiende hacia el interior del canal de contención, definiendo sustancialmente un perfilado de la superficie de contención provista de un parte superior.
El canal de contención 52 atraviesa la zona de inspección 20. De hecho, la fuente de luz 11 y el detector 12 están colocados de manera que quedan orientados hacia el interior del canal de contención 52, asegurando así que se realice la medición en el espacio vacío 32 delimitado por el canal 52. Con este fin, como se muestra mejor en la figura 7a, la fuente de luz 11 y el detector 12 están insertados parcialmente en las guías de contención 52a, 52b y orientados hacia el canal 52 desde la superficie de extensión longitudinal de tales guías 52a, 52b a través de orificios correspondientes 55.
Se proporciona una pluralidad de bocas de salida de gas 56 alrededor de los orificios 55 para introducir en el canal un gas diferente del de medición.
Esto es particularmente ventajoso cuando la forma del recipiente 30 es tal que no permite una adhesión perfecta a las superficies del canal de contención 52, dando lugar a la formación de arrugas que podrían aspirar aire y así alterar las medidas. De hecho, los gases generalmente sometidos a medición (oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua) están presentes en el aire, pero en diferente concentración con respecto a los de atmósfera modificada dentro de los recipientes. Por lo tanto, una medición que pase parcialmente a través del recipiente y parcialmente a través de una burbuja de aire atrapada en las arrugas de la pared exterior del recipiente podría alterar por completo el resultado de la medición.
Al insuflar gas diferente al de la medición (tal como nitrógeno) a través de las bocas 56, hacia la zona de inspección 20, es posible evitar la presencia, fuera del recipiente, del gas de medición en el punto donde se realiza la medición.
Las figuras 8a-8d muestran una segunda realización del canal de contención 52. Las guías del par de guías de contención 52’a, 52’b se fabrican sustancialmente como se describe con referencia a la realización mostrada en las figuras 7a-7c, pero además comprenden medios de generación de vacío 57, 58 que, al crear un ligero vacío, facilitan la adhesión de la superficie del recipiente 30 a las superficies de las guías de contención 52’a, 52’b.
Las figuras 8a, 8c y 8d muestran aberturas 57 presentes en la superficie de las guías de contención 52’a, 52’b orientadas hacia el canal 52’. Tales aberturas 57 están distribuidas por toda la extensión de tal superficie de las guías de contención 52’a, 52’b de modo que, durante el avance, la pared flexible del recipiente 30 puede extenderse y ponerse en contacto con tal superficie antes de alcanzar los orificios 55 desde los cuales la fuente de luz 11 y el detector 12 quedan orientados hacia el canal 52’.
La figura 8b muestra conexiones 58 para conectar las guías de contención 52’a, 52’b a una fuente de generación de vacío (no mostrada).
En asociación con la segunda realización del canal de contención 52’ provisto de medios de generación de vacío 57, 58, el conjunto de compresión y avance 51 funciona sustancialmente como un conjunto de avance. De hecho, ejerce una compresión mínima suficiente para el acoplamiento con el recipiente 30 con el fin de arrastrarlo en el avance.
Con referencia a la figura 9, se muestra una segunda realización de una unidad de medición no destructiva 10 para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados, particularmente adecuada para su uso en líneas de llenado y/o envasado donde los recipientes están hechos para avanzar en una configuración horizontal.
También en este caso, la unidad de medición 10’ comprende una fuente de luz 11 para emitir un haz de luz 21 y un detector 12 dispuesto para detectar el haz de luz emitido por la fuente 11 después de al menos un paso de esta a través de una zona de inspección 20 por la que pasa al menos una parte de un recipiente sellado 30.
También en este caso, la unidad de medición 10 comprende medios 50 para generar, en el recipiente 30, un espacio vacío 32 de anchura predeterminada, en el que se pueda llevar a cabo la medición de absorción espectral. Tales medios 50 para generar un espacio vacío 32 son de tipo dinámico, es decir, capaces de generar el espacio vacío 32 de anchura predeterminada y mantenerlo durante el avance del recipiente 30 a lo largo de una trayectoria de avance A que atraviesa la zona de inspección 20.
Los medios 50 para generar un espacio vacío 32 usados en la realización de la figura 9 comprenden un conjunto de compresión y avance 51 ’ de recipiente 30’ que integra un canal de contención 52” de recipiente 30’.
Como se muestra en detalle en las figuras 10 y 11, el conjunto de compresión y avance 51’ de recipiente 30 de la realización mostrada, comprende un par de correas motorizadas 51a’, 51b’ colocadas una al lado de otra y orientadas para deslizarse alrededor un eje horizontal. Las dos correas motorizadas 51a’, 51b’ están dispuestas separadas entre sí para actuar sobre dos partes periféricas de recipiente 30’, respectivamente de arriba hacia abajo, provocando así un hinchamiento de estas en su parte central superior.
Las correas 51a’, 51b’ del par de correas motorizadas se pueden acercar/alejar del plano de avance de recipientes 30’ para ajustar la anchura del paso de avance y así obtener la compresión deseada de recipiente 30, así como mantenerlo durante toda la trayectoria de avance definida por el mismo par de correas 51 a’, 51 b’. Además, la presión aplicada al recipiente 30 por el par de correas motorizadas 51a, 51b se puede ajustar mecánicamente.
También en este caso, las correas 51a’, 51b’ están realizadas, al menos la superficie de estas orientada hacia el exterior, de un material de alto coeficiente de fricción para obtener un buen acoplamiento con el recipiente 30 y un avance uniforme del mismo en ausencia de un deslizamiento relativo.
El canal de contención 52” está definido por la superficie inferior de una guía longitudinal incluida entre las dos correas 51a’, 51b’. La superficie inferior 52” de la guía longitudinal es cóncava, en particular su sección transversal tiene un patrón con forma trapezoidal. Tal concavidad tiene la finalidad de dar cabida al hinchamiento de la parte central superior del recipiente presionada periféricamente hacia abajo por el par de correas 51a’, 51b’.
La superficie inferior 52” de la guía longitudinal tiene un bajo coeficiente de fricción para facilitar el paso del recipiente 30’.
El canal de contención 52” guía la expansión del recipiente 30’ debida a la compresión realizada por el conjunto de compresión y avance 51 y la delimita lateralmente. Por tanto, es posible obtener un espacio vacío 32’ del recipiente definido geométricamente en lo que se refiere a la anchura.
También en este caso, la fuente de luz 11 y el detector 12 están colocados de manera que quedan orientados hacia el interior del canal de contención 52”, asegurando así que la medición se realice en el espacio vacío 32’ delimitado por el canal 52”. Para ello, como se muestra mejor en la figura 11, la fuente de luz 11 y el detector 12 están orientados hacia el canal 52” desde las partes inclinadas de la superficie inferior de la guía longitudinal, a través de orificios correspondientes 55.
En particular, en la realización mostrada en la figura 11, se proporciona una pluralidad de pares de fuente de luz 11 y detector 12 enfrentados entre sí. De esta manera, es posible de manera ventajosa medir la concentración de múltiples gases dentro de un mismo envase 30’, sintonizando la longitud de onda del haz de luz emitido por cada fuente con la longitud de onda de absorción del gas que se ha de medir.
Además, en la guía de contención longitudinal se implementa un detector de posición 61 que puede detectar el paso de un recipiente en tránsito 30’, activando así los pares de fuente de luz 11 y detector 12, dispuestos aguas abajo.
Aunque no se muestra, también en esta realización es posible proporcionar, alrededor de orificios 55, una pluralidad de bocas de salida de gas 56 para introducir un gas diferente del de medición en el canal 52’, además de una pluralidad de aberturas 57 para generar un ligero vacío a fin de facilitar el soporte uniforme de la parte superior central del recipiente 30’ contra las paredes laterales inclinadas de la superficie inferior 52’ de la guía longitudinal. También en este caso, si el canal de contención 52” comprende medios de generación de vacío 57, 58, el conjunto de compresión y avance 51’ funciona sustancialmente como un conjunto de avance, ejerciendo una compresión mínima suficiente para el acoplamiento con el recipiente 30’ con el fin de arrastrarlo en el avance.
Además, según una realización no mostrada, la guía longitudinal incluida entre las dos correas 51 a’, 51 b’ se reemplaza por un par de guías laterales una al lado de otra, cada una incluida en una correa 51a’, 51b’ y perfilada para definir un canal de contención 52” con sección sustancialmente trapezoidal.
La unidad de medición no destructiva 10, 10’ para medir la concentración de gas en recipientes flexibles 30, 30’ está comprendida preferiblemente en una línea de llenado y/o envasado automático, indicada en su conjunto con el número de referencia 100 y mostrada a modo de ejemplo en la figura 12.
Tal línea 100 comprende una primera estación de llenado 100 de recipientes 30, 30’ seguida de una segunda estación de sellado 120 de recipientes 30, 30’. La unidad de medición 10, 10’ de la concentración de gas en recipientes flexibles 30, 30’ está dispuesta aguas abajo (ya sea directamente o no) de la segunda estación de sellado 120 de recipientes 30, 30’ con respecto a la dirección de avance de los recipientes 30 a lo largo de la línea. 100.
Los recipientes 30, 30’ son transportados por medios de avance específicos 130, tales como un conjunto de medios de transporte restringido o libre por una cinta transportadora o suspendidos, a lo largo de una trayectoria de avance B que llega a la primera estación 110 y a la segunda estación 120 para luego pasar a través de la unidad de medición 10, 10’.
Preferiblemente, se proporcionan más estaciones de control 140, 150 aguas abajo de la unidad de medición 10, 10’ para comprobar el peso y el etiquetado del recipiente 30, 30’.
El funcionamiento de la unidad de medición no destructiva 10, 10’ para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados es el siguiente.
Al entrar en la unidad de medición 10,10’, los recipientes flexibles 30, 30’ se acoplan al conjunto de compresión y avance 51, 51’ que hace que avancen y al mismo tiempo ejerce una ligera compresión hacia el interior del recipiente 30, 30’, de modo que en el canal de contención 52, 52’, una parte del recipiente se expande de forma controlada. Tal configuración se mantiene por toda la trayectoria A a lo largo de la cual el recipiente 30, 30’ atraviesa la unidad de medición 10, 10’. En concreto, la trayectoria A atraviesa la zona de inspección 20 hacia la que están orientadas la fuente de luz y el detector 12 para realizar la medición.
Por lo tanto, el conjunto de compresión y avance 51, 51’ hace que el recipiente 30, 30’, en su configuración con una parte expandida de manera controlada, atraviese la zona de inspección 20. De esta forma, se realiza una medición significativa a partir de la cual es posible determinar la concentración del gas de medición, ya que se realiza en una parte de recipiente de tamaño conocido.
En particular, si el canal de contención 52, 52’ así lo prevé, se puede insuflar un gas diferente del de medición al interior del recipiente en tránsito 30, 30’.
Además, si así lo prevé el canal de contención 52, 52’, se pueden accionar los medios de generación de vacío 57, 58 para que el recipiente 30, 30’ llegue a la zona de inspección 20 en configuración desplegada y adhiriéndose uniformemente a la superficie del canal de contención 52, 52’.
Las características esenciales y preferidas de la unidad de medición no destructiva para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados de la presente invención quedan claras a partir de la descripción anterior, así como sus ventajas.
Son posibles otras variantes de las realizaciones descritas anteriormente sin apartarse de las enseñanzas de la invención, que se definen únicamente en las reivindicaciones adjuntas.
Finalmente, queda claro que se pueden aplicar varios cambios y variaciones en la unidad de medición no destructiva de la concentración de gas en recipientes flexibles sellados y en una línea de llenado correspondiente así concebida, todos incluidos dentro del ámbito de aplicación de la invención definida en las reivindicaciones adjuntas. En la práctica, los materiales utilizados, así como los tamaños, pueden ser cualesquiera, de acuerdo con los requisitos técnicos.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) para medir la concentración de gas en recipientes flexibles sellados (30, 30’) fabricados al menos parcialmente de material ópticamente transparente, que comprende:
- al menos una fuente de luz (11) para emitir un haz de luz con una longitud de onda sintonizable con una longitud de onda de absorción de un gas contenido en el recipiente flexible sellado (30, 30’), estando dispuesta la al menos una fuente de luz (11) de manera que dirija el haz de luz hacia al menos una zona de inspección (20);
- al menos un detector (12) dispuesto de manera que detecte al menos una parte del haz emitido por la fuente de luz (11) una vez que ha pasado a través de la zona de inspección (20) y datos de salida representativos de un espectro de absorción de dicho gas resultante del paso del haz de luz a través de la zona de inspección, y;
- medios (50, 50’) para generar un espacio vacío (32) que tenga una anchura predeterminada en el recipiente flexible sellado (30, 30’) que coincida con la anchura de la zona de inspección (20); caracterizada por que dichos medios (50, 50’) para generar un espacio vacío (32) comprenden un conjunto de compresión y avance (51, 51 ’) dispuesto para comprimir y hacer avanzar el recipiente (30, 30’) y un canal de contención (52, 52’) que tiene una anchura para limitar la expansión del recipiente (30, 30’) que atraviesa dicha zona de inspección (20), dichos medios (50, 50’) para generar un espacio vacío (32) están adaptados para hacer avanzar dicho recipiente flexible sellado (30, 30’) a lo largo de una trayectoria de avance (A) que atraviesa dicha zona de inspección (20) y para mantener dicha anchura predeterminada de dicho espacio vacío (32) durante el avance del recipiente flexible sellado (30, 30’) a lo largo de toda la trayectoria de avance (A).
2. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) según la reivindicación 1, en la que el conjunto de compresión y avance (51, 51’) del recipiente (30, 30’) comprende un par de correas motorizadas (51a, 51b; 51a’, 51b’) dispuestas una al lado de otra para definir un paso de avance entre las mismas (51 a, 51b; 51 a’, 51 b’) para el recipiente (30, 30’) y ejercer una compresión sobre las mismas, realizándose dicho canal de contención (52, 52’) para el recipiente (30, 30’) en correspondencia con dicho paso de avance.
3. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) según la reivindicación 2, en la que dichas correas motorizadas (51a, 51b) de dicho par de correas se dirigen de manera que se deslicen alrededor de un eje vertical y se colocan enfrentadas entre sí para ejercer una compresión del recipiente (30) según un eje horizontal.
4. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) según la reivindicación 2, en la que dichas correas motorizadas (51a’, 51b’) de dicho par de correas se dirigen manera que se deslicen alrededor de un eje horizontal y ejerzan una compresión del recipiente (30’) de acuerdo con un eje vertical.
5. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el canal de contención (52) está definido entre un par de guías de contención (52a, 52b) que se pueden fijar a una distancia predeterminada entre sí.
6. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) según la reivindicación 5, en la que la superficie del par de guías de contención (52a, 52b) orientadas hacia el canal de contención (52) presenta superiormente una parte (54a, 54b) que se extiende hacia el interior del canal de contención (52), definiendo sustancialmente una parte de superficie de contención superior.
7. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en la que el canal de contención (52’) está definido por la superficie inferior de una guía longitudinal incluida entre las dos correas motorizadas (51 a’, 51 b’), teniendo la superficie inferior (52’) de la guía longitudinal una forma cóncava, preferiblemente una forma en sección transversal trapezoidal.
8. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en la que la al menos una fuente de luz (11) y el al menos un detector (12) están dispuestos de manera que quedan orientados hacia el interior del canal de contención (52, 52’) a través de orificios respectivos (55) realizados en la superficie de las guías de contención (52a, 52b; 52’).
9. Unidad de medición no destructiva (10, 10’) de acuerdo con la reivindicación 8, en la que en la superficie de las guías de contención (52a, 52b; 52’), cerca de los orificios (55) a partir de los cuales la al menos una fuente de luz y el al menos un detector (12) están orientados hacia el canal de contención (52, 52’), se proporciona lo siguiente:
- una pluralidad de bocas de salida de gas (56) para introducir un gas diferente del gas de medición en el canal de contención (52, 52’); y/o
- una pluralidad de aberturas (57) para la conexión con medios de generación de vacío a fin de atraer la superficie del recipiente (30, 30’) contra la superficie de las guías de contención (52a, 52b; 52’).
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