ES2926846A1 - Envase flexible para líquidos y procedimiento para su diseño - Google Patents
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Abstract
Envase flexible para líquidos y procedimiento para su diseño. El envase flexible (1) para líquidos, que comprende una boquilla (2) provista de un elemento de cierre (3), en el que la boquilla (2) comprende un orificio de dosificación (5) que es de forma tubular. El procedimiento para el diseño de un envase flexible para líquidos, en el que el envase (1) comprende las etapas de determinar un líquido que estará contenido en el envase (1), determinar la viscosidad de dicho líquido, determinar la longitud del orificio de dosificación (5) y el radio del orificio de dosificación (5) en función de la velocidad promedio del líquido deseada. Permite proporcionar un envase flexible para su uso con líquidos y un procedimiento para su diseño que dosifica el flujo adecuado en función del líquido que contiene y de la aplicación a la que se destina.
Description
DESCRIPCIÓN
Envase flexible para líquidos y procedimiento para su diseño
La presente invención se refiere a un envase flexible para líquidos y a un procedimiento para su diseño.
Antecedentes de la invención
Existen multitud de recipientes rígidos que incluyen dosificadores, tanto para alimentación, para aceite, vinagre, miel, licores como en droguería, para champús, jabón, etc. Para la correcta dosificación en los envases rígidos es conveniente conocer las trayectorias de salida de líquido y de entrada de aire, y si la diferencia de presión cuando cae el líquido es suficiente para que entre el aire y compensar la caída de presión.
La estrategia es diferente en fusión de la viscosidad, densidad del líquido y de las dimensiones del envase. Así, se encuentran aceiteras, vinagreras, dosificadores de licores, con orificios para líquido y aire diferentes, con orificios de diferente tamaño o bien con un mecanismo interno (bola) que favorece el paso de líquido-aire para la correcta dosificación.
Es una nueva tendencia en el mercado la comercialización de diferentes productos con un envase flexible con base (permite estar de pie) más un inserto plástico rígido (o boquilla) con tapón. Son habituales, por ejemplo, en productos de alimentación para niños y bebés.
Este sistema de incorporar una boquilla a un envase flexible se conoce desde 1995 y desde entonces se ha mejorado el proceso y el diseño y ha incorporado mejoras del proceso productivo.
Los envases rígidos tienen una serie de cualidades: su apariencia, que no se deforman, que pueden ser exhibidos en posición vertical, son fácilmente transportables y apilables, pueden tener gran resistencia mecánica y química y pueden ser reutilizables. Como puntos débiles tienen que son pesados, espaciosos e implican transporte de aire.
Los envases flexibles, en cambio, son ligeros, económicos, se necesita menos material, ocupan menos espacio, tienen una gran resistencia química, son herméticos. Son más fácilmente adecuados para usar y tirar. En contra, tienen la apariencia en el punto de venta,
aunque con la incorporación del denominado envase de tipo "Doypack” pueden ser expuestos de manera vertical. El proceso de formación del envase y el llenado pueden ser incorporados en una sola máquina productiva, teniendo menos gasto en transportes de envases y llenado que los del envase rígido tradicional.
Un inconveniente de estos envases flexibles es que no comprenden ningún sistema de dosificación, de manera que el propio usuario el que debe dosificar manualmente la cantidad de producto que sale del envase flexible, lo que implica su uso exclusivo con productos pastosos, impidiendo su uso con productos. de baja viscosidad
Descripción de la invención
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un envase flexible que permita su uso con líquidos y un procedimiento para su diseño que permita dosificar el flujo adecuado en función del líquido que contiene y de la aplicación a la que se destina.
Con el envase y el procedimiento de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación.
De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención se refiere a un envase flexible para líquidos, que comprende una boquilla provista de un elemento de cierre, comprendiendo la boquilla un orificio de dosificación que es de forma tubular.
El orificio de dosificación se puede modificar de acuerdo con las características de líquido para que dosifique el flujo deseado de líquido.
De acuerdo con una posible realización, la boquilla comprende un tubo, formando el interior del tubo el orificio de dosificación.
Preferentemente, el orificio de dosificación tiene un diámetro entre 0,5 mm y 5 mm, y una longitud entre 5 mm y 25 mm.
De acuerdo con un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para el diseño de un envase flexible para líquidos, en el que el envase comprende:
- una boquilla provista de un elemento de cierre,
comprendiendo la boquilla un orificio de dosificación tubular que define una longitud y un radio, en el que el procedimiento comprende las siguientes etapas:
- determinar un líquido que estará contenido en el envase;
- determinar la viscosidad de dicho líquido;
- determinar la longitud del orificio de dosificación y el radio del orificio de orificio de dosificación en función de la velocidad promedio del líquido deseada de acuerdo con la siguiente fórmula:
donde:
^ es el flujo de salida del líquido;
v es la velocidad promedio del líquido;
R es el radio del orificio de dosificación (5);
p es la densidad del líquido;
g es la gravedad;
H es la altura inicial del líquido;
g es la viscosidad del líquido; y
L es la longitud del orificio de dosificación (5).
En el procedimiento de acuerdo con la presente invención, preferentemente, la viscosidad del líquido es menor de 1000 Pa*s, es decir, se trata de un líquido de baja viscosidad, y el flujo de líquido es entre 0,5 g/s y 10 g/s.
En el procedimiento de acuerdo con la presente invención, la presión en la entrada del orificio de dosificación es la presión interna del envase y la presión en la salida del orificio de dosificación es la presión atmosférica.
El envase flexible de acuerdo con la presente invención permite fabricar con material flexible una gran diversidad de dispensadores de líquidos que ahora solo se encuentran en el mercado en envase rígido.
El envase flexible de acuerdo con la presente invención proporciona todas las virtudes de los envases flexibles y tiene la funcionalidad de dosificación de líquidos, pero a coste mucho más
reducido que en envases rígidos.
Además, al necesitarse menos material, y al reducirse los transportes necesarios para su producción, implica una menor huella de carbono, puesto que la energía requerida ha sido menor en su ciclo de producción.
Breve descripción de los dibujos
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.
La figura 1 es una vista en alzado del envase flexible de acuerdo con la presente invención;
La figura 2 es una vista en alzado en sección de la boquilla del envase flexible de acuerdo con una primera realización la presente invención, en cuyo interior se ha modificado convenientemente para que funcione como dosificador de líquidos de baja viscosidad;
La figura 3 es una vista en alzado en sección de la boquilla del envase flexible de acuerdo con una segunda realización la presente invención, en cuyo interior se ha modificado convenientemente para que funcione como dosificador de líquidos de baja viscosidad;
La figura 4 es un gráfico que representa el comportamiento del flujo de descarga para diferentes líquidos en función del diámetro del orificio de dosificación (siendo fija la longitud); y
La figura 5 es un gráfico que representa las curvas de igual flujo de descarga de aceite de oliva para diferentes longitud y diámetro del orificio de dosificación.
Descripción de realizaciones preferidas
Tal como se muestra en la figura 1, el envase para líquidos de la presente invención, indicando en general mediante el número de referencia 1, es del tipo conocido como "Doypack”, y comprende una boquilla 2 provista de un elemento de cierre 3.
El interior de dicha boquilla 2 se ha modificado convenientemente de manera que comprende
en su interior un orificio de dosificación 5, que permite dosificar correctamente el líquido en el interior del envase 1, es decir, regular la velocidad de salida del líquido.
El orificio de dosificación 5 tiene una forma tubular con una longitud y un radio del orificio de dosificación 5.
Dicho orificio de dosificación 5 puede realizarse en la propia boquilla 2, como en la realización mostrada en la figura 2, o en el interior de la boquilla 2 se puede añadir un tubo 4 que define el orificio de dosificación 5 en su interior.
Preferentemente, el orificio de dosificación 5 tiene un diámetro entre 0,5 mm y 5 mm, y una longitud entre 5 mm y 25 mm.
La presente invención también se refiere a un procedimiento para el diseño de dicho envase flexible para líquidos, que comprende las siguientes etapas:
- determinar un líquido que estará contenido en el envase;
- determinar la viscosidad de dicho líquido;
- determinar la longitud del orificio de dosificación y el radio del orificio de dosificación en función de la velocidad promedio del líquido deseada de la siguiente manera.
La velocidad de descarga en un envase de un fluido viscoso a través de un orificio tubular viene determinada usando la ley de Poiseuille, de donde se obtiene la velocidad promedio del líquido:
< v > - A P * R 2
8 r]L
donde:
AP es la diferencia de presiones entre la entrada y salida del orificio pasante;
R es el radio del orificio;
^ es la viscosidad del líquido que va a contener el envase; y
L es la longitud del orificio.
El flujo o la cantidad perdida de líquido por el orificio vendrá dado multiplicando la velocidad por la sección, que para un tubo circular de radio R será:
0 = <^> * nR2
Como caso general, la diferencia de presiones viene dada por la expresión:
AP = pgH + Po- Patm
donde,
p es la densidad del líquido;
g es la gravedad;
H es la altura inicial del líquido;
P0 es la presión interna del envase; y
Patm la presión atmosférica en la salida del orificio.
En el caso de un envase rígido abierto se anulan los dos últimos sumandos. Y, por consiguiente, el flujo que le corresponde a la descarga de un envase abierto resulta:
En un envase rígido cerrado, la presión interna es variable, siendo inicialmente igual a la presión atmosférica, pero disminuyendo a medida que se vacía el líquido, puesto que el aire interior ocupa más volumen. De la expresión general vemos:
Durante el vaciado los sumandos pgH y P0 disminuyen ralentizando el flujo de descarga, llegando a dos posibles desenlaces:
a) O bien, el estancamiento de la descarga;
b) O bien, hasta el punto de que la diferencia de presión posibilita la entrada de aire. La entrada de la gota de aire puede determinarse utilizando la misma ley de Poiseuille, aunque ahora en el sentido contario. En el momento que entra aire en el depósito, la presión interna P0 augmenta, provoca que el flujo de líquido vuelva a incrementarse pudiendo llegar a un punto estacionario entre descarga (salida del líquido) y compensación (entrada de aire al envase).
El envase flexible tiene la característica que pude absorber la caída de presión interna deformándose él mismo, cosa que no pueden hacer los envases rígidos,
En el procedimiento de acuerdo con la presente invención, preferentemente, la viscosidad del líquido es menor de 1000 Pa*s, es decir, se trata de un líquido de baja viscosidad, y el flujo de líquido es entre 0,5 g/s y 10 g/s.
Un ejemplo de aplicación del envase de la presente invención es su uso como aceitera, donde para un diámetro del orificio de 3,6 mm y una longitud 10 mm, proporciona un flujo inicial de unos 4 gramos/segundo de aceite de oliva virgen. Para una vinagrera, un orificio de 2 mm de diámetro, y de longitud de 10 mm para un flujo inicial de 3,4 gramos/segundo.
El gráfico de la figura 4 representa el comportamiento del flujo de descarga para diferentes líquidos en función del diámetro del orificio (siendo fija la longitud). Las diferencias de comportamiento de los diferentes líquidos vienen determinadas por sus características físicas, como tal la densidad y la viscosidad.
El mismo flujo de descarga puede obtenerse con diferentes relaciones diámetro/longitud. En el gráfico de la figura 5 se marcan las curvas de igual flujo de descarga de aceite de oliva para diferentes longitud y diámetro de la boquilla.
El envase flexible de acuerdo con la presente invención permite su uso como dosificador de líquido, transformando el diseño del orificio de dosificación.
La modificación en el orificio de dosificación permite regular el flujo de descarga del envase para que, en función de las características físicas del líquido, tal como la viscosidad y la densidad, ajustar los parámetros físicos del orificio de dosificación: la longitud y el diámetro de acuerdo con la ley de Poiseuille para obtener el flujo objetivo.
El sistema aprovecha una de las cualidades del envase flexible, y es que se deforma durante la descarga de líquido a medida que se va vaciando, compensando parcialmente la bajada de presión interna y favoreciendo el vaciado del líquido.
El diseño del orificio de dispensación puede adaptarse para realizar aplicaciones varias en función de cada líquido y flujo deseado. Por ejemplo, el envase flexible de acuerdo con la presente invención puede utilizarse para aceite, vinagre, jabón, champú, vino, zumos, licores, etc., dando posibilidades de desarrollo de envases flexibles adaptados a cada aplicación.
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente
para un experto en la materia que el envase y el procedimiento descritos son susceptibles de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (8)
1. Envase flexible (1) para líquidos, que comprende una boquilla (2) provista de un elemento de cierre (3), caracterizado por que la boquilla (2) comprende un orificio de dosificación (5) que es de forma tubular.
2. Envase flexible (1) para líquidos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la boquilla (2) comprende un tubo (4), formando el interior del tubo (4) el orificio de dosificación (5).
3. Envase flexible (1) para líquidos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la boquilla (2) es de material plástico.
4. Envase flexible (1) para líquidos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el orificio de dosificación (5) tiene un diámetro entre 0,5 mm y 5 mm.
5. Envase flexible (1) para líquidos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el orificio de dosificación (5) tiene una longitud entre 5 mm y 25 mm.
6. Procedimiento para el diseño de un envase flexible (1) para líquidos, en el que el envase (1) comprende:
- una boquilla (2) provista de un elemento de cierre (3),
comprendiendo la boquilla (2) un orificio de dosificación (5) tubular que define una longitud y un radio,
caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
- determinar un líquido que estará contenido en el envase (1);
- determinar la viscosidad de dicho líquido;
- determinar la longitud del orificio de dosificación (5) y el radio del orificio de dosificación (5) en función de la velocidad promedio del líquido deseada de acuerdo con la siguiente fórmula:
donde:
^ es el flujo de salida del líquido;
v es la velocidad promedio del líquido;
R es el radio del orificio de dosificación (5);
p es la densidad del líquido;
g es la gravedad;
H es la altura inicial del líquido;
g es la viscosidad del líquido; y
L es la longitud del orificio de dosificación (5).
7. Procedimiento para el diseño de un envase flexible (1) para líquidos de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la viscosidad del líquido es menor de 1000 Pa*s.
8. Procedimiento para el diseño de un envase flexible (1) para líquidos de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el flujo de líquido es entre 0,5 g/s y 10 g/s.
Priority Applications (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2926846A1 true ES2926846A1 (es) | 2022-10-28 |
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- 2021-04-23 ES ES202130362A patent/ES2926846A1/es active Pending
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