ES2960916T3 - Bolsa en tecnología de válvula - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un dispensador (20) que comprende un recipiente dispensador (90) lleno de un gas portador dispensador (140) equipado con un conjunto de válvula (10). Un ingrediente (100) para dispensar está contenido en un depósito que contiene ingrediente (110/150; 110/160), y el depósito que contiene ingrediente (110/150) está conectado operativamente al recipiente dispensador (90) y a un tubo de inmersión (80).) a través de los tubos primero y segundo (82; 84) de manera que al accionar el conjunto de válvula (10), el ingrediente (100) y el gas portador dispensador (140) se desplazan a lo largo del primer tubo (82) y el segundo tubo (84) respectivamente. y mezcle en el conjunto de válvula (10) antes de salir del recipiente dispensador (90) a través de la boquilla rociadora del actuador (200). Alternativamente, el gas portador dispensador (140) viaja a lo largo del segundo tubo (84) hacia el depósito que contiene el ingrediente (110/160) y transporta el ingrediente (100) a lo largo del primer tubo (82) donde se mezclan en el conjunto de válvula (10). antes de salir del recipiente dispensador (90) a través de la boquilla pulverizadora del actuador (200). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Bolsa en tecnología de válvula
Esta invención se refiere a mejoras en una tecnología de administración denominada en la industria tecnología de bolsa en válvula (BOV) y a un dispensador para uso con nuevos conjuntos de válvulas. El dispensador y el método de suministro utilizan un gas transportador dispensador, típicamente un gas aéreo, que se adsorbe en, típicamente, carbono activado.
Antecedentes de la invención y técnica anterior
El mercado mundial de bolsas en válvulas tuvo un valor de 356,5 millones de dólares en 2016 y está creciendo debido a la creciente conciencia sobre su rentabilidad entre consumidores y fabricantes. Los consumidores están mostrando una fuerte inclinación hacia la tecnología de bolsa en válvula como solución de embalaje, ya que minimiza el desperdicio de producto y garantiza así una buena relación calidad-precio. Por tanto, esta tecnología se está utilizando para varios productos de alta gama. Otro beneficio notable son los beneficios ambientales que aporta esta tecnología, debido a sus bolsas sin aire y al método de embalaje que separa el producto y el propelente.
Para el fabricante, la preferencia por la bolsa en válvula promete una vida útil más larga para los productos sensibles al oxígeno que contienen menos o ningún conservante. Además, mediante la tecnología bolsa en válvula se pueden envasar diversos tipos de productos viscosos y líquidos, independientemente de que sean de base agua o disolvente. Un número cada vez mayor de fabricantes también está invirtiendo en esta tecnología, ya que la ausencia de propelente en el producto reduce el riesgo de explosión o incendio. Además, el eficiente proceso de llenado es una ventaja adicional.
Sin embargo, existen limitaciones y desafíos derivados de los propelentes utilizados y de la caída de presión durante el funcionamiento que, por ejemplo, impiden el vaciado completo de la bolsa.
Se ha promulgado legislación para eliminar el alto potencial de calentamiento global (GWP) de los propelentes de gas licuado de los aerosoles.
El dispensador de la invención utiliza preferentemente gases aéreos, particularmente CO2 lo que significa que no tiene GWP Esto se debe a que, si bien el GWP del dióxido de carbono es 1, se deriva de la atmósfera, por lo que el efecto neto de su uso es cero.
Esto contrasta con los nuevos propelentes de gas licuado (como el HFO-1234ze), que tienen un bajo GWP porque se descomponen en la atmósfera en un corto período de tiempo. Sin embargo, los productos de descomposición son contaminantes.
Los propelentes a base de fluorocarbonos están sujetos a un ciclo interminable de cambios regulatorios. Sin embargo, los gases aéreos están exentos de legislación como el reglamento REACH.
Durante los últimos 12 años en el Reino Unido se ha producido una reducción de las emisiones de COV del 30%. Sin embargo, durante ese tiempo, las emisiones de aerosoles aumentaron un 10%, lo que coincide aproximadamente con el aumento del tamaño de la población durante este período. Sin embargo, desde 2005 las emisiones de aerosoles han crecido del 4.7% al 7.9% (2017). El Gobierno quiere reducir las emisiones totales de COV en un 38% para 2030 y BAMA (Asociación Británica de Fabricantes de Aerosol) quiere desarrollar planes para reducir las emisiones de COV en aerosoles manteniendo al mismo tiempo los altos niveles de rendimiento del producto, aceptación del consumidor y seguridad.
Una razón para el uso continuado de propelentes a base de fluorocarbono es que los gases aéreos comprimidos no se pueden almacenar en una cantidad suficiente para permitir que los ingredientes se descarguen completamente de una bolsa en una lata de aerosol con válvula.
Los solicitantes utilizan carbono activado para aumentar el volumen de almacenamiento de gas lo que permite que el contenido de las bolsas de tamaño normal se descargue por completo.
Además, al evitar el uso de disolventes y propelentes de gas licuados se mitiga el abuso de disolventes.
Los aerosoles que utilizan agua como disolvente y propelentes de aire comprimido tienen un rendimiento deficiente (baja fuerza) y producen una pulverización húmeda con una columna baja. Por el contrario, los dispensadores descritos en este documento producen una pulverización casi seca con buena fuerza y columna.
Además, mientras que los aerosoles tradicionales están sujetos a la inversión del tubo de inmersión, lo que provoca la liberación de exceso de propelente, los dispensadores descritos en este documento evitan problemas de inversión.
Además, la tecnología habitual de bolsa en válvula no permite que el ingrediente activo de la bolsa se aerosolice, mientras que los dispensadores descritos en el presente documento permiten la aerosolización (dispersión en forma de aerosol).
Los productos disponibles en el mercado mundial son BOV en aerosol, BOV estándar y BOV sin pulverización/de baja presión. De estos, se espera que el BOV en aerosol adquiera más del 60% del mercado mundial para finales de 2024.
Los cuatro principales actores son AptarGroup, Inc., Coster Tecnologie Speciali S.p.A, Toyo & Deutsche Aerosol Gmbh y Summit Packaging System, Inc. Estas empresas poseían colectivamente una participación de alrededor del 39% en el mercado mundial en 2015.
La válvula o ensamble de válvula comprende una válvula macho o hembra que está conectada o engarzada a un recipiente dispensador o envase que está hecho de aluminio, hojalata, acero o plástico. La capacidad típica del recipiente dispensador se clasifica en una de las siguientes categorías de tamaño: menos de 30 ml, 30 ml - 100 ml, 100 ml - 275 ml, 275 ml - 500 ml y más de 500 ml.
Las aplicaciones típicas incluyen aplicaciones para los siguientes tipos de productos: cosméticos y productos de cuidado personal, por ejemplo, desodorantes y antitranspirantes, productos farmacéuticos, productos para el cuidado del hogar, por ejemplo, ambientadores, preparaciones de limpieza, productos de alimentos y bebidas, por ejemplo, crema y queso, y productos automotrices e industriales, por ejemplo, pinturas.
Estos dispensadores tradicionales de bolsa en válvula, al igual que los dispensadores de aerosol, normalmente contienen uno de dos tipos de propelente.
i) propelentes de gas licuado, que están basados principalmente en hidrocarburos (por ejemplo, mezclas de propano/nbutano/isobutano); o
ii) A base de hidrofluorocarbonos (por ejemplo, HFC-134a, -152a o HFO-1234ze).
Los problemas negativos que rodean a los propelentes de hidrocarburos son bien conocidos, ya que estos compuestos son compuestos orgánicos volátiles (COV's) altamente inflamables que son objeto de abuso por inhalación y contribuyen a la mala calidad del aire interior.
Los hidrofluorocarbonos también están repletos de problemas en las aplicaciones de aerosoles, y el HFC-134a, por ejemplo, recientemente ha sido eliminado legislativamente de su uso en muchas aplicaciones debido a su GWP intrínsecamente alto.
Dos compuestos de gas condensado que cumplen con las nuevas regulaciones de F-gas de la UE para GWP<150 incluyen:
HFC-152a (1,1-difluoroetano); y
HFO-1234ze (1,3,3,3-tetrafluoroprop-2-eno).
Desafortunadamente, el HFC-152a (GWP-120) está designado como altamente inflamable y el HFO-1234ze (GWP-6) se considera inflamable por encima de los 28°C. También suele ser prohibitivamente costoso.
Por supuesto, donde hay combustión de HFCs o HFOs también está la liberación de fluoruro de hidrógeno, que es a la vez muy tóxico y corrosivo. Además, cada vez hay más informes sobre el abuso de hidrocarburos fluorados (HFC), en particular con HFC-152a, entre adultos jóvenes, lo que provoca muertes ocasionales. Es demasiado pronto para informar sobre el abuso del HFO-1234ze, pero hay muchas razones para suponer que proporcionará propiedades eufóricas/asfixiantes similares a las de los HFCs. Por último, aunque sólo hay una pequeña contribución al GWP, la descomposición ambiental de HFO-1234ze produce ácidos fluoroacéticos que son tóxicos para las plantas y la vida acuática. Uno de los productos de descomposición atmosférica de HFC-152a es el difluoruro de carbonilo (COF2) que se hidroliza en la atmósfera inferior para dar fluoruro de hidrógeno.
Debido a esto, es deseable evitar el uso de dichos gases y utilizar gases aéreos comprimidos siempre que sea posible.
El desarrollo de un ensamble de bolsa y frita sobre válvula, como se describe en el presente documento, tiene muchas ventajas y permite el uso de gases no nocivos, por ejemplo, gases aéreos para la dispensación de una amplia gama de ingredientes en una amplia gama de aplicaciones.
Los beneficios de, por ejemplo, los gases aéreos, tal como el aire, el nitrógeno, el oxígeno, el argón o el dióxido de carbono, surgen del hecho de que son baratos, fácilmente disponibles, y tienen baja toxicidad y sin riesgo de eliminación gradual. Estos gases tampoco son susceptibles de regulación tal como el Reglamento REACH.
Desafortunadamente, los gases aéreos no se pueden condensar fácilmente sin refrigeración o el uso de presiones extremas (por debajo de las temperaturas críticas respectivas) para proporcionar gas en cantidad suficiente para aplicaciones de aerosol. La compresión de estos gases en recipientes dispensadores es fácilmente posible, aunque la presión máxima permitida está limitada de modo que la presión del contenido no supere los 15 barg cuando el envase y su contenido se elevan a la temperatura de prueba de 50°C durante 3 minutos, de acuerdo con la directiva sobre aerosoles. Esta restricción significa que un envase no debe llenarse muy por encima de 12 barg a temperatura ambiente. En tales condiciones, tras el accionamiento, la presión cae rápidamente a medida que se descargan los contenidos de los recipientes, y el volumen total de gas suministrado es pequeño, dando lugar a un pequeño número de aplicaciones suministradas y a una mala percepción del cliente.
A modo de ejemplo no limitante, un ambientador estándar que emplea un gas licuado normalmente contiene un ingrediente (concentrado de producto) y un disolvente además del propelente licuado; ya sea hidrocarburo o HFC con todas las desventajas ya descritas. Además, existe la posibilidad de un mal uso del producto como resultado de la inversión del tubo de inmersión, lo que produce una pérdida desproporcionada de propelente. Por lo tanto, un ambientador estándar a base de aire comprimido podría contener un 5% de etanol en agua comprimida con aire, además del concentrado de fragancia disuelto. Dichos dispositivos tienden a emitir una pulverización corta y húmeda y, aunque este sistema no contiene ningún propelente de gas licuado, todavía contiene disolvente y presenta un rendimiento deficiente.
En vista de las deficiencias descritas tanto para los aerosoles que contienen gas licuado como para los aerosoles que contienen gas comprimido, parece que sería ventajoso un envase de aerosol que no contenga ni propelente de gas licuado ni disolvente.
Mientras la tecnología de bolsa en válvula permite que el producto activo se separe del propelente (generalmente aire comprimido o nitrógeno, o un gas licuado condensado), para mantener la integridad completa del producto de modo que solo se dispense producto puro, estas bolsas en válvulas estándar no aerosolizan porque no liberan el propelente, pero pueden atomizar los productos líquidos cuando se pulverizan.
En consecuencia, su uso se limita, por ejemplo, a la dispensación de líquidos, incluidos líquidos viscosos, soluciones, lociones, cremas, preparaciones farmacéuticas, geles, aceite de oliva y otros productos alimenticios, tales como queso fundido. Como consecuencia de estar encerrado en una bolsa, el ingrediente activo está protegido del contacto con el oxígeno, que de otro modo podría causar que el producto se estropee, y está protegido del contacto con el propelente porque el propelente se llena en el espacio ocupado entre la bolsa y la lata.
La técnica anterior, aparte de los dispensadores tradicionales de bolsa en válvula, incluye la técnica relacionada con la tecnología de carbono adsorbente, tal como propia solicitud de los solicitantes en el Reino Unido No. GB1703286.3 y el documento WO 2014/037086, en la que un gas propelente aéreo se adsorbe sobre carbono activado contenido dentro de un envase (en el espacio entre la bolsa y el envase) lo que permite una dispensación más uniforme del contenido de la bolsa en comparación con un gas comprimido solo. Al igual que las disposiciones tradicionales de bolsa en válvula, no se descarga gas del envase.
El documento DE1817899 divulga un dispensador que comprende un propelente de gas licuado. Un líquido para atomizar está contenido en una bolsa situada en el recipiente y una doble válvula permite un circuito de flujo de fluido en el que el líquido se atomiza a medida que es aspirado mediante un tubo Venturi.
El documento FR1567923 divulga un dispensador del tipo aerosol, que permite la dispensación fraccionada de un producto contenido en un recipiente perteneciente al dispensador. Un dispensador de este tipo está destinado principalmente a pulverizar un líquido, pero puede utilizarse para la distribución fraccionada en otra forma (espuma, chorro, etc.) o para proyectar un polvo.
Breve resumen de la divulgación
De acuerdo con un primer aspecto de las presentes invenciones, se proporciona un dispensador de acuerdo con la reivindicación 1.
En una realización, el tubo de inmersión del ensamble de válvula se divide en el primer y segundo tubos que están sentados dentro del recipiente dispensador. El primer tubo está conectado al depósito que contiene el ingrediente, permitiendo que el ingrediente sea dispensado al accionamiento de la válvula. El segundo tubo comprende una frita o filtro para evitar que el carbono activado pase al tubo cuando se libera el gas portador dispensador presurizado.
Preferiblemente el depósito que contiene el ingrediente es una bolsa o saquito.
En otra realización, el tubo de inmersión del ensamble de válvula está conectado al depósito o recipiente que contiene el ingrediente a través de una tapa que comprende conectores primero y segundo. El primer conector se conecta al primer tubo que conecta el ensamble de válvula al depósito que contiene el ingrediente, y el segundo conector conecta el segundo tubo, que comprende una frita o filtro que evita que el carbono activado pase al tubo al depósito que contiene el ingrediente, permitiendo así que el gas transportador dispensador presurizado expulse el ingrediente fuera del depósito que contiene el ingrediente tras su accionamiento.
En esta realización, el depósito que contiene el ingrediente comprende un recipiente abierto, lleno con un ingrediente sublimable o un material absorbente de ingredientes sobre el cual se absorbe el ingrediente, cuyo recipiente está cerrado por la tapa.
El dispensador puede comprender tres o más tubos y al menos dos depósitos que contienen ingredientes que comprenden diferentes ingredientes.
El dispensador puede comprender además un dispositivo de medición.
El dispensador puede comprender además un espaciador.
El dispensador se llena preferiblemente con un gas dispensador que es óxido nitroso o un gas aéreo, tal como aire, nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono o argón.
Lo más preferible es que el gas aéreo sea dióxido de carbono, ya que es el gas que el carbono activado absorbe más eficazmente.
Un beneficio de la invención es que es capaz de dispensar un ingrediente en ausencia de un propelente licuado y/o un disolvente.
El ingrediente activo puede incluir cualquier ingrediente utilizado en los sectores de cosmética y de cuidado personal, farmacéutico, cuidado del hogar, alimentos y bebidas y los sectores automovilístico e industrial, incluyendo en particular, pero no exclusivamente, una fragancia, aroma, feromona, pesticida, ingredientes medicinales, nutracéutico o farmacéutico.
En el caso de mediamentos y productos farmacéuticos, es esencial que se administre una dosis constante y, por lo tanto, el dispensador está adaptado además para administrar una dosis medida y puede comprender adicionalmente un espaciador.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método de suministro de un ingrediente de acuerdo con cualquiera de la reivindicación 13 o la reivindicación 14.
Un ingrediente preferido es una fragancia y el producto un ambientador. Otros ingredientes preferidos incluyen desodorantes y antitranspirantes, lacas para el cabello, limpiadores abrillantadores y emulsiones.
En una realización preferida, particularmente para el suministro de ingredientes farmacéuticos o medicinales, el ensamble de válvula comprende además un dispositivo de medición y opcionalmente un espaciador.
El carbono activado se agrega en una cantidad que permita llenar la(s) bolsa(s) que contienen el ingrediente. Normalmente, la cantidad será del 15 al 65% en volumen, más normalmente del 25 al 45% en volumen, del recipiente dispensador dependiendo del tamaño de la(s) bolsa(s).
Además, para controlar el rendimiento de la pulverización, se prefiere una presión de entre 4 y 10 barg, y más preferentemente de 6 a 8 barg.
El flujo del gas dispensador y del ingrediente también se puede controlar mediante la instalación de un reductor en el actuador o mediante la selección acertada de un orificio restrictor de la válvula. De hecho, puede ser conveniente utilizar tubos/orificios de válvula de diferentes diámetros para controlar la relación de ingrediente: flujo de gas de dispensación. Generalmente, asegurar un mayor flujo del gas dispensador al líquido dará como resultado una columna más seca.
Obviamente, la tasa de descarga variará con el ingrediente, pero para muchos bienes de consumo es deseable tener una tasa de descarga en el intervalo de 0.2 a 0.5 g/s.
En algunos casos, también puede ser conveniente incluir una pequeña proporción de un agente de arrastre con el gas dispensador.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de la invención se describen más adelante con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig.1A es una vista en despiece de un ensamble de válvula (única) de bolsa macho de la técnica anterior;
La Fig. 1B es una vista en sección transversal del ensamble de válvula ensamblado de la Fig.1A;
La Fig. 2A es una vista en despiece de una primera realización de un ensamble de válvula de la presente invención; La Fig. 2B es una vista en despiece de una primera realización de un dispensador que comprende el ensamble de válvula de la Fig. 2A;
La Fig. 2C es un alzado lateral del dispensador ensamblado de la Fig. 2B;
La Fig. 2D es una vista en sección transversal del dispensador de la Fig. 2B;
La Fig. 2E es una vista detallada del área rodeada de la Fig. 2D;
La Fig. 3A es una vista en despiece de una segunda realización de un dispensador que comprende un ensamble de válvula alternativo; y
La Fig. 3B es una vista en sección transversal de la segunda realización del dispensador.
Descripción detallada
Con referencia a la Fig. 1, un ensamble (10) típico de bolsa en válvula comprende:
i) una copa (30) de montaje;
ii) una junta (40) exterior (42) e interior (44);
iii) un asiento (50) de válvula;
iv) un resorte (60);
v) una carcasa (70); y
vi) un tubo (80) de inmersión con un accesorio, tal como una nervadura, al que se fija una bolsa (no mostrada).
Se pueden conectar varios actuadores (200) al ensamble (10) de válvula, que puede ser una válvula macho (como se ilustra) o una válvula hembra.
En una variación de la disposición de bolsa única, dos empresas, Lindal Group (Bivalve) y Toyo Aerosol Industry (Dual), han desarrollado un sistema dispensador en el que se llenan dos bolsas, lo que permite dispensar dos productos diferentes, ya sea como productos separados o más normalmente como un solo producto, con mezcla que se produce en el ensamble de válvula. En el último caso, el ensamble de válvula tiene un tubo (80) de inmersión que se divide/bifurca en dos, cada uno con accesorios para conectar una bolsa al mismo. Las bolsas son típicamente bolsas de 3 o 4 capas hechas respectivamente de poliacrilato/aluminio/polipropileno o polietileno (PA/ALU/PP o PE) o tereftalato de polietileno/aluminio/poliamida orientada/polipropileno o polietileno (PET/ALU/OPA/ PP o PE).
A diferencia de la técnica anterior, el ensamble (10) de válvula de acuerdo con el primer aspecto de la invención (como se ilustra mejor en las Figs. 2A y 2B, tiene una copa (30) de montaje, un par de juntas (42 y 44), un asiento (50) de válvula, un resorte (60) y una carcasa (70), con un tubo (80) de inmersión que se divide, en su extremo inferior, para recibir dos tubos (82; 84) en los respectivos accesorios (182; 184). Un ingrediente (100) que contiene un depósito (110) o una bolsa o saquito (150) está conectado a un primer tubo (82) y una frita o filtro (120) está conectada a un segundo tubo (84), y actúa para evitar que se dispensen partículas finas de carbono activado. Ambos tubos se extienden dentro del recipiente (90) dispensador, que se llena con un gas (140) transportador dispensador, típicamente dióxido de carbono, que es absorbido por el carbono (130) activado que llena parcialmente el envase (90) dispensador. Al accionarse, el gas (140) transportador dispensador se libera junto con el ingrediente (100) almacenado en la bolsa (150), y el ingrediente (100) y el gas (140) transportador se mezclan a medida que pasan a través del ensamble (10) de válvula para salir del recipiente dispensador a través de la boquilla (200) de pulverización del actuador.
El dispensador (20) ilustrado en la Fig. 2D, comprende un recipiente o recipiente (90) dispensador (Fig. 2B) que está parcialmente lleno con carbono (130) activado y el ensamble (10) de válvula está engarzado, o sellado de otro modo, para cerrar la abertura (94) (Fig. 2B) del recipiente (90) dispensador. El dispensador (20) puede ser cargado con un gas (140) transportador dispensador antes o después del engarzado o el sellado de otra manera, como se divulga, por ejemplo, en la solicitud del Reino Unido No. GB1703286.3. De manera similar, la bolsa o saquito (150) se puede llenar con sus ingredientes (100) antes o después del engarzado.
El dispensador (20) lleno es sustancialmente como se ilustra en las Figs. 2C y 2D.
La invención permite, por ejemplo, mezclar rápidamente aceites esenciales/fragancias mediante vaporización/atomización debido al contacto con una corriente de gas de alta velocidad.
El ingrediente (100) activo suele estar en forma de líquido o aceite, pero podría ser cualquier fase móvil que lleve el ingrediente activo.
La bolsa o saquito (150) normalmente se enrolla en un cilindro hueco (ver Fig. 2B) alrededor del primer tubo (82) para facilitar la inserción, y el segundo tubo (84) adyacente y la frita (120) se insertan en un envase prellenado con carbono (130) activado granular, estando conectados el primer y segundo tubos (82) y (84) al ensamble de válvula a través de conectores (182) y (184) respectivamente. (El carbono granular se desplaza fácilmente para acomodar la bolsa enrollada que ahora está rodeada por los gránulos de carbono activado). A continuación, el envase (90) se engarza y el lado de la bolsa del envase se llena con la cantidad requerida de ingrediente (100) activo. Luego, el lado de frita de la válvula se llena con gas presurizado (generalmente aire, oxígeno, nitrógeno o dióxido de carbono). Al accionar la válvula, el ensamble permite dispensar el gas (140) transportador, que está mezclado o físicamente saturado, al menos en parte, con cualquier ingrediente(s) activo(s), por ejemplo, una fragancia para aplicaciones refrescantes del aire, un fármaco o un insecticida. Cuando el gas dispensador es aire u oxígeno, es posible proporcionar un aire u oxígeno perfumado, lo suficientemente suave como para respirar. Llenar la bolsa (150) con una preparación medicinal (tal como un aceite vegetal o un activo del mismo) y usar el gas (140) dispensador permite el uso como inhalador médico, equipado opcionalmente con un regulador de dosis y espaciador.
Ejemplo 1
Se llenó un envase (90) de aluminio (173 x 53 mm) con un volumen interno de 330 ml con un carbono (130) activado de alta actividad (aproximadamente 120 g) y hielo (140) seco (57.5 g). Se agitó el envase para distribuir la mezcla. Se tomó un ensamble (10) de bolsa y frita en válvula según el primer aspecto de la invención y se añadieron 20 ml de aceite (100) de fragancia pura a la bolsa (150). La bolsa se insertó en el envase (90) manipulándola a través de los gránulos de carbono activado y el envase se engarzó al ensamble (10) de válvula para formar un dispensador (20).
El dispensador (20) y su contenido se dejaron calentar a temperatura ambiente. La cantidad de dióxido de carbono generó una presión de 12 barg. (Sin el carbono activado, se calculó que la presión de dióxido de carbono en este volumen equivaldría a 54 barg, correspondientes a 31 litros de gas).
Al accionar el dispensador (20) se generaba una pulverización casi seca produciendo un olor fuerte y persistente. Debido a que el dispositivo no requiere disolvente, la fragancia está en forma concentrada y no es necesario identificar un disolvente compatible. El actuador (200) puede tener cualquier diseño que permita suministrar la cantidad requerida de esencia (u otro componente activo).
En un diseño alternativo (Fig. 3A y Fig. 3B), la bolsa (150) se reemplaza con un recipiente (160) que contiene ingredientes y, opcionalmente, un material (170) absorbente y se cierra con una tapa (180) que comprende dos conectores (182) y (184), que se conectan al primer tubo (82) y al segundo tubo (84), respectivamente.
El recipiente (160) está conectado al ensamble (20) de válvula a través de un tubo (82) largo, de modo que el recipiente (160) esté dispuesto hacia la base (92) del recipiente (90). Un segundo tubo (84), con una frita (120) en su extremo, que está idealmente, pero no esencialmente, sentado sobre la línea (132) de llenado de carbono (130), permite que el gas (140) dispensador pase a lo largo del tubo (84) y al recipiente (160) donde transporta el ingrediente (110) a lo largo del tubo (82) hacia el ensamble (10) de válvula de modo que pueda salir del recipiente (90)atravésdela boquilla (200) de pulverización del actuador. El recipiente (160) puede incluir una almohadilla (170) absorbente que se empapa en el ingrediente (110) líquido de elección. Alternativamente, el recipiente (160) puede alojar un sólido sublimable, tales como cristales de mentol o alcanfor. El recipiente (160) y los tubos (82; 84) se insertan en el envase (90), se conectan al ensamble (10) de válvula, se llenan previamente con carbono (130) activado granular y el envase (90) se gasea debajo de la copa (30) de montaje con el gas (140) aéreo (preferiblemente, pero sin limitarse a, dióxido de carbono). Luego se engarza la copa (30) de montaje en el envase (90). Al accionar la válvula, el ensamble permite la saturación del gas con la fragancia u otro ingrediente, que luego se dispensa en la habitación o a un sujeto, sin el acompañamiento de disolvente o propelente licuado.
Aunque este ensamble permite que el vapor de la fragancia u otro ingrediente se difunda y potencialmente entre en contacto con el carbono activado, el siguiente ejemplo muestra que la difusión de, por ejemplo, limoneno es muy limitada: -
Ejemplo 2
Usando limoneno (masa molecular = 136.2 g/mol, punto de ebullición = 176°C) como ejemplo, para el cual la presión de vapor de saturación a 25°C es 2 mm Hg.
A una presión media de lata de 5 atmósferas (5.07 bar), la concentración de vapor de limoneno es: -
760 x 2/5 = 5.3E-4 => 5.3E-4 x 136.2 g/mol = 0.072 g de limoneno/mol gas = 0.072/24 = 3.0E-3 g de limoneno/litro de gas = 3 g de limoneno/m3 de gas.
Aplicando la ley de Fick: F = D A Ac/L
Dónde: F = caudal de difusión, D = coeficiente de difusión, A = área de la sección transversal del tubo (diámetro = 4 mm), c = concentración de vapor, L = longitud del tubo (10 cm).
Por tanto, F = 1 x 10-7 m V x 12.6 * 10-6m2x 3 g/m3x 1/0.1 m = 3.6 * 10-11 g/s = 0.001 g/año.
Por lo tanto, la tasa de difusión del limoneno sobre el carbono activado en estas condiciones es de sólo 0.001 g/año.
La invención permite, por ejemplo, mezclar rápidamente aceites esenciales/fragancias mediante vaporización/atomización debido al contacto con una corriente de gas de alta velocidad.
El ingrediente (100) activo suele estar en la forma de un líquido o aceite, pero podría ser cualquier fase móvil que lleve el ingrediente activo.
La bolsa o saquito (150) normalmente se enrolla en un cilindro hueco (ver Fig. 2B) alrededor del primer tubo (82) para facilitar la inserción, y el segundo tubo (84) contiguo y la frita (120) se insertan en un envase llenado previamente con carbono (130) activado granular, estando conectados los tubos (82) y (84) primero y segundo al ensamble de válvula a través de conectores (182) y (184) respectivamente. (El carbono granular se desplaza fácilmente para acomodar la bolsa enrollada que ahora está rodeada por los gránulos de carbono activado). A continuación, el envase (90) se engarza y el lado de la bolsa del envase se llena con la cantidad requerida de ingrediente (100) activo. Luego, el lado de frita de la válvula se llena con gas presurizado (generalmente aire, oxígeno, nitrógeno o dióxido de carbono). Al accionar la válvula, el ensamble permite dispensar el gas (140) transportador, que está mezclado o físicamente saturado, al menos en parte, con cualquier ingrediente(s) activo(s), por ejemplo, una fragancia para aplicaciones refrescantes del aire, un fármaco o un insecticida. Cuando el gas dispensador es aire u oxígeno, es posible proporcionar aire u oxígeno perfumado, lo suficientemente suave para respirar. Llenar la bolsa (150) con una preparación medicinal (tal como aceite vegetal o un activo del mismo) y usar el gas (140) dispensador permite utilizarlo como un inhalador médico, equipado opcionalmente con un regulador de dosis y espaciador.
Ejemplo 1
Se llenó un envase (90) de aluminio (173 x 53 mm) con un volumen interno de 330 ml con carbono (130) activado de alta actividad (aproximadamente 120 g) y hielo (140) seco (57.5 g). Se agitó el envase para distribuir la mezcla. Se tomó un ensamble (10) de bolsa y frita sobre válvula según el primer aspecto de la invención y se añadieron 20 ml de aceite (100) de fragancia pura a la bolsa (150). La bolsa se insertó en el envase (90) manipulándola a través de los gránulos de carbono activado y el envase se engarzó al ensamble (10) de válvula para formar un dispensador (20).
Se dejó que el dispensador (20) y su contenido alcanzaran a temperatura ambiente. La cantidad de dióxido de carbono generó una presión de 12 barg. (Sin el carbono activado, se calculó que la presión de dióxido de carbono en este volumen equivaldría a 54 barg, correspondiente a 31 litros de gas).
Cuando se acciono el dispensador (20) se generó una pulverización casi seca produciendo un olor fuerte y persistente. Debido a que el dispositivo no requiere un disolvente, la fragancia está en forma concentrada y no es necesario identificar un disolvente compatible. El actuador (200) puede tener cualquier diseño que permita administrar la cantidad requerida de aroma (u otro componente activo).
En un diseño alternativo (Fig. 3A y Fig. 3B), la bolsa (150) se reemplaza con un recipiente (160) que contiene ingredientes y, opcionalmente, un material (170) absorbente y se cierra con una tapa (180) que comprende dos conectores (182) y (184), que se conectan al primer tubo (82) y al segundo tubo (84), respectivamente.
El recipiente (160) está conectado al ensamble (20) de válvula a través de un tubo (82) largo, de tal modo que el recipiente (160) esté dispuesto hacia la base (92) del recipiente (90). Un segundo tubo (84), con una frita (120) en su extremo, que está idealmente, pero no esencialmente, sentado por encima de la línea (132) de llenado de carbono (130), permite que el gas (140) dispensador pase a lo largo del tubo (84) y hacia el recipiente (160) donde lleva el ingrediente (110) a lo largo del tubo (82) hacia el ensamble (10) de válvula de modo que pueda salir del recipiente (90)atravésdela boquilla (200) pulverizadora del actuador. El recipiente (160) puede incluir una almohadilla (170) absorbente que se empapa en el ingrediente (110) líquido de elección. Alternativamente, el recipiente (160) puede alojar un sólido sublimable, tales como cristales de mentol o alcanfor. El recipiente (160) y los tubos (82; 84) se insertan en el envase (90), se conectan al ensamble (10) de válvula, se llenan previamente con carbono (130) activado granular y el envase (90) se gasea bajo la copa (30) de montaje con el gas (140) aéreo (preferiblemente, pero no limitado a, dióxido de carbono). Luego se engarza la copa (30) de montaje sobre el envase (90). Al accionar la válvula, el ensamble permite la saturación del gas con la fragancia u otro ingrediente, que luego se dispensa en la habitación o a un sujeto, sin el acompañamiento de disolvente o propelente licuado.
Aunque este ensamble permite que el vapor de la fragancia u otro ingrediente se difunda y potencialmente entre en contacto con el carbono activado, el siguiente ejemplo muestra que la difusión de, por ejemplo, limoneno es muy limitada: -
Ejemplo 2
Usando limoneno (masa molecular = 136.2 g/mol, punto de ebullición = 176°C) como ejemplo, para el cual la presión de vapor de saturación a 25°C es 2 mm Hg.
A una presión media de lata de 5 atmósferas (5.07 bar), la concentración de vapor de limoneno es: -
760 x 2/5 = 5.3E-4 ^ 5.3E-4 x 136.2 g/mol = 0.072 g limoneno/mol gas = 0.072/24 = 3.0E-3 g limoneno/litro de gas = 3 g limoneno/m3 de gas.
Aplicando la ley de Fick: F = D A Ac/L
Dónde: F = caudal de difusión, D = coeficiente de difusión, A = área de la sección transversal del tubo (diámetro = 4 mm), c = concentración de vapor, L = longitud del tubo (10 cm).
Por tanto, F = 1 x 10-7 m V * 12.6 x 10-6m2x 3 g/m3x 1/0.1 m = 3.6 x 10-11 g/s = 0.001 g/año.
Por lo tanto, la tasa de difusión del limoneno sobre el carbono activado en estas condiciones es de sólo 0.001 g/año.
Claims (14)
1. Un dispensador (20) que comprende un recipiente (90) dispensador lleno de un gas (140) transportador dispensador equipado con un depósito (110/150; 110/160) que contiene un ingrediente y un ensamble (10) de válvula que comprende
i) una copa (30) de montaje;
ii) una o más juntas (42; 44);
iii) un asiento (50) de válvula;
iv) un resorte (60);
v) una carcasa (70); y
vi) un tubo (80) de inmersión
en donde el recipiente (90) dispensador está parcialmente lleno con carbono (130) activado, u otro adsorbente, y el gas (140) transportador está a una presión entre 5 bar y 11 bar (4 y 10 barg) a temperatura ambiente, con el fin de generar una corriente de gas de alta velocidad, y un ingrediente (100) para dispensar está contenido en el depósito (110/150; 110/160) que contiene el ingrediente, y
el depósito (110/150) que contiene el ingrediente está conectado operativamente al recipiente (90) dispensador y al tubo (80) de inmersión a través de los tubos (82; 84) primero y segundo de manera que al accionar el ensamble (10) de válvula el ingrediente (100) y el gas (140) transportador dispensador viajan a lo largo del primer tubo (82) y el segundo tubo (84) respectivamente, y se mezclan en el ensamble (10) de válvula antes de salir del recipiente (90) dispensador a través de una boquilla (200) pulverizadora del actuador a un entorno o sujeto; o
el gas (140) transportador dispensador viaja a lo largo del segundo tubo (84) hacia el depósito (110/160) que contiene el ingrediente y lleva el ingrediente (100) a lo largo del primer tubo (82) donde se mezclan en el ensamble (10) de válvula antes salir del recipiente (90) dispensador a través de una boquilla (200) pulverizadora del actuador hacia un entorno o sujeto.
2. Un dispensador como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el tubo (80) de inmersión del ensamble de válvula se divide en el primer y segundo tubos (82; 84) sentados dentro de un recipiente (90) dispensador, y en donde el primer tubo (82), sentado dentro el dispensador, está conectado al depósito (110/150) que contiene el ingrediente (100), permitiendo que el ingrediente se dispense al accionar la válvula, y el segundo tubo (84) comprende una frita o filtro (120) para evitar que el carbono (130) activado pase al interior del tubo cuando se libera el gas (140) transportador dispensador presurizado.
3. Un dispensador como se reivindica en la reivindicación 2, en donde el depósito (110) que contiene el ingrediente es una bolsa o saquito (150).
4. Un dispensador como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el tubo (80) de inmersión del ensamble de válvula está conectado al depósito o recipiente (110/160) que contiene el ingrediente (100) a través de una tapa (180) que comprende el primero (182) y el segundo (184) conectores, el primer conector (182) conecta el primer tubo (82) que conecta el ensamble (10) de válvula al ingrediente que contiene (110), y el segundo conector conecta el segundo tubo (84), que comprende una frita o filtro ( 120) que evita que el carbono (130) activado pase al tubo hacia el depósito que contiene el ingrediente, permitiendo así que el gas transportador (140) dispensador presurizado expulse el ingrediente (100) fuera del depósito (110/160) que contiene el ingrediente tras su accionamiento.
5. Un dispensador como se reivindica en la reivindicación 4, en donde el depósito (110) que contiene el ingrediente comprende un recipiente (160) abierto, lleno de un ingrediente (100) sublimable o un ingrediente que absorbe el material (170) sobre el cual se absorbe el ingrediente (100) cuyo recipiente (160) abierto está cerrado por la tapa (180).
6. Un dispensador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende tres o más tubos y al menos dos depósitos (110) que contienen ingredientes que comprenden diferentes ingredientes (100).
7. Un dispensador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un dispositivo de medición.
8. Un dispensador como se reivindica en la reivindicación 7, que comprende además un espaciador.
9. Un dispensador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el gas transportador dispensador es óxido nitroso o un gas aéreo, tal como aire, nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono o argón.
10. Un dispensador como se reivindica en la reivindicación 9, en donde el gas aéreo es dióxido de carbono.
11. Un dispensador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que está ausente de un propelente licuado y/o un disolvente.
12. Un dispensador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el ingrediente activo es una fragancia, aroma, feromona, pesticida, nutracéutico o farmacéutico.
13. Un método para suministrar un ingrediente (100) desde un dispensador (20) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el ingrediente (100) se libera desde el depósito (110) que contiene el ingrediente bajo presión junto con el gas (140) transportador dispensador que está a una presión de entre 5 bar y 11 bar (4 y 10 barg) a temperatura ambiente, a fin de generar una corriente de gas de alta velocidad, y que también se libera al accionar el ensamble (10) de válvula, cuyo ingrediente (100) y gas (140) transportador dispensador viajan a lo largo del primer tubo (82) y el segundo tubo (84), respectivamente, y se mezclan en el ensamble (10) de válvula antes de salir del recipiente (90) dispensador a través de una boquilla (200) pulverizadora del actuador a un entorno o sujeto.
14. Un método para suministrar un ingrediente (100) desde un dispensador (20) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 o 4 a 6. caracterizado porque el ingrediente (100) se libera del depósito (110) que contiene el ingrediente bajo presión junto con el gas (140) transportador dispensador que está a una presión de entre 5 bar y 11 bar (4 y 10 barg) a temperatura ambiente para generar una corriente de gas de alta velocidad, y que también se libera al accionar el ensamble (10) de válvula, cuyo gas (140) transportador dispensador viaja a lo largo del segundo tubo (84) hacia el depósito (110/160) que contiene el ingrediente y transporta el ingrediente (100) a lo largo del primer tubo (82) donde se mezclan en el ensamble (10) de válvula antes de salir del recipiente (90) dispensador a través de una boquilla (200) pulverizadora del actuador a un entorno o sujeto.
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