IT201700018507A1

IT201700018507A1 - Sistema di sterilizzazione per una macchina per la produzione di prodotti alimentari versabili.

Info

Publication number: IT201700018507A1
Application number: IT102017000018507A
Authority: IT
Inventors: Fabio Birello; Alessandro Cristofori; Maurizio Ventura; Antonio Vitali; Federico Zanetti; Stefano Negrini
Original assignee: Gd Spa
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2018-08-20
Also published as: EP3363473A1; EP3363473B1; MA45057A

Description

"Sistema di sterilizzazione per una macchina per la produzione di prodotti alimentari versabili "

La presente invenzione rientra nel settore tecnico delle macchine per la produzione di contenitori asettici. In particolare, l’invenzione attiene ad un sistema di sterilizzazione per una macchina per la produzione di contenitori per prodotti alimentari versabili.

Questi contenitori (ad esempio impiegati per prodotti quali succhi di frutta, salse di vario genere, ecc.) sono ottenuti a partire da un nastro continuo di materiale di confezionamento formato da una pluralità di strati di materiali differenti accoppiati tra loro (generalmente carta, alluminio e materiale plastico termosaldabile, ad esempio polietilene), che viene processato in una macchina automatica dedicata.

Nella macchina per la produzione di tali contenitori il nastro di materiale di confezionamento, inizialmente avvolto in una bobina, viene svolto ed alimentato verso stazioni successive. In particolare, la macchina generalmente comprende una vasca (il cosiddetto “bagno”) contenente una sostanza sterilizzante allo stato liquido (generalmente perossido di idrogeno) entro cui il nastro viene fatto passare.

Il nastro di materiale è quindi piegato, chiuso longitudinalmente al suo sviluppo (a formare una sorta di tubo) e riempito con il prodotto alimentare in corrispondenza della cosiddetta camera asettica, disposta a valle del bagno.

Il nastro chiuso e riempito avanza lungo un percorso di uscita in cui esce dalla camera asettica mediante un’apertura, è poi saldato trasversalmente al relativo sviluppo in una stazione di saldatura ed è tagliato per separare i contenitori riempiti e chiusi.

I contenitori possono quindi essere portati verso una stazione successiva in cui ne viene definita la forma finale.

In corrispondenza della camera asettica avviene ciclicamente una fase sterilizzazione, generalmente mediante l’erogazione di aria e perossido di idrogeno. Durante questa fase di sterilizzazione viene fermato l’avanzamento del tubo lungo il percorso di uscita, che riprende a sterilizzazione conclusa.

Per evitare che una volta ripreso l’avanzamento del tubo lungo il percorso di uscita la sostanza sterilizzante fuoriesca verso la stazione di saldatura, viene generalmente prevista una guarnizione che contatta le pareti del tubo in corrispondenza dell’apertura di uscita della camera asettica, per chiuderla. Tuttavia, questa guarnizione non è sufficiente a garantire che il perossido non fuoriesca dalla camera asettica, una volta ripreso l’avanzamento del tubo.

L’agente sterilizzante che fuoriesce dalla camera asettica è causa di danneggiamenti ed usure dei componenti al disotto della camera asettica (ad esempio quelli disposti nella zona di saldatura). Inoltre, la presenza di agente sterilizzante al difuori della camera asettica può essere dannosa nel caso in cui un operatore debba accedere alla macchina (ad esempio per una riparazione od un intervento di manutenzione).

Il documento EP2578505 vuole risolvere le problematiche suddette mediante la predisposizione, a valle della guarnizione ermetica e della camera asettica, di una stazione di aspirazione. Nella stazione di aspirazione agiscono mezzi di aspirazione, per aspirare via l’aria contenente il perossido di idrogeno che è fuoriuscito dalla camera asettica.

Tuttavia, la soluzione di EP2578505 presenta alcuni inconvenienti. In primo luogo, il sistema proposto da tale documento non garantisce in maniera ottimale la completa eliminazione della sostanza sterilizzante verso la zona di saldatura. In secondo luogo, la soluzione suddetta risulta strutturalmente poco vantaggiosa, in quanto incide negativamente sugli ingombri complessivi della macchina, poiché richiede la predisposizione di una stazione dedicata al di sotto della camera asettica.

Inoltre, le rugosità dei materiali a contatto tra loro (nastro di materiale e guarnizione) può provocare indesiderati flussi di aria in depressione tra tubo e guarnizione, e, ulteriormente, può essere causa di usura della guarnizione.

Infine, con la soluzione nota sopra citata può venir meno la stabilità del nastro di materiale chiuso a tubo, provocata dello strisciamento continuo sullo stesso della guarnizione, anche a seguito della fase di sterilizzazione, quando il tubo riprende l’avanzamento verso il percorso di uscita dalla camera asettica.

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti sopra lamentati.

Tale scopo è ottenuto proponendo un sistema di sterilizzazione per una macchina per la produzione di prodotti alimentari versabili in accordo con le rivendicazioni allegate.

Vantaggiosamente, il sistema proposto evita completamente la fuoriuscita di sostanza sterilizzante dalla camera asettica, anche a seguito della fase di sterilizzazione, durante l’avanzamento del nastro.

Inoltre, contrariamente alle soluzioni note, non si verificano flussi di aria in depressione tra tubo e guarnizione, e neppure l’usura della guarnizione Ulteriormente, la soluzione proposta non incide strutturalmente sugli ingombri della macchina, in quanto non richiede la predisposizione di una stazione dedicata al di sotto della camera asettica.

Forme di realizzazione specifiche dell’invenzione ed ulteriori vantaggi saranno resi meglio evidenti nella trattazione che segue, con l’ausilio delle tavole di disegno allegate, nelle quali:

- la figura 1 è una vista schematica, in sezione, di un sistema di sterilizzazione secondo la presente invenzione, in una prima situazione operativa;

- la figura 2 è una vista analoga a quella di figura 1, in cui il sistema si trova in una seconda situazione operativa.

Con riferimento alle figure allegate, è stato indicato con il riferimento numerico 1 un sistema di sterilizzazione secondo la presente invenzione. Il sistema 1 è progettato per essere applicato ad una macchina per la produzione di contenitori per prodotti alimentari versabili a partire da un nastro N di materiale di confezionamento.

Questa tipologia di macchine, come noto, permette di ottenere contenitori chiusi e riempiti a partire da un nastro continuo di materiale di confezionamento che viene generalmente svolto da una bobina ed alimentato verso stazioni successive, nelle quali viene processato fino ad ottenere singoli contenitori riempiti e sigillati.

Il sistema 1 comprende: una camera asettica 2, che comprende a sua volta una sezione di ingresso 20 per consentire l’ingresso del nastro N nella camera asettica 2 medesima, ed una sezione di uscita 21, posta a valle della sezione di ingresso 20, per consentire l’uscita del nastro N dalla camera asettica 2.

Il sistema 1 comprende inoltre: mezzi di erogazione 3, attivabili per erogare una sostanza sterilizzante (ad esempio perossido di idrogeno e aria) nella camera asettica 2; una guarnizione 4, disposta in corrispondenza della sezione di uscita 21 della camera asettica 2; e mezzi di convogliamento di aria 5, per convogliare via aria contenente la sostanza sterilizzante.

In particolare, la guarnizione 4 è selettivamente attivabile in una configurazione operativa, in cui contatta il nastro N, quando i mezzi di erogazione 3 erogano la sostanza sterilizzante nella camera asettica 2, per chiudere ermeticamente la sezione di uscita 21 della camera asettica 2 (vedasi figura 1). Quando la guarnizione 4 è nella relativa configurazione operativa, quindi, non può transitare aria tra il nastro N e la guarnizione 4 medesima (quindi non può uscire aria dalla sezione di uscita 21 della camera asettica 2).

La guarnizione 4 è inoltre attivabile in una configurazione inoperativa, in cui è distanziata dal nastro N, a seguito dell’erogazione della sostanza sterilizzante nella camera asettica 2 (vedasi figura 2). Quando la guarnizione 4 è nella relativa configurazione inoperativa, quindi, può transitare aria tra il nastro N e la guarnizione 4 medesima (quindi può uscire aria dalla sezione di uscita 21 della camera asettica 2, poiché la guarnizione 21 non la occlude).

Inoltre, i mezzi di convogliamento di aria 5 sono disposti a monte della sezione di uscita 21 della camera asettica 2, e sono predisposti per convogliare via aria contenente la sostanza sterilizzante residua dalla camera asettica 2 quando la guarnizione 4 è attivata nella relativa configurazione operativa.

In altre parole, durante l’erogazione della sostanza sterilizzante (insieme ad aria) nella camera asettica 2 ad opera dei mezzi di erogazione 3, la guarnizione 4 è nella relativa configurazione operativa, ovvero contatta il nastro N, che è fermo (ovvero le operazioni di produzione della macchina sono temporaneamente sospese). Quindi, a seguito dell’erogazione della sostanza sterilizzante, i mezzi di convogliamento di aria 5 portano via aria contenente la sostanza sterilizzante residua. Una volta eseguita questa operazione, la guarnizione 4 può essere attivata nella relativa configurazione inoperativa, ed il nastro N può proseguire il suo avanzamento nella macchina verso stazioni successive (ovvero può uscire dalla sezione di uscita 21 della camera asettica per portarsi a valle di questa), consentendo anche il passaggio di aria.

Pertanto, in questo modo, vantaggiosamente, non vi è il rischio che la sostanza sterilizzante fuoriesca indesideratamente e valle della camera asettica 2 (ad esempio verso la zona di saldatura) poiché viene completamente convogliata via a monte della sezione di uscita 21.

Quando la guarnizione 4 è attivata nella relativa configurazione inopertaiva, i mezzi di erogazione 3 erogano aria priva della sostanza sterilizzante nella camera asettica 2.

Come illustrato nelle figure, il nastro N di materiale di confezionamento può essere ad esempio chiuso a tubo quando viene contattato dalla guarnizione 4, oppure può trovarsi in una configurazione “distesa” (situazione non illustrata). Secondo la preferita forma di realizzazione, la guarnizione 4 comprende una camera a volume variabile e pareti laterali che delimitano la camera. In questo caso, il volume della camera è riempito con un fluido in modo che le pareti laterali della guarnizione 4 contattino il nastro N di materiale quando la guarnizione 4 è attivata nella relativa configurazione operativa. In altre parole, l’attivazione della guarnizione 4 nella relativa configurazione operativa corrisponde all’alimentazione del fluido entro la camera della guarnizione. Le pareti laterali della guarnizione 4 possono essere elasticamente deformabili.

Invece, l’attivazione della guarnizione 4 nella relativa configurazione inoperativa corrisponde allo svuotamento della camera della guarnizione del fluido (ovvero all’operazione di fuoriuscita del fluido dalla camera). In altre parole, il volume della camera è svuotato del citato fluido in modo che le pareti laterali della guarnizione 4 risultino distanziate dal nastro N di materiale quando la guarnizione 4 è attivata nella relativa configurazione inoperativa.

Preferibilmente, il fluido è aria compressa. Ad esempio, il fluido è aria compressa sterile. In questo modo è garantita la massima sterilità della zona adiacente alla camera asettica 2.

Alternativamente, la guarnizione può essere mobile per assumere le corrispondenti configurazioni operativa ed inoperativa (situazione non illustrata). La guarnizione 4 può avere sezione toroidale.

Come illustrato nelle figure allegate, i mezzi di convogliamento di aria 5 sono preferibilmente disposti a monte della sezione di ingresso 20 della camera asettica 2. I mezzi di convogliamento di aria 5 comprendono ad esempio mezzi aspiranti ed un condotto per l’aria.

Sempre con riferimento alle figure, il sistema 1 comprende ulteriormente una vasca 6 contenente una sostanza sterilizzante (il cosiddetto “bagno”, che comprende ad esempio perossido di idrogeno), disposta a monte della sezione di ingresso 20 della camera asettica 2 ed entro cui passa il nastro N prima di entrare nella camera asettica 2. Il sistema 1 comprende inoltre una zona di collegamento 7 (che ad esempio conforma un condotto) che collega la vasca 6 con la sezione di ingresso 20 della camera asettica 2. In particolare, in questa forma di realizzazione, i mezzi di convogliamento di aria 5 sono disposti in corrispondenza della zona di collegamento 7.

In questo modo, vantaggiosamente, vengono sfruttati i mezzi di convogliamento di aria generalmente già presenti in corrispondenza della vasca 6. È noto, infatti, che dalla vasca 6 contenente la sostanza sterilizzante si sviluppino vapori che devono essere aspirati.

Con specifico riferimento a figura 1, nel dettaglio, è possibile vedere il sistema 1 con la guarnizione 4 nella relativa configurazione operativa. In questa figura, le frecce indicano il flusso di aria contenente la sostanza sterilizzante. In questa situazione, infatti, avviene la sterilizzazione del nastro N disposto nella camera asettica 2, con il nastro N che è fermo.

In figura 2, invece, la guarnizione 4 si trova nella relativa configurazione inoperativa. In questa figura, le frecce indicano il flusso di aria in assenza di sostanza sterilizzante. In questa situazione, infatti, non avviene la sterilizzazione del nastro N, ma, invece, il nastro N avanza verso l’uscita della camera asettica, e l’aria può uscire a valle della camera asettica 2.

In entrambe le figure 1 e 2, il nastro N nella camera asettica 2 è chiuso a tubo e quindi riempito con il prodotto alimentare. Una volta uscito dalla camera asettica 2 mediante la sezione di uscita 21, il nastro N chiuso a tubo viene saldato trasversalmente al suo sviluppo da opportuni saldatori (non illustrati), a formare una sequenza di incarti I riempiti e sigillati (illustrati schematicamente nelle figure) che vengono poi separati da lame di taglio (non illustrate).

Nelle figure allegate, i mezzi di erogazione 3 sono disposti distali alle sezione di ingresso 20 della camera asettica 2 e prossimali alla sezione di uscita 21 della camera asettica 2. In questo modo, vantaggiosamente, si crea un flusso (di aria e di agente sterilizzante o di sola aria sterile) che va dal basso verso l’alto, per poi poter essere convogliato via dai mezzi di convogliamento di aria 5.

L’invenzione attiene ulteriormente ad una macchina per la produzione di contenitori per prodotti alimentari versabili comprendente un sistema 1 di sterilizzazione secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione sopra descritte.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Sistema (1) di sterilizzazione per una macchina per la produzione di contenitori per prodotti alimentari versabili a partire da un nastro (N) di materiale di confezionamento, comprendente: una camera asettica (2), comprendente una sezione di ingresso (20) per consentire l’ingresso del nastro (N) nella camera asettica (2), ed una sezione di uscita (21), posta a valle della sezione di ingresso (20), per consentire l’uscita del nastro (N) dalla camera asettica (2); mezzi di erogazione (3), attivabili per erogare una sostanza sterilizzante nella camera asettica (2); una guarnizione (4), disposta in corrispondenza della sezione di uscita (21) della camera asettica (2); mezzi di convogliamento di aria (5), per convogliare via aria contenente la sostanza sterilizzante; caratterizzato dal fatto che: la guarnizione (4) è selettivamente attivabile in una configurazione operativa, in cui contatta il nastro (N), quando i mezzi di erogazione (3) erogano la sostanza sterilizzante nella camera asettica (2), per chiudere ermeticamente la sezione di uscita (21) della camera asettica (2); e in una configurazione inoperativa, in cui è distanziata dal nastro (N), a seguito dell’erogazione della sostanza sterilizzante nella camera asettica (2); e dal fatto che: i mezzi di convogliamento di aria (5) sono disposti a monte della sezione di uscita (21) della camera asettica (2), per convogliare via aria contenente la sostanza sterilizzante dalla camera asettica (2) quando la guarnizione (4) è attivata nella relativa configurazione operativa.
2) Sistema (1) secondo la rivendicazione 1, in cui la guarnizione (4) comprende una camera a volume variabile e pareti laterali che delimitano la camera; ed in cui il volume della camera è riempito con un fluido in modo che le pareti laterali della guarnizione contattino il nastro (N) di materiale quando la guarnizione (4) è attivata nella relativa configurazione operativa.
3) Sistema (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui il volume della camera è svuotato del citato fluido in modo che le pareti laterali della guarnizione risultino distanziate dal nastro (N) di materiale quando la guarnizione (4) è attivata nella relativa configurazione inoperativa.
4) Sistema (1) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il fluido è aria compressa.
5) Sistema (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi di convogliamento di aria (5) sono disposti a monte della sezione di ingresso (20) della camera asettica (2).
6) Sistema (1) secondo la precedente rivendicazione, comprendente ulteriormente una vasca (6) contenente una sostanza sterilizzante, disposta a monte della sezione di ingresso (20) della camera asettica (2) ed entro cui transita il nastro (N) prima di entrare nella camera asettica (2); ed una zona di collegamento (7) che collega la vasca (6) con la sezione di ingresso (20) della camera asettica (2); in cui i mezzi di convogliamento di aria (5) sono disposti in corrispondenza della zona di collegamento (7).
7) Sistema (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi di erogazione (3) sono disposti distali alle sezione di ingresso (20) della camera asettica (2) e prossimali alla sezione di uscita (21) della camera asettica (2).
8) Sistema (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi di convogliamento di aria (5) comprendono mezzi aspiranti ed almeno un condotto per l’aria.
9) Macchina per la produzione di contenitori per prodotti alimentari versabili comprendente un sistema (1) di sterilizzazione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.