IT201800001700A1

IT201800001700A1 - Apparato e processo di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico

Info

Publication number: IT201800001700A1
Application number: IT201800001700A
Authority: IT
Inventors: Fabio Callegari; Paolo Abelli
Original assignee: Gea Procomac Spa
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2019-07-23
Also published as: EP3535108B1; JP6734480B2; JP2020506819A; US11014282B2; WO2019145766A1; EP3535108A1; CN110392626B; US20200338803A1; EP3535108B8; CN110392626A

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“APPARATO E PROCESSO DI FORMATURA IN ASETTICO DI

CONTENITORI A PARTIRE DA PREFORME IN MATERIALE

TERMOPLASTICO”

La presente invenzione ha per oggetto un apparato ed un processo di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico.

In particolare, l’invenzione trova applicazione nel settore della formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, quali bottiglie in PET.

Come è noto, in un processo di formatura per stiro-soffiaggio, le preforme sono riscaldate e fatte avanzare verso un apparato di stiro-soffiaggio avente una pluralità di stazioni di formatura.

In ciascuna stazione di formatura è presente uno stampo costituito da due semi-stampi che riproducono la sagoma dei fianchi del contenitore da ottenere. Solitamente, in corrispondenza di una delle basi dello stampo è presente un elemento di sagomatura del fondo del contenitore, noto nel settore con il termine di “fondello”, il quale va ad impegnarsi con i semistampi per definire una cavità di formatura.

Una volta inserita la preforma entro la cavità dello stampo, i due semistampi vengono avvicinati e sono mantenuti chiusi da un sistema meccanico di bloccaggio.

Un ugello di soffiaggio o sigillo viene avvicinato al collo della preforma e chiude in modo stagno l’imbocco di quest’ultima. Attraverso l’ugello viene insufflata aria in pressione all’interno della preforma.

In particolare, durante una prima fase, nota come fase di pre-soffiaggio, viene insufflata aria ad una pressione massima di circa 16 bar. Contemporaneamente, un’asta di stiro scorrevole all’interno dell’ugello di soffiaggio, viene progressivamente introdotta all’interno della preforma fino a raggiungerne il fondo. Dopo aver toccato il fondo, l’asta di stiro prosegue ulteriormente la sua corsa lineare durante la quale viene stirato il corpo tubolare della preforma fino a fare raggiungere a quest’ultima sostanzialmente la lunghezza del contenitore da ottenere.

In una seconda fase, nota come fase di soffiaggio, l’aria viene insufflata ad una pressione massima di circa 40 bar, determinando così l’espansione della preforma fino a farla aderire alle pareti interne dei semi-stampi e del fondello. Contemporaneamente, l’asta di stiro inizia a ritrarsi fino a fuoriuscire dal contenitore. Al termine, l’aria insufflata viene mantenuta per qualche istante all’interno del contenitore in modo tale da consolidarne la formatura.

Successivamente, l’aria viene scaricata attraverso l’ugello di soffiaggio in modo tale da riportare l’interno del contenitore alla pressione atmosferica, per poi rimuovere il contenitore stesso dallo stampo.

Durante le fasi di pre-soffiaggio e soffiaggio, i due semi-stampi risultano sollecitati da pressioni molto elevate che possono causare deformazioni nello stampo stesso e tradursi in difetti evidenti nella forma del contenitore finito, in cui risulta percepibile alla vista e al tatto il piano di divisione generato dai due semi-stampi accostati. Il semplice sistema di bloccaggio dello stampo non è sufficiente a compensare tali deformazioni.

Per tale motivo, sono stati sviluppati sistemi di compensazione delle deformazioni meccaniche dello stampo che, almeno durante la fase di soffiaggio, applicano su uno dei due semi-stampi una forza di chiusura in funzione della pressione di soffiaggio.

La forza di chiusura viene applicata introducendo un fluido in pressione (ad esempio aria compressa) in una camera confinata tra uno dei due semi-stampi e il relativo supporto meccanico (ad esempio il porta-stampo). Il documento EP2559545 propone un sistema di compensazione delle deformazioni dello stampo in cui la forza esercitata sul semi-stampo dal fluido in pressione presenta almeno due componenti giacenti in direzioni diverse. È inoltre previsto che il fluido in pressione sia sterile.

Tuttavia, l’introduzione di aria sterile non è sufficiente a garantire il grado di asetticità richiesto dal processo.

Il documento WO 2012/016951 propone un sistema di compensazione in cui la forza viene distribuita su almeno due zone diverse di uno dei due porta-stampi.

In un processo di formatura in asettico tutti i dispositivi destinati ad entrare in contatto con la preforma o che si vengono a trovare in prossimità della preforma stessa dopo la sua sterilizzazione devono poter essere sterilizzati.

La Richiedente ha sviluppato un apparato di formatura in asettico in cui la giostra rotante di formatura è protetta da un isolatore atto a definire un ambiente a contaminazione controllata, mentre i mezzi di movimentazione della giostra e degli stampi si trovano all’esterno di tale isolatore (si veda il brevetto europeo EP2246176).

In tale apparato, la fase di sterilizzazione coinvolge, in particolare, gli organi di presa, l’asta di stiro ed il circuito di gestione dell’aria di soffiaggio. Per tale motivo, la Richiedente ha proposto anche un circuito dell’aria soffiaggio in cui il percorso di scarico dell’aria è sdoppiato. Pilotando opportunamente le valvole del circuito, si impedisce l’ingresso di contaminanti nel contenitore durante l’evacuazione dell’aria con pressioni elevate (fino a 40 bar) e si consente il completamento dell’evacuazione anche con pressioni basse (ad esempio inferiori a 3 bar). Questa soluzione è descritta nel documento EP2643142.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un apparato ed un processo di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico, che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, scopo della presente invenzione è proporre un apparato ed un processo di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico, che consentano di ottenere contenitori aventi un piano di divisione sostanzialmente non percepibile, cioè contenitori di miglior qualità, garantendo al contempo un grado di sterilizzazione compatibile con la tecnologia asettica.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un apparato di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico, comprendente:

- un ambiente a contaminazione controllata;

- almeno uno stampo di formatura situato in detto ambiente a contaminazione controllata, detto stampo di formatura comprendendo un primo semi-stampo ed un secondo semi-stampo accostabili per definire almeno una cavità di alloggiamento di una preforma, un primo supporto al quale è solidalmente fissato detto primo semi-stampo, un secondo supporto al quale è solidalmente fissato detto secondo semistampo ed almeno una camera di compensazione delle deformazioni meccaniche di detto stampo di formatura;

- un primo circuito configurato per insufflare un primo fluido nella preforma;

- un secondo circuito configurato per alimentare la camera di compensazione con il primo fluido,

caratterizzato dal fatto che detta camera di compensazione presenta almeno un ingresso ed almeno una uscita, e dal fatto che detto secondo circuito è configurato per alimentare la camera di compensazione anche con un secondo fluido, diverso dal primo fluido, e dal fatto che detto secondo circuito comprende:

- una prima valvola asettica configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una prima linea di alimentazione del primo fluido o del secondo fluido e l’ingresso di detta camera di compensazione;

- una seconda valvola asettica configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’uscita di detta camera di compensazione ed una prima linea di scarico.

Preferibilmente, la prima linea di scarico è in comunicazione di fluido con l’ambiente a contaminazione controllata.

Preferibilmente, il secondo circuito comprende mezzi di pilotaggio operativamente attivi sulla prima e sulla seconda valvola asettica per abilitare l’introduzione del primo fluido nella camera di compensazione dalla prima linea di alimentazione attraverso la prima valvola asettica e detto ingresso della camera di compensazione fintanto che l’apparato di formatura si trova in una configurazione di soffiaggio, e per abilitare la circolazione del secondo fluido proveniente dalla prima linea di alimentazione attraverso detta prima valvola asettica, detto ingresso, detta camera di compensazione, detta uscita, detta seconda valvola asettica e detta prima linea di scarico fintanto che l’apparato di formatura si trova in una configurazione di sterilizzazione.

In accordo con una forma realizzativa, la camera di compensazione presenta una pluralità di ingressi e di uscite per il primo fluido e/o il secondo fluido.

In accordo con una forma realizzativa, la camera di compensazione è ricavata tra il primo supporto e il primo semi-stampo.

In particolare, il primo supporto è attraversato da un primo canale passante afferente all’ingresso della camera di compensazione ed un secondo canale passante afferente all’uscita della camera di compensazione. Tali canali passanti sono distinti e tra loro distanziati. In accordo con una forma realizzativa, lo stampo di formatura comprende un braccio girevole attorno ad un asse di incernieramento, detto primo supporto essendo solidalmente vincolato a detto braccio e detta camera di compensazione essendo ricavata tra detto primo supporto e detto braccio.

Preferibilmente, il primo fluido è un mezzo gassoso avente una pressione di 15-20 bar oppure di 30-45 bar e detto secondo fluido contiene un agente sterilizzante.

Preferibilmente, il primo circuito comprende:

- una terza valvola asettica configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una linea di pre-soffiaggio e l’interno della preforma;

- una quarta valvola asettica configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una linea di soffiaggio e l’interno della preforma.

Preferibilmente, l’apparato comprende anche un terzo circuito per lo scarico del primo fluido dalla preforma o dal contenitore formato, comprendente:

- una quinta valvola configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’interno della preforma o del contenitore formato ed una seconda linea di scarico esterna a detto ambiente a contaminazione controllata; - una sesta valvola asettica configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’interno della preforma o del contenitore formato e detto ambiente a contaminazione controllata.

Preferibilmente, il terzo circuito comprende inoltre una settima valvola ed una valvola di non ritorno le quali sono disposte, rispettivamente, lungo un primo percorso che da detta quinta valvola va verso la seconda linea di scarico, e lungo un secondo percorso che da detta quinta valvola va verso un circuito di recupero.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un processo di formatura in asettico di un contenitore a partire da una preforma in materiale termoplastico, comprendente le fasi di:

- disporre la preforma in una cavità di alloggiamento di uno stampo di formatura situato in un ambiente a contaminazione controllata, detto stampo di formatura comprendendo un primo semi-stampo ed un secondo semi-stampo accostati per definire detta cavità di alloggiamento, un primo supporto al quale è solidalmente fissato detto primo semi-stampo, un secondo supporto al quale è solidalmente fissato detto secondo semi-stampo ed almeno una camera di compensazione delle deformazioni meccaniche di detto stampo di formatura;

- insufflare un primo fluido nella preforma;

- introdurre il primo fluido nella camera di compensazione attraverso un ingresso ricavato in quest’ultima;

- evacuare il primo fluido dal contenitore formato;

- evacuare il primo fluido dalla camera di compensazione attraverso una uscita ricavata in quest’ultima;

- sterilizzare la camera di compensazione alimentando a detto ingresso un secondo fluido contenente un agente sterilizzante ed evacuando detto secondo fluido dall’uscita della camera di compensazione.

Preferibilmente, in cui la fase di introdurre il primo fluido nella camera di compensazione è effettuata aprendo una prima valvola asettica che mette in comunicazione di fluido una prima linea di alimentazione del primo fluido con detto ingresso e chiudendo una seconda valvola asettica posta a valle di detta uscita.

Preferibilmente, la fase di evacuare il primo fluido dalla camera di compensazione è effettuata chiudendo la prima valvola asettica e aprendo la seconda valvola asettica che mette in comunicazione detta uscita con una prima linea di scarico.

Preferibilmente, la fase di sterilizzare la camera di compensazione è effettuata aprendo detta la valvola asettica e la seconda valvola asettica e alimentando detta prima linea di alimentazione con il secondo fluido.

In accordo con una forma realizzativa, la fase di introdurre il primo fluido nella camera di compensazione si sovrappone almeno parzialmente alla fase di insufflare il primo fluido nella preforma oppure avviene precedentemente alla fase di insufflare il primo fluido nella preforma.

In accordo con una forma realizzativa, la fase di insufflare il primo fluido nella preforma comprende una fase di pre-soffiaggio in cui il primo fluido è insufflato nella preforma ad una pressione di 15-20 bar ed una fase di soffiaggio in cui il primo fluido è insufflato nella preforma ad una pressione di 30-45 bar, detta fase di introdurre il primo fluido nella camera di compensazione avvenendo contemporaneamente a detta fase di presoffiaggio.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un apparato e di un processo di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 illustra un apparato di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico, secondo la presente invenzione, in spaccato;

- la figura 2 illustra uno stampo di formatura dell’apparato di formatura in asettico di figura 1, in sezione trasversale;

- le figure 3, 4 e 5 illustrano lo schema pneumatico di circuiti di alimentazione e di scarico del primo fluido e del secondo fluido dell’apparato di figura 1, in accordo con tre diverse forme realizzative. Con riferimento alle figure, con il numero 100 è stato indicato un apparato di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico.

Ad esempio, l’apparato di formatura in asettico 100 comprende una giostra rotante 101, sulla quale è disposta una pluralità di stampi di formatura 10. Tale giostra rotante 101 è situata all’interno di un ambiente a contaminazione controllata 102 protetto da un dispositivo di isolamento 103. I mezzi di movimentazione della giostra rotante 101 e degli stampi di formatura 10 sono situati all’esterno del dispositivo di isolamento 103, cioè in un ambiente non sterile.

Ciascuno stampo di formatura 10 comprende un primo semi-stampo 11a ed un secondo semi-stampo 11b accostabili per definire almeno una cavità di alloggiamento 12 di una preforma 20.

Lo stampo di formatura 10 comprende inoltre un primo supporto 13a al quale è solidalmente fissato il primo semi-stampo 11a e un secondo supporto 13b al quale è solidalmente fissato il secondo semi-stampo 11b. Preferibilmente, lo stampo di formatura 10 presenta un supporto fisso e l’altro supporto mobile. Ad esempio, in figura 2 è illustrato uno stampo di formatura 10 che comprende anche un braccio B girevole attorno ad un asse AA di incernieramento. Il supporto mobile in questo caso è il 13a che, essendo solidalmente vincolato al braccio B, ruota con esso, mentre il supporto fisso è il 13b.

In alternativa, entrambi i supporti 13a, 13b (e i relativi semi-stampi 11a, 11b, ad essi solidali) possono ruotare attorno ad un asse di incernieramento comune in modo tale che lo stampo di formatura 10 sia del tipo “a libro”.

In un’altra variante, lo stampo di formatura 10 è del tipo “lineare”, cioè i supporti (e i relativi semi-stampi, ad essi solidali) sono mutuamente avvicinati e allontanati per traslazione.

Preferibilmente, lo stampo di formatura 10 comprende un fondello (non illustrato) che coopera con i semi-stampi 11a, 11b per formare il fondo del contenitore.

In accordo con una forma realizzativa, tra il primo supporto 13a e il primo semi-stampo 11a è ricavata almeno una camera di compensazione 14. Tale forma realizzativa è mostrata, schematicamente, insieme agli schemi circuitali delle figure 4-5.

Vantaggiosamente, la camera di compensazione 14 presenta almeno un ingresso 15 ed almeno una uscita 16.

Preferibilmente, il primo supporto 13a è attraversato da un primo canale passante afferente all’ingresso 15 della camera di compensazione 14 e da un secondo canale passante afferente all’uscita 16 della camera di compensazione 14. I due canali passanti sono distinti e tra loro distanziati. In accordo con un’altra forma realizzativa, illustrata in figura 2, la camera di compensazione 14 è ricavata tra il primo supporto 13a (mobile) e il braccio B.

Anche in questo caso, la camera di compensazione 14 presenta almeno un ingresso 15 ed almeno una uscita 16.

Preferibilmente, il braccio B è attraversato da un primo canale passante ch1 che mette in comunicazione di fluido l’ingresso 15 e la camera di compensazione 14 e da un secondo canale passante ch2 che mette in comunicazione di fluido l’uscita 16 e la camera di compensazione 14. I due canali passanti ch1, ch2 sono distinti e tra loro distanziati.

L’apparato 100 comprende un primo circuito 30 configurato per insufflare un primo fluido nella preforma 20 ed un secondo circuito 40 configurato per alimentare la camera di compensazione 14 con il primo fluido o con un secondo fluido.

In particolare, il primo fluido è un mezzo gassoso (ad esempio aria o aria sterile), preferibilmente avente una pressione di 15-20 bar oppure di 30-45 bar.

Il secondo fluido contiene un agente sterilizzante.

Ad esempio, il secondo fluido contiene perossido di idrogeno.

Originalmente, il secondo circuito 40 comprende:

- una prima valvola asettica 41 configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una prima linea di alimentazione 42 del primo fluido o del secondo fluido e l’ingresso 15 della camera di compensazione 14;

- una seconda valvola asettica 43 configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’uscita 16 della camera di compensazione 14 ed una prima linea di scarico 44.

Preferibilmente, la prima linea di scarico 44 è in comunicazione di fluido con l’ambiente a contaminazione controllata 102.

La prima e la seconda valvola asettica 41, 43 sono comandate da mezzi di pilotaggio 45, 46 i quali sono configurati in modo tale che:

- la prima linea di alimentazione 42 alimenti la camera di compensazione 14 mediante il primo fluido, il quale passa attraverso la prima valvola asettica 41 e l’ingresso 15 della camera di compensazione 14 fintanto che l’apparato di formatura 100 si trova in una configurazione di soffiaggio;

- la prima linea di alimentazione 42 fornisca il secondo fluido che compie un percorso passando attraverso la prima valvola asettica 41, l’ingresso 15, la camera di compensazione 14, l’uscita 16, la seconda valvola asettica 43 e la prima linea di scarico 44 fintanto che l’apparato di formatura 100 si trova in una configurazione di sterilizzazione.

Preferibilmente, i mezzi di pilotaggio 45, 46 comprendono una prima valvola di pilotaggio 45 configurata per comandare la prima valvola asettica 41 ed una seconda valvola di pilotaggio 46 configurata per comandare la seconda valvola asettica 43.

Ad esempio, tali valvole di pilotaggio 45, 46 consistono in valvole a due vie due posizioni di tipo noto.

Il primo circuito 30 comprende:

- una terza valvola asettica 31 configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una linea di pre-soffiaggio P1 e l’interno della preforma 20;

- una quarta valvola asettica 32 configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una linea di soffiaggio P2 e l’interno della preforma 20.

In particolare, la linea di pre-soffiaggio P1 fornisce il primo fluido avente pressione compresa fra 15 bar e 20 bar e la linea di soffiaggio P2 fornisce il primo fluido avente pressione compresa fra 30 bar e 45 bar. Sono previste due ulteriori valvole di pilotaggio 33, 34 (indicate come terza e quarta valvola di pilotaggio) configurate per comandare, rispettivamente, la terza valvola asettica 31 e la quarta valvola asettica 32.

Ad esempio, la terza e la quarta valvola di pilotaggio 33, 34 consistono in valvole a due vie due posizioni di tipo noto.

In una prima forma realizzativa, illustrata in figura 3, la prima linea di alimentazione 42 è separata rispetto alle linee di alimentazione del fluido di pre-soffiaggio e di soffiaggio P1, P2.

La figura 4 illustra una seconda forma realizzativa che, rispetto alla figura 3, differisce solo per il diverso posizionamento della camera di compensazione 14.

In accordo con una variante realizzativa, non illustrata, la prima linea di alimentazione 42 è in comunicazione di fluido con la linea di soffiaggio P2. Lo scarico del primo fluido dalla preforma 20 o dal contenitore formato avviene mediante un terzo circuito 50, comprendente:

- una quinta valvola 51 configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’interno della preforma 20 o del contenitore formato ed una seconda linea di scarico 52 esterna all’ambiente a contaminazione controllata 102;

- una sesta valvola asettica 53 configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’interno della preforma 20 o del contenitore formato e l’ambiente a contaminazione controllata 102.

In particolare, la sesta valvola asettica 53 è configurata per stabilire una configurazione selettiva tra l’interno della preforma 20 o del contenitore formato ed una terza linea di scarico 60 che è in comunicazione di fluido con l’ambiente a contaminazione controllata 102.

Preferibilmente, la terza linea di scarico 60 è indipendente dalla prima linea di scarico 44 in modo tale da evitare il rischio di eventuali contropressioni in caso di contemporaneità di rilascio del fluido dall’interno della preforma/contenitore e dalla camera di compensazione 14 (si vedano le figure 3 e 4).

In accordo con una terza forma realizzativa, illustrata in figura 5, la terza linea di scarico e la prima linea di scarico 44 sono collegate.

Alla seconda linea di scarico 52 afferisce un silenziatore 54 che smorza l’onda d’urto creata dal fluido in pressione. In particolare, tale silenziatore 54 è situato in una zona non sterile.

La quinta valvola 51 e la sesta valvola asettica 53 sono comandate rispettivamente da una quinta valvola di pilotaggio 55 e da una sesta valvola di pilotaggio 56, le quali sono configurate per far sì che l’apertura e la chiusura della quinta valvola 51 e della sesta valvola asettica 53 avvengano in maniera alternata. In tal modo, il primo fluido si scarica attraverso l’una o l’altra di tali valvole 51, 53.

In particolare, la quinta valvola 51 è normalmente chiusa e riceve, durante una prima fase di scarico, un comando di apertura C1 da parte della quinta valvola di pilotaggio 55 in risposta al rilevamento di una pressione del primo fluido nella preforma 20 o nel contenitore formato superiore ad un valore prefissato.

La sesta valvola asettica 53, invece, è normalmente aperta e riceve un comando di chiusura C2 da parte della sesta valvola di pilotaggio 56 in risposta al rilevamento di una pressione del primo fluido nella preforma 20 o nel contenitore formato inferiore al valore prefissato.

Preferibilmente, il valore prefissato è compreso tra 0.5 bar e 3 bar.

In particolare, la quinta e la sesta valvola di pilotaggio 55, 56 consistono in valvole a due vie due posizioni di tipo noto.

Preferibilmente, il terzo circuito 50 comprende anche una settima valvola 57 ed una valvola di non ritorno 58 le quali sono disposte, rispettivamente, lungo un primo percorso T1 che da detta quinta valvola 51 va verso la seconda linea di scarico 52, e lungo un secondo percorso T2 che da detta quinta valvola 51 va verso un circuito di recupero 59. Il fluido così recuperato può essere impiegato ad esempio per il pre-soffiaggio.

Preferibilmente, tutte le valvole di pilotaggio 45, 46, 33, 34, 55, 56 sono alimentate da una linea di alimentazione dedicata (non illustrata), preferibilmente con aria in pressione a circa 6 bar.

Ciascuna delle valvole 41, 43, 31, 32, 51, 53 menzionate è una valvola provvista di un organo di separazione tra la relativa linea di alimentazione e la linea di comando o pilotaggio. Preferibilmente, ciascuna valvola asettica è una valvola a membrana. Ad esempio, si può impiegare una valvola del tipo indicato alla figura 4 del documento WO2011/042184. In accordo con una variante realizzativa, non illustrata, la camera di compensazione presenta una pluralità di ingressi ed una pluralità di uscite, rispettivamente configurate per alimentare ed evacuare il primo fluido oppure il secondo fluido attraverso altrettanti percorsi analoghi a quelli descritti per il caso di base (un ingresso e una uscita).

In una variante realizzativa non illustrata, sono previste più camere di compensazione ricavate tra il primo supporto 13a e il primo semi-stampo 11a (oppure tra il primo supporto 13a e il braccio B), ciascuna delle quali ha almeno un ingresso e almeno una uscita. Ad esempio, in ciascuna camera di compensazione è possibile inviare il primo fluido, rispettivamente, a pressioni diverse per compensare le deformazioni durante la fase di pre-soffiaggio o di soffiaggio.

Il secondo circuito 40 può essere vantaggiosamente collegato ad un circuito di sterilizzazione (non illustrato) delle altre parti dello stampo di formatura 10.

Il processo di formatura in asettico di un contenitore a partire da una preforma in materiale termoplastico, secondo la presente invenzione, è descritto nel seguito, con particolare riferimento alle figure 4-5.

All’interno della preforma 20, sistemata nel corrispondente stampo di formatura 10, viene inizialmente iniettato il primo fluido in media pressione, cioè tra 15 bar e 20 bar. Tale fase, detta di pre-soffiaggio, viene effettuata aprendo la terza valvola asettica 31, la quale mette in comunicazione di fluido l’interno della preforma 20 con la linea di pre-soffiaggio P1.

La quarta valvola asettica 32 è invece mantenuta chiusa.

Si passa poi alla fase di soffiaggio vero e proprio, durante la quale nella preforma 20 viene iniettato il primo fluido ad alta pressione, cioè fra 30 bar e 45 bar. Ciò avviene chiudendo la terza valvola asettica 31 ed aprendo la quarta valvola asettica 32 in modo tale che la preforma 20 sia messa in comunicazione di fluido con la linea di soffiaggio P2.

Durante la fase di soffiaggio, è aperta la prima valvola asettica 41 la quale mette in comunicazione di fluido la prima linea di alimentazione 42 con la camera di compensazione 14.

La linea di alimentazione 42 può ricevere il primo fluido in modo indipendente dalla linea di soffiaggio P2 (vedasi ad esempio la figura 4) oppure direttamente da quest’ultima e, attraverso la prima valvola asettica 41 (aperta), il primo fluido giunge nella camera di compensazione 14 passando per il primo ingresso 15.

La seconda valvola asettica 43 è mantenuta chiusa in modo tale che il primo fluido resti confinato nella camera di compensazione 14 e in modo tale da premere sul primo semi-stampo 11a e avvicinarlo al secondo semistampo 11b. In tal modo, avviene una compensazione della pressione esercitata dal primo fluido all’interno della preforma 20.

Preferibilmente, l’introduzione del primo fluido nella camera di compensazione 14 avviene almeno parzialmente già durante la fase di pre-soffiaggio. In una variante realizzativa, l’introduzione del primo fluido nella camera di compensazione 14 avviene prima dell’inizio della fase di pre-soffiaggio.

Al termine della fase di soffiaggio, il contenitore risulta formato. Si rende quindi necessario evacuare il primo fluido sia dalla camera di compensazione 14 sia dal contenitore.

L’evacuazione del primo fluido dalla camera di compensazione 14 è effettuata chiudendo la prima valvola asettica 41 e aprendo la seconda valvola asettica 43. In tal modo, il primo fluido passa attraverso l’uscita 16 della camera di compensazione 14 e la seconda valvola asettica 43 e giunge alla prima linea di scarico 44, la quale preferibilmente scarica il fluido nell’ambiente a contaminazione controllata 102.

Per quanto riguarda l’evacuazione del primo fluido dal contenitore formato, sono preferibilmente previste due fasi di scarico.

In una prima fase di scarico, il primo fluido è evacuato verso l’esterno dell’ambiente a contaminazione controllata 102 finché la pressione del fluido all’interno del contenitore raggiunge il valore prefissato. Tale fase è effettuata aprendo la quinta valvola 51 che mette in comunicazione di fluido l’interno del contenitore con la seconda linea di scarico 52, e mantenendo chiusa la sesta valvola asettica 53.

In una seconda fase di scarico, il primo fluido viene evacuato verso l’ambiente a contaminazione controllata 102.

Tale fase è effettuata chiudendo la quinta valvola 51 ed aprendo la sesta valvola asettica 53.

Si deve notare che durante le fasi di pre-soffiaggio e di soffiaggio la sesta valvola asettica 53 è preferibilmente mantenuta chiusa in modo tale da non compromettere il bilancio di pressioni all’interno dell’ambiente a contaminazione controllata 102.

Fintanto che pressione del primo fluido è maggiore del valore prefissato, la quinta valvola 51 è aperta in modo tale da consentire lo scarico del primo fluido dall’interno della preforma 20 o del contenitore verso la seconda linea di scarico 52. La sesta valvola 53, nel frattempo, è mantenuta chiusa. In pratica, attraverso la quinta valvola 51 si scarica il primo fluido alla massima pressione (generalmente circa 40 bar) fino al valore prefissato (0.5 bar - 3 bar) verso l’esterno dell’ambiente a contaminazione controllata 102.

Quando la pressione è scesa al di sotto del valore prefissato, la quinta valvola 51 ritorna nella condizione di chiusura. Si deve notare che la chiusura della quinta valvola 51 avviene mentre il flusso del fluido va dall’interno del contenitore verso la seconda linea di scarico 52. In pratica, quando la quinta valvola 51 è aperta c’è sempre un flusso di fluido che va dall’interno del contenitore verso l’esterno in modo tale da escludere la possibilità che eventuali contaminanti presenti nel terzo circuito 50 (ad esempio nel silenziatore 9) possano migrare verso l’interno, cioè verso l’ambiente a contaminazione controllata 102.

Preferibilmente, la terza linea di scarico 60 è indipendente dalla prima linea di scarico 44 in modo tale da evitare il rischio di eventuali contropressioni in caso di contemporaneità di rilascio del fluido dall’interno della preforma/contenitore e dalla camera di compensazione 14 (si veda la figura 4).

La sesta valvola 53, invece, viene aperta contestualmente alla chiusura della quinta valvola 51 in modo tale che il fluido possa completare lo scarico dall’interno del contenitore, che è sterile, verso l’ambiente a contaminazione controllata 102. In pratica, attraverso la sesta valvola 53 si scarica il primo fluido dal valore prefissato fino a raggiungere un equilibrio di pressione con l’ambiente a contaminazione controllata 102.

La camera di compensazione 14 è inoltre soggetta ad almeno una fase di sterilizzazione, eseguita preliminarmente alla formatura oppure con cadenza periodica.

Tale fase di sterilizzazione avviene facendo circolare il secondo fluido proveniente dalla prima linea di alimentazione 42 attraverso la prima valvola asettica 41 e la seconda valvola asettica 43, entrambe mantenute aperte.

In tal modo, il secondo fluido entra nella camera di compensazione 14 attraverso l’ingresso 15 e viene evacuato attraverso l’uscita 16, per giungere alla prima linea di scarico 44.

Preferibilmente, la linea di scarico 44 afferisce all’ambiente a contaminazione controllata 102.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche dell’apparato e del processo di formatura in asettico di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

In particolare, grazie al fatto che la camera di compensazione presenta almeno un ingresso ed almeno una uscita, è possibile impiegare il medesimo circuito sia per l’introduzione e l’evacuazione del fluido di soffiaggio (con funzione di compensazione delle deformazioni meccaniche), sia per la circolazione del fluido sterilizzante (con funzione di sterilizzazione della camera di compensazione).

In tal modo, non solo si può sterilizzare preliminarmente o periodicamente la camera di compensazione, ma anche il circuito ad essa afferente (valvole, canali, ecc.).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparato di formatura in asettico (100) di contenitori a partire da preforme in materiale termoplastico, comprendente: un ambiente a contaminazione controllata (102); almeno uno stampo di formatura (10) situato in detto ambiente a contaminazione controllata (102), detto stampo di formatura (10) comprendendo un primo semi-stampo (11a) ed un secondo semi-stampo (11b) accostabili per definire almeno una cavità di alloggiamento (12) di una preforma (20), un primo supporto (13a) al quale è solidalmente fissato detto primo semi-stampo (11a), un secondo supporto (13b) al quale è solidalmente fissato detto secondo semi-stampo (11b) ed almeno una camera di compensazione (14) delle deformazioni meccaniche di detto stampo di formatura (10); un primo circuito (30) configurato per insufflare un primo fluido nella preforma (20); un secondo circuito (40) configurato per alimentare la camera di compensazione (14) con il primo fluido, caratterizzato dal fatto che detta camera di compensazione (14) presenta almeno un ingresso (15) ed almeno una uscita (16), e dal fatto che detto secondo circuito (40) è configurato per alimentare la camera di compensazione (14) anche con un secondo fluido, diverso dal primo fluido, e dal fatto che detto secondo circuito (40) comprende: una prima valvola asettica (41) configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una prima linea di alimentazione (42) del primo fluido o del secondo fluido e l’ingresso (15) di detta camera di compensazione (14); una seconda valvola asettica (43) configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’uscita (16) di detta camera di compensazione (14) ed una prima linea di scarico (44).
2. Apparato di formatura in asettico (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima linea di scarico (44) è in comunicazione di fluido con detto ambiente a contaminazione controllata (102).
3. Apparato di formatura in asettico (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto secondo circuito (40) comprende inoltre mezzi di pilotaggio (45, 46) operativamente attivi su detta prima e detta seconda valvola asettica (41, 43) per abilitare l’introduzione del primo fluido nella camera di compensazione (14) dalla prima linea di alimentazione (42) attraverso la prima valvola asettica (41) e detto ingresso (15) della camera di compensazione (14) fintanto che l’apparato di formatura (100) si trova in una configurazione di soffiaggio, e per abilitare la circolazione del secondo fluido proveniente dalla prima linea di alimentazione (42) attraverso detta prima valvola asettica (41), detto ingresso (15), detta camera di compensazione (14), detta uscita (16), detta seconda valvola asettica (43) e detta prima linea di scarico (44) fintanto che l’apparato di formatura (100) si trova in una configurazione di sterilizzazione.
4. Apparato di formatura in asettico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera di compensazione (14) presenta una pluralità di ingressi e di uscite per il primo fluido e/o il secondo fluido.
5. Apparato di formatura in asettico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera di compensazione (14) è ricavata tra detto primo supporto (13a) e detto primo semi-stampo (11a).
6. Apparato di formatura in asettico (100) secondo la rivendicazione 5, in cui detto primo supporto (13a) è attraversato da un primo canale passante afferente all’ingresso (15) della camera di compensazione (14) ed un secondo canale passante afferente all’uscita (16) della camera di compensazione (14), detti canali passanti essendo distinti e tra loro distanziati.
7. Apparto di formatura in asettico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detto stampo di formatura (10) comprende un braccio (B) girevole attorno ad un asse (AA) di incernieramento, detto primo supporto (13a) essendo solidalmente vincolato a detto braccio (B) e detta camera di compensazione (14) essendo ricavata tra detto primo supporto (13a) e detto braccio (B).
8. Apparato di formatura in asettico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo fluido è un mezzo gassoso avente una pressione di 15-20 bar oppure di 30-45 bar e detto secondo fluido contiene un agente sterilizzante.
9. Apparato di formatura in asettico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo circuito (30) comprende: una terza valvola asettica (31) configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una linea di pre-soffiaggio (P1) e l’interno della preforma (20); una quarta valvola asettica (32) configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra una linea di soffiaggio (P1) e l’interno della preforma (20).
10. Apparato di formatura in asettico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un terzo circuito (50) di scarico del primo fluido dalla preforma (20) o dal contenitore formato, comprendente: una quinta valvola (51) configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’interno della preforma (20) o del contenitore formato ed una seconda linea di scarico (52) esterna a detto ambiente a contaminazione controllata (102); una sesta valvola asettica (53) configurata per stabilire una comunicazione selettiva tra l’interno della preforma (20) o del contenitore formato e detto ambiente a contaminazione controllata (102).
11. Apparato di formatura in asettico (100) secondo la rivendicazione 10, in cui detto terzo circuito (50) comprende inoltre una settima valvola (57) ed una valvola di non ritorno (58) le quali sono disposte, rispettivamente, lungo un primo percorso (T1) che da detta quinta valvola (51) va verso la seconda linea di scarico (52), e lungo un secondo percorso (T2) che da detta quinta valvola (51) va verso un circuito di recupero (59).
12. Processo di formatura in asettico di un contenitore a partire da una preforma (20) in materiale termoplastico, comprendente le fasi di: disporre la preforma (20) in una cavità di alloggiamento (12) di uno stampo di formatura (10) situato in un ambiente a contaminazione controllata (102), detto stampo di formatura (10) comprendendo un primo semistampo (11a) ed un secondo semi-stampo (11b) accostati per definire detta cavità di alloggiamento (12), un primo supporto (13a) al quale è solidalmente fissato detto primo semi-stampo (11a), un secondo supporto (13b) al quale è solidalmente fissato detto secondo semi-stampo (11b) ed almeno una camera di compensazione (14) delle deformazioni meccaniche di detto stampo di formatura (10); insufflare un primo fluido nella preforma (20); introdurre il primo fluido nella camera di compensazione (14) attraverso un ingresso (15) ricavato in quest’ultima; evacuare il primo fluido dal contenitore formato; evacuare il primo fluido dalla camera di compensazione (14) attraverso una uscita (16) ricavata in quest’ultima; sterilizzare la camera di compensazione (14) alimentando a detto ingresso (15) un secondo fluido contenente un agente sterilizzante ed evacuando detto secondo fluido dall’uscita (16) della camera di compensazione (14).
13. Processo di formatura in asettico secondo la rivendicazione 12, in cui la fase di introdurre il primo fluido nella camera di compensazione (14) è effettuata aprendo una prima valvola asettica (41) che mette in comunicazione di fluido una prima linea di alimentazione (42) del primo fluido con detto ingresso (15) e chiudendo una seconda valvola asettica (43) posta a valle di detta uscita (16).
14. Processo di formatura in asettico secondo la rivendicazione 13, in cui la fase di evacuare il primo fluido dalla camera di compensazione (14) è effettuata chiudendo detta prima valvola asettica (41) e aprendo detta seconda valvola asettica (43) che mette in comunicazione detta uscita (16) con una prima linea di scarico (44).
15. Processo di formatura in asettico secondo la rivendicazione 14, in cui la fase di sterilizzare la camera di compensazione (14) è effettuata aprendo detta prima valvola asettica (41) e detta seconda valvola asettica (43) e alimentando detta prima linea di alimentazione (42) con il secondo fluido.
16. Processo di formatura in asettico secondo le rivendicazioni da 12 a 15, in cui la fase di introdurre il primo fluido nella camera di compensazione (14) si sovrappone almeno parzialmente alla fase di insufflare il primo fluido nella preforma (20) oppure avviene precedentemente alla fase di insufflare il primo fluido nella preforma (20).
17. Processo di formatura in asettico secondo le rivendicazioni da 12 a 15, in cui la fase di insufflare il primo fluido nella preforma (20) comprende una fase di pre-soffiaggio in cui il primo fluido è insufflato nella preforma (20) ad una pressione di 15-20 bar ed una fase di soffiaggio in cui il primo fluido è insufflato nella preforma (20) ad una pressione di 30-45 bar, detta fase di introdurre il primo fluido nella camera di compensazione (14) avvenendo contemporaneamente a detta fase di pre-soffiaggio.