IT201800011098A1 - Impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto di Invenzione Industriale avente per titolo:

“IMPIANTO PER IL TRATTAMENTO DI CAPSULE ESAUSTE PER BEVANDE, E SIMILI”

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili.

Più in dettaglio, la presente invenzione riguarda un impianto per il trattamento di capsule esauste utilizzate in distributori e macchine automatiche di bevande, ad esempio caffè, thè, infusi, bevande a base di latte, e simili, che permetta di separare le capsule dalla frazione organica che rimane all’interno delle stesse dopo l’utilizzo, ed il recupero e riutilizzo sia delle capsule che della frazione organica separate.

STATO DELLA TECNICA

Nel settore dei distributori e delle macchine automatiche di bevande quali caffè, thè, infusi, bevande a base di latte, e simili, è noto il ricorso a capsule monouso contenenti il prodotto per preparare la bevanda: in uso, tali capsule ricevono acqua a pressione e temperatura predeterminata per la preparazione e l’erogazione della bevanda finita.

Le capsule possono essere realizzate in vari materiali, in particolare in materiale metallico, normalmente alluminio, o in materiale sintetico, generalmente termoplastico, quale ad esempio il polipropilene.

Il prodotto per preparare la bevanda può essere fornito in polvere, come ad esempio il caffè, in forma granulare, essiccato, liofilizzato, e simili.

Vista la sempre maggior diffusione dei distributori e delle macchine automatiche di bevande che utilizzano capsule monouso, un problema molto sentito è quello della gestione delle capsule esauste, ossia delle capsule dopo che siano state utilizzate per ottenere la bevanda.

A tale scopo, sono stati messi a punto dispositivi che permettono di trattare le capsule esauste, separandole dalla frazione organica residua.

Tuttavia, i dispositivi di tipo noto non permettono il trattamento completo delle capsule e della frazione organica, in modo da renderle immediatamente recuperabili come materie prime secondarie dopo il trattamento stesso.

SCOPI DELL’INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione è quello di migliorare il settore degli impianti per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, in particolare per il recupero di capsule per caffè.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, che permetta il recupero ed il riciclo sia delle capsule che della frazione organica immediatamente dopo il trattamento stesso.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, che garantisca un funzionamento sicuro e affidabile.

Ancora un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, che sia di costruzione semplice ed economica.

Conformemente ad un aspetto dell’invenzione è previsto un impianto per il trattamento di capsule per bevande, e simili, secondo la allegata rivendicazione 1. L’impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, le capsule essendo realizzate in materiale termoplastico e comprendendo un contenitore esterno munito di almeno un coperchio e una frazione organica residua all’interno, comprende una stazione di alimentazione delle capsule esauste ad una stazione di apertura delle stesse, una stazione di separazione dei contenitori e dei coperchi dalle frazioni organiche, una stazione di lavaggio e separazione dei contenitori e dei coperchi dal fluido di lavaggio, una stazione di filtraggio della frazione organica dal fluido di lavaggio, una stazione di essiccazione della frazione organica separata, una stazione di macinatura dei contenitori e dei coperchi puliti e/o una stazione di scarico dei contenitori e dei coperchi puliti interi per il successivo riutilizzo.

Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono ad esempi di realizzazione preferite e vantaggiose dell’invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Altre caratteristiche e vantaggi dell’invenzione saranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di realizzazione non esclusiva di un impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, secondo la presente invenzione, data a titolo esemplificativo ma non limitativo, nelle unita tavola di disegni in cui:

la figura 1 è uno schema a blocchi dell’impianto, secondo la presente invenzione.

FORME DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE

Nella descrizione che segue si farà riferimento a un impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, per esempio capsule esauste utilizzate in distributori e macchine automatiche di bevande, in particolare per caffè, ma anche thè, infusi, bevande a base di latte, e simili.

Con riferimento alle figure, con 1 è indicato complessivamente una forma di realizzazione dell’impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, tali capsule essendo realizzate in materiale termoplastico, ad esempio polipropilene, e comprendendo un contenitore esterno munito di almeno un coperchio e all’interno una frazione organica residua, in particolare caffè.

L’impianto 1 comprende una stazione di alimentazione 2 delle capsule esauste ad una stazione di apertura 3 delle stesse, una stazione di separazione 4 dei contenitori e dei coperchi dalle frazioni organiche, una stazione di lavaggio e separazione 5 dei contenitori e dei coperchi dal fluido di lavaggio.

L’impianto 1 comprende inoltre una stazione di filtraggio 6 della frazione organica dal fluido di lavaggio, una stazione di essiccazione 7 della frazione organica, e una stazione di macinatura 8 dei contenitori e dei coperchi puliti e/o una stazione di scarico 9 dei contenitori e dei coperchi puliti interi per il successivo riutilizzo.

In particolare, la citata stazione di alimentazione 2 comprende un’unità di alimentazione 2a delle capsule in ordine sparso e una successiva unità di ordinamento 2b delle capsule in una posizione predeterminata per l’invio di quest’ultime alla stazione di apertura 3.

Più in dettaglio, l’unità di alimentazione 2a delle capsule in ordine sparso può comprendere un nastro trasportatore, ad esempio un nastro elevatore che preleva le capsule da un contenitore di raccolta posto in basso a bordo impianto, portandole alla successiva unità di ordinamento 2b.

Oppure, l’unità di alimentazione 2a può comprendere una tramoggia nella quale le capsule esauste sono direttamente scaricate: la tramoggia è posta ad un’altezza prestabilita per consentire l’alimentazione per gravità una ad una delle capsule, tramite un previsto selezionatore rotante ad asse orizzontale, alla successiva unità di ordinamento 2b.

In entrambi i casi, l’unità di alimentazione 2a comprende un serbatoio di raccolta dei liquidi residui delle capsule e un dispositivo di lavaggio e sanificazione dell’unità di alimentazione 2a stessa, azionabile ad impianto fermo.

La citata unità di ordinamento 2b può comprendere un vibratore ad esempio del tipo a tazza, o lineare, che permette di orientare le capsule in una posizione predeterminata inviandole singolarmente alla successiva stazione di apertura 3. Oppure, l’unità di ordinamento 2b può comprendere un selezionatore ottico associato ad un orientatore meccanico, ad esempio costituito da una pinza pneumatica autocentrante che permette di orientare le capsule in una posizione predeterminata, inviandole una ad una alla stazione di apertura 3. In particolare, la pinza, una volta afferrata ed orientata una capsula, si posiziona poi nella stazione di apertura 3, operando da mezzo di bloccaggio per la capsula per la seguente lavorazione di apertura.

Nell’unità di ordinamento 2b, le capsule di dimensioni anomale vengono scartate e depositate in un contenitore ausiliario (non rappresentato nei disegni).

L’unità di ordinamento 2b comprende mezzi di pulizia interna a getto d’aria compressa, che mantengono pulite le parti meccaniche.

La citata stazione di apertura 3 comprende mezzi di bloccaggio amovibile delle capsule da aprire, e organi di apertura a taglio oppure organi di apertura pneumatica delle capsule.

I mezzi di bloccaggio amovibile comprendono almeno una pinza pneumatica autocentrante che, come visto, può essere la stessa pinza che costituisce l’orientatore meccanico dell’unità di ordinamento 2b.

I citati organi di apertura a taglio possono comprendere ad esempio una fustella rotante auto-affilante: in tal caso, le capsule, bloccate dalla pinza pneumatica autocentrante e orientate con il coperchio verso la fustella, vengono tagliate con tale utensile da taglio rotante ad alta velocità, che può essere azionato da un motore pneumatico o meccanico; è inoltre previsto un espulsore pneumatico della parte tagliata, ed un affilatore ad esempio a mola diamantata programmabile in ciclo.

Oppure, i citati organi di apertura possono comprendere un utensile a lama azionato pneumaticamente per tagliare le capsule.

I citati organi di apertura pneumatica sono idonei in particolare all’apertura di capsule omogenee destinate al successivo riutilizzo tal quali, ossia al nuovo riempimento con caffè macinato, o altra nuova frazione organica. In tal caso la capsula in lavorazione, bloccata dalla pinza pneumatica autocentrante, è orientata con il coperchio verso un diffusore conico in gomma, e a questo collegata a tenuta: subito dopo, un getto di aria compressa emesso attraverso il diffusore provoca il distacco del coperchio della capsula e lascia il contenitore integro e quindi riutilizzabile.

La stazione di apertura 3 comprende organi di pulizia interna a getto d’aria compressa, che mantengono pulite le parti meccaniche.

La successiva stazione di separazione 4 può comprendere un getto d’aria compressa orientato verso un tubo di aspirazione ad alta prevalenza dotato di un filtro a maglia larga per la separazione della frazione organica dal contenitore e dal coperchio.

Oppure, la stazione di separazione 4 può comprendere una spazzola rotante per la separazione della frazione organica dal contenitore e dal coperchio ed un soffio d’aria per il convogliamento della frazione organica separata verso almeno un’aspiratore munito di filtro.

Oppure, la stazione di separazione 4 può comprendere un aspiratore ad ugello ad alta prevalenza per l’aspirazione della frazione organica dal contenitore e dal coperchio.

I contenitori ed i coperchi separati e puliti dalla parte più consistente della frazione organica sono successivamente rilasciati e convogliati verso la stazione di lavaggio e separazione 5; la frazione organica separata è invece convogliata verso la stazione di essicazione 7.

Sebbene la maggior parte della frazione organica sia stata separata dai contenitori e dai coperchi nella stazione di separazione 4, dei residui organici rimangono attaccati ai contenitori e coperchi stessi, ad esempio per via dell’umidità residua conseguente all’utilizzo delle capsule, e pertanto vengono trattati nella successiva stazione di lavaggio e separazione 5.

In particolare, la stazione di lavaggio e separazione 5 comprende almeno un cestello rotante per la ricezione dei contenitori e dei coperchi; il cestello è dotato di un braccio avente una pluralità di ugelli per l’erogazione di almeno un fluido ad alta pressione, per il lavaggio dei contenitori e dei coperchi dalla frazione organica residua tramite un liquido di lavaggio, ad esempio acqua, e l’asciugatura dei contenitori e dei coperchi stessi tramite getti di aria calda. L’acqua di lavaggio e l’aria calda sono erogati selettivamente dagli stessi ugelli del braccio.

I contenitori ed i coperchi separati, lavati ed asciugati sono quindi inviati a successive stazioni di lavorazione.

L’acqua di lavaggio è inserita in un circuito chiuso con pompa centrifuga di circolazione, essendo previsto un ricambio di acqua ad intervalli prestabiliti, ad esempio giornalmente.

Nella stazione di filtraggio 6 è effettuata la separazione della frazione organica dal fluido di lavaggio. La stazione di filtraggio 6 può comprendere una centrifuga per la separazione della frazione organica residua dal fluido di lavaggio e sua preessiccazione in ambiente ventilato ad aria calda: l’acqua di lavaggio rientra quindi nel circuito di lavaggio, la frazione organica pre-essiccata dall’aria calda è convogliata verso la frazione organica già separata precedentemente.

Oppure, la stazione di filtraggio 6 comprende almeno un filtro a scorrimento per la raschiatura e contro-lavaggio della frazione organica residua: il filtro a scorrimento può essere metallico, ad esempio in acciaio inox, o tessile; l’acqua di lavaggio rientra nel circuito di lavaggio, la frazione organica umida è convogliata verso la frazione organica già separata precedentemente.

Tutta la frazione organica separata è quindi essiccata nella suddetta stazione di essiccazione 7.

Quest’ultima comprende un nastro trasportatore a velocità controllata per la raccolta e l’avanzamento della frazione organica separata in un’unità di essiccazione a flusso d’aria calda, oppure in un’unità di essicazione ad infrarossi, oppure in un’unità di essiccazione a microonde, e mezzi di scarico della frazione organica essiccata.

In particolare, nel caso dell’unità di essiccazione a flusso d’aria calda, questa comprende almeno un generatore di un flusso di aria calda regolabile in velocità, portata e temperatura: a seconda della velocità di avanzamento della frazione organica sul nastro trasportatore, e a seconda della velocità, temperatura e portata del flusso d’aria si ottiene il grado di essiccazione desiderato della frazione organica per il suo successivo riutilizzo.

Nel caso dell’unità di essiccazione ad infrarossi, questa comprende un tunnel di essiccazione munito di almeno un pannello ad infrarossi; la frazione organica raccolta sul nastro traportatore attraversa il tunnel di essiccazione: agendo sulla velocità del nastro e regolando la temperatura ottenibile col pannello ad infrarossi si ottiene il grado di essiccazione desiderato della frazione organica per il suo successivo riutilizzo.

Nel caso dell’unità di essiccazione a microonde, questa comprende una camera munita di almeno un generatore di microonde; la frazione organica raccolta sul nastro traportatore attraversa la camera: agendo sulla velocità del nastro e regolando l’intensità di emissione delle microonde si ottiene il grado di essiccazione desiderato della frazione organica per il suo successivo riutilizzo.

Una volta essiccata, la frazione organica è inviata in una prima stazione di raccolta 10 della frazione organica stessa: tramite un previsto dispositivo di convogliamento per gravità, la frazione organica è inserita in sacchi di materiale traspirante; il dispositivo di convogliamento è munito di sensore di riempimento dei sacchi.

La frazione organica così recuperata, in particolare quella di caffè, può essere riutilizzata per molteplici usi, ad esempio per la produzione di pellet per combustione, fabbricazione di pannelli per l’industria dei mobili, fertilizzanti, e altri ancora.

I contenitori ed i coperchi separati, lavati ed asciugati sono inviati come detto a successive stazioni di lavorazione: nel caso in cui siano destinati al riciclo come materia prima secondaria, possono essere inviati alla stazione di macinatura 8, che può comprendere ad esempio una doppia fresa controrotante, così da essere macinati e poi scaricati in una seconda stazione di raccolta 11; oppure possono essere scaricati tal quali alla stazione di scarico 9.

Anche nel caso in cui i contenitori siano destinati al riutilizzo, ossia al nuovo riempimento con caffè macinato, o altra nuova frazione organica, sono come visto inviati alla stazione di scarico 9: quest’ultima comprende un nastrino trasportatore munito di almeno un selettore, ad esempio del tipo a trappola meccanica, per la separazione dei contenitori dai coperchi interi.

Tramite previsti mezzi di convogliamento, i contenitori ed i coperchi sono inseriti in rispettivi sacchi di materiale traspirante; i mezzi di convogliamento sono muniti di sensore di riempimento dei sacchi.

Il funzionamento dell’impianto 1 per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, secondo l’invenzione è, secondo quanto descritto, del tutto intuitivo.

L’impianto 1 consente di recuperare sia le capsule che la frazione organica contenuta al loro interno, dopo l’utilizzo in distributori o in macchine automatiche di bevande: la frazione organica è essiccata così da poter essere riutilizzata per molteplici usi; i contenitori e gli involucri in materiale termoplastico possono essere riciclati, interi o macinati, per il riutilizzo (i contenitori in particolare) o come materia prima secondaria per la realizzazione di altri prodotti in materiale termoplastico.

Si è così visto come la presente invenzione raggiunge gli scopi previsti.

L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per il trattamento di capsule esauste per bevande, e simili, le capsule essendo realizzate in materiale termoplastico e comprendendo un contenitore esterno munito di almeno un coperchio e una frazione organica residua all’interno, caratterizzato dal fatto che comprende una stazione di alimentazione (2) delle capsule esauste ad una stazione di apertura (3) delle stesse, una stazione di separazione (4) dei contenitori e dei coperchi dalle frazioni organiche, una stazione di lavaggio e separazione (5) dei contenitori e dei coperchi dal fluido di lavaggio, una stazione di filtraggio (6) della frazione organica dal fluido di lavaggio, una stazione di essiccazione (7) della frazione organica, una stazione di macinatura (8) dei contenitori e dei coperchi puliti e/o una stazione di scarico (9) dei contenitori e dei coperchi puliti interi per il successivo riutilizzo.
2. 2. Impianto, secondo la rivendicazione 1, in cui detta stazione di alimentazione (2) comprende almeno un’unità di alimentazione (2a) delle capsule in ordine sparso e almeno una successiva unità di ordinamento (2b) delle capsule in una posizione predeterminata per l’invio di quest’ultime a detta stazione di apertura (3).
3. 3. Impianto, secondo la rivendicazione 2, in cui detta unità di alimentazione (2a) delle capsule in ordine sparso comprende un nastro trasportatore oppure una tramoggia con selezionatore per l’invio delle capsule una ad una a detta unità di ordinamento (2b), e in cui detta unità di ordinamento (2b) delle capsule comprende un vibratore oppure un selezionatore ottico associato ad un orientatore meccanico per l’invio delle capsule una ad una a detta stazione di apertura (3).
4. 4. Impianto, secondo la rivendicazione 3, in cui detto orientatore è costituito da una pinza autocentrante.
5. 5. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di apertura (3) comprende mezzi di bloccaggio amovibile delle capsule da aprire, e organi di apertura a taglio, scelti fra una fustella rotante o un utensile a lama, oppure organi di apertura pneumatica comprendenti un diffusore conico in gomma collegabile a tenuta con una capsula.
6. 6. Impianto, secondo la rivendicazione 5, in cui detti mezzi di bloccaggio amovibile comprendono almeno una pinza autocentrante.
7. 7. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di separazione (4) comprende almeno un getto d’aria compressa orientato verso un tubo di aspirazione ad alta prevalenza dotato di un filtro a maglia larga per la separazione della frazione organica dal contenitore e dal coperchio, oppure comprende almeno una spazzola rotante per la separazione della frazione organica dal contenitore e dal coperchio ed un soffio d’aria per il convogliamento della frazione organica separata verso almeno un’aspiratore munito di filtro, oppure comprende almeno un aspiratore ad ugello ad alta prevalenza per l’aspirazione della frazione organica dal contenitore e dal coperchio, i contenitori ed i coperchi separati essendo successivamente rilasciati e convogliati verso detta stazione di lavaggio e separazione (5), la frazione organica essendo convogliata verso detta stazione di essicazione (7).
8. 8. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di lavaggio e separazione comprende almeno un cestello rotante per la ricezione dei contenitori e dei coperchi, dotato di un braccio avente una pluralità di ugelli per l’erogazione di almeno un fluido ad alta pressione, per il lavaggio dei contenitori e dei coperchi dalla frazione organica residua e l’asciugatura dei contenitori e dei coperchi stessi.
9. 9. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di filtraggio (6) comprende una centrifuga per la separazione della frazione organica residua dal fluido di lavaggio e sua pre-essiccazione in ambiente ventilato ad aria calda, oppure comprende almeno un filtro a scorrimento per la raschiatura e contro-lavaggio della frazione organica residua.
10. 10. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di essiccazione (7) comprende un nastro trasportatore a velocità controllata per la raccolta e l’avanzamento della frazione organica separata in un’unità di essiccazione a flusso d’aria calda, oppure in un’unità di essicazione ad infrarossi, oppure in un’unità di essiccazione a microonde, e mezzi di scarico della frazione organica essiccata.
11. 11. Impianto, secondo la rivendicazione 10, in cui detta unità di essiccazione a flusso d’aria calda comprende almeno un generatore di un flusso di aria calda regolabile in velocità, portata e temperatura.
12. 12. Impianto, secondo la rivendicazione 10, in cui detta unità di essiccazione ad infrarossi comprende un tunnel di essiccazione munito di almeno un pannello ad infrarossi.
13. 13. Impianto, secondo la rivendicazione 10, in cui detta unità di essiccazione a microonde comprende una camera munita di almeno un generatore di microonde.
14. 14. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente una prima stazione di raccolta (10) della frazione organica munita di dispositivo di convogliamento per gravità della frazione organica in sacchi di materiale traspirante.
15. 15. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di macinatura (8) comprende una doppia fresa controrotante.
16. 16. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di scarico (9) comprende un nastrino trasportatore munito di almeno un selettore per la separazione dei contenitori dai coperchi interi.
17. 17. Impianto, secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno una seconda stazione di raccolta (11) indifferenziata dei contenitori e dei coperchi macinati.