IT201800020926A1

IT201800020926A1 - Dispositivo di riempimento di un recipiente e relativo procedimento di sanificazione

Info

Publication number: IT201800020926A1
Application number: IT102018000020926A
Authority: IT
Inventors: Paolo Abelli; Michele Bonfanti; Simone Antiga
Original assignee: Gea Procomac Spa
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-21
Also published as: EP3898495A1; US11760617B2; HUE060523T2; CN113557208A; WO2020128678A1; US20220063979A1; CN113557208B; EP3898495B1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“DISPOSITIVO DI RIEMPIMENTO DI UN RECIPIENTE E RELATIVO

PROCEDIMENTO DI SANIFICAZIONE”

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di riempimento di un recipiente e il relativo procedimento di sanificazione.

L’invenzione trova applicazione nel confezionamento di un prodotto alimentare fluido (bevanda), eventualmente contenente pezzi solidi.

Uno dei settori di riferimento è l’imbottigliamento di prodotti alimentari cosiddetti “sensibili”, prodotti cioè che risultano essere particolarmente sensibili alla contaminazione batteriologica ed all’ossidazione, quali ad esempio bevande isotoniche, succhi, nettari, soft drinks, tè, bevande a base latte, bevande a base di caffè, minestre, brodi, ecc., per i quali diventa fondamentale evitare, durante tutte le fasi di confezionamento, eventuali contaminazioni microbiologiche.

In questo contesto, i pezzi solidi sono ad esempio pezzi di frutta o di ortaggi, cereali, legumi, frutta secca, ecc.

Al di là delle diverse soluzioni esistenti, una macchina di riempimento comprende una pluralità di stazioni di riempimento di contenitori, in cui è presente un dispositivo dosatore con un otturatore che mette in comunicazione selettiva il serbatoio di prodotto con l’ugello di erogazione. A ciascun dispositivo dosatore è generalmente associato un regolatore della portata in modo tale da passare da valori di portata maggiori - nella fase iniziale di riempimento del recipiente - a valori di portata inferiori, quando il riempimento è in via di ultimazione. La regolazione della portata è effettuata rilevando il livello del fluido oppure il peso raggiunto dal fluido nel recipiente - rilevamento che può avvenire con un sensore di tipo noto, il quale trasmette un opportuno segnale di apertura/chiusura all’otturatore. Il dispositivo dosatore assume quindi almeno tre configurazioni:

- una configurazione di chiusura totale in cui non si ha erogazione di prodotto;

- una configurazione di apertura massima, in cui si ha erogazione di prodotto con portata elevata;

- una configurazione di apertura parziale, in cui si ha erogazione di prodotto con portata ridotta.

Periodicamente, le parti interne del dispositivo dosatore devono essere sottoposte ad un trattamento di sanificazione.

Ad esempio, una soluzione nota prevede di alimentare il dispositivo dosatore con un fluido di sanificazione mentre al di sotto dell’ugello di erogazione è posizionata una falsa bottiglia (o impronta) la quale viene attraversata da tale fluido. Tale fluido viene quindi evacuato tramite apposito un condotto che parte dalla falsa bottiglia.

Durante le fasi di riempimento con liquido alimentare, la falsa bottiglia viene allontanata dall’ugello di erogazione, ad esempio mediante uno specifico leverismo (si veda il documento EP 0780338 a nome della Richiedente).

Un’altra soluzione, proposta nel documento EP 2409948, prevede di applicare al di sotto dell’ugello di erogazione un elemento di guida forato per scaricare il fluido di sanificazione.

Le soluzioni appena descritte impiegano quindi mezzi esterni (falsa bottiglia o elemento di guida forato) che vengono posizionati al di sotto dell’ugello di erogazione all’occorrenza, cioè quando si deve eseguire il trattamento di sanificazione. Durante il normale riempimento, tali mezzi esterni sono allontanati dall’ugello di erogazione per non interferire con il recipiente.

La predisposizione di tali mezzi e dei loro dispositivi di attuazione rende queste soluzioni strutturalmente complesse e ingombranti.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un dispositivo di riempimento di un recipiente ed un relativo procedimento di sanificazione, che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione proporre un dispositivo di riempimento di un recipiente che sanificabile facilmente, senza doverne aumentare gli ingombri e/o la complessità strutturale.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di riempimento di un recipiente, comprendente: - un serbatoio contenente un fluido;

- un corpo di valvola che si sviluppa prevalentemente lungo una direzione longitudinale;

- un ingresso comunicante con il serbatoio;

- un ugello di erogazione del fluido al recipiente;

- un passaggio per il fluido, ricavato all’interno del corpo di valvola tra l’ingresso e l’ugello di erogazione;

- un otturatore movimentabile all’interno del corpo di valvola in modo tale da assumere almeno una prima posizione in cui si trova ad una prima distanza prestabilita dall’ugello di erogazione, una seconda posizione in cui impegna l’ugello di erogazione in modo tale da chiuderlo completamente e una terza posizione in cui si trova ad una seconda distanza prestabilita dall’ugello di erogazione, inferiore alla prima distanza prestabilita, il dispositivo di riempimento essendo configurabile almeno in:

- uno stato di riempimento in cui il serbatoio contiene un fluido alimentare e l’otturatore si trova nella prima posizione in modo tale da consentire all’ugello di erogazione di dispensare il fluido alimentare al recipiente;

- uno stato di sanificazione in cui il serbatoio contiene un fluido di sanificazione e l’otturatore si trova nella seconda oppure nella terza posizione.

In accordo con una forma realizzativa, è previsto anche uno stato di scarico della condensa in cui l’otturatore si trova nella terza posizione. Preferibilmente, il dispositivo di riempimento comprende inoltre un cursore scorrevolmente inserito nel corpo di valvola. L’otturatore è solidalmente fissato ad una prima estremità del cursore in prossimità dell’ugello di erogazione.

Il dispositivo di riempimento comprende inoltre un manicotto anulare scorrevolmente montato all’esterno del corpo di valvola e comprendente una pluralità di anelli magnetici alternati ad una pluralità di anelli ferromagnetici.

Il cursore comprende un nucleo realizzato in materiale ferromagnetico al quale è applicato un rivestimento realizzato in polimero termoplastico. Ad esempio, il rivestimento è realizzato in PEEK.

Il nucleo del cursore presenta una porzione centrale avente sviluppo cilindrico lungo la direzione longitudinale e una pluralità di espansioni radiali aventi sviluppo ortogonale alla direzione longitudinale.

Preferibilmente, tra le espansioni radiali vi sono spazi o interstizi riempiti dal rivestimento.

In accordo con una forma realizzativa, ciascun anello ferromagnetico è affacciato ad un gruppo di espansioni radiali situate alla medesima quota del cursore. Tra l’anello ferromagnetico e le espansioni radiali di detto gruppo è interposta una parete del corpo di valvola.

In accordo con una forma realizzativa, il dispositivo di riempimento comprende un selettore di portata solidalmente fissato ad una seconda estremità del cursore e configurato per assumere almeno una configurazione di impegno con un restringimento di sezione ricavato nel passaggio. Il restringimento di sezione è interposto tra una prima camera ricevente il fluido dall’ingresso ed una seconda camera ricevente il fluido dalla prima camera.

Preferibilmente, il dispositivo di riempimento comprende un motore passopasso configurato per far scorrere il manicotto anulare sul corpo di valvola. Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un procedimento di sanificazione del dispositivo di riempimento che, in accordo con una forma realizzativa, comprende le fasi di:

- portare l’otturatore nella seconda posizione per cui impegna l’ugello di erogazione in modo tale da chiuderlo completamente;

- alimentare l’ingresso con il fluido di sanificazione in modo tale da riempire il corpo di valvola con il fluido di sanificazione;

- portare l’otturatore dalla seconda alla terza posizione in modo tale da scaricare la condensa che si è formata all’interno del corpo di valvola. Ad esempio, la fase di portare l’otturatore dalla seconda alla terza posizione viene eseguita periodicamente.

In alternativa, il procedimento comprende una fase di rilevare la presenza di condensa all’interno del corpo di valvola. In tal caso, lo spostamento dell’otturatore dalla seconda alla terza posizione avviene in risposta al rilevamento di condensa.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un procedimento di sanificazione del dispositivo di riempimento che, in accordo con una ulteriore realizzativa, comprende le fasi di:

- portare l’otturatore nella terza posizione;

- alimentare l’ingresso con il fluido di sanificazione in modo tale da riempire il corpo valvola con il fluido di sanificazione;

- evacuare la condensa che si è formata all’interno del corpo di valvola. Preferibilmente, la fase di evacuare la condensa è eseguita senza allontanare ulteriormente l’otturatore dall’ugello di erogazione rispetto alla seconda distanza prestabilita.

In alternativa, la fase di evacuare la condensa è eseguita allontanando ulteriormente l’otturatore rispetto alla seconda distanza prestabilita.

Preferibilmente, in tutte le forme realizzative del procedimento, la seconda distanza prestabilita è scelta in modo tale da garantire il mantenimento di pressione e temperatura di saturazione all’interno del corpo di valvola. Preferibilmente, il procedimento comprende inoltre una fase di sterilizzare l’ugello di erogazione dall’esterno del corpo di valvola, in direzione di detto otturatore.

Ad esempio, la fase di sterilizzare l’ugello di erogazione dall’esterno del corpo di valvola avviene nebulizzando un fluido sterilizzante sull’ugello di erogazione in modo tale il getto sia almeno parzialmente direzionato verso l’otturatore.

Preferibilmente, la fase di sterilizzare l’ugello di erogazione dall’esterno del corpo di valvola avviene almeno parzialmente in concomitanza della fase di alimentare l’ingresso con il fluido di sanificazione.

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 dispositivo di riempimento di un recipiente e del relativo procedimento di sanificazione, come illustrato negli uniti disegni in cui:

− le figure 1, 2 e 3 illustrano un dispositivo di riempimento di un recipiente, in altrettante configurazioni, in sezione longitudinale, in accordo con la presente invenzione;

− la figura 4 illustra un elemento (cursore) del dispositivo di riempimento delle figure 1-3, in sezione trasversale;

− la figura 5 illustra un dettaglio dell’impegno tra il selettore di portata e il restringimento di sezione del dispositivo di riempimento di figura 1, in accordo con una variante realizzativa;

− la figura 6 illustra il dispositivo di riempimento di figura 1-3, in uno stato di sanificazione;

− la figura 7 illustra il dispositivo di riempimento di figura 1-3, in uno stato di sanificazione o di scarico della condensa.

Con riferimento alle figure, con il numero 1 è stato indicato un dispositivo di riempimento di un recipiente, in vetro oppure in plastica (es. PET) o in altro materiale.

Il dispositivo di riempimento 1 comprende un corpo di valvola 2 che si sviluppa prevalentemente lungo una direzione longitudinale AA in cui è ricavato un passaggio 3 per un fluido di riempimento.

Tale passaggio 3 è ricavato tra un ingresso 4 del fluido ed un ugello di erogazione 5 del fluido di riempimento al recipiente.

Il fluido viene alimentato all’ingresso da un serbatoio 40.

Sul passaggio 3 sono operativamente attivi mezzi valvolari 6 configurati per stabilire una comunicazione selettiva tra l’ingresso 4 e l’ugello di erogazione 5.

Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, i mezzi valvolari 6 comprendono:

− un cursore 7, avente forma allungata e sviluppantesi parallelamente alla direzione longitudinale AA, il quale è scorrevolmente inserito nel corpo di valvola 2, in particolare nel passaggio 3 tra l’ingresso 4 e l’ugello di erogazione 5;

− un otturatore 8 solidalmente fissato ad una prima estremità 7a del cursore 7 in prossimità dell’ugello di erogazione 5;

− un selettore di portata 9 solidalmente fissato ad una seconda estremità 7b del cursore 7, opposta alla prima estremità 7a.

Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, l’otturatore 8 e il selettore di portata 9 sono avvitati al cursore 7.

Preferibilmente, l’otturatore 8 è conformato ad ogiva e può assumere una configurazione di chiusura dell’ugello di erogazione 5, in cui è impedita l’erogazione del fluido, ed una configurazione di apertura dell’ugello di erogazione 5, in cui il fluido viene erogato con una portata dipendente dalla posizione del selettore di portata 9 all’interno del passaggio 3.

Nel passaggio 3 è presente un restringimento di sezione 10 che definisce: − una prima camera 11 ricevente il fluido di riempimento dall’ingresso 4; − una seconda camera 12 ricevente il fluido di riempimento dalla prima camera 11.

Con riferimento alle figure, la prima camera 11 si trova al di sopra del restringimento di sezione 10 e la seconda camera 12 si trova al di sotto di tale restringimento di sezione 10.

Il restringimento di sezione 10 è definito da un ispessimento 110 localizzato trasversalmente alle pareti del corpo di valvola 2. Ad esempio, tale ispessimento localizzato definisce una forma a cuspide.

Il selettore di portata 9 è configurato per assumere almeno una configurazione di impegno con il restringimento di sezione 10 in cui definisce con quest’ultimo almeno una intercapedine minima 110a, 9d che mette in comunicazione di fluido la prima camera 11 e la seconda camera 12.

In accordo con una prima forma realizzativa, illustrata in figura 1, l’intercapedine minima 110a è ottenuta ricavando una scanalatura nell’ispessimento 110 delle pareti del corpo di valvola 2. Preferibilmente, in tale ispessimento 110 sono ricavate più scanalature, ad esempio quattro. In una variante realizzativa, illustrata in figura 5, l’intercapedine minima 9d è ottenuta ricavando una rientranza scanalata sulla superficie esterna del selettore di portata 9. Tale rientranza scanalata segue lo sviluppo longitudinale del selettore di portata 9.

Preferibilmente, infatti, il selettore di portata 9 comprende un corpo di forma allungata con una prima estremità ogivale 9a che è rastremata nella direzione della prima camera 11 ed una seconda estremità ogivale 9b che è rastremata nella direzione della seconda camera 12.

Per aumentare l’intercapedine di passaggio (cioè renderla maggiore dell’intercapedine minima), il selettore di portata 9 può presentare anche una rientranza scanalata 9c nella zona della seconda estremità ogivale 9b.

In una forma realizzativa alternativa, la seconda estremità ogivale 9b ha una rastremazione maggiore rispetto a quella della prima estremità ogivale Per effetto dello scorrimento del cursore 7 nel corpo di valvola 2, durante il riempimento del recipiente, il selettore di portata 9 può assumere almeno tre configurazioni:

− una prima configurazione di impegno in cui il selettore di portata 9 impegna il restringimento di sezione 10 definendo l’intercapedine minima 110a, 9d (si veda la figura 1 oppure la figura 5).

− una seconda configurazione di impegno in cui il selettore di portata 9 impegna il restringimento di sezione 10 definendo una intercapedine maggiore di quella minima (si veda la figura 2);

− una terza configurazione in cui il selettore di portata 9 non impegna il restringimento di sezione 10 ed è disposto nella prima camera 11 (si veda la figura 3).

In particolare:

− nella prima configurazione di impegno il selettore di portata 9 è disposto tra la prima camera 11 e la seconda camera 12, preferibilmente a metà (si veda la figura 1 oppure la figura 5);

− nella seconda configurazione di impegno il selettore di portata 9 è disposto prevalentemente nella prima camera 11 (si veda la figura 2);

− nella terza configurazione il selettore di portata 9 è disposto interamente nella prima camera 11 (si veda la figura 3).

In tutte e tre le configurazioni, il selettore di portata 9 è disposto con la prima estremità ogivale 9a nella prima camera 11.

Nella prima e nella seconda configurazione il selettore di portata 9 è disposto con la seconda estremità ogivale 9b almeno parzialmente nella seconda camera 12, mentre nella terza configurazione la seconda estremità ogivale 9b si trova nella prima camera 11.

In particolare, nella seconda configurazione, la seconda estremità ogivale 9b si trova parzialmente nella seconda camera 12.

Nella prima configurazione, invece, la seconda estremità ogivale 9b si trova interamente nella seconda camera 12.

Il dispositivo di riempimento 1 comprende un manicotto anulare 13 scorrevolmente montato all’esterno del corpo di valvola 2.

In particolare, il manicotto anulare 13 è coassiale al corpo di valvola 2. Il suo scorrimento sul corpo di valvola 2 è ottenuto mediante un motore passo-passo (non illustrato).

Vantaggiosamente, il manicotto anulare 13 comprende una pluralità di anelli magnetici 14 (cioè formati da magneti permanenti) alternati ad una pluralità di anelli ferromagnetici 15.

In particolare, gli anelli magnetici 14 e gli anelli ferromagnetici 15 sono impaccati in un contenitore scatolare 16 realizzato in materiale non ferromagnetico.

Il cursore 7 è accoppiato magneticamente al manicotto anulare 13 grazie al fatto che comprende un nucleo 17 realizzato in materiale ferromagnetico al quale è applicato un rivestimento 18 realizzato in polimero termoplastico.

Ad esempio, il rivestimento 18 è realizzato in PEEK.

In particolare, il nucleo 17 è concentrico e coassiale al corpo di valvola 2. Preferibilmente, il nucleo 17 presenta una porzione centrale 17a avente sviluppo cilindrico lungo la direzione longitudinale AA e una pluralità di espansioni radiali 17b aventi sviluppo ortogonale alla direzione longitudinale AA.

In particolare, le espansioni radiali 17b sono distribuite lungo l’estensione longitudinale della porzione centrale 17a, vale a dire si distribuiscono per la lunghezza della porzione centrale 17a.

Preferibilmente, le espansioni radiali 17b sono equispaziate.

In questo contesto, si deve intendere che le espansioni radiali 17b sono equispaziate sia angolarmente, rispetto ad un asse di simmetria della porzione centrale 17a (che può coincidere con la direzione longitudinale AA precedentemente introdotta), sia longitudinalmente, cioè nel loro sviluppo per la lunghezza della porzione centrale 17a.

Ad esempio, ciascuna espansione radiale 17b consiste in una aletta o dente sviluppantesi radialmente dalla porzione centrale 17a.

Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, le alette o denti che si sviluppano in corrispondenza della medesima quota (o altezza) del cursore 7 definiscono una struttura a croce, come visibile in figura 4.

Gli spazi o interstizi 20 tra le espansioni radiali 17b sono riempiti dal rivestimento 18 in polimero termoplastico.

Vantaggiosamente, ciascun anello ferromagnetico 15 del manicotto anulare 13 è affacciato ad un gruppo di espansioni radiali 17b situate alla medesima quota (o altezza) del cursore 7.

Lo spessore delle espansioni radiali 17b è sostanzialmente identico allo spessore degli anelli ferromagnetici 15.

Ciascun anello magnetico 14 è affacciato agli spazi o interstizi 20 riempiti dal rivestimento 18.

Lo spessore degli spazi o interstizi 20 è sostanzialmente identico allo spessore degli anelli magnetici 14.

L’allineamento di ciascun anello ferromagnetico 15 con un gruppo di espansioni radiali 17b consente di massimizzare il passaggio delle linee di forza del campo magnetico.

Tra il manicotto anulare 13 e il cursore 7 è interposta una parete 19 del corpo di valvola 2, realizzata in materiale non ferromagnetico.

In una variante realizzativa, i mezzi valvolari 6 potrebbero essere anche di altro tipo rispetto a quelli fin qui descritti ed illustrati.

In particolare, i mezzi valvolari 6 potrebbero consistere in un cursore 7 attraversato da un condotto coassiale che svolge la funzione di parzializzare la portata, come nel documento EP 2768764.

In accordo con una forma realizzativa, l’accoppiamento magnetico tra il cursore 7 e il manicotto anulare 13 consente di movimentare il cursore 7 in modo tale che il selettore di portata 9 possa assumere infinite posizioni tra la prima e la seconda configurazione di impegno. In altre parole, il cursore 7 viene movimentato in modo continuo e graduale, cioè non discreto.

In accordo con un’altra forma realizzativa, il selettore di portata 9 può assumere un numero discreto di posizioni tra la prima e la seconda configurazione di impegno.

Inoltre, l’accoppiamento magnetico tra il cursore 7 e il manicotto anulare 13 consente di movimentare il cursore 7 in modo tale che l’otturatore 8 possa assumere almeno:

- una prima posizione in cui si trova ad una prima distanza prestabilita dall’ugello di erogazione 5;

- una seconda posizione in cui impegna l’ugello di erogazione 5 in modo tale da chiuderlo completamente;

- una terza posizione in cui si trova ad una seconda distanza prestabilita dall’ugello di erogazione 5, inferiore alla prima distanza prestabilita.

In particolare, la prima posizione dell’otturatore 8 è compatibile con uno stato di riempimento in cui serbatoio 40 contiene un fluido alimentare che viene immesso all’ingresso 4. Trovandosi nella prima posizione, l’otturatore 8 consente all’ugello di erogazione 5 di dispensare il fluido alimentare al recipiente. La prima distanza prestabilita è definita in funzione della specifica fase di riempimento, cioè una delle fasi di figura 1, 2 o 3, che si riferisce a portate diverse di fluido.

La seconda posizione dell’otturatore 8 è compatibile con uno stato di sanificazione in cui il serbatoio 40 contiene un fluido di sanificazione. Tale situazione è illustrata in figura 6.

In accordo con una prima forma realizzativa, il procedimento di sanificazione del dispositivo di riempimento 1 comprende le fasi di:

- portare l’otturatore 8 nella seconda posizione per cui impegna l’ugello di erogazione 5 in modo tale da chiuderlo completamente;

- alimentare l’ingresso 4 con il fluido di sanificazione in modo tale da riempire il corpo di valvola 2 con tale fluido;

- portare l’otturatore 8 dalla seconda alla terza posizione in modo tale da scaricare la condensa che si è formata all’interno del corpo di valvola 2. La terza posizione, illustrata in figura 7, corrisponde ad uno stato di scarico della condensa.

La fase di portare l’otturatore 8 dalla seconda posizione (stato di sanificazione) alla terza posizione (stato di scarico della condensa) può essere eseguita periodicamente.

In alternativa, lo scarico della condensa è eseguito solo all’occorrenza. In tal caso, è prevista una fase di rilevare la presenza di condensa all’interno del corpo di valvola 2. In risposta al rilevamento della condensa, l’otturatore 8 viene portato dalla seconda alla terza posizione. Il rilevamento della condensa può essere eseguito mediante un sensore di temperatura di tipo noto.

In accordo con una seconda forma realizzativa, il procedimento di sanificazione del dispositivo di riempimento 1 comprende le fasi di:

- portare l’otturatore 8 nella terza posizione, quindi alla seconda distanza prestabilita dall’ugello di erogazione 5;

- alimentare l’ingresso 4 con il fluido di sanificazione in modo tale da riempire il corpo valvola 2 con tale fluido;

- evacuare la condensa che si è formata all’interno del corpo di valvola 2. In questa seconda forma realizzativa del procedimento, l’evacuazione della condensa è preferibilmente eseguita senza allontanare ulteriormente l’otturatore 8 dall’ugello di erogazione 5 rispetto alla seconda distanza prestabilita.

Qualora le condizioni lo richiedessero, l’evacuazione della condensa potrebbe essere eseguita allontanando ulteriormente l’otturatore 8 dall’ugello di erogazione 5 rispetto alla seconda distanza prestabilita. Ad esempio, tale ulteriore allontanamento potrebbe avvenire per liberare la sezione di passaggio tra l’otturatore 8 e l’ugello di erogazione 5 da ostruzioni di materiale (es. agglomerati o pezzi di cibo).

Il mantenimento dell’otturatore 8 nella condizione di ulteriore allontanamento rispetto all’ugello di erogazione 5 può avere una durata predefinita (comunque tale da consentire la disostruzione della sezione di passaggio della condensa). In alternativa, l’allontanamento ulteriore viene eseguito periodicamente.

Si deve notare che nella seconda forma realizzativa, l’ugello di erogazione 5 non è mai completamente chiuso durante il trattamento di sanificazione. La seconda distanza prestabilita (che, ricordiamo, si riferisce alla terza posizione dell’otturatore 8) è scelta in modo tale da garantire il mantenimento di pressione e temperatura di saturazione all’interno del corpo di valvola 2.

Il fluido di sanificazione può essere acqua calda, vapore, VHP. Si deve notare che per fluido di sanificazione, in questo contesto, si può intendere sia un fluido contenente una sostanza sterilizzante, sia un fluido di lavaggio.

In accordo con una variante realizzativa, al fine di avere una sterilizzazione della zona di erogazione esposta verso l’ambiente esterno, è inoltre prevedibile una fase di sterilizzare l’ugello di erogazione 5 dall’esterno del corpo di valvola 2, in direzione dell’otturatore 8.

Ad esempio, tale fase di sterilizzazione può avvenire nebulizzando un fluido sterilizzante sull’ugello di erogazione 5 in modo tale il getto sia almeno parzialmente direzionato verso l’otturatore 8.

In alternativa, la sterilizzazione potrebbe avvenire tramite invio localizzato di radiazioni.

Preferibilmente, la fase di sterilizzare l’ugello di erogazione 5 dall’esterno del corpo di valvola 2 avviene almeno parzialmente in concomitanza della fase di alimentare l’ingresso 4 con il fluido di sanificazione.

La macchina di riempimento (non illustrata) qui proposta comprende una pluralità di stazioni di riempimento, in ciascuna delle quali si trova un dispositivo di riempimento in accordo con la presente invenzione.

Preferibilmente, la macchina di riempimento è del tipo a giostra rotante. In alternativa, la macchina di riempimento è di tipo lineare.

Il funzionamento del dispositivo di riempimento di un recipiente, secondo la presente invenzione, è descritto nel seguito.

Giunto nella stazione di riempimento, il recipiente viene a trovarsi al di sotto del corrispondente dispositivo di riempimento 1. In funzione della specifica applicazione, l’imbocco del recipiente può trovarsi a contatto con l’ugello di erogazione 5 oppure può essere distanziato da quest’ultimo. L’otturatore 8 si trova nella configurazione di apertura per cui è abilitata l’erogazione di fluido nel recipiente sottostante.

Durante una prima fase riempimento, cosiddetta “ad alta portata”, il selettore di portata 9 si trova nella seconda configurazione di impegno, illustrata in figura 2. In particolare, il selettore di portata 9 impegna il restringimento di sezione 10 e si mantiene prevalentemente nella prima camera 11. Il fluido lambisce le pareti del selettore di portata 9 che delimitano la rientranza scanalata 9c sulla seconda estremità ogivale 9 e, per gravità, giunge all’ugello di erogazione 5 da cui viene dispensato al recipiente sottostante.

Al raggiungimento di un prestabilito valore di soglia (livello o peso) del fluido erogato nel recipiente, rilevato da un sensore (non illustrato), il motore passo-passo fa scorrere il manicotto anulare 13 verso il basso, cioè nella direzione dell’ugello di erogazione 5. Grazie all’accoppiamento magnetico, il cursore 7 si muove a sua volta in tale direzione in modo tale che il selettore di portata 9 passi dalla seconda alla prima configurazione di impegno, illustrata in figura 1. In particolare, il selettore di portata 9 si posiziona nel restringimento di sezione 10 sostanzialmente a metà tra la prima camera 11 e la seconda camera 12. Inizia così una seconda fase di riempimento, cosiddetta “a bassa portata”, che consente di completare il riempimento del recipiente riducendo la turbolenza del fluido.

Infatti, la rientranza scanalata 9c della seconda estremità ogivale 9b del selettore di portata 9 viene a trovarsi al di sotto del restringimento di sezione 10, mentre l’intercapedine minima è definita dalla scanalatura 110a ricavata nell’ispessimento 110. Si riduce in tal modo la portata.

Analogamente, la variante di figura 5 prevede di ridurre la portata realizzando l’intercapedine minima tramite la rientranza scanalata 9d longitudinale ricava nel selettore di portata 9.

Qualora sia necessario erogare un fluido con pezzi solidi, il motore passopasso fa scorrere il manicotto anulare 13 verso l’alto, cioè nella direzione del restringimento di sezione 10. Grazie all’accoppiamento magnetico, il cursore 7 si muove a sua volta in tale direzione così che il selettore di portata 9 assuma la terza configurazione, illustrata in figura 3. In particolare, il selettore di portata 9 si posiziona interamente nella prima camera 11 in modo tale da non impegnare il restringimento di sezione 10. Questo consente il passaggio dei pezzi solidi attraverso il restringimento di sezione 10.

Dalla descrizione risultano chiare le caratteristiche del dispositivo di riempimento di un recipiente e del relativo procedimento di sanificazione, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. In particolare, il trattamento di sanificazione viene eseguito semplicemente modificando la posizione dell’otturatore. Non è necessario predisporre mezzi e dispositivi di attuazione esterni, riducendo così gli ingombri e la complessità strutturale rispetto all’arte nota.

L’elemento mobile all’interno del corpo di valvola (cursore con selettore di portata) svolge anche la funzione di regolare la portata in modo graduale e calibrato in funzione del tipo di applicazione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di riempimento (1) di un recipiente, comprendente: un serbatoio (40) contenente un fluido; un corpo di valvola (2) che si sviluppa prevalentemente lungo una direzione longitudinale (AA); un ingresso (4) comunicante con detto serbatoio (40); un ugello di erogazione (5) del fluido al recipiente; un passaggio (3) per il fluido, ricavato all’interno del corpo di valvola (2) tra l’ingresso (4) e l’ugello di erogazione (5); un otturatore (8) movimentabile all’interno di detto corpo di valvola (2) in modo tale da assumere almeno una prima posizione in cui si trova ad una prima distanza prestabilita da detto ugello di erogazione (5), una seconda posizione in cui impegna detto ugello di erogazione (5) in modo tale da chiuderlo completamente e una terza posizione in cui si trova ad una seconda distanza prestabilita da detto ugello di erogazione (5), inferiore alla prima distanza prestabilita, detto dispositivo di riempimento (1) essendo configurabile almeno in: - uno stato di riempimento in cui il serbatoio (40) contiene un fluido alimentare e l’otturatore (8) si trova nella prima posizione in modo tale da consentire all’ugello di erogazione (5) di dispensare il fluido alimentare al recipiente; - uno stato di sanificazione in cui il serbatoio (40) contiene un fluido di sanificazione e l’otturatore (8) si trova nella seconda oppure nella terza posizione.
2. Dispositivo di riempimento (1) secondo la rivendicazione 1, in cui è previsto anche uno stato di scarico della condensa in cui l’otturatore (8) si trova nella terza posizione.
3. Dispositivo di riempimento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un cursore (7) scorrevolmente inserito nel corpo di valvola (2), detto otturatore (8) essendo solidalmente fissato ad una prima estremità (7a) del cursore (7) in prossimità dell’ugello di erogazione (5).
4. Dispositivo di riempimento (1) secondo la rivendicazione 3, in comprendente inoltre un manicotto anulare (13) scorrevolmente montato all’esterno del corpo di valvola (2) e comprendente una pluralità di anelli magnetici (14) alternati ad una pluralità di anelli ferromagnetici (15), detto cursore (7) comprendendo un nucleo (17) realizzato in materiale ferromagnetico al quale è applicato un rivestimento (18) realizzato in polimero termoplastico.
5. Dispositivo di riempimento (1) secondo la rivendicazione 4, comprendente inoltre un motore passo-passo configurato per far scorrere detto manicotto anulare (13) sul corpo di valvola (2).
6. Dispositivo di riempimento (1) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui il nucleo (17) di detto cursore (7) presenta una porzione centrale (17a) avente sviluppo cilindrico lungo detta direzione longitudinale (AA) e una pluralità di espansioni radiali (17b) aventi sviluppo ortogonale alla direzione longitudinale (AA).
7. Dispositivo di riempimento (1) secondo la rivendicazione 6, in cui tra dette espansioni radiali (17b) vi sono spazi o interstizi (20) riempiti da detto rivestimento (18).
8. Dispositivo di riempimento (1) secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui ciascun anello ferromagnetico (15) è affacciato ad un gruppo di espansioni radiali (17b) situate alla medesima quota del cursore (7), tra detto anello ferromagnetico (15) e le espansioni radiali (17b) di detto gruppo essendo interposta una parete (19) del corpo di valvola (2).
9. Dispositivo di riempimento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 8, in cui detto rivestimento (18) è realizzato in PEEK.
10. Dispositivo di riempimento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un selettore di portata (9) solidalmente fissato ad una seconda estremità (7b) del cursore (7) e configurato per assumere almeno una configurazione di impegno con un restringimento di sezione (10) ricavato in detto passaggio (3), detto restringimento di sezione (10) essendo interposto tra una prima camera (11) ricevente il fluido dall’ingresso (4) ed una seconda camera (12) ricevente il fluido dalla prima camera (11).
11. Procedimento di sanificazione del dispositivo di riempimento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le fasi di: - portare l’otturatore (8) nella seconda posizione per cui impegna detto ugello di erogazione (5) in modo tale da chiuderlo completamente; - alimentare l’ingresso (4) con il fluido di sanificazione in modo tale da riempire il corpo di valvola (2) con detto fluido di sanificazione; - portare l’otturatore (8) dalla seconda alla terza posizione in modo tale da scaricare la condensa che si è formata all’interno del corpo di valvola (2).
12. Procedimento secondo la rivendicazione 11, in cui la fase di portare l’otturatore (8) dalla seconda alla terza posizione viene eseguita periodicamente.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre una fase di rilevare la presenza di condensa all’interno del corpo di valvola (2), lo spostamento dell’otturatore (8) dalla seconda alla terza posizione avvenendo in risposta al rilevamento di condensa.
14. Procedimento di sanificazione del dispositivo di riempimento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, comprendente le fasi di: - portare l’otturatore (8) nella terza posizione; - alimentare l’ingresso (4) con il fluido di sanificazione in modo tale da riempire il corpo valvola (2) con detto fluido di sanificazione; - evacuare la condensa che si è formata all’interno del corpo di valvola (2).
15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, in cui la fase di evacuare la condensa è eseguita senza allontanare ulteriormente l’otturatore (8) dall’ugello di erogazione (5) rispetto a detta seconda distanza prestabilita.
16. Procedimento secondo la rivendicazione 14, in cui la fase di evacuare la condensa è eseguita allontanando ulteriormente l’otturatore (8) rispetto a detta seconda distanza prestabilita.
17. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 16, in cui la seconda distanza prestabilita è scelta in modo tale da garantire il mantenimento di pressione e temperatura di saturazione all’interno del corpo di valvola (2).
18. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 17, comprendente inoltre una fase di sterilizzare l’ugello di erogazione (5) dall’esterno del corpo di valvola (2), in direzione di detto otturatore (8).
19. Procedimento secondo la rivendicazione 18, in cui detta fase di sterilizzare l’ugello di erogazione (5) dall’esterno del corpo di valvola (2) avviene nebulizzando un fluido sterilizzante sull’ugello di erogazione (5) in modo tale il getto sia almeno parzialmente direzionato verso l’otturatore (8).
20. Procedimento secondo la rivendicazione 18 o 19, in cui detta fase di sterilizzare l’ugello di erogazione (5) dall’esterno del corpo di valvola (2) avviene almeno parzialmente in concomitanza della fase di alimentare l’ingresso (4) con il fluido di sanificazione.