IT202000002341A1 - Macchina per il riempimento di contenitori, quali ad esempio capsule per il caffè - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?MACCHINA PER IL RIEMPIMENTO DI CONTENITORI, QUALI AD
ESEMPIO CAPSULE PER IL CAFF??
La presente invenzione ha per oggetto una macchina per il riempimento di contenitori, quali preferibilmente capsule per il caff?.
La presente invenzione trova dunque principale applicazione nel settore alimentare, pi? in particolare nel campo tecnico della realizzazione di capsule per prodotti da infusione, come ad esempio caff?, th? o simili. Nella tecnica nota, le stazioni di riempimento e chiusura delle capsule prevedono di ordinare le capsule su una o pi? file tra loro parallele a mezzo di opportuni sistemi di avanzamento ad alveoli.
Usualmente, tali sistemi comprendono una pluralit? di moduli concatenati, ciascuno provvisto di una schiera di alveoli allineati ortogonalmente alla direzione di avanzamento, ognuno dei quali appartenente ad una fila.
In tale configurazione, tipicamente con le capsule rivolte verso l?alto, il prodotto da infusione viene erogato in modo da riempire i contenitori, che successivamente vengono trasportati ad una stazione di chiusura.
In tale stazione sono generalmente previste una pluralit? di teste di taglio, tra loro affiancate ortogonalmente alla direzione di avanzamento, ciascuna adibita ad effettuare la chiusura delle capsule di una singola fila.
Allo scopo, ? previsto un sistema di avanzamento di un film di materiale, operativamente interposto tra le teste di taglio e le capsule, in modo che ciascuna testa di taglio, scendendo verso il contenitore, attesti il materiale ai bordi della capsula per intagliarlo.
Pi? precisamente, le teste di taglio sono generalmente dotate, al proprio interno, di un dispositivo/anello di saldatura atto ad agire preliminarmente (e coassialmente) al taglio al fine di assicurare/vincolare il film di materiale alla capsula prima che lo stesso venga intagliato secondo la forma desiderata, generalmente controsagomata ai bordi della capsula.
A seguito dell?intaglio, il film di materiale fustellato, o sfrido, viene avanzato di un passo per consentire ad una porzione di film ?vergine? di posizionarsi sotto alle teste di taglio e poi scartato.
Tali macchine, perfettamente funzionati ed ottimizzate anche dalla Richiedente mediante soluzioni del tipo illustrato nella pubblicazione brevettuale EP3511254, richiedono ad oggi importati operazioni di sanificazione periodica che, alla luce dei sempre pi? stringenti vincoli da rispettare in tal senso, hanno sensibilmente incrementato i costi di sanificazione e fermo impianto a carico dei torrefattori.
Scopo della presente invenzione ? pertanto quello di mettere a disposizione una macchina per il riempimento di contenitori, quali preferibilmente capsule per il caff?, dai ridotti costi di sanificazione.
Detto scopo ? raggiunto da una macchina per il riempimento di contenitori, quali preferibilmente capsule per il caff?, avente le caratteristiche di una o pi? delle successive rivendicazioni.
Tali caratteristiche, unitamente ai relativi vantaggi, risulteranno maggiormente chiare dalla successiva descrizione esemplificativa, pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita, dunque non esclusiva, di una macchina per il riempimento di contenitori, quali preferibilmente capsule per il caff?, secondo quanto illustrato nelle allegate tavole di disegno, in cui:
- La figura 1 mostra una vista prospettica di una macchina per il riempimento di contenitori secondo la presente invenzione;
- La figura 2 mostra una vista laterale della macchina di figura 1. Con riferimento alle allegate figure, con il numero 1 ? indicata una macchina per il riempimento di contenitori secondo la presente invenzione.
Tale macchina 1 trova principale applicazione nell?industria alimentare e, preferibilmente, nel riempimento di contenitori per prodotti da infusione, quali ad esempio le capsule del caff?, th? o simili.
In particolare, la macchina 1 si inserisce all?interno di una linea di dosaggio e riempimento (non illustrata complessivamente) dotata di una pluralit? di stazioni in successione.
La linea comprende, oltre alla macchina 1, un dispositivo di alimentazione delle capsule, un gruppo di orientazione e selezione delle capsule (sorter) ed un dispositivo di raccolta delle capsule riempite e sigillate dalla macchina 1.
Il dispositivo di alimentazione comprende preferibilmente una tramoggia di grande volume e facilmente accessibile attraverso un coperchio superiore incernierato con serranda di sicurezza.
? poi previsto un trasportatore a ripiani verticali inclinati che trasporta ciascuna capsula all'altezza di alimentazione richiesta dal gruppo di orientazione e selezione.
Tale gruppo di orientazione e selezione ? dunque configurato per separare e orientare le capsule vuote.
Preferibilmente ? prevista almeno una selezionatrice di tipo centrifugo, in cui la forza centrifuga combinata alla presenza di guide meccaniche a binario spinge le capsule fuori da un tamburo di smistamento.
Le capsule vengono quindi deviate in corrispondenza di organo di posizionamento provvisto di un manipolatore con un asse controllato da un servomotore (preferibilmente di tipo brushless) e dotato di una serie di teste di presa che prelevano le capsule dalla stazione di sincronizzazione e le trasferisce all'interno della macchina 1.
La macchina 1 secondo l?invenzione comprende un sistema di trasporto 2, un?unit? di dosaggio 3, un?unit? di pesatura/controllo 4, un gruppo pressore 5, un?unit? di taglio e sigillatura 6 del coperchio superiore ed un trasportatore di uscita 7.
Pi? precisamente, la macchina 1 comprende un telaio 1a a barre o profilati (in acciaio) su cui sono installate tutte le stazioni sopra elencate, preferibilmente disposte in successione lungo una direzione ?A? di movimentazione delle capsule e vincolate al telaio in modo reversibile per favorire la manutenzione.
Il sistema di trasporto 2 comprende preferibilmente una catena 2a le cui maglie sono disposte in successione ed assemblate insieme ad un gruppo di cuscinetti che ne favorisce la movimentazione.
I cuscinetti sono preferibilmente del tipo ad anello e a rulli esterni per garantire stabilit? nel tempo.
La movimentazione della catena 2a ? permessa da un?attuazione idraulica o elettrica, preferibilmente da almeno due servomotori brushless operativamente vincolati alla catena stessa mediante una o pi? viti (preferibilmente quattro) di trasmissione.
Preferibilmente, il sistema di trasporto 2 presenta un?attuazione discontinua (ovvero intermittente) e presenta un primo passo di avanzamento predeterminato.
In ogni caso, la movimentazione del sistema di trasporto 2 ? impostabile da un operatore e pilotata da un?unit? di controllo (non illustrata).
Ciascuna maglia ? progettata per accogliere al proprio interno un singolo modulo di trasporto 2b conformato per ricevere e trasportare un predeterminato numero di capsule.
Ciascun modulo di trasporto 2b ? preferibilmente definito da una piastra metallica e/o plastica presentante una pluralit? di sedi di accoglimento aventi dimensioni e numero dipendenti dal formato delle capsule da realizzare; al riguardo, i moduli di trasporto risultano reversibilmente vincolati alla catena, consentendo un cambio formato rapido ed efficiente. Nella forma di realizzazione preferita, le sedi sono definite da alveoli di accoglimento, pi? preferibilmente di forma circolare.
Si noti che i moduli di trasporto 2b sono preferibilmente conformati in modo che le sedi siano disposte in successione su almeno una prima ed una seconda fila tra loro parallele e sviluppantisi lungo la direzione ?A?. La direzione ?A? corrisponde al percorso di movimentazione e le due file alle ?piste? o ?corsie di produzione? della macchina 1.
Preferibilmente, il sistema di trasporto 2 comprende almeno due prime file ed almeno due seconde file tra loro alternate, con riferimento ad una direzione trasversale alla direzione ?A?.
In altre parole, ciascuna prima fila ? affiancata da almeno una seconda fila, e viceversa.
Preferibilmente, con riferimento alla direzione ?A?, ciascuna sede della prima fila risulta interposta tra due sedi successive della seconda fila, e viceversa.
In altre parole, le sedi di una prima fila sono disposte in reciproca alternanza lungo la direzione ?A? rispetto alle sedi della seconda fila adiacente.
Preferibilmente, sia la catena 2a che i singoli moduli di trasporto 2b sono realizzati in alluminio o sue leghe.
L?unit? di dosaggio 3, disposta lungo il percorso di movimentazione della catena 2a, comprende una pluralit? di organi dosatori 3a dotati di rispettive bocche di rilascio, in numero preferibilmente pari al numero massimo di piste presenti in macchina 1, associati ad una comune tramoggia (non illustrata).
La tramoggia ? realizzata in alluminio e si collega con appositi tubi discesa 3b del prodotto.
Ai tubi di discesa 3b ? associato un dispositivo distributore (preferibilmente rotante) configurato per omogeneizzare la distribuzione e pressare il prodotto da erogare nella capsula.
I tubi di discesa 3b sono poi collegati agli organi dosatori 3a, preferibilmente definiti da una pluralit? di viti a coclea (volumetriche), ciascuna dedicata ad una corsia di produzione (o pista).
Le viti sono preferibilmente controllate individualmente da appositi attuatori rotativi. Nella forma di realizzazione preferita, gli attuatori rotativi sono motori brushless, in grado di garantire un?elevata versatilit? al movimento di rotazione adattandosi ai prodotti da dosare, ottenendo velocit? affidabili e precisione costanti.
Si noti che, preferibilmente, l?unit? di dosaggio 3 incorpora un sistema di otturazione per la fine del taglio configurato per occludere la bocca di rilascio. Ci? vantaggiosamente riduce la fuoriuscita di polvere e conferisce alla macchina una migliore flessibilit? nella gestione di differenti tipologie di prodotto.
Si noti che, preferibilmente, la tramoggia e, preferibilmente, l?organo dosatore 3a sono realizzati alluminio o sue leghe.
Operativamente a valle dell?unit? di dosaggio 3, ? presente l?unit? di pesatura/controllo 4.
Tale unit? ? dotata di un dispositivo di pesatura 4a per ciascuna corsia di produzione (o pista), preferibilmente di una cella di carico ad alta risoluzione.
Un?unit? di controllo (no illustrata) ? configurata per comparare il peso della capsula rilevato dal dispositivo con un valore di riferimento preimpostato, identificando la capsula (ovvero la corrispondente sede nel sistema di trasporto 2) identificando la comparazione con un tag positivo oppure negativo.
Le capsule per cui la comparazione d? esito negativo, verranno poi individuate e successivamente scartate mediante un apposito sistema di scarto 10 integrato a valle nel sistema di trasporto.
A valle dell?unit? di pesatura/controllo 4, la macchina 1 comprende il gruppo pressore 5 configurato per pressare il prodotto all'interno della capsula al livello desiderato.
Preferibilmente, il gruppo pressore 5 comprende tanti organi pressori 5a quante sono le piste. Nella forma di realizzazione preferita, gli organi pressori 5a sono definiti da rispettive teste rotanti.
L?unit? di taglio e sigillatura 6, disposta in uscita dal gruppo pressore 5, ? preposta ad applicare i dischi di chiusura alle capsule riempite.
Tale unit? di taglio e sigillatura 6 comprende dunque mezzi di avanzamento 11 di un film 12 di materiale disposti lungo il percorso di movimentazione.
Il film 12 di materiale ? preferibilmente un nastro di materiale opportuno, utilizzabile come elemento di filtraggio, di tenuta o di chiusura per le capsule.
I mezzi di avanzamento 11 sono configurarti in modo che almeno un tratto operativo del film 12 risulti affacciato al sistema di trasporto 2 e mobile lungo detta direzione ?A?.
Pi? precisamente, nel tratto operativo il film 12 di materiale ? affacciato alle sedi dei moduli di trasporto 2b.
Nella forma realizzativa preferita, i mezzi di avanzamento 11 comprendono una pluralit? di rulli di movimentazione su cui il film 12 risulta parzialmente avvolto in modo da essere movimentato linearmente, lungo la direzione ?A?, in risposta ad una rotazione degli stessi.
Preferibilmente, in modo analogo al sistema di trasporto 2 (principale), anche i mezzi di avanzamento 11 sono di tipo discontinuo (ovvero intermittente) e presentano un secondo passo di avanzamento impostabile dall?operatore.
Preferibilmente, come verr? meglio chiarito nel prosieguo, il primo ed il secondo passo di avanzamento sono impostabili in maniera indipendente. L?unit? di taglio e sigillatura 6 comprende inoltre una stazione di applicazione 13 disposta lungo detto percorso di movimentazione in corrispondenza di detto tratto operativo del film 12 di materiale dei mezzi di avanzamento 11.
La stazione di applicazione 13 comprende mezzi pressori configurati per attestare detto film 12 ad almeno una (prima) capsula collocata in una prima sede della prima fila e ad almeno una (seconda) capsula collocata in una seconda sede della seconda fila.
Tali mezzi pressori sono dunque mobili in avvicinamento ed allontanamento dal sistema di trasporto 2, lungo una direzione trasversale, preferibilmente ortogonale alla direzione ?A?.
In particolare, i mezzi pressori sono mobili verticalmente tra una posizione sollevata, distale dei primi mezzi di avanzamento 2, ed una posizione abbassata, a contatto con i primi mezzi di avanzamento 2.
Preferibilmente, i mezzi pressori comprendono una pluralit? di anelli di saldatura configurati per vincolare il film 12 al bordo anulare di ciascuna capsula contenuta all?interno delle sedi.
Tali anelli di saldatura sono pertanto a loro volta mobili in avvicinamento ed allontanamento dai primi mezzi di avanzamento 2 tra una posizione di riposo, in cui sono distali dal sistema di trasporto 2, ed una posizione di lavoro, in cui ? sono attestati ad un modulo di trasporto 2b e coassiali alle rispettive sedi.
L?unit? di taglio e sigillatura 6 comprende inoltre almeno due teste di taglio disposte lungo la prima fila e la seconda fila di sedi e ad esse associate. Ciascuna testa di taglio ? configurata per intagliare il film 12 lungo una prefissata linea chiusa di frattura in corrispondenza della rispettiva sede. Tale testa di taglio posta operativamente (non necessariamente strutturalmente) a valle dei mezzi pressori al fine di realizzare l?intaglio solo a seguito della saldatura del film 12 alla capsula, evitando la creazione di pieghe poco estetiche o difetti funzionali.
Preferibilmente, le due teste di taglio sono disposte in successione lungo la direzione ?A?.
In altre parole, le due teste di taglio sono tra loro affiancate ortogonalmente alla direzione ?A?, ma risultano ?sfalsate?, ovvero disposte in successione.
Preferibilmente, ciascuna testa di taglio comprende una lama di taglio anulare, mobile in avvicinamento ed allontanamento dal sistema di trasporto 2 tra una posizione di riposo ed una posizione di taglio, in cui ? in contatto con il film 12 di materiale (gi? vincolato/saldato al contenitore). Nella forma di realizzazione preferita, ciascuna testa di taglio ? associata ad un rispettivo elemento pressore.
Pi? precisamente, l?unit? di taglio e sigillatura 6 comprende una pluralit? di gruppi operativi ciascuno comprendente un elemento pressore ed una corrispondente testa di taglio, disposti coassialmente tra loro per agire in combinazione sulla medesima sede di un modulo di trasporto 2b.
Con riferimento alle allegate figure, l?unit? di taglio e sigillatura 6 comprende almeno due primi gruppi operativi 8a, disposti lungo rispettive prime file e comprendenti un primo elemento pressore ed una prima testa di taglio ed almeno due secondi gruppi operativi 8b, disposti lungo rispettive seconde file e comprendenti un secondo elemento pressore ed una seconda testa di taglio.
Preferibilmente, tali secondi gruppi operativi 8b sono tra loro affiancati e, almeno in parte, movimentati congiuntamente.
Preferibilmente, al riguardo, tutti gruppi operativi 8a, 8b sono prevalentemente realizzati in alluminio o sue leghe.
Preferibilmente, si noti che i mezzi di avanzamento 11 comprendono almeno un organo di compensazione 9 configurato per regolare la lunghezza del film 12 corrente tra la prima e la seconda testa di taglio. Vantaggiosamente, in tal modo risulta possibile svincolare il secondo passo di avanzamento (dei mezzi di avanzamento 11) dal primo passo di avanzamento (del sistema di trasporto 2) incrementando notevolmente la flessibilit? della macchina 1.
Preferibilmente, l?organo di compensazione 9 comprende un elemento di regolazione 9a configurato per variare la lunghezza del film 11 tra essi corrente tra i rulli di rinvio.
Un sistema di questo tipo ? ad esempio mostrato nella pubblicazione brevettuale EP3511254 a nome della stessa Richiedente e qui incorporata per riferimento.
Operativamente a valle della sigillatura, la macchina 1 prevede la presenza di un trasportatore di uscita, preferibilmente orizzontale e conformato per dirigere le capsule in due corsie separate verso il basso Secondo un aspetto dell?invenzione, tutte le componenti in alluminio della macchina 1 sono realizzate con materiale (alluminio o sue leghe) trattati mediante ossidazione anodica.
Pi? precisamente, almeno la catena 2a, i moduli di trasporto 2b, la tramoggia 3a ed i gruppi operativi 8a, 8b dell?unit? di taglio e sigillatura 6 sono realizzati in alluminio (o sue leghe) trattati mediante un processo di ossidazione anodica.
In altre parole, tali componenti presentano un rivestimento protettivo di tipo ceramico ad elevata durezza (HV 500-600), refrattario al calore ed integrale al componente (ovvero inasportabile).
Pi? precisamente, tale rivestimento ? il risultato di un?immersione del componente (come detto a base di alluminio o sua lega) in un bagno elettrolitico consistente principalmente in:
- un bagno di acido solforico,
- un bagno di acido ossalico,
- una miscela di detti bagni.
Detti bagni sono preferibilmente addizionati con un nitrato di metallo scelto tra nitrato d'argento o solfato d'argento e loro combinazione per processo elettrolitico.
A questo punto i componenti vengono alimentati con una corrente combinata continua/alternata, una corrente di forma d'onda PR negativa o una corrente di forma d'onda di impulso negativa, in modo da sviluppare uno strato anodizzato sulla superficie del materiale di base e depositare simultaneamente nello strato anodizzato un metallo separato dal nitrato di metallo o il solfato di metallo.
Vantaggiosamente, grazie a tale processo ? possibile ottenere caratteristiche biotecnologiche estremamente vantaggiose nell?ambito di cui alla presente invenzione (i.e. alimentare), ovvero:
- Elevata resistenza alla corrosione
- Elevata capacit? antibatterica e antimuffa
- Antiusura abrasiva
- Antistaticit? superficiale
- Antiaderenza.
Inoltre, l?utilizzo di nitrato/solfato d?argento (o simili) che va ad occludere i pori formatisi nel materiale durante l?anodizzazione rendono il materiale dei componenti antibatterico, caratteristica quest?ultima centrale nel mondo dell?industria alimentare.
L?invenzione raggiunge gli scopi preposti e consegue importanti vantaggi. Infatti, la predisposizione di una macchina altamente performante sia dal punto di vista meccanico, con ottimizzazione dei controlli e riduzione dello sfrido, che dal punto di vista della sanificazione consente al torrefattore/produttore di risparmiare enormemente in tutte le fasi produttive, riducendo i costi delle materie prime ed abbattendo i costi fermo macchina dovuti alle periodiche operazioni di sanificazione.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Macchina per il riempimento di contenitori, quali ad esempio capsule per il caff?, comprendente: - un sistema di trasporto (2) provvisto di una catena (2a) le cui maglie sono disposte in successione lungo una direzione (A) e progettate per accogliere al proprio interno un modulo di trasporto (2b) conformato per ricevere e trasportare un predeterminato numero di capsule; - un?unit? di dosaggio (3) disposta lungo un percorso di movimentazione della catena (2a) e comprendente una tramoggia, una pluralit? di tubi di discesa (3b) ed una pluralit? di organi dosatori (3a) dotati di rispettive bocche di rilascio; - un?unit? di pesatura e controllo (4) disposta operativamente a valle dell?unit? di dosaggio (3); - un gruppo pressore (5) disposto operativamente a valle dell?unit? di pesatura e controllo (4) e configurato per pressare il prodotto all'interno della capsula al livello desiderato, - un?unit? di taglio e sigillatura (6) disposta in uscita dal gruppo pressore (5) e comprendente almeno una pluralit? di gruppi operativi (8a, 8b), disposti comprendenti un elemento pressore ed una testa di taglio atti ad applicare rispettivi dischi di chiusura alle capsule; caratterizzata dal fatto che almeno la catena (2a) e i moduli di trasporto (2b) del sistema di trasporto (2), la tramoggia (3a) dell?unit? di dosaggio (3) ed i gruppi operativi (8a, 8b) dell?unit? di taglio e sigillatura (6) sono realizzati in alluminio o sue leghe e trattati mediante un processo di ossidazione anodica in modo da presentare un rivestimento protettivo di tipo ceramico ad elevata durezza e refrattario al calore.
- 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detto rivestimento ? il risultato di un?immersione del rispettivo componente in alluminio o sua lega in un bagno elettrolitico di acido solforico e/o acido ossalico addizionato con un nitrato di metallo scelto tra nitrato d'argento o solfato d'argento.
- 3. Macchina secondo la rivendicazione 1 o la 2, in cui detto rivestimento ? definito da uno strato anodizzato la cui porosit? sono occluse da particelle di un nitrato di metallo o il solfato di metallo.
- 4. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di taglio e sigillatura (6) comprende: - mezzi di avanzamento (11) di un film (12) di materiale disposti lungo il percorso di movimentazione configurarti in modo che almeno un tratto operativo del film (12) risulti affacciato al sistema di trasporto (2) e mobile lungo detta direzione (A); - almeno due primi gruppi operativi (8a), disposti lungo rispettive prime file e comprendenti un primo elemento pressore ed una prima testa di taglio ed almeno due secondi gruppi operativi (8b), disposti lungo rispettive seconde file e comprendenti un secondo elemento pressore ed una seconda testa di taglio, in cui i mezzi di avanzamento (11) comprendono almeno un organo di compensazione (9) configurato per regolare la lunghezza del film (12) tra corrente tra la prima e la seconda testa di taglio.
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|---|---|---|---|
| IT102020000002341A IT202000002341A1 (it) | 2020-02-06 | 2020-02-06 | Macchina per il riempimento di contenitori, quali ad esempio capsule per il caffè |
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| IT202000002341A1 true IT202000002341A1 (it) | 2021-08-06 |
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| IT (1) | IT202000002341A1 (it) |
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2020
- 2020-02-06 IT IT102020000002341A patent/IT202000002341A1/it unknown
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