ITMI931221A1 - Confezionatrice continua di prodotti da forno - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una confezionatrice continua di prodotti alimentari, per il confezionamento di alimenti, in particolare prodotti da forno, in confezioni di tipo ermetico sigillato ottenute in modo continuo e comunemente denominate "flow pack",

E' noto che per il confezionamento di prodotti alimentari a lunga conservazione si fa uso di confezioni ottenute ripiegando un nastro continuo di plastica, carta opportunamente trattata, o materiale composito derivato dall'accoppiamento di fogli di materiale diverso, a formare un tubo con i bordi del nastro giustapposti a reciproco contatto.

I prodotti alimentari, in dosi predeterminate vengono inseriti nel tubo e i bordi del nastro a contatto tra loro vengono saldati tra loro, per compressione a caldo eseguita con coltelli rotanti, a formare una pinna longitudinale di sigillatura disposta nella direzione di sviluppo del nastro e del processo continuo di confezionamento.

Una porzione di tubo cos? formata, immediatamente a monte dalla unit? di prodotto da confezionare, viene poi schiacciata a formare un diaframma trasversale di sigillatura con due pareti a contatto, che vengono saldate tra loro da coltelli trasversali, i quali provvedono anche al taglio intermedio del diaframma di sigillatura.

Facendo avanzare il tubo cos? formato e sigillato ad una estremit?, le stesse operazioni di formazione del diaframma trasversale di sigillatura, saldatura e taglio intermedio, sono ripetute subito a valle della dose alimentare e, ovviamente a monte di una dose alimentare successiva, cos? da ottenere uno spezzone di tubo ermeticamente chiuso alle estremit? e contenente la dose alimentare.

Il processo di confezionamento ? quindi di tipo continuo ed ? eseguito in macchine confezionatrici dove si pu? identificare una stazione di piegatura del nastro di alimentazione del prodotto da confezionare, una stazione di sigillatura della pinna longitudinale e una stazione di sigillatura e taglio del diaframma trasversale.

Un inconveniente di questo tipo di confezionatrici ? che le confezioni cos? realizzate non possono adattarsi o conformarsi alla configurazione volumetrica del prodotto alimentare a cui sono destinate, ma sono costrette a conservare una forma generica di busta o spezzone tubolare con le estremit? schiacciate e appiattite.

Oltre al prodotto alimentare da proteggere, queste confezioni contengono quindi un ingente quantit? di aria e risultano particolarmente ingombranti in relazione al volume delle dosi alimentari da proteggere.

Ci? comporta elevati volumi e costi di immagazzinaggio e trasporto dei prodotti cos? confezionati che sarebbe desiderabile ridurre.

Per alcuni prodotti alimentari, in particolare prodotti da forno, quali torte, biscotti, pane e in generale ? derivati della cottura o anche dal semplice impasto di sfarinati, si presenta, in aggiunta al problema dell'ingombro, anche il problema della migliore conservazione in magazzino e ai punti di distribuzione al consumo.

Le sperimentazioni compiute dimostrano che, escludendo la possibilit? di conservazione sotto vuoto, per prodotti di loro natura soffici e impregnati di aria, caratterizzati da un predeterminato contenuto di umidit?, la migliore conservazione ha luogo per il minimo rapporto volumetrico tra volume racchiuso dalla confezione e volume del prodotto ivi contenuto.

E' quindi desiderabile realizzare confezioni che, senza comprimere il prodotto, sfruttando la relativa deformabilit? della confezione di tipo "flow pack" assicurino un minimo volume d'aria racchiuso dalla confezione, conseguendo cos? il doppio vantaggio di minimi ingombri di immagazzinaggio e trasporto e massima durata di conservazione del prodotto.

Tentativi sono stati fatti in questo senso, prevedendo condotti di aspirazione posti in corrispondenza della stazione di alimentazione e prima piegatura del nastro, praticamente quindi alla bocca aperta del tubo di contenitore in corso di formazione, con l'intento di creare una depressione all'estremit? chiusa del tubo.

I risultati ottenuti sono tuttavia insoddisfacenti in quanto per ottenere la depressione desiderata all'estremit? del tubo occorre generare depressioni molto pi? elevate alla sua imboccatura, con effetti di collassamento del tubo in formazione e blocco del sistema di avanzamento.

Se per evitare questi inconvenienti la depressione d? aspirazione ? limitata, il suo effetto all'estremit? chiusa del tubo risulta inadeguato o nullo.

Supera queste limitazioni e consegue i risultati desiderati la confezionatrice continua oggetto della presente invenzione in cui sono previste, interposte tra la stazione di piegatura del nastro e alimentazione del prodotto e la stazione di sigillatura della pinna longitudinale, una ulteriore stazione di serraggio in chiusura a tubo del nastro di confezionamento, seguita da una stazione di aspirazione provvista d? una bocca aspirante che si incunea tra 1 labbri della pinna longitudinale di chiusura in reciproco contatto tra loro, aprendoli e provocando per aspirazione d'aria una conveniente depressione all'Interno del tubo formato dal nastro di confezionamento, subito prima della stazione di sigillatura della pinna longitudinale e della stazione di sigillatura e taglio del diaframma trasversale, cos? che lo svuotamento del tubo avviene alla sua estremit? chiusa e non dalla sua bocca aperta.

Secondo un ulteriore aspetto dell'Invenzione la bocca aspirante ha sezione lenticolare in modo da assicurare un perfetto contatto scorrevole ad attrito minimo e tenuta con i labbri della pinna longitudinale preformata, cos? da evitare infiltrazioni di aria all'interno della confezione nel corso della sua formazione, l'immissione di aria essendo consentita solo dalla bocca del tubo di confezionamento aperta alla stazione di piegatura e alimentazione.

Il flusso di aria che si infiltra da tale bocca ha una portata che dipende dalla distanza dalla bocca di aspirazione e dalle perdite di carico lungo il percorso del tubo di confezionamento in formazione, che possono considerarsi costanti in relazione alla apparecchiatura usata, ma che, come si ? riscontrato sperimentalmente, dipendono in larga misura anche dalla velocit? di confezionamento espressa in numero di confezioni realizzate nell'unit? di tempo, o altrettanto significativamente dalla velocit? di avanzamento del nastro continuo con cui vengono realizzate le confezioni, verso la stazione di sigillatura.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, la portata in aspirazione della bocca aspirante viene quindi controllata in funzione della velocit? di confezionamento in modo da assicurare uniformit? dell'effetto aspirante anche in condizioni di variabilit? della velocit? produttiva, quale pu? essere imposta per esempio da una variazione nella frequenza di alimentazione delle dosi da confezionare, come risultato di variazioni nelle fasi produttive a monte (cicli di cottura) .

Le caratteristiche e i vantaggi dell'invenzione risulteranno pi? chiar? dalla descrizione che segue di una forma preferita di realizzazione dell'invenzione e dai disegni allegati in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente in vista laterale una forma preferita di realizzazione di confezionatrice continua in depressione in accordo con la presente invenzione.

la figura 2 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione A-A di figura 2, la confezionatrice di figura 1.

La figura 3 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione B-B di figura 1, la confezionatrice di figura 1.

La figura 4 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione C-C di figura 1, la confezionatrice di figura 1.

La figura 5 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione D-D di figura 1, la confezionatrice di figura 1.

La figura 6 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione E-E di figura 1, la confezionatrice di figura 1.

La figura 7 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione F-F di figura 1, la confezionatrice di figura 1.

La figura 8 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione G-G di figura 1 la confezionatrice di figura 1.

La figura 9 rappresenta schematicamente in sezione, secondo la sezione H-H di figura 1, la confezionatrice di figura 1.

La figura 10 rappresenta schematicamente in sezione secondo la sezione I-I di figura 1 la confezionatrice di figura 1.

La figura 11 rappresenta in vista dall'alto un particolare costruttivo della confezionatrice di figura 1.

La figura 12 rappresenta schematicamente un sistema di regolazione e controllo per la confezionatrice di figura 1.

Le figure 13, 14 e 15, rappresentano schematicamente alcune fasi realizzatlve di una confezione nella confezionatrice di figura 1.

Con riferimento alle figure, la confezionatrice oggetto della presente invenzione comprende, organizzati in linea continua di produzione, una stazione di alimentazione e piegatura identificata nel suo insieme dal riferimento 1, una stazione di serraggio e chiusura a tubo del nastro di confezionamento, identificata nel suo insieme dal riferimento 2, una stazione di aspirazione identificata nel suo insieme dal riferimento 3, una prima stazione di sigillatura 4 di pinna longitudinale, una seconda stazione di sigillatura 5 di diaframma trasversale e taglio della confezione.

A queste stazioni segue in modo noto una unit? di convogliamento e scarico 5a del prodotto confezionato.

La stazione di alimentazione 1 comprende un convogliatore a cinghia 6, azionato da organi motori non illustrati, che riceve e trasporta in modo ordinato, a cadenza relativamente uniforme, le diverse unit? di prodotto da confezionare, per esempio tortine, merendine e simili.

una unit? ? rappresentata a titolo esemplificativo come costituita da una tortina 7 alloggiata in un cestello di carta 8.

Superiormente alla cinghia convogliatrice 6 ? disposto un rotolo 9 di nastro di confezionamento 10 preferibilmente in materiale plastico per alimenti.

L'asse del rotolo 9 ? disposto trasversalmente alla direzione di avanzamento della cinghia 6.

Il nastro 10 si srotola dal rotolo 9, guidato prima da un rullo 11, che lo confina ad una predeterminata distanza dalla cinghia 6, poi da due deflettori paralleli 12 e 13, che obbligano i lembi esterno del nastro 10 a ripiegarsi verso il basso, scorrendo ai fianchi della cinghia convogliatrice 6.

Due fasi successive di questo processo di piegatura sono chiaramente visibili nelle sezioni di figura 2 e 3 rispettivamente.

A seguito di questa operazione l'unit? di prodotto da confezionare risulta avvolta dal nastro su tre lati, superiormente e lateralmente, con il nastro appoggiato superiormente all'unit? per effetto del peso e dell'azione esercitata dai deflettori laterali 12, 13.

Cos? avvolta, l'unit? di prodotto viene convogliato dalla cinghia verso l'uscita della stazione di piegatura, dove il nastro 11 viene ulteriormente ripiegato da ali sagomate 17 e 18 dei deflettori 12, 13 in modo che i lembi esterni del nastro si accostano e si sovrappongono reciprocamente a formare un tubo 14 provvisto di due labbra di giunzione a contatto 15, 16 che scorrono in una scanalatura aperta tra le ali 17 e 18.

Questa fase di formazione dell'involucro di contenimento dell'unit? di prodotto ? chiaramente rappresentato in figura 5, che mostra anche una unit? di prodotto 19 contenuto nel tubo involucro 14. A partire da questa fase, cessata la funzione motrice della cinghia 6, ? il tubo 14 che svolge il ruolo di trasportatore delle unit? di prodotto interponendosi tra queste e le ali 17, 18 che si accostano a formare un piano di appoggio.

La necessaria velocit? di avanzamento del nastro 10 e del tubo 14 ? imposta da 2 ruote motrici contrapposte 19, 20 con asse perpendicolare al piano di appoggio formato dalle ali 17, 18.

Le ruote 19, 20, azionate da organi motori 21, illustrati in figura 12 serrano tra loro le labbra 15, 16 del tubo 14 determinandone l'avanzamento verso le successive stazioni e il prelievo del nastro dal rotolo 9, ad una velocit? correlata alla lunghezza di spezzone tubolare necessaria per la realizzazione di una confezione e alla frequenza di alimentazione delle unit? da confezionare.

Un dispositivo 22, o qualsiasi altro dispositivo equivalente, fornisce (Fig. 12) il necessario segnale di ingresso a un sistema di regolazione, comprendente preferibilmente un calcolatore elettronico 23 che comanda una elettronica di potenza 24, che a sua volta alimenta gli organi motori 21, variandone la velocit? nel modo richiesto .

Le ali 17, 18 e le ruote motrici 19, 20, costituiscono insieme alla bocca di aspirazione 25, una stazione di serraggio e chiusura a tubo ed una stazione di aspirazione che caratterizzano la confezionatrice oggetto della presente invenzione.

Subito a valle delle ruote di trascinamento 19 e 20, (con riferimento alla direzione di trascinamento di tali ruote) come chiaramente visibile in figura 11, le ali 17, 18 di appoggio del tubo 14, si allontanano a formare un'apertura di sezione lenticolare nella quale si inserisce una bocca di aspirazione 25, provvista di labbra 27 e 28 a conformazione lenticolare, rispettivamente distanziate dai bordi 29, 30 delle ali 17, 18 a formare due sottili fessure di transito, rispettivamente per le labbra 15, 16 del tubo 14.

Dette labbra, gi? accostate tra loro dalle ruote 19, 20, si aprono leggermente scorrendo a contatto delle labbra 27, 28 della bocca di aspirazione per poi richiudersi ed inserirsi tra due ruote di sigillatura 31, 32, contrapposte ed analoghe alle ruote 19, 20, facenti parte della stazione di sigillatura della pinna longitudinale, ossia delle labbra 15, 16, che in tale stazione, per effetto della pressione esercitata dalle ruote 31, 32, associata ad una conveniente temperatura, vengono saldate tra loro per termocompressione a formare una pinna 33.

Ovviamente anche le ruote 31, 32 sono azionate dagli organi motori 21 alla stessa velocit? periferica delle ruote 19, 20.

Per evitare che l'unit? da confezionare possa ostruire, se provvista di base di appoggio piana, la bocca di aspirazione 25, ai fianchi della bocca 25, sulle ali 17, 18 possono essere previsti opportuni rilievi 50, 51 che, allontanando l'unit? da confezionare dal piano di appoggio, assicurino comunque una luce di aspirazione.

Completa la stazione di sigillatura della pinna longitudinale un dispositivo di rotazione angolare della pinna, costituito da una opportuna sovrapposizione delle ali 17, 18 (figura 10) che obbliga la pinna saldata 33 a ripiegarsi e disporsi in posizione sostanzialmente orizzontale, parallela al piano di appoggio formato dalle all 17, 18.

Subito dopo, nel suo avanzare attraverso le diverse stazioni della macchina confezionatrice, il tubo 14 attraversa la stazione di sigillatura di diaframma trasversale, di tipo noto, in cui una raggera 34 a diaframmi 37, 38 e 39, ruotante su un albero 35 con asse trasversale alla direzione di avanzamento del tubo 14 e cooperante con un rullo di pressione 36, provvede alla formazione di un diaframma trasversale di chiusura del tub? 14, alla sua saldatura per termocompressione lungo una fascia trasversale e alla separazione a caldo di una porzione di tubo che ha gi? attraversato la stazione di sigillatura, dalla porzione di tubo che deve ancora attraversare la stazione di sigillatura, un taglio di separazione essendo effettuato sulla mezzeria della fascia trasversale di sigillatura..

In questo modo la porzione di tubo 14, in uscita dalla sfcaziene 4, viene ehiuea ermeticamente e la porzione in entrata ? costituita da un tubo chiuso ad una estremit?, aperto all?estremit? opposta e comunicante attraverso la bocca di aspirazione 25, collocata in prossimit? della sua estremit? chiusa, con un sistema di aspirazione o pompa 40 (figura 12).

In questo modo, diversamente dai tentativi insoddisfacenti di riduzione e controllo dell?aria contenuta nelle singole confezioni/ mediante aspirazione praticata dalla estremit? aperta del tubo 14, la depressione e conseguente aspirazione sono ottenute sostanzialmente agendo sull'involucro in fase di sigillatura, che ? in connessione con l'ambiente solo attraverso un troncone di tubo, attraverso il quale si hanno perdite di carico dirette dall'esterno all'interno mentre tra involucro in fase di sigillatura e bocca di aspirazione non vi ? alcuna perdita di carico.

La situazione ? resa pi? evidente dagli schemi di figura 13, 14, 15, che rappresentano in sequenza le fasi di sigillatura di una confezione di unit? di prodotto.

In figura 13 una confezione in transito attraverso la stazione di sigillatura 3 e 4, si trova con il suo diaframma trasversale di testa 41 sigillato ermeticamente e con la sua pinna longitudinale 33 in fase di sigillatura .

Il diaframma trasversale di coda 43 ? ancora aperto ma l'azione esercitata sull'involucro 44 dal sistema di aspirazione, attraverso la bocca di aspirazione 25 tende a chiuderlo.

Le perdite di carico che si sviluppano tra diaframma 43 e stazione di alimentazione, assicurano una conveniente depressione all'interno dell'involucro 44.

Man mano che la sigillatura della pinna longitudinale procede, il diaframma di coda 43, si sposta a valle della bocca 25 e chiaramente non vi possono essere perdite di carico dovute a un flusso nell'interno dell'involucro 44 che ? gi? in depressione (figura 14).

La stessa situazione si ha alla sigillatura del diaframma di coda dell'involucro 44, quando un successivo involucro 45 in fase di sigillatura viene a trovarsi in corrispondenza delle stazioni 3 e 4 (Figura 15).

Per ottenere un prestabilito grado di depressione all'interno di una confezione, non ? quindi necessario agire sul tubo 14 con depressioni maggiori del grado di depressione desiderato, evitando con ci? collassi dell'elemento tubolare e inceppamenti della confezionatrice .

In particolare per ottenere il desiderato volume minimo della confezione, indipendentemente dalla frequenza di alimentazione della confezionatrice (o velocit? di confezionamento) diventa anche possibile adottare sistemi di regolazione della depressione nell'involucro (pochi centimetri di colonna d'acqua) ad anello aperto, asservendo, attraverso i blocchi 23 e 24 (calcolatore ed elettronica di potenza) la velocit? di rotazione del sistema di aspirazione e quindi modificando la sua caratteristica pressione-portata, alla velocit? di confezionamento rilevata dal sensore 22.

Quanto maggiore ? la velocit? d? confezionamento tanto maggiore deve essere la portata - prevalenza di aspirazione.

E? chiaro poi che molte altre varianti possono essere apportate alle confezionatrici continue descritta, senza dipartirsi dallo spirito dell'invenzione.

Per esempio la stazione di alimentazione, anzich? a cinghie, pu? essere a rulli o a scivolo di caduta.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Confezionatrice continua di prodotti alimentari, in cui un nastro continuo di plastica avente due bordi paralleli ? immesso nella confezionatrice e ripiegato a tubo per avvolgere l'unit? di prodotto, in involucri ricavati da detto tubo, per sigillatura di una pinna longitudinale formata dalla giustapposizione di detti due bordi esterna a detto tubo, e per sigillatura di due diaframmi trasversali tra cui ? interposta una unit? di prodotto, detti diaframmi trasversali essendo ottenuti per schiacciamento di detto tubo, comprendente ordinatamente: una stazione di piegatura di detto nastro e alimentazione di detta unit? di prodotto, - una stazione di formatura e serraggio di detta pinna longitudinale, una stazione di aspirazione provvista di bocca aspirante incuneata tra detti bordi giustapposti di detta pinna longitudinale, una stazione di sigillatura di detta pinna longitudinale e - una stazione di formatura e sigillatura di detti diaframmi trasversali, a distanza prestabilita lungo detto tubo , cosicch? detta bocca aspirante esercita una azione di aspirazione in detto tubo in prossimit? di un'estremit? di detto tubo chiusa da uno di detti diaframmi sigillati.
2. 2. Confezionatrice come a rivendicazione 1 in cui detta bocca aspirante ? costituita da due labbra formanti una apertura di aspirazione di sezione lenticolare, dette labbra essendo interposte tra due ali giustapposte di appoggio per detto tubo, dette ali giustapposte formando un canale di scorrimento per detta pinna, dette labbra essendo cos? interposte per incunearsi tra i bordi giustapposti di detta pinna.
3. 3. Confezionatrice come a rivendicazioni precedenti comprendente mezzi di misura della velocit? di confezionamento e mezzi di regolazione dell?aspirazione di detta bocca aspirante asserviti a detti mezzi di misura.
4. 4. Confezionatrice come a rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi in rilievo giustapposi a detta bocca aspirante su dette ali di appoggio per impedire l'occlusione di detta bocca aspirante da parte di dette unit? di prodotto.