ITPR20110017A1 - Apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

"APPARATO PER STERILIZZARE UNA CHIUSURA CONCAVA PER

CONTENITORI"

La presente invenzione ha per oggetto un apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori.

In una linea di imbottigliamento in asettico, prima del riempimento dei contenitori formati, sussiste l'esigenza di sterilizzare anche le chiusure (tappi o capsule) dei contenitori stessi. In accordo con la tecnica nota, le chiusure possono essere sterilizzate sia tramite agenti chimici, sia impiegando sorgenti di radiazioni ionizzanti.

Con riferimento all'impiego di radiazioni ionizzanti, è noto l'apparato di sterilizzazione di chiusure per contenitori proposto nella domanda di brevetto W02009/139013 a nome della richiedente. Tale apparato comprende due emettitori (ad esempio cannoni di elettroni) i quali fiancheggiano, da lati opposti, una regione di avanzamento delle capsule su apposite guide astiformi. In particolare, ciascuna capsula viene fatta scendere per rotolamento lungo un percorso inclinato che si sviluppa tra i due emettitori. In tal modo, uno degli emettitori risulta attivo sulle pareti interne della capsula, mentre l'altro emettitore risulta attivo sulle pareti esterne della capsula stessa. Entrambi gli emettitori presentano un involucro nel quale è ricavata una finestra di emissione estendentesi secondo il percorso di avanzamento delle capsule.

La presenza di una stella rotativa operativamente attiva in corrispondenza del percorso di avanzamento consente di far avanzare una capsula per volta (la cosiddetta capsula capofila), bloccando le capsule seguenti. Controllando la velocità di rotazione della stella rotativa è possibile imporre una distanza minima tra due capsule adiacenti in modo tale da consentire la sterilizzazione uniforme della superficie laterale esterna di ciascuna capsula.

Il principale svantaggio dell'apparato appena descritto è legato al fatto che, per sterilizzare l'interno e l'esterno di ciascuna capsula sono necessari due emettitori, i quali incidono notevolmente sia sul costo che sull'ingombro complessivo dell'apparato.

Un altro svantaggio dell'apparato sopra descritto è che consente di impostare solamente la spaziatura iniziale delle capsule, mentre non garantisce il medesimo tempo di trattamento per ciascuna capsula. Infatti, il tempo di trattamento dipende dalla spaziatura tra le capsule, dalla loro geometria (forma e dimensioni), dall'attrito rispetto alle guide e dalla pendenza delle guide. Pertanto, le capsule maggiormente spaziate ricevono una dose maggiore rispetto alle capsule meno spaziate. Una dose maggiore giunge anche sulle capsule aventi una geometria tale da sviluppare forze di attrito notevoli rispetto alle superfici delle guide, in quanto tali capsule avanzano più lentamente.

Un altro svantaggio è legato al fatto che, una volta passata la stella spaziatrice, le capsule scendono per gravità senza possibilità di arresto. Pertanto, in caso di guasto degli emettitori, le capsule avanzano senza essere trattate.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, scopo della presente invenzione è proporre un apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori che sia più compatto ed economico rispetto alle soluzioni di arte nota.

Altro scopo della presente invenzione è rendere disponibile un apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori che consenta un miglior controllo del tempo di trattamento di ciascuna capsula in modo tale da garantire una sterilizzazione uniforme ed identica per tutte le capsule processate dall'apparato.

Altro scopo della presente invenzione è proporre un apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori che sia affidabile, ossia che garantisca la sterilità di tutte le capsule processate.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori, come illustrato negli uniti disegni in cui: — la figura 1 illustra un apparato per sterilizzare una chiusura concava, secondo la presente invenzione, in vista frontale sezionata;

— la figura 2 illustra una prima forma realizzativa dell'apparato di figura 1, in vista laterale;

— la figura 3 illustra mezzi di avanzamento dell'apparato di figura 1, in vista prospettica;

— la figura 4 illustra una variante dei mezzi di avanzamento di figura 3, in vista laterale;

— la figura 5 illustra mezzi di avanzamento dell'apparato di figura 1, in accordo con una seconda forma realizzativa dell'apparato, in vista prospettica;

— la figura 6 illustra una chiusura concava per contenitori, in vista prospettica.

Con riferimento alle figure, con il numero 1 si è indicato un apparato per sterilizzare una chiusura 2 concava per contenitori. Ad esempio, tale chiusura 2 concava è un tappo oppure una capsula.Come si evince dalla figura 6, la chiusura 2 concava presenta una base 4 ed una parete laterale 3 estendentesi dalla base 4 e definente con essa una cavità 5. Da parte opposta alla base 4 la chiusura 2 concava presenta un'apertura in modo tale da accogliere un imbocco del contenitore così che la parete laterale 3 si impegni con esso e la base 4 possa chiuderlo.

In questo contesto, il termine "superfici interne" della chiusura 2 concava identifica la superficie interna della parete laterale 3 e la superficie interna della base 4. Con il termine "superfici esterne" della chiusura 2 concava si intendono la superficie esterna della parete laterale 3 e la superficie esterna della base 4.

Nella figura 6 la cavità 5 delimitata dalla chiusura 2 concava ha forma sostanzialmente cilindrica, per cui la parete laterale 3 corrisponde sostanzialmente alla parete laterale di un cilindro e la base 4 è un disco circolare. In alternativa, la cavità 5 delimitata dalla chiusura 2 concava ha forma leggermente conica.

La chiusura 2 concava è realizzata in materiale polimerico (es. PET).

L'apparato 1 di sterilizzazione comprende mezzi 7 per far avanzare la chiusura 2 concava in una zona 8 di trattamento. In particolare, tali mezzi 7 di avanzamento comprendono una pluralità di guide 9 conformate in modo tale da definire un percorso lineare in salita da un primo punto A ad un secondo punto B della zona 8 di trattamento.

In una prima forma realizzativa, illustrata in figura 2, è previsto almeno un elemento spintore 10 operativamente attivo sulla chiusura 2 concava per spingerla a rotolare lungo tali guide 9 secondo il percorso lineare in salita. Preferibilmente, l'elemento 10 spintore è costituito da una stella rotativa, avente una pluralità di lobi 13 intervallati ad una pluralità di vani 14, la quale è ruotabile intorno ad un asse predefinito R in modo tale da intercettare la chiusura 2 mediante un suo vano 14 e da spingerla lungo le guide 9.

Preferibilmente, le guide 9 comprendono una pluralità di elementi astiformi 9a, 9b, 9c, 9d, 9e aventi uno sviluppo che segue il percorso lineare in salita. In particolare, uno degli elementi astiformi 9a, detto elemento astiforme inferiore, è disposto in modo tale da supportare la parete laterale 3 della chiusura 2 concava durante il rotolamento. Tale elemento astiforme inferiore 9a presenta una serie di discontinuità il, 12 equispaziate e distribuite lungo il suo sviluppo.

Ad esempio, le discontinuità consistono in cavità cieche il ricavate nell'elemento astiforme inferiore 9a (si veda la figura 3). In alternativa, le discontinuità consistono in denti 12 sporgenti dall'elemento astiforme inferiore 9a (si veda la figura 4). Ad esempio, tali denti 12 sono formati da inserti in acciaio fissati all'elemento astiforme inferiore 9a.

Sia le cavità cieche il che i denti 12 costringono chiusure 2 adiacenti a muoversi in direzioni opposte (rispettivamente, verso l'alto e verso il basso), distanziando così periodicamente la parete laterale 3 di ciascuna chiusura 2 dall'elemento astiforme inferiore 9a.

In una seconda forma realizzativa, illustrata in figura 5, la chiusura 2 concava è supportata da un nastro trasportatore 15 il quale coopera con le guide 9 per imporre alla chiusura 2 di rotolare durante il suo avanzamento lungo il percorso lineare in salita dal primo punto A al secondo punto B. Preferibilmente, il nastro trasportatore 15 è dentellato.

Nella zona 8 di trattamento sono disposti mezzi 16, 17 per irradiare la chiusura 2 concava i quali comprendono un emettitore 16 di radiazioni ionizzanti ed un riflettore 17. L'emettitore 16 è disposto in prossimità delle guide 9 in modo tale da inviare le radiazioni sulle superfici interne della chiusura 2 concava. Il riflettore 17 è sagomato e dimensionato in modo tale da ricevere almeno una parte delle radiazioni provenienti dall'emettitore 16 e da rifletterle sulle superfici esterne della chiusura 2 concava.

Il riflettore 17 è realizzato in un materiale tale da massimizzare la dose sulle superifici esterne della chiusura 2 stessa. In questo contesto, per dose si intende l'energia assorbita dalla chiusura 2 per unità di massa, misurata in kilogray.

In particolare, il materiale costituente il riflettore 17 ha un numero atomico compreso tra 73 e 92. Preferibilmente, il riflettore 17 è ottenuto applicando un rivestimento in Tungsteno su una lastra 18 di acciaio. Il rivestimento ha uno spessore compreso tra 50 pm e 1 mm.

L'emettitore 16 ed il riflettore 17 si trovano da parti opposte rispetto alle guide 9, ad una distanza l'uno dall'altro compresa tra 25 mm e 100 mm.

Nelle figure allegate il riflettore 17 è di tipo parabolico, tuttavia sono ammissibili altre forme. Preferibilmente, il riflettore 17 è raffreddato da un circuito ad acqua (non illustrato).

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche dell'apparato per sterilizzare una chiusura concava per contenitori, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. In particolare, l'apparato ottenuto è più economico rispetto a quelli di arte nota in quanto fa uso di un solo emettitore, il quale è impiegato per sterilizzare le superfici interne della capsula. Infatti, la funzione di sterilizzazione delle superfici esterne della capsula è assolta da un riflettore in cui è fondamentale la scelta del materiale, la sagomatura ed il dimensionamento. Infatti, il materiale costituente il riflettore deve essere scelto in modo tale da massimizzare la dose sulle superfici esterne della capsula, mentre la sagomatura ed il dimensionamento devono essere tali da rendere possibile la riflessione delle radiazioni.

Poiché il riflettore è meno ingombrante di un emettitore, si ottiene una riduzione degli ingombri complessivi dell'apparato di sterilizzazione.

Inoltre, il tempo di trattamento è identico per tutte le capsule in quanto esse sono fatte avanzare lungo un percorso lineare in salita e non in discesa e sono spinte verso l'alto dalla stella rotativa. L'arresto della stella si traduce in un arresto di tutte le capsule a monte, senza perdita di sterilità in caso di guasto dell'emettitore.

La mancanza di spaziatura tra le capsule consente di ottimizzare l'efficienza nell'uso degli elettroni emessi e, a parità di capacità produttiva, sono necessarie correnti minori per garantire il livello di sterilità desiderato.

Per rendere omogeneo l'irraggiamento anche nelle zone di contatto tra le capsule e tra le capsule e le guide, sono inoltre previste delle discontinuità (denti o cavità cieche) sulla guida inferiore così da introdurre piccoli spostamenti relativi tra le capsule adiacenti e tra gli elementi astiformi e le capsule stesse. Infatti, le cavità cieche e i denti costringono le capsule adiacenti a muoversi in direzioni opposte (rispettivamente, verso l'alto e verso il basso), distanziando così periodicamente la parete laterale di ciascuna capsula dalla guida inferiore.

La funzione di introdurre delle micro-distanze tra capsula e guida inferiore è svolta anche dal nastro dentellato. Vantaggiosamente, esso consente una maggior uniformità di trattamento poiché la capsula compie diverse rotazioni complete durante il trattamento.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) per sterilizzare una chiusura (2) concava per contenitori, comprendente: mezzi (7) per far avanzare detta chiusura (2) concava in una zona (8) di trattamento; mezzi (16, 17) per irradiare detta chiusura (2) concava nella zona (8) di trattamento, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (16, 17) per irradiare comprendono: un emettitore (16) di radiazioni ionizzanti disposto in prossimità di detti mezzi di avanzamento (7) in modo tale da inviare le radiazioni su superfici interne della chiusura (2) concava; un riflettore (17) sagomato e dimensionato in modo tale da ricevere almeno una parte delle radiazioni provenienti da detto emettitore (16) e da rifletterle su superfici esterne della chiusura (2) concava, il materiale costituente detto riflettore (17) essendo scelto in modo tale da massimizzare la dose su dette superfici esterne della chiusura (2) concava, detti mezzi di avanzamento (7) essendo interposti tra l'emettitore (16) ed il riflettore (17).
2. 2. Apparato (1) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 1, in cui detto riflettore (17) è di tipo parabolico.
3. 3. Apparato (1) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il materiale costituente detto riflettore (17) ha un numero atomico compreso tra 73 e 92.
4. 4. Apparato (1) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 3, in cui il materiale costituente il riflettore (17) è Tungsteno.
5. 5. Apparato (1) di sterilizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto riflettore (17) si trova ad una distanza compresa tra 25 mm e 100 mm da detto emettitore (16).
6. 6. Apparato (1) di sterilizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto riflettore (17) è raffreddato da un circuito ad acqua.
7. 7. Apparato (1) di sterilizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di avanzamento (7) comprendono una pluralità di guide (9) conformate in modo tale da definire un percorso lineare in salita da un primo punto (A) ad un secondo punto (B) della zona (8) di trattamento ed un elemento spintore (10) operativamente attivo sulla chiusura (2) per spingerla a rotolare lungo dette guide (9) seguendo detto percorso lineare in salita.
8. 8. Apparato (1) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 7, in cui dette guide (9) comprendono una pluralità di elementi astiformi (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) aventi uno sviluppo che segue detto percorso lineare in salita.
9. 9. Apparato (1) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 8, in cui uno di detti elementi astiformi (9a), il quale è disposto in modo tale da supportare una parete laterale (3) della chiusura (2) durante il rotolamento, presenta una serie di discontinuità (11, 12) equispaziate e distribuite lungo il suo sviluppo.
10. 10. Apparato (1) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 9, in cui dette discontinuità (12) sporgono da detto elemento astiforme (9a) in modo tale da definire dei denti.
11. 11. Apparato (1) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 9, in cui dette discontinuità (11) sono cavità cieche ricavate in detto elemento astiforme (9a).
12. 12. Apparato (1) di sterilizzazione secondo le rivendicazioni da 7 a 11, in cui detto elemento spintore (10) è costituito da una stella rotativa avente una pluralità di lobi (13) intervallati ad una pluralità di vani (14), detta stella rotativa (10) essendo ruotabile intorno ad un asse predefinito (R) in modo tale da intercettare la chiusura (2) mediante un suo vano (14) e da spingerla lungo le guide (9).
13. 13. Apparato (1) di sterilizzazione secondo le rivendicazioni da 1 a 6, in cui detti mezzi di avanzamento (7) comprendono una pluralità di guide (9) conformate in modo tale da definire un percorso lineare in salita da un primo punto (A) ad un secondo punto (B) della zona (8) di trattamento ed un nastro trasportatore (15) atto a supportare la chiusura (2) e cooperante con le guide (9) per imporre alla chiusura (2) di rotolare durante il suo avanzamento lungo detto percorso lineare in salita.
14. 14. Apparato (2) di sterilizzazione secondo la rivendicazione 13, in cui detto nastro trasportatore (15) è dentellato.