ITPR20110024A1

ITPR20110024A1 - APPARATUS AND PROCESS OF FORMING ASEPTIC OF PLASTIC CONTAINERS

Info

Publication number: ITPR20110024A1
Application number: IT000024A
Authority: IT
Inventors: Paolo Pagliarini
Original assignee: Gea Procomac Spa
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-09-30

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title

"APPARATO E PROCEDIMENTO DI FORMATURA IN ASETTICO DI "ASEPTIC FORMING APPARATUS AND PROCESS OF

CONTENITORI IN MATERIALE PLASTICO" CONTAINERS IN PLASTIC MATERIAL "

La presente invenzione ha per oggetto un apparato ed un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico. The present invention relates to an apparatus and a process for aseptic forming of containers made of plastic material.

Come è noto, in una linea di imbottigliamento in asettico sussiste l'esigenza di sterilizzare i contenitori formati oppure le preforme. A tal fine, si possono impiegare agenti chimici oppure radiazioni. As is known, in an aseptic bottling line there is a need to sterilize the formed containers or the preforms. To this end, chemicals or radiation can be used.

Ad esempio, la soluzione proposta nel documento EP996530 prevede il deposito di un agente sterilizzante, quale il perossido di idrogeno, sulla superficie interna delle preforme. Le preforme sono successivamente inviate ad una unità di riscaldamento nella quale avviene l'attivazione dell'agente sterilizzante. For example, the solution proposed in document EP996530 provides for the deposit of a sterilizing agent, such as hydrogen peroxide, on the internal surface of the preforms. The preforms are then sent to a heating unit in which the sterilizing agent is activated.

Tale soluzione, tuttavia, pone il problema dello smaltimento dei residui chimici derivanti dalla sterilizzazione . This solution, however, poses the problem of disposing of the chemical residues deriving from sterilization.

In un'altra soluzione, descritta nel documento EP1896329, la sterilizzazione delle preforme è effettuata dopo il riscaldamento. In another solution, described in document EP1896329, the sterilization of the preforms is carried out after heating.

Anche questa soluzione, tuttavia, deve affrontare il problema dello smaltimento dei residui chimici derivanti dalla sterilizzazione. However, this solution also has to face the problem of disposing of chemical residues deriving from sterilization.

Per rendere efficace l'attivazione del perossido di idrogeno, si vorrebbe allungare il tempo di riscaldamento, tuttavia ciò comporterebbe un aumento della temperatura della preforma non compatibile con la formatura per stiro-soffiaggio . Infatti, la preforma deve avere un profilo termico predefinito per poter essere sottoposta allo stiro-soffiaggio. In particolare, per evitare l'estrusione della zona del collo della preforma durante il soffiaggio, la temperatura in tale zona deve mantenersi al di sotto di 60°C. To make the activation of the hydrogen peroxide effective, it would be desirable to lengthen the heating time, however this would lead to an increase in the temperature of the preform not compatible with the stretch-blow molding. In fact, the preform must have a predefined thermal profile in order to be subjected to stretch-blow molding. In particular, to avoid extrusion of the preform neck area during blowing, the temperature in this area must be kept below 60 ° C.

D'altra parte, è noto l'impiego di radiazioni UV o di luce pulsata per rompere il legame covalente tra i due atomi di ossigeno del perossido di idrogeno (H202). Tuttavia, l'impiego escusivo di radiazioni UV o di luce pulsata non consente di decontaminare superfici complesse (es. sottosquadri) a causa dell'assenza di penetrazione fisica dei fotoni e della difficoltà a raggiungere tutte le superifici da trattare. On the other hand, the use of UV radiation or pulsed light to break the covalent bond between the two oxygen atoms of the hydrogen peroxide (H202) is known. However, the exclusive use of UV radiation or pulsed light does not allow to decontaminate complex surfaces (eg undercuts) due to the absence of physical penetration of photons and the difficulty in reaching all the surfaces to be treated.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un apparato ed un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. In this context, the technical task underlying the present invention is to propose an apparatus and a process for aseptic forming of containers made of plastic material, which overcome the drawbacks of the prior art mentioned above.

In particolare, scopo della presente invenzione è proporre un apparato ed un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, in cui l'attivazione del perossido di idrogeno è resa più efficiente rispetto alle soluzioni di arte nota, pur mantenendo sostanzialmente inalterato il profilo termico della preforma. In particular, the object of the present invention is to propose an apparatus and a process for aseptic forming of containers in plastic material, in which the activation of hydrogen peroxide is made more efficient than the solutions of the known art, while maintaining the profile substantially unchanged. thermal preform.

In altre parole, è scopo della presente invenzione proporre un apparato ed un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, che consentano di attivare rapidamente il perossido di idrogeno rimasto all'interno della preforma senza aumentare la temperatura. In other words, it is an object of the present invention to propose an apparatus and an aseptic forming process for containers made of plastic material, which allow to rapidly activate the hydrogen peroxide remaining inside the preform without increasing the temperature.

Ulteriore scopo della presente invenzione è rendere disponibile un apparato ed un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, che consenta una riduzione dei residui chimici da smaltire. Altro scopo della presente invenzione è proporre un apparato ed un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, in grado di sterilizzare in maniera uniforme l'interno della preforma . A further object of the present invention is to make available an apparatus and a process for aseptic forming of containers made of plastic material, which allows a reduction of the chemical residues to be disposed of. Another object of the present invention is to propose an apparatus and an aseptic forming process for containers made of plastic material, capable of uniformly sterilizing the interior of the preform.

Altro scopo della presente invenzione è rendere disponibile un apparato ed un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, in grado di sterilizzare efficacemente anche le zone della preforma che, essendo sottoposte all'azione dei mezzi di presa, non sono raggiungibili dagli agenti sterilizzanti . Another object of the present invention is to make available an apparatus and an aseptic forming process for containers made of plastic material, capable of effectively sterilizing even the areas of the preform which, being subjected to the action of the gripping means, are not reachable by the agents. sterilizers.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un apparato e da un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, comprendenti le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni . The specified technical task and the specified purposes are substantially achieved by an apparatus and a process for aseptic forming of containers made of plastic material, comprising the technical characteristics set out in one or more of the appended claims.

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 e di un procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, come illustrato negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the indicative, and therefore non-limiting, description of a preferred but not exclusive embodiment of an apparatus and of a process for aseptic forming of plastic containers, as illustrated in the accompanying drawings. in which:

la figura 1 illustra un apparato di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, secondo la presente invenzione, in vista schematica dall'alto; la figura 2 illustra un dettaglio dell'apparato di figura 1 (preforma e lampada a luce pulsata), in vista laterale sezionata; Figure 1 illustrates an aseptic forming apparatus for containers made of plastic material, according to the present invention, in a schematic top view; Figure 2 illustrates a detail of the apparatus of Figure 1 (preform and pulsed light lamp), in a sectioned side view;

la figura 3 illustra lo stesso dettaglio di figura 2, in vista laterale sezionata che lascia visibili i mezzi di presa della preforma. Figure 3 shows the same detail of Figure 2, in a sectioned side view which leaves the preform gripping means visible.

Con riferimento alle figure, con 1 è stato indicato un apparato di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico a partire da preforme 3. Ciascuna preforma 3 è costituita da un corpo centrale 3a tubolare e da una bocca 3c non soggetta a lavorazione. With reference to the figures, 1 indicates an aseptic forming apparatus for containers made of plastic material starting from preforms 3. Each preform 3 consists of a central tubular body 3a and a mouth 3c not subject to processing.

L'apparato 1 di formatura comprende: The forming apparatus 1 comprises:

una unità di riscaldamento 2 delle preforme 3; a heating unit 2 of the preforms 3;

una unità di sterilizzazione chimica 4 per trattare le preforme 3 sia internamente che esternamente con perossido di idrogeno; a chemical sterilization unit 4 for treating the preforms 3 both internally and externally with hydrogen peroxide;

una unità di formatura 5 comprendente una pluralità di stazioni in corrispondenza delle quali le preforme 3 sono sottoposte a stiro-soffiaggio. a forming unit 5 comprising a plurality of stations at which the preforms 3 are subjected to stretch-blow molding.

L'unità di riscaldamento 2, avente sviluppo lineare, comprende un sistema di lampade. In alternativa, l'unità di riscaldamento 2 prevede un sistema di convezione forzata di aria calda. The heating unit 2, having a linear development, comprises a system of lamps. Alternatively, the heating unit 2 provides a forced convection system of hot air.

L'unità di sterilizzazione chimica 4 è posta a valle dell'unità di riscaldamento 2 in modo tale da ricevere le preforme 3 riscaldate. Preferibilmente, l'unità di sterilizzazione chimica 4 è del tipo a giostra rotante. Tra l'unità di sterilizzazione chimica 4 e l'unità di formatura 5 è interposta una unità di trasferimento 6 provvista di mezzi di presa 7 operativamente attivi sulle preforme 3 per prelevarle dall'unità di sterilizzazione chimica 4 e cederle all'unità di formatura 5. The chemical sterilization unit 4 is located downstream of the heating unit 2 in such a way as to receive the heated preforms 3. Preferably, the chemical sterilization unit 4 is of the rotary carousel type. Between the chemical sterilization unit 4 and the forming unit 5 there is a transfer unit 6 provided with gripping means 7 operatively active on the preforms 3 to take them from the chemical sterilization unit 4 and transfer them to the forming unit 5 .

Preferibilmente, l'unità di formatura 5 è del tipo a giostra rotante. Preferably, the forming unit 5 is of the rotating carousel type.

Originalmente, in corrispondenza dell'unità di trasferimento 6 è presente almeno una lampada a luce pulsata 8 disposta in modo tale da inviare radiazioni verso il collo 3b di ciascuna preforma 3 così da attivare il perossido di idrogeno (in fase di vapore) presente in corrispondenza del collo 3b medesimo. Originally, in correspondence with the transfer unit 6 there is at least one pulsed light lamp 8 arranged in such a way as to send radiations towards the neck 3b of each preform 3 so as to activate the hydrogen peroxide (in the vapor phase) present in correspondence of the package 3b itself.

In particolare, le radiazioni sono inviate in concomitanza all'interno e all'esterno della preforma 3 in modo tale da attivare il perossido di idrogeno intrappolato internamente nella zona del collo 3b in concomitanza a quello parzialmente estratto per effetto Venturi lambendo il collo 3b della preforma 3. In particular, the radiations are sent concurrently inside and outside the preform 3 in such a way as to activate the hydrogen peroxide trapped internally in the area of the neck 3b in conjunction with the one partially extracted by the Venturi effect by licking the neck 3b of the preform. 3.

Preferibilmente, l'unità di trasferimento 6 comprende una stella di trasferimento. Preferably, the transfer unit 6 comprises a transfer star.

Preferibilmente la lampada a luce pulsata 8 è conformata in modo tale da seguire parte dello sviluppo circonferenziale della stella di trasferimento 6. Preferably, the pulsed light lamp 8 is shaped in such a way as to follow part of the circumferential development of the transfer star 6.

In una forma realizzativa alternativa, sono presenti più lampade a luce pulsata 8 distribuite secondo parte dello sviluppo circonferenziale della stella di trasferimento 6. In an alternative embodiment, there are several pulsed light lamps 8 distributed according to part of the circumferential development of the transfer star 6.

I mezzi di presa 7 sono operativamente attivi sulla baga delle preforme 3 in modo tale da farle avanzare capovolte secondo un percorso prestabilito. In altre parole, la bocca 3c delle preforme 3 è rivolta verso il basso. La lampada (o le lampade) a luce pulsata 8 è posizionata al di sotto del percorso prestabilito seguito dalle preforme 3. The gripping means 7 are operatively active on the end of the preforms 3 in such a way as to make them advance upside down according to a predetermined path. In other words, the mouth 3c of the preforms 3 faces downwards. The pulsed light lamp (or lamps) 8 is positioned below the predetermined path followed by the preforms 3.

Preferibilmente, i mezzi di presa 7 consistono in una pinza atta ad afferrare la baga delle preforme 3 in un numero limitato di punti di contatto (ad esempio, tre punti di contatto). Tale pinza 7 è realizzate in acciaio lucidato. Preferably, the gripping means 7 consist of a gripper suitable for gripping the end of the preforms 3 in a limited number of contact points (for example, three contact points). This caliper 7 is made of polished steel.

Preferibilmente, la lampada a luce pulsata 8 è caratterizzata dai seguenti parametri: Preferably, the pulsed light lamp 8 is characterized by the following parameters:

tensioni: da 2 kV a 3kV; voltages: from 2 kV to 3kV;

frequenze: da 4 a 10 Hz; frequencies: from 4 to 10 Hz;

riempimento con gas nobile (ad es. Argon o Xenon); filling with noble gas (eg Argon or Xenon);

tempo di flash: inferiore a 1 msec. flash time: less than 1 msec.

II procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, secondo la presente invenzione, è descritto nel seguito. The aseptic forming process of plastic containers, according to the present invention, is described below.

Le preforme 3 capovolte vengono alimentate all'unità di riscaldamento 2 all'interno della quale sono riscaldate in modo tale da raggiungere un profilo termico predefinito . The overturned preforms 3 are fed to the heating unit 2 inside which they are heated in such a way as to reach a predefined thermal profile.

Le preforme 3 riscaldate arrivano quindi all'unità di sterilizzazione chimica 4 dove sono trattare internamente ed esternamente con il perossido di idrogeno. The heated preforms 3 then arrive at the chemical sterilization unit 4 where they are treated internally and externally with hydrogen peroxide.

Le preforme 3 vengono quindi prelevate dall'unità di sterilizzazione chimica 4 mediante i mezzi di presa 7 che agiscono sulla baga, giungendo così sulla stella di trasferimento 6. The preforms 3 are then withdrawn from the chemical sterilization unit 4 by means of the gripping means 7 which act on the baga, thus reaching the transfer star 6.

Durante la rotazione della stella di trasferimento 6, le bocche 3c delle preforme 3 passano al di sopra della lampada a luce pulsata 8. During the rotation of the transfer star 6, the mouths 3c of the preforms 3 pass above the pulsed light lamp 8.

In tal modo, le radiazioni emesse dalla lampada a luce pulsata 8 giungono sulle pareti interne ed esterne delle preforme 3 in corrispondenza del loro collo 3b. Il perossido di idrogeno in fase di vapore imprigionato all'interno e deposto all'esterno della zona del collo 3b delle preforme 3 viene così attivato. In this way, the radiations emitted by the pulsed light lamp 8 reach the internal and external walls of the preforms 3 in correspondence with their neck 3b. The hydrogen peroxide in the vapor phase trapped inside and deposited outside the area of the neck 3b of the preforms 3 is thus activated.

Il passaggio di ciascuna preforma 3 sulla stella di trasferimento 6 ha una durata inferiore a 1 secondo, che corrisponde anche alla durata della fase di attivazione del perossido di idrogeno. The passage of each preform 3 over the transfer star 6 has a duration of less than 1 second, which also corresponds to the duration of the hydrogen peroxide activation phase.

Le preforme 3 vengono quindi cedute all'unità di formatura 5 dove sono sottoposte a stiro-soffiaggio in modo da dare origine ai contenitori. The preforms 3 are then transferred to the forming unit 5 where they are subjected to stretch-blow molding so as to give rise to the containers.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche dell'apparato e del procedimento di formatura in asettico di contenitori in materiale plastico, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. From the above description the characteristics of the apparatus and of the aseptic forming process of plastic containers according to the present invention are clear, as are the advantages.

In particolare, grazie all'impiego della lampada a luce pulsata attiva in prossimità del collo di ciascuna preforma, è possibile attivare il perossido di idrogeno rimasto all'interno della preforma senza dover aumentare il tempo di trattamento e, quindi, evitando un pericoloso aumento della temperatura. In particular, thanks to the use of the pulsed light lamp active near the neck of each preform, it is possible to activate the hydrogen peroxide remaining inside the preform without having to increase the treatment time and, therefore, avoiding a dangerous increase in temperature.

Essendo il tempo di trasferimento della preforma dall'unità di sterilizzazione all'unità di formatura inferiore ad 1 secondo, esso è compatibile con il trattamento a luce pulsata. Since the transfer time of the preform from the sterilization unit to the forming unit is less than 1 second, it is compatible with the pulsed light treatment.

Il collo della preforma è una delle zone più difficili da sterilizzare in quanto può avere diverse geometrie. La particolare disposizione delle lampade a luce pulsata consente di agire direttamente in prossimità della bocca e del collo di ciascuna preforma. The preform neck is one of the most difficult areas to sterilize as it can have different geometries. The particular arrangement of the pulsed light lamps allows to act directly near the mouth and neck of each preform.

La combinazione sinergica del trattamento con il perossido di idrogeno e del trattamento con la luce pulsata consente di rendere più efficiente la sterilizzazione delle preforme. The synergistic combination of treatment with hydrogen peroxide and treatment with pulsed light makes it possible to make the sterilization of the preforms more efficient.

L'interno della preforma risulta inoltre uniformemente sterilizzato . The inside of the preform is also uniformly sterilized.

Inoltre, grazie al fatto che la quantità di perossido di idrogeno presente all'interno delle preforme viene drasticamente ridotto, non sono più necessari sistemi di smaltimento dei residui chimici dopo il soffiaggio. Furthermore, thanks to the fact that the quantity of hydrogen peroxide present inside the preforms is drastically reduced, systems for the disposal of chemical residues after blowing are no longer necessary.

Inoltre, sempre per lo stesso motivo non è necessario purgare la preforma prima del soffiaggio. Furthermore, for the same reason it is not necessary to purge the preform before blowing.

Inoltre, le zone della preforma sottoposte all'azione delle pinze, pur non essendo raggiungibili dal perossido di idrogeno, sono facilmente raggiungibili dalla luce pulsata grazie all'elevato potere riflettente dell'acciaio lucidato ed alla geometria della pinze stesse. Furthermore, the areas of the preform subjected to the action of the pliers, although not reachable by the hydrogen peroxide, are easily reachable by the pulsed light thanks to the high reflecting power of the polished steel and to the geometry of the pliers themselves.

Infine, il posizionamento delle lampade a luce pulsata al di sotto del percorso prestabilito seguito dalle preforme, evita di aumentare l'ingombro laterale della linea di imbottigliamento. Finally, the positioning of the pulsed light lamps below the predetermined path followed by the preforms avoids increasing the lateral bulk of the bottling line.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus (1) for the aseptic forming of plastic containers, comprising: a heating unit (2) of preforms (3) of plastic material; a chemical sterilization unit (4) arranged downstream of the heating unit (2) in such a way as to receive the heated preforms (3) and to treat them internally and externally by means of hydrogen peroxide; a forming unit (5) comprising a plurality of stations at which the preforms (3) are subjected to stretch-blow molding to obtain the containers; a transfer unit (6) interposed between the chemical sterilization unit (4) and the forming unit (5) and provided with gripping means (7) operatively active on the preforms (3) to take them from the sterilization unit chemistry (4) and transfer them to the forming unit (5), characterized in that it comprises at least one pulsed light lamp (8) located in correspondence with said transfer unit (6) and arranged in such a way as to send radiations towards the neck (3b) of each preform (3) so as to activate the peroxide of hydrogen present in correspondence with said neck (3b) of the preform (3) itself.

Apparatus (1) according to claim 1, wherein said transfer unit (6) comprises a transfer star.

Apparatus (1) according to claim 2, wherein said at least one pulsed light lamp (8) is shaped in such a way as to follow part of the circumferential development of the transfer star (6).

Apparatus (1) according to claim 2, characterized in that it comprises a plurality of pulsed light lamps (8) distributed according to part of the circumferential extension of the transfer star (6).

5. Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, in which said gripping means (7) are operatively active on the end of the preforms (3) in such a way as to make them advance upside down according to a predetermined path, i.e. with the mouth (3c ) facing downwards, said at least one pulsed light lamp (8) being positioned below the predetermined path followed by the preforms (3).

Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, wherein said at least one pulsed light lamp (8) is characterized by the following parameters: voltages from 2 kV to 3kV; frequencies from 4 Hz to 10 Hz; filling with noble gas; flash time less than 1 msec.

Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, in which said gripping means (7) are made of polished steel.

8. Aseptic forming process of plastic containers, comprising the steps of: heating plastic preforms (3); treating the preforms (3) internally and externally with hydrogen peroxide; subject the preforms (3) to stretch-blow molding in order to obtain the containers, characterized in that it further comprises the step of activating the hydrogen peroxide deposited at the neck (3b) of the preforms (3) by means of pulsed light.

9. Process according to claim 8, wherein the step of activating the hydrogen peroxide has a duration of less than 1 second.

10. Process according to claim 8 or 9, in which the step of activating the hydrogen peroxide takes place before the step of subjecting the preforms (3) to stretch blow molding.