ITRE950028A1 - Gruppo di prelievo automatico per campioni asettici di liquidi destinati all'analisi - Google Patents

Abstract

Il gruppo comprende un dispositivo (5) di riempimento di contenitori asettici (6) atto ad essere collegato tramite una valvola di prelievo (2) al condotto (4) in cui transitano i prodotti; a detto dispositivo (5) sono associati, su un'unica unità mobile, circuiti di lavaggio, di disinfezione, di sterilizzazione, di asciugatura e di scarico, interagenti tra di loro, almeno una parte dei quali interessa anche la valvola di prelievo (5); il flusso attraverso detti condotti é asservito ad elettrovalvole comandate da un microprocessore in accordo al programmato ciclo di lavaggio e sterilizzazione, nonchè ad elettrovalvole comandate da mezzi di controllo della temperatura.

Description

DESCRIZIONE

di Brevetto per Invenzione industriale dal titolo: "GRUPPO DI PRELIEVO AUTOMATICO PER CAMPIONI ASETTICI DI LIQUIDI DESTINA-TI ALL'ANALISI",

Nell 'industria alimentare è sovente necessario confezionare certi prodotti in modo sterile, per garantirne non solo la conservazione ma anche l'assoluta igenicità al momento del consumo .

Sono, a tal fine, noti impianti atti a funzionare in condizioni asettiche per confezionare i prodotti.

L'efficacia degli impianti, con particolare riferimento alla loro capacità di garantire la sterilità del prodotto, viene sinora controllata mediante l'analisi statistica del prodotto finito.

In sostanza si prelevano a caso confezioni di prodotto e previo, se necessario, mantenimento a temperatura controllata (termostatazione) per un tempo predeterminato, si procede all'analisi organolettica e/o microbiologica delle stesse. Questo modo di procedere presenta due ordini di inconvenienti.

Il primo risiede nello spreco del prodotto, che viene prelevato nelle quantità previste per le usuali confezioni, sovente di parecchi chilogrammi cadauna.

Il secondo risiede nel fatto che, allorché le analisi mettano in rilievo difetti di sterilizzazione o di altra natura, non è possibile risalire alla parte di impianto responsabile del difetto .

Il trovato ha lo scopo di eliminare detti inconvenienti e detto scopo viene conseguito mediante un'unità asettica di prelievo del prodotto che è adatta ad essere via via inserita in vari punti dell'impianto di produzione per prelevare automaticamente ed in modo sterile piccole quantità di prodotto e confezionarle, sempre in modo sterile, in adatti contenitori .

secondo il trovato detta unità asettica di prelievo funziona in modo automatico, in una sequenza prestabilita, e comprende mezzi autonomi per il proprio lavaggio e sterilizzazione tra un prelievo e l'altro.

L'unità può essere dotata, convenientemente, di mezzi atti a stampare su ogni confezione sezione dell'impianto, data e ora di prelievo, nome del prodotto e nome dell'azienda.

Più in dettaglio l'unità di prelievo comprende una valvola asettica atta a deviare un piccolo flusso di prodotto da un qualsiasi predisposto punto dell'impianto, e a condurre detto flusso ad una di per se usuale valvola riempitrice, che opera in ambiente asettico ed è a sua volta alimentata dai contenitori sterili vuoti.

E' previsto che l'unità di prelievo comprenda un suo proprio circuito di lavaggio che entra in azione, anche automaticamente, dopo ogni prelievo; ed un suo proprio circuito di sterilizzazione che entra automaticamente in funzione prima del successivo prelievo, e una camera in cui viene applicato alla valvola riempitrice il boccaglio del contenitore, che, dopo una prima sterilizzazione, viene mantenuta sterile durante più prelievi.

I pregi e le caratteristiche funzionali e costruttive del trovato risulteranno evidenti dalla particolareggiata descrizione che segue, che con l'aiuto delle allegate tavole disegni ne illustra una possibile preferita forma di attuazione data a titolo di esempio non limitativo.

Le FIGG. 1A e 1B mostrano uno schema generale dello impianto .

Le FIGG. da 2 a 5 mostrano schematicamente, in vista prospettica la valvola di riempimento dei sacchetti campione, in varie situazioni operative.

Facendo ora riferimento alle FIGG. 1A e 1B, viene indicato con 1 il condotto attraverso cui passa il prodotto da controllare .

Nei punti dell'impianto prescelti vengono stabilmente collocate delle valvole 2 di prelievo.

Trattasi di note valvole a membrana, azionate elettricamente, che mettono il condotto 1 in comunicazione con una derivazione 3 nella quale può essere innestato un condotto 4 che alimenta il dispositivo 5 di riempimento dei sacchetti campione 6. Il dispositivo 5 è meglio illustrato nelle FIGG. da 2 a 5, ed in FIG . 1B appare, per comodità, separato in due parti. Esso comprende, come si vede meglio in FIG. 2, una camera 51 a tenuta stagna nella quale è sistemato un albero 52, ruotante, che attraversa la parete della camera attraverso un giunto sterile 53.

A lato dell'albero 52 è sistemato lo stelo cavo 54 di una valvola, che attraversa, attraverso un giunto sterile 55, la parete della camera 51.

Lo stelo cavo 54 può sollevarsi ed abbassarsi, in modo automatico e di per sè noto, durante il funzionamento del dispositivo .

I due giunti sterili 53 e 55 sono attraversati in serie da un fluido di sterilizzazione alimentato dal condotto 71, travasato dall'una all'altra dal condotto 72 e scaricato dal condotto 73.

sul fondo 56 della camera 51, (vedi FIG. 4) in asse con lo stelo cavo 54 è sistemata una pinza d'aggancio 57 del bocchettone 61 del sacchetto 6 da riempire, che viene portato a disposizione della pinza di aggancio chiuso dal suo proprio tappo, non visibile in figura.

La pinza di aggancio 57, così come il sacchetto 6 e relativo bocchettone 61 e relativo tappo sono ben noti ai tecnici del ramo, e quindi sono illustrati in modo schematico.

Alla base dell'albero 52 è fissata una piastra 58 che porta all'estremità un usuale dispositivo levatappi 59.

Grazie alle rotazioni della piastra quest'ultimo può assumere due posizioni, una in asse con la pinza 57, e l'altra a lato della stessa.

In quest’ultima posizione il lèvatappi 59 lascia via libera alla discesa dello stelo cavo 54, che può così impegnarsi nel bocchettone 61 e riempire il sacchetto 6.

Con riferimento allo schema di FIGG. 1A e 1B, vediamo innanzitutto che all'interno del dispositivo 5 sono previsti diffusori, indicati con 81, 82 e 83 atti ad essere alimentati con vapore e/o azoto, eventualmente miscelato a disinfettanti .

E' pure previsto un collettore 91 per lo svuotamento.

Nella parte superiore, il dispositivo 5 prevede i giunti sterili 53 e 55, collegati in serie dal condotto 72.

Essi sono alimentati, in circuito chiuso dalla pompa 74, che preleva il disinfettante dal serbatoio 75, e lo invia al giunto sterile 55 attraverso il condotto 71.

Il disinfettante, dopo essere passato tramite il condotto 72 al giunto sterile 53, viene scaricato al serbatoio attraverso il condotto 73.

La parte della valvola di prelievo 2 collegata allo stelo cavo 54 attraverso il condotto 4, è pure alimentata da azoto e vapore come spiegato nel seguito.

I circuiti dell'azoto, del vapore dell'acqua, e del disinfettante verranno compiutamente individuati con le relative valvole di controllo, nella descrizione del funzionamento dell'intero apparato.

II condotto 100, che alimenta azoto in pressione, confluisce in una elettrovalvola 201 a tre vie, assieme al condotto 101 che alimenta vapore in pressione.

Attraverso la elettrovalvola 201, l’uno o l'altro di detti fluidi pervengono, attraverso un condotto 102, e attraverso un filtro sterile 216 (commerciale), ad una elettrovalvola a membrana 202 a valle della quale il condotto 103 è in comunicazione con la valvola di prelievo 2. Sotto il filtro 216 è applicato uno scaricatore per la condensa che si forma quando il filtro viene sterilizzato con vapore attraverso il condotto 101.

Quando la elettrovalvola a membrana 202 è aperta, la valvola di prelievo è alimentata con azoto oppure con vapore a seconda dello stato della valvola 201.

Nel condotto 103 confluisce un condotto 104 alimentato con acqua in pressione, che comprende, nell'ordine, una valvola 203, un tubo di Venturi 204 ed una elettrovalvola a membrana 205.

Quando la valvola a membrana 202 è chiusa e la valvola a membrana 205 è aperta, l'acqua in pressione giunge alla valvola di prelievo 2, e attraverso il condotto 4, il flussimetro 40 previsto su quest'ultimo, e l'ulteriore valvola a membrana 206 arriva all'interno della cavità dello stelo 54 e fuoriesce dal dispositivo 5 attraverso il condotto 106, intercettato dalla valvola 210 atta allo scarico di liquidi. A valvola 205 chiusa e valvola 202 aperta, lo stesso percorso è effettuato in successione dal vapore, per sterilizzare e dallo azoto per asciugare e/o raffreddare. Lo scarico avviene dalla valvola 215.

Dal condotto 101 del vapore si deriva un condotto 105 che conduce vapore alla sezione ristretta del tubo di Venturi 204 posto sul condotto dell’acqua 104.

Il vapore si miscela quindi con l'acqua, scaldandola.

La alimentazione del vapore alla sezione ristretta del tubo di Venturi 204 è regolata da una elettrovalvola 207, che intercetta il condotto 105 ed è asservita alla temperatura all'interno del dispositivo 5, in funzione delle operazioni di lavaggio dopo un ciclo di prelievo campione.

I diffusori 81 e 82 sono alimentati con azoto oppure con vapore attraverso il condotto 107, che si deriva dal condotto 102 ed è intercettato da una elettrovalvola 208 la quale è asservita alla temperatura rilevata all'interno della camera 51.

Dal condotto 102 si derivano due condotti 107 e 108 che recano rispettive elettrovalvole 208 e 209.

II condotto 107, intercettato dalla elettrovalvola 208, invia vapore o azoto all'interno della camera 51 attraverso diffusori contrapposti 81 e 82, mentre il condotto 108 intercettato dalla elettrovalvola 209, invia vapore o azoto al diffusore 83.

I diffusori 81 e 82 creano una zona (camera 51) sterile, protetta con vapore, agendo sulla temperatura per un periodo di tempo determinato dal microprocessore, e la mantengono in tale condizione con sovrappressione di azoto sterile durante i cicli di prelievo dei campioni.

Al diffusore 83 può arrivare anche azoto misto a disinfettante attraverso un condotto 109, che si deriva dal condotto 100, preleva il disinfettante dal serbatoio 110 ed e intercettato dalla elettrovalvola 210.

Questo diffusore 83 serve per disinfettare il boccaglio 61 del sacco quando questo viene inserito per un ciclo di prelievo .

II collettore 91 è connesso dal condotto 111 alla sezione ristretta di un tubo di Venturi 211, posto su un condotto 112 che si deriva dal condotto 104 di alimentazione dell'acqua, è intercettato a monte del tubo di Venturi 211 dalla elettrovalvola 212, e va allo scarico. Il collettore 91, per effetto del vuoto creato dal tubo di Venturi 211, risucchia le condense e il disinfettante che si accumulano nella camera 51 per effetto delle iniezioni tramite i diffusori 81, 82 e Grazie alla disposizione su illustrata, si realizza con l'ausilio di un microprocessore opportunamente programmato, un ciclo di prelievo di campioni di prodotto in un qualunque punto di impianto di processo del prodotto stesso.

E' illustrato uno dei punti di prelievo dal condotto 1 del prodotto in corso di processo, essendo inteso che sullo stesso impianto saranno previsti tanti punti di prelievo quanti ritenuti necessari per controllare il prodotto nelle varie fasi del progetto.

Il gruppo testé descritto in modo schematico è collocato su una unità mobile, spostabile da un punto all’altro dello impianto di processo, in prossimità dei vari punti di prelievo sullo stesso previsti, ove saranno predisposti i punti di attacco della valvola di prelievo 2.

I contenitori del disinfettante, così come la vasca di raccolta dei fluidi scaricati sono collocati sulla stessa unità mobile.

Un possibile ciclo di funzionamento del gruppo è il seguente. Allorché si deve sottoporre a controllo il prodotto in un punto desiderato dell'impianto, si porta il gruppo di prelievo in prossimità del punto prescelto, e si innesta la valvola di prelievo 2 e i condotti 4 e 103.

L'innesto viene fatto con noti giunti rapidi che non è il caso di descrivere.

Si provvede poi a collegare nello stesso modo i condotti 100, 101 e 104 alle rispettive alimentazioni di azoto, vapore e acqua, e ad alimentare elettricamente il sistema.

A connessioni avvenute, il microprocessore programmato previsto nel gruppo interviene sulla elettrovalvola 201 ponendola in comunicazione col condotto 101 del vapore; sulla valvola a membrana 202, aprendola, sulla valvola a membrana 205, aprendola e sulla valvola 203 prevista sul condotto 104 dell'acqua, aprendola.

Ha cosi inizio una prima fase di lavaggio con acqua calda, la cui temperatura è controllata dalla valvola 207 asservita ai rilevatori di temperatura 213 previsti all'interno del dispositivo 5. Durante questa fase, controllata dal micro processore, i liquidi vengono scaricati attraverso il condotto 106, controllato dalla elettrovalvola 210 come visto .

Al termine di questa fase, controllata dal microprocessore, ha inizio una fase di sterilizzazione mediante vapore. Durante questa fase avviene la sterilizzazione mediante vapore alimentato attraverso il condotto 102, con valvola 202 aperta, valvole 205 e 203 chiuse, valvola 215 sul condotto 106 aperta.

viene nel contempo garantita la sterilità del dispositivo 101, azionando la pompa 74 che fa circolare disinfettante nei giunti sterili.

La temperatura all'interno del dispositivo 5 è controllata dalla valvola 215, posta sul condotto 106 di adduzione vapore e comandata dal rilevatore di temperatura 213.

Durante questa fase, si effettua anche la sterilizzazione della camera 51 mediante vapore alimentato attraverso il condotto 102, con valvola 208 aperta. E' aperta anche la valvola 212 per risucchiare, attraverso il 111, il vapore attraverso il collettore 91.

La temperatura all'interno della camera 51 è controllata dalla valvola 208, posta sul condotto 107 di adduzione vapore e comandata dal rilevatore di temperatura 214.

Durante questa fase, si effettua anche la sterilizzazione della camera 51 mediante vapore alimentato attraverso il condotto 102, con valvola 208 aperta. E' aperta anche la valvola 212 per risucchiare, attraverso il 111, il vapore attraverso il collettore 91.

La temperatura all'interno della camera 51 è controllata dalla valvola 208, posta sul condotto 107 di adduzione vapore e comandata dal rilevatore di temperatura 214.

Durante o al termine della fase di sterilizzazione, è prevista una disinfezione, che avviene inviando disinfettante, prelevato dal contenitore 110, al diffusore 83.

L'operazione di disinfezione è comandata sempre dal microprocessore tramite la valvola 210 che intercetta il condotto 109.

Da ultimo si esegue l'asciugatura e il raffreddamento tramite azoto, sempre comandati dal microprocessore che agisce sulla valvola 201, escludendo il vapore, apre la valvola 202 e la valvola 208, essendo aperte le valvole 210 e 212.

Le fasi di lavaggio, sterilizzazione e asciugatura del dispositivo 5 sono schematizzate nelle FIGG. 2 e 3.

Ad asciugatura avvenuta, un sacchetto sterile viene applicato, con mezzi e procedure note, al di sotto del dispositivo 5.

Il microprocessore fa aprire la valvola 210 per una disinfezione, attraverso un circuito 109, del boccaglio posto nella camera 51, nella quale si presurizza azoto tramite la valvola 208 .

Il tappo viene estratto mediante il levatappi 59 e il microprocessore fa aprire le valvole 2 e 206 e la quantità di prodotto prelevato è controllata dal flussimetro 40.

A prelievo avvenuto, i noti mezzi previsti nel dispositivo 5 provvedono a rimettere il tappo al contenitore e a rilasciarlo.

Le fasi di produzione sono schematizzate nelle FIGG. 4 e 5. Le fasi di lavaggio, sterilizzazione e asciugatura si susseguono in serie dopo ogni prelievo di campione. La camera 51 viene mantenuta sterile tramite un flusso costante di azoto sterile. Anche il solo boccaglio viene disinfettato ogni volta che viene inserito nella camera 51.

Sono stati illustrati solo i dispositivi di controllo strettamente necessari all'attuazione del ciclo, essendo per semplicità omessi tutti i mezzi di controllo di sicurezza usualmente previsti sui condotti dell'acqua, azoto e vapore.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di prelievo automatico per campioni asettici di prodotto in fase di processo, comprendente un dispositivo di riempimento di contenitori asettici atto ad essere collegato tramite una valvola di prelievo al condotto in cui transitano i prodotti, caratterizzato dal fatto che a detto dispositivo sono associati, su un'unica unità mobile, circuiti di lavaggio, di disinfezione, di sterilizzazione, di asciugatura e di scarico, interagenti tra di loro, almeno una parte dei quali interessa anche la valvola di prelievo; il flusso attraverso detti condotti essendo asservito ad elettrovalvole comandate da un microprocessore in accordo al programmato ciclo di lavaggio e sterilizzazione, nonché ad elettrovalvole comandate da mezzi di controllo della temperatura.
2. 2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la valvola di prelievo, a valle dei mezzi di tenuta comprende un condotto di ingresso per i fluidi di lavaggio e sterilizzazione .
3. 3. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che i condotti di sterilizzazione e di asciugatura e/o raffreddamento confluiscono in una valvola a tre vie da cui si diparte un solo condotto alimentato o col fluido di sterilizzazione, generalmente vapore, o col fluido di asciugatura e/o raffreddamento, generalmente azoto, il quale è posto in comunicazione, tramite una valvola di intercettazione, con la valvola di prelievo.
4. 4. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il condotto del fluido di sterilizzazione alimenta la sezione ristretta di un tubo di Venturi attraversato dal condotto del fluido di lavaggio, generalmente acqua, onde scaldare quest 1ultima .
5. 5. Gruppo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il condotto del fluido di lavaggio a valle del detto tubo di Venturi, confluisce col comune dei fluidi di sterilizzazione e asciugatura a monte della valvola di prelievo, essendo entrambi i condotti intercettati da una valvola prima del punto di
6. 6. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che il dispositivo di riempimento comprende un condotto (106) di scarico del liquido di lavaggio e del vapore di sterilizzazione ed un collettore (91) di svuotamento attraverso il quale vengono scaricati i fluidi di sterilizzazione e di asciugatura, detto collettore comunicando con l'esterno attraverso la sezione ristretta di un tubo di Venturi percorso dal liquido di lavaggio.
7. 7. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che i condotti dei fluidi di sterilizzazione che confluiscono al dispositivo di riempimento sono intercettati da elettrovalvole asservite alla temperatura rilevata in detto dispositivo.
8. 8. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che il condotto del prodotto viene sanificato dopo ogni prelievo mentre la camera in cui viene posto e disinfettato il boccaglio si mantiene sterile per più ore.