MX2008015340A

MX2008015340A - Metodo y dispositivo para el tratamiento de botellas o recipientes similares con un medio de tratamiento.

Info

Publication number: MX2008015340A
Application number: MX2008015340A
Authority: MX
Inventors: Till Volker
Original assignee: Khs Ag
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2008-12-15
Also published as: WO2007140883A1; RU2008152057A; US20090293429A1; DE102006026278A1; CN101460361A; BRPI0711220A2; EP2029439A1; JP2009538787A; RU2406666C2

Abstract

Método para tratar, en particular para esterilizar botellas, latas o recipientes similares mediante la activación de un medio de tratamiento en el respectivo recipiente mediante introducción de energía, siendo que la activación tiene lugar mediante la aplicación de una radiación electromagnética al medio de tratamiento.

Description

METODO Y DISPOSITIVO PARA EL TRATAMIENTO DE BOTELLAS O RECIPIENTES SIMILARES CON UN MEDIO DE TRATAMIENTO DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención se refiere a un método de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un dispositivo de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 12. El tratamiento de botellas o recipientes similares, en particular para esterilizar utilizando un medio de tratamiento o esterilización (que a continuación sólo se designará como medio de tratamiento) que contiene, por ejemplo, una solución acuosa de peróxido de hidrógeno (H202) en un medio de vapor y/o gaseoso, por ejemplo en vapor de agua y/o aire en forma de un aerosol es conocido. También se conoce que después de introducido en un recipiente, al medio de tratamiento se le aplique o respectivamente se le active con un medio gaseoso caliente, por ejemplo aire caliente, y esto entre otras cosas para evaporar una porción de agua del medio de tratamiento, o también para descomponer el peróxido de hidrógeno (H202) en componentes activos, oxígeno y agua o respectivamente vapor de agua (2H202 = 2H20 + 02 + 45 cal) así como también para la subsiguiente eliminación del medio de tratamiento, en particular agua y vapor de agua, así como de los productos de descomposición producidos al activar. Las etapas del proceso se llevan a cabo en estaciones de tratamiento que se forman, por ejemplo, en la circunferencia de un rotor que se impulsa giratorio alrededor de un eje de máquina vertical. Los recipientes esterilizados se pueden entonces 5 seguir conduciendo a una máquina de llenado para el llenado estéril y aséptico de un producto de relleno líquido. Se usan cada vez más botellas o también otros recipientes que se fabrican mediante soplado, por ejemplo, soplado de estiramiento a partir de preformas de un 10 material sintético termoplástico, en particular también botellas de PET. Estos recipientes fabricados de plástico, en particular también las botellas o recipientes producidos mediante soplado de estiramiento tienden a deformaciones o a una contracción bajo el efecto del calor, debido a lo 15 cual varía de manera indeseada, entre otras cosas la forma y el volumen de estos recipientes. También es posible que ; se produzcan otro tipo de daños en los recipientes por el ; efecto del calor, de manera que la esterilización de este tipo de recipientes es problemática y que los recipientes ; 20 deformados o dañados en una línea de producción se deben : botar como desecho, lo cual como mínimo provoca un aumento ! de los costos. Por estos motivos no es posible esterilizar con los métodos de tratamiento usuales los recipientes 25 fabricados de plástico, en particular también los recipientes producidos mediante soplado de estiramiento de preformas de plástico, pero tampoco otros recipientes sensibles al calor. Para solucionar esta problemática ya se propusieron diversos métodos (DE 10 2004 030 957 y DE 10 2004 030 956) . Pero estos métodos son relativamente costosos . El objeto de la presente invención es indicar un método con el cual es posible un tratamiento de recipientes sensibles al calor, en particular también de recipientes de plástico mediante la activación de al menos un medio de tratamiento con introducción de energía sin que exista el riesgo de una deformación, contracción u otro tipo de daño para el recipiente respectivo. Para solucionar este problema se configura un método de acuerdo a la reivindicación 1. Un dispositivo para llevar a cabo este método es objeto de la reivindicación 12. En el método de conformidad con la invención la activación y la introducción de energía necesaria para esta activación se efectúa mediante la aplicación de energía electromagnética al mínimo de un medio de tratamiento, es decir, mediante la aplicación de un campo alterno electromagnético o respectivamente de una radiación electromagnética, siendo que el espectro de frecuencia del campo alterno electromagnético o respectivamente de la radiación electromagnética se selecciona de manera que al menos una frecuencia sea igual o aproximadamente igual a la frecuencia de resonancia de al menos un componente del mínimo de un medio de tratamiento . Se descubrió inesperadamente que con la activación de medios de tratamiento como, por ejemplo, peróxido de hidrógeno se produce un aumento de temperatura particularmente reducido del medio de tratamiento y de los recipientes a ser tratados si el medio de tratamiento se excita en su frecuencia de resonancia. El origen de este efecto es que mediante la excitación de las moléculas del medio de tratamiento en su frecuencia de resonancia se producen mayores efectos de fuerza mecánicos entre los componentes individuales, por ejemplo entre los átomos de las moléculas del medio de tratamiento, de manera que la unión de los átomos individuales uno con otro sustancialmente se separa debido a las fuerzas de oscilación mecánicas que actúan entre ellos en lugar de debido a las oscilaciones térmicas que van aunadas a un aumento de la temperatura, o respectivamente debidas a las mayores fuerzas de impulso a temperaturas más altas al chocar las moléculas y/o los átomos . También se propone de conformidad con la invención que la frecuencia de activación corresponda a un múltiplo o también a una parte de la frecuencia de resonancia del mínimo de un medio de tratamiento, siendo que resulta particularmente favorable si el múltiplo es un número entero par o una parte de número entero par de la frecuencia de resonancia, ya que con esta forma de proceder la introducción de energía o respectivamente la excitación no sólo tiene lugar en una frecuencia particularmente favorable sino también en fase correcta. Con respecto a las frecuencias de resonancia se debe observar que la mayoría de las sustancias tienen una frecuencia de resonancia en función del grado de libertad, siendo que estas pueden variar adicionalmente en función del estado agregado. La frecuencia de la radiación electromagnética se encuentra, por ejemplo, en la gama de microondas o en la gama de los rayos X. Como medio de tratamiento se usa, por ejemplo un medio líquido y/o gaseoso y/o en forma de vapor, preferiblemente un medio que contiene varios componentes, por ejemplo también peróxido de hidrógeno, por ejemplo, en solución, preferiblemente en solución acuosa. El medio de tratamiento correspondiente es entonces, por ejemplo, un aerosol de un vapor (vapor de agua) y/o gas o mezcla gaseosa, por ejemplo, aire, y la solución, preferiblemente la solución acuosa de peróxido de hidrógeno (H202) con una concentración suficiente para el tratamiento. Mediante el método de conformidad con la invención se logra que la introducción de energía que tiene por efecto la activación se efectúa directamente o al menos 5 en forma sustancialmente directa al mínimo de un medio de tratamiento, que el respectivo recipiente al menos en forma primaria no se calienta directamente debido a la ' introducción de energía, de manera que resulta posible un tratamiento cuidadoso para el recipiente y en particular 10 que evita una deformación, una contracción o un daño al recipiente. Los perfeccionamientos de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas. La invención se explica a continuación con más detalle mediante las figuras 15 con base en un ejemplo de realización. Muestran: ,' Figura 1 en representación simplificada y en vista en planta superior un dispositivo para esterilizar botellas o recipientes similares, en particular también para un subsiguiente llenado aséptico en frío de un 20 producto líquido, por ejemplo para el envasado aséptico en frío de jugos de frutas, productos lácteos, etc., Figura 2 en representación simplificada una cabeza de tratamiento del dispositivo de la figura 1. El dispositivo que en las figuras se designa en 25 general con 1 sirve para esterilizar botellas 2 térmicamente sensibles mediante la introducción de al menos un medio de tratamiento en forma de un aerosol que consta de aire y/o vapor de agua y una solución acuosa de peróxido de hidrógeno (H202) en las botellas 2, mediante la activación del medio de tratamiento por medio de introducción de energía y mediante la eliminación o aspiración de residuos y/o productos de descomposición del medio de tratamiento activado. El dispositivo 1, al cual las botellas 2 fabricadas de plástico, por ejemplo de PET se alimentan en posición erecta, es decir, con su eje de botella orientado en dirección vertical mediante un transportador 3 y una estrella 4 de admisión que constituye la entrada de botellas está constituido esencialmente de un rotor 5 que se puede impulsar para girar alrededor de un eje de máquina vertical el cual forma en su circunferencia una multitud de estaciones 6 de tratamiento. Estas, de acuerdo a la figura 2 consisten en cada caso sustancialmente de un soporte 7 de recipientes sobre el cual las botellas 2 se retienen durante el tratamiento en una brida 2.2 que se proporciona en la región de la boca 2.1 de la botella, y de una cabeza 8 de tratamiento. Las botellas 2 tratadas o respectivamente esterilizadas se alimentan a un uso posterior, es decir, por ejemplo una máquina de llenado mediante una estrella 9 de transporte que constituye la salida de botellas o recipientes del dispositivo 1. Cada cabeza 8 de tratamiento tiene entre otras cosas un tubo 10 de tratamiento que con su extremo inferior se puede introducir a través de la boca 2.1 de la botella en la respectiva botella 2 que se proporciona en la estación 6 de tratamiento, y desde el cual, para el tratamiento se introduce el medio de tratamiento al interior de la botella. Después de introducir el medio de tratamiento o incluso todavía durante la introducción la estación 6 de tratamiento respectiva y con ella la botella que se proporciona en ella llega con el movimiento de giro del rotor 5 a la región de un activador que en la figura 1 se indica esquemáticamente con 11, en el cual tiene lugar una activación del medio de tratamiento, y específicamente mediante introducción de energía entre otras cosas una descomposición del peróxido de hidrógeno con formación de agua y vapor de agua y de oxígeno esterilizador. Debido a la introducción de energía, en el activador 11 tiene lugar además también una conservación de la temperatura o respectivamente un aumento de la temperatura del vapor de agua sobre una zona angular del movimiento de giro del rotor 5 suficiente para la esterilización de las botellas 2. Pero la introducción de energía que sirve para la activación es tal que las botellas 2 térmicamente sensibles o sensibles al calor no se dañan con esta esterilización, en particular tampoco se deforman. El activador 11 se configura de manera que la introducción de energía necesaria para la activación tiene lugar mediante un campo electromagnético alterno o respectivamente mediante una radiación electromagnética (radiación de microondas) , la cual actúa sobre las moléculas dipolares de al menos un componente del medio de tratamiento y mediante ello tiene por efecto un calentamiento del medio de tratamiento sin que ocurra en forma primaria un calentamiento de las botellas 2 ó respectivamente del material de plástico de estas botellas 2. Mediante ello es posible obtener una activación efectiva del medio de tratamiento y por consiguiente un tratamiento y una esterilización efectivas de las botellas 2 sin que ocurran daños y/o deformaciones en las botellas 2 fabricadas de plástico. El activador 11 contiene entre otras cosas un generador 12, por ejemplo en forma de un magnetrón para producir la radiación electromagnética y se dispone con su salida en la trayectoria de movimiento de las estaciones 6 de tratamiento individuales estacionario con respecto al rotor 5, por ejemplo también en forma de un conductor hueco ranurado conectado con el generador 12. También es posible proporcionar sucesivos en la dirección de giro varios de estos generadores por fuera del rotor 5 en la dirección de giro del rotor. Para obtener la activación del medio de tratamiento de la manera más efectiva posible y también obtener la esterilización de las botellas con la calidad requerida incluso en el caso de un alto rendimiento del dispositivo 1, es decir, en el caso de un elevado número de botellas 2 tratadas por unidad de tiempo, el espectro de frecuencia del campo alterno electromagnético se adapta a la frecuencia de resonancia de al menos un componente del medio de tratamiento, en particular el componente a ser activado del medio de tratamiento (por ejemplo agua y/o peróxido de hidrógeno) , es decir, la frecuencia del campo alterno electromagnético es igual a esta frecuencia de resonancia y/o a un múltiplo y/o a una fracción de esta. Después de activar el medio de tratamiento, este y los componentes producidos al activar, en particular agua y vapor de agua así como los productos de descomposición (por ejemplo, radicales libres de la descomposición de H202) que se producen al activar se eliminan del interior de la botella 2 respectiva, por ejemplo mediante soplado con aire estéril a través del tubo 10 de tratamiento de la cabeza 8 de tratamiento respectiva y/o mediante aspiración, por ejemplo a través del tubo 10 de tratamiento o mediante una cabeza de aspiración colocada contra o adyacente a la boca 2.1 de la botella. La temperatura que el medio de tratamiento tiene al introducirlo en la botella respectiva corresponde, por ejemplo, a la temperatura ambiente. Fundamentalmente también existe la posibilidad de introducir el medio de tratamiento en las botellas 2 en estado precalentado, siendo que esta temperatura de precalentamiento entonces se encontrará notablemente por debajo de una temperatura crítica que podría provocar un daño o una deformación de las botellas 2. En lo precedente se partió del supuesto de que la introducción, la activación y la eliminación del medio de tratamiento así como de los productos de descomposición formados al activar se efectúan en fases de tratamiento temporalmente sucesivas, es decir, en áreas angulares adyacentes una a otra del movimiento de giro del rotor 5 entre la estrella 4 de entrada y la estrella 9 de salida. Fundamentalmente también existe la posibilidad de configurar el método de manera que las fases de tratamiento individuales se solapan mutuamente en parte o que en la alimentación continua del mínimo de un medio de tratamiento se lleve a cabo simultáneamente en forma continua su activación mediante introducción de energía a través del campo alterno electromagnético y eliminar entonces también por aspiración continua el medio de tratamiento, por ejemplo, agua caliente o vapor de agua así como los productos de descomposición que se producen con la activación. En lo precedente se partió del supuesto de que el medio de tratamiento es una solución acuosa de peróxido de hidrógeno. Pero con el método precedentemente descrito fundamentalmente también es posible utilizar otros medios de tratamiento, por ejemplo también agua estéril con o sin aditivos adicionales. Además, en lo precedente se partió del supuesto de que la introducción de energía necesaria para la activación, es decir, para la evaporación del agua y para la descomposición del peróxido de hidrógeno se efectúa mediante un campo alterno electromagnético o bien mediante radiación electromagnética (radiación de microondas) utilizando al menos un generador 12 en forma de un magnetrón que produce este campo alterno electromagnético. También son imaginables otros métodos y dispositivos para introducir la energía que se requiere para la activación del medio de tratamiento, por ejemplo, para una activación mediante rayos X . Además, el mínimo de un generador que produce el campo alterno electromagnético, por ejemplo, el magnetrón también se puede proporcionar sobre el rotor 5 y acompañando el giro de este de manera que es efectivo en todas las estaciones 6 de tratamiento. En este aspecto también es posible disponer varios generadores en diferentes posiciones sobre el rotor 5. En lo precedente se partió del supuesto de que el mínimo de un medio de tratamiento se introduce en la botella respectiva. Pero fundamentalmente también existe la posibilidad de configurar las botellas y/o tratarlas previamente de manera que las botellas alimentadas a las estaciones 6 de tratamiento ya están provistas con el mínimo de un medio de tratamiento, por ejemplo, también en forma de un medio de tratamiento que se difunde en la pared de la botella 2 respectiva, de manera que durante el movimiento de giro del rotor 5 ya solamente tiene lugar la activación del medio de tratamiento así como la eliminación del medio de tratamiento activado y los productos de descomposición generados. Además, en lo precedente también se partió del hecho que el tratamiento de las botellas 2 se efectúa concluyente sobre el único rotor 5. Naturalmente que también existe la posibilidad de mejorar la duración y calidad del tratamiento mediante el hecho de que añadido al rotor 5 en la dirección de transporte de las botellas 2 se proporciona un rotor adicional o un elemento de transporte adicional, de manera que entonces el tratamiento se puede llevar a cabo distribuido sobre varios rotores o elementos de transporte. En lo precedente la invención se describió mediante ejemplos de realización. Se sobreentiende que son posibles numerosas modificaciones sin por eso abandonar la idea fundamental de la invención.

Lista de símbolos de referencia 1 Dispositivo esterilizador 2 Botellas 2.1 Boca de botella 2.2 Brida 3 Transportador 4 Estrella de transporte 5 Rotor 6 Estación del tratamiento 7 Soporte de botellas o recipientes 8 Cabeza de tratamiento 9 Estrella de salida 0 Tubo de tratamiento 1 Activador 2 Generador para producir el campo alterno electromagnético

Claims

REIVINDICACIONES 1. Método para tratar, en particular para esterilizar botellas, latas o recipientes similares mediante la activación de un medio de tratamiento en el respectivo recipiente mediante introducción de energía, caracterizado porque la activación tiene lugar mediante la aplicación de una radiación electromagnética al medio de tratamiento.
2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la radiación electromagnética es una en la gama de microondas .
3. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la radiación electromagnética es una radiación de rayos X.
4. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por una mezcla de al menos dos medios de tratamiento.
5. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio de tratamiento es una mezcla de al menos un componente gaseoso y/o en forma de vapor y un componente líquido que se proporciona finamente distribuido en el componente gaseoso y/o con forma de vapor.
6. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un medio de tratamiento contiene peróxido de hidrógeno, preferiblemente peróxido de hidrógeno en un disolvente, por ejemplo, en solución acuosa.
7. Método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el medio de tratamiento contiene peróxido de hidrógeno en solución acuosa finamente distribuido en un componente con forma de vapor y/o gas, por ejemplo en aire.
8. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio de tratamiento es agua o vapor de agua.
9. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espectro de frecuencia de la radiación electromagnética se selecciona de manera que al menos una frecuencia de esta radiación es igual o aproximadamente igual a la frecuencia de resonancia de al menos un componente del medio de tratamiento, o es un múltiplo o una fracción de esta frecuencia de resonancia.
10. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un medio de tratamiento se introduce en el recipiente respectivo.
11. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio de tratamiento es un medio difundido o integrado en la pared del recipiente.
12. Dispositivo para tratar, en particular para esterilizar botellas, latas o recipientes similares mediante la activación de un medio de tratamiento en el respectivo recipiente mediante introducción de energía, que comprende al menos un elemento de transporte que mueve los recipientes sobre un tramo de transporte durante el tratamiento, caracterizado porque para activar el medio de tratamiento en el recipiente respectivo se proporciona al menos un generador para la generación de una radiación electromagnética dirigida al recipiente respectivo.
13. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende medios para introducir al menos un medio de tratamiento en los recipientes.
14. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los medios para introducir el mínimo de un medio de tratamiento están constituidos por una cabeza de tratamiento que se proporciona en cada estación de tratamiento.
15. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un generador se configura para generar una radiación electromagnética en la gama de las microondas.
16. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un generador se configura para generar una radiación de rayos X.
17. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un generador para la generación de la radiación electromagnética se proporciona estacionario en la trayectoria de movimiento de los recipientes que se mueven con el elemento de transporte.
18. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un generador para producir la radiación electromagnética se dispone sobre el elemento de transporte y acompaña el movimiento de este.
19. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tramo de transporte está constituido de varios elementos de transporte que se añaden uno a otro en la dirección de transporte.
20. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un elemento de transporte es un rotor que se impulsa para girar alrededor de un eje de máquina vertical.