PT1300340E - Dispositivo para selar por calor um tubo de material de embalagem em folha preenchido com um produto alimentar que pode ser vazado - Google Patents

Dispositivo para selar por calor um tubo de material de embalagem em folha preenchido com um produto alimentar que pode ser vazado Download PDF

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PT1300340E
PT1300340E PT01830625T PT01830625T PT1300340E PT 1300340 E PT1300340 E PT 1300340E PT 01830625 T PT01830625 T PT 01830625T PT 01830625 T PT01830625 T PT 01830625T PT 1300340 E PT1300340 E PT 1300340E
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tube
jaw
packaging material
contact surface
sealing
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PT01830625T
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Salvatore Capasso
Gianni Fangarezzi
Robert Bengtsson
Magne Karlsson
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Tetra Laval Holdings & Finance
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Description

ΕΡ 1 300 340/ΡΤ
DESCRIÇÃO "Dispositivo para selar por calor um tubo de material de embalagem em folha preenchido com um produto alimentar que pode ser vazado" 0 presente invento refere-se a um dispositivo para selar por calor um tubo de material de embalagem em folha preenchido com um produto alimentar que pode ser vazado, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 (US-A-5 231 817).
Mais especificamente, o presente invento refere-se a um dispositivo de selagem por calor o qual pode ser incorporado numa máquina de embalagem para produzir continuamente embalagens seladas de produtos alimentares que podem ser vazados a partir do referido tubo de material de embalagem.
Muitos produtos alimentares que podem ser vazados, tais como sumo de fruta, leite pasteurizado ou UHT (processado a temperatura ultra elevada), vinho, molho de tomate, etc., são vendidos em embalagens feitas de material de embalagem esterilizado.
Um exemplo típico de uma tal embalagem é a embalagem de forma paralelepipédica para líquidos ou produtos alimentares que podem ser vazados conhecida por Tetra Brik Aseptic (marca registada), a qual é formada ao dobrar e selar uma banda de material de embalagem laminado. O material de embalagem tem uma estrutura de múltiplas camadas que compreende uma camada de material fibroso, por exemplo, papel, coberto em ambos os lados com material de plástico de selar por calor, por exemplo, polietileno.
No caso de embalagens assépticas para produtos de armazenagem prolongada tais como leite UHT, o material de embalagem compreende uma camada de material de barreira ao oxigénio, por exemplo, uma folha de alumínio, a qual é sobreposta sobre uma camada de material de plástico de selar por calor e é por sua vez coberto com uma outra camada de material de plástico de selar por calor que forma eventualmente a face interna da embalagem que contacta com o produto alimentar. 2
ΕΡ 1 300 340/PT
Tal como é conhecido, tais embalagens são feitas em máquinas de embalagem totalmente automáticas, nas quais um tubo continuo é formado a partir do material de embalagem de alimentação de banda; a banda do material de embalagem é esterilizada na própria máquina de embalagem, por exemplo, ao aplicar um agente químico de esterilização, tal como uma solução de peróxido de hidrogénio, a qual, depois da esterilização, é removida, por exemplo, vaporizada por aquecimento, a partir das superfícies do material de embalagem; e a banda de material de embalagem assim esterilizada é mantida num ambiente estéril fechado, e é dobrada e selada longitudinalmente para formar um tubo. O tubo é alimentado continuamente numa primeira direcção vertical, é preenchido com o produto alimentar esterilizado ou processado de modo estéril, e é agarrado e selado por calor em secções transversais igualmente espaçadas por meio de um dispositivo de selagem por calor.
Mais especificamente, o dispositivo de selagem por calor compreende dois ou mais pares de maxilas, as quais actuam ciclicamente e sucessivamente sobre o tubo e selam por calor o material de embalagem do tubo para formar uma tira contínua de embalagens tipo almofada ligadas umas às outras por respectivas bandas de selagem transversais, isto é, prolongando-se numa segunda direcção perpendicular à referida primeira direcção.
As embalagens tipo almofada são separadas por corte das respectivas bandas de selagem, e são depois alimentadas para uma estação de dobragem final onde as mesmas são dobradas mecanicamente na forma paralelepipédica acabada. A porção de tubo agarrada entre cada par de maxilas é selada por calor por meios de aquecimento suportados por uma das maxilas e para derreter localmente as duas camadas de material de plástico selado por calor agarradas entre as maxilas.
Mais especificamente, o material de embalagem no qual a camada de material de barreira é definida por uma folha de material electricamente condutor, por exemplo alumínio, é 3 ΕΡ 1 300 340/ΡΤ normalmente selado por calor através de um assim chamado processo de selagem por calor por indução, no qual, quando o tubo é agarrado pelo par de maxilas, é induzida corrente eléctrica na folha de alumínio para aquecer a mesma localmente e assim derreter localmente o material de plástico de selagem por calor.
Mais especificamente, na selagem por calor por indução, os meios de aquecimento compreendem substancialmente um indutor, o qual é suportado por uma das duas maxilas, conhecida por a maxila de selagem, é fornecido por um gerador de corrente de alta frequência, e é substancialmente definido por uma ou mais barras de indução feitas de material electricamente condutor, que se prolonga em paralelo à segunda direcção, e que interactua com e induz uma corrente eléctrica no material do tubo para aquecer o mesmo à temperatura de selagem por calor necessária.
Na concretização conhecida mais comum, o indutor define, frontalmente, duas superfícies activas direitas, alongadas, que se prolongam paralelas à segunda direcção e em lados opostos de um plano perpendicular intermédio à primeira direcção. Mais especificamente, as superfícies activas estão localizadas em superfícies de contacto frontais respectivas da maxila de selagem, prolongando-se em lados opostos de e em paralelo ao referido plano intermédio e separadas por um recesso central, e tendo projecções longitudinais contínuas ou segmentadas que se projectam para o material de embalagem. A outra maxila, conhecida como a contra-maxila, tem duas almofadas de pressão feitas de material elastomérico, que se prolongam em lados opostos de e paralelas ao plano intermédio, e tendo respectivas superfícies de contacto frontais planas, as quais cooperam com as respectivas superfícies de contacto frontais da maxila de selagem, e por conseguinte com as respectivas superfícies activas do indutor, para selar por calor o tubo ao longo das respectivas linhas de selagem que definem a banda de selagem transversal.
Uma vez que esteja completa a operação de selagem por calor, um membro de corte, suportado, por exemplo, por uma das duas maxilas, normalmente a contra-maxila, é activado e o 4
ΕΡ 1 300 340/PT qual interactua com o tubo de material de embalagem para cortar o tubo ao longo da linha central da banda de selagem transversal entre as linhas de selagem, e assim cortar uma embalagem tipo almofada para fora da extremidade de fundo do tubo de material de embalagem. Ao ser selada transversalmente a extremidade de fundo, as maxilas, ao alcançarem a posição de ponto morto inferior, podem ser abertas para evitar interferir com a porção de topo do tubo.
Ainda que se proporcionem selagens de boa qualidade, os dispositivos de selagem por calor do tipo acima ainda deixam espaço para aperfeiçoamentos.
Em particular, quando se embalam produtos alimentares que podem ser vazados que contêm pequenas partículas sólidas (por exemplo, fibras ou sementes, tal como nos produtos de tomate), algumas das partículas podem ficar alojadas entre as porções de contacto das duas folhas de material de embalagem a selar, prejudicando assim localmente a selagem por calor do material de embalagem. Neste caso, dependendo da localização das partículas apanhadas na banda de selagem, podem ser formados canais através da porção selada, pondo em perigo a esterilidade da embalagem. É um objecto do presente invento proporcionar um dispositivo para selar por calor um tubo de material de embalagem em folha preenchido com um produto alimentar que pode ser vazado, concebido para proporcionar uma solução de baixo custo virada para o futuro contra a desvantagem acima.
De acordo com o presente invento, é proporcionado um dispositivo para selar por calor um tubo de material de embalagem em folha preenchido com um produto alimentar que pode ser vazado e alimentado ao longo de um percurso de alimentação, compreendendo o referido dispositivo pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda maxila que têm meios de selagem e meios de pressão, respectivamente, e móveis na direcção uma da outra numa direcção de modo transversal ao referido percurso de alimentação para agarrar o referido tubo numa secção transversal relativa e para selar o tubo ao longo da referida secção transversal; definindo a referida primeira maxila pelo menos uma primeira superfície de contacto que 5 ΕΡ 1 300 340/ΡΤ coopera com ο referido tubo de material de embalagem e tendo pelo menos uma projecção que forma parte dos meios de selagem; e definindo os referidos meios de pressão pelo menos uma segunda superfície de contacto que coopera com o referido tubo de material de embalagem no lado oposto à referida primeira superfície de contacto; sendo a referida segunda superfície de contacto convexa, pelo menos na referida projecção da referida primeira superfície de contacto; definindo a referida segunda superfície de contacto um ponto de projecção máximo (M), na direcção da referida primeira maxila; caracterizado por o referido ponto de projecção máximo (M) estar desviado em relação à referida projecção na direcção do percurso de alimentação (A).
Uma concretização preferida não limitadora do presente invento será descrita por meio de exemplo com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 mostra uma vista lateral esquemática de um dispositivo de selagem por calor de acordo com o presente invento; a Figura 2 mostra uma secção transversal em maior escala de um detalhe do dispositivo da Figura 1; 0 número 1 na Figura 1 indica, como um todo, um dispositivo de selagem por calor de acordo com o presente invento. 0 dispositivo 1 pode ser incorporado numa máquina de embalagem (não mostrada) para produzir continuamente embalagens seladas assépticas 2 de um produto alimentar que pode ser vazado - no exemplo mostrado, que contem pequenas partículas sólidas (sementes ou fibras), tal como sumo de frutas ou produtos de tomate - a partir de um tubo 3 de material de embalagem. 0 material de embalagem tem uma estrutura de múltiplas camadas (não mostrada) e compreende uma camada de material fibroso, normalmente papel, coberta em ambos os lados com respectivas camadas de material de plástico selado por calor, por exemplo, polietileno; e o lado do material de embalagem 6 ΕΡ 1 300 340/ΡΤ que eventualmente contacta o produto alimentar na embalagem 2 também tem uma camada de material de barreira ao oxigénio electricamente condutor, por exemplo, alumínio, por sua vez coberto com uma ou mais camadas de material de plástico selado por calor. O tubo 3 é formado de maneira conhecida a montante do dispositivo 1 ao dobrar e selar longitudinalmente uma banda de material em folha selado por calor, é preenchido com o produto alimentar esterilizado ou processado de modo estéril para embalar, e é alimentado por dispositivos conhecidos (não mostrados) ao longo de um percurso vertical A coincidente com o seu próprio eixo longitudinal B. O dispositivo 1 interactua com o tubo 3 para selar por calor o mesmo em secções transversais igualmente espaçadas e formar uma tira vertical 4 de embalagens 2 ligadas umas às outras por respectivas bandas de selagem transversais 5. Mais especificamente, o dispositivo 1 sela por calor cada banda de selagem 5 ao longo de duas linhas de selagem espaçadas (não mostradas) adjacentes às respectivas embalagens 2 ligadas pela banda 5. A tira 4 é então cortada ao longo de cada banda de selagem 5 - mais especificamente, entre as linhas de selagem relativas - para separar as embalagens 2. O dispositivo 1 compreende dois ou mais pares de maxilas 8, 9 (apenas um par está mostrado nos desenhos e descrito em detalhe abaixo) as quais actuam ciclicamente e sucessivamente no tubo 3.
As maxilas 8, 9 estão posicionadas diametralmente em oposição em relação ao eixo B, e podem mover-se na direcção uma da outra, numa direcção C perpendicular ao percurso de alimentação A e, por conseguinte, ao eixo B, para agarrar e selar por calor o tubo 3 numa secção transversal relativa e assim definir uma banda de selagem relativa 5 da tira 4 de embalagens 2.
Com referência à Figura 2, a maxila 8 compreende uma porção frontal 10 que se prolonga de modo transversal ao percurso de alimentação A e na direcção C, e tendo um recesso central 12, e uma ranhura frontal substancialmente em forma 7 ΕΡ 1 300 340/ΡΤ de U 13 engatada por um elemento de aquecimento de indução correspondentemente conformado 14. Mais especificamente, a porção frontal 10 é definida, na direcção da maxila 9, por duas superfícies de contacto planas e longitudinais 15, as quais cooperam com o tubo 3 e estão separadas pelo recesso 12. 0 elemento de aquecimento 14 tem uma secção transversal substancialmente anular, tem uma cavidade interna para a passagem de fluido de arrefecimento, e tem duas superfícies activas alongadas, direitas, 17 que interactuam com o tubo 3, prolongam-se em lados opostos de e paralelas a um plano intermédio π perpendicular ao percurso de alimentação A, e definindo porções longitudinais intermédias respectivas de superfícies de contacto 15. 0 elemento de aquecimento 14 também tem duas projecções longitudinais, direitas, contínuas ou segmentadas 18, as quais se projectam a partir das superfícies activas respectivas 17 na direcção da maxila 9, prolongam-se substancialmente em todo o comprimento das superfícies activas 17, e proporcionam, quando da selagem por calor, o aumento da pressão de agarrar no tubo 3. A maxila 9 compreende um corpo de suporte 20 que termina, na direcção da maxila 8, com dois membros transversais 21, que se prolongam perpendicularmente ao eixo B e direcção C, estando posicionados simetricamente em lados opostos do plano intermédio n, e de frente para as superfícies de contacto respectivas 15 da maxila 8.
Os membros transversais 21 são montados na frente, na direcção da maxila 8, em relação às respectivas almofadas de pressão 22 normalmente feitas de material elastomérico e que cooperam com respectivas superfícies de contacto 15 da maxila 8, e por conseguinte com superfícies activas 17 do elemento de aquecimento 14, para agarrar e selar por calor o tubo 3. Mais especificamente, cada almofada de pressão 22 está alojada num assento de retenção frontal 23 - substancialmente em forma de U quando visto a partir do lado - do membro transversal respectivo 21. 8
ΕΡ 1 300 340/PT
Cada almofada de pressão 22 compreende uma primeira porção longitudinal 24 suportada substancialmente de modo rigido no lado de dentro do respectivo assento 23 e de frente para uma respectiva projecção 18 do elemento de aquecimento 14; e uma segunda porção longitudinal 25 suportada de modo flexível dentro do assento 23 e adjacente à porção longitudinal 24, no lado oposto ao plano intermédio n.
Cada assento 23 compreende uma superfície de fundo longitudinal 26; uma primeira superfície lateral longitudinal plana 27; e uma segunda superfície lateral longitudinal 28 de frente para a superfície lateral 27 e definindo um rebaixo com superfície de fundo 26. A porção longitudinal 24 de cada almofada de pressão 22 assenta sobre e está conformada para coincidir com o respectivo assento 23, ao passo que a porção longitudinal 25 forma com o assento 23 duas folgas longitudinais de secção substancialmente triangular 31.
Para cada assento 23, a maxila 9 compreende duas superfícies de suporte frontais longitudinais 35, 36, as quais estão de frente para a maxila 8, estão localizadas em lados opostos do assento 23 com referência ao percurso de alimentação A, e inclinam-se em relação ao plano intermédio π de modo a convergir para dentro da almofada de pressão relativa 22.
As superfícies 35 estão adjacentes uma à outra em lados opostos do plano intermédio n; e as porções transversais intermédias das superfícies 36 definem respectivos recessos, gravuras ou projecções que interactuam com o selo longitudinal ao longo da porção intermédia do tubo 3 de material de embalagem onde os bordos longitudinais do tubo 3 se sobrepõem.
Cada almofada de pressão 22 é definida por uma superfície de contacto frontal 38 que interactua com o tubo 3 e de frente para a superfície de contacto relativa 15 da maxila 8; e através de uma superfície traseira plana 39 que assenta na superfície de fundo 26 do respectivo assento 23. 9
ΕΡ 1 300 340/PT
Um aspecto importante do presente invento é que a superfície de contacto 38 de cada almofada de pressão 22 é convexa para assegurar, na projecção relativa 18, uma pressão de agarrar inicial suficientemente elevada no tubo 3 para expelir quaisquer partículas sólidas, tais como fibras ou sementes, no produto alimentar a partir da área de selagem.
Mais especificamente, a superfície de contacto 38 de cada almofada de pressão 22 é conformada em arco e define um ponto de projecção máximo M, na direcção da maxila 8, ligeiramente desviado em relação à projecção relativa 18 na direcção do percurso de alimentação A. Mais especificamente, quando o tubo 3 é agarrado pelas maxilas 8, 9, o ponto M de cada superfície de contacto 38 está localizado adjacente à projecção relativa 18, no lado oposto ao recesso 12.
Cada almofada de pressão 22 define dois lábios laterais 40, 41 que assentam em respectivas superfícies de suporte 35, 36; e o lábio 41 afunila na direcção do seu bordo de extremidade lateral.
Na utilização real, quando as maxilas 8, 9 agarram a secção transversal relativa do tubo 3, o elemento de aquecimento 14 é fornecido para selar por calor o material de embalagem da banda 5 ao longo de duas linhas de selagem.
Em virtude das superfícies de contacto convexas 38 das almofadas de pressão 22 e das projecções 18 que se projectam a partir das superfícies de contacto 15, o tubo 3 de material de embalagem é inicialmente agarrado entre as superfícies de contacto 15, 38 a uma pressão particularmente elevada para expelir o produto alimentar que pode ser vazado e quaisquer partículas sólidas contidas ali a partir da área de selagem.
Por outras palavras, o material de embalagem do tubo 3 é praticamente "torcido" entre as projecções 18 do elemento de aquecimento 14 e as porções convexas correspondentes das superfícies de contacto 38 das almofadas de pressão 22, para expelir o produto alimentar que pode ser vazado e quaisquer partículas sólidas contidas no mesmo a partir da área de selagem. 10
ΕΡ 1 300 340/PT A expulsão do produto alimentar a partir da área de selagem também é ajudada ao reduzir a pressão de agarrar no tubo 3 entre a porção longitudinal 24 e a porção longitudinal 25 de cada almofada de pressão 22. Quer isto dizer, suportando-se substancialmente de modo rigido no lado de dentro dos respectivos assentos 23 e interactuando-se com projecções 18, as porções longitudinais 24 das almofadas de pressão 22 exercem muito mais pressão no tubo 3 do que as porções longitudinais 25 das almofadas 22, as quais são suportadas de modo flexível no lado de dentro dos respectivos assentos 23 em virtude das folgas longitudinais 31.
Consequentemente, não existe praticamente probabilidade das partículas sólidas no produto alimentar serem apanhadas entre as duas folhas de contacto do material de embalagem na área de selagem e formarem assim canais através da área de selagem.
Podem ser feitas claramente mudanças ao dispositivo 1 tal como descrito e ilustrado aqui sem que, contudo, nos afastemos do âmbito das reivindicações anexas.
Em particular, cada superfície activa 17 do elemento de aquecimento 14 pode ter um número de projecções 18; e a maxila 8 pode alojar um número de elementos de aquecimento ou indutores para definir dois pares de superfícies activas, tendo possivelmente cada uma projecções longitudinais contínuas ou segmentadas.
Finalmente, o dispositivo de selagem por calor 1 pode vantajosamente ser incorporado em máquinas de embalagem nas quais as secções transversais do tubo 3 de material de embalagem são cortadas antes de serem seladas por calor.
Lisboa,

Claims (6)

  1. ΕΡ 1 300 340/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Dispositivo (1) para selar por calor um tubo (3) de material de embalagem em folha preenchido com um produto alimentar que pode ser vazado e alimentado ao longo de um percurso de alimentação (A), compreendendo o referido dispositivo (1) pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda maxila (8, 9) que têm meios de selagem (14) e meios de pressão (22), respectivamente, e móveis na direcção uma da outra numa direcção (C) de modo transversal ao referido percurso de alimentação (A) para agarrar o referido tubo (3) numa secção transversal relativa e para selar o tubo ao longo da referida secção transversal; definindo a referida primeira maxila (8) pelo menos uma primeira superfície de contacto (15) que coopera com o referido tubo (3) de material de embalagem e tendo pelo menos uma projecção (18) que forma parte dos meios de selagem (14); e definindo os referidos meios de pressão (22) pelo menos uma segunda superfície de contacto (38) que coopera com o referido tubo (3) de material de embalagem no lado oposto à referida primeira superfície de contacto (15); sendo a referida segunda superfície de contacto (38) convexa, pelo menos na referida projecção (18) da referida primeira superfície de contacto (15); definindo a referida segunda superfície de contacto (38) um ponto de projecção máximo (M), na direcção da referida primeira maxila (8); caracterizado por o referido ponto de projecção máximo (M) estar desviado em relação à referida projecção (18) na direcção do referido percurso de alimentação (A).
  2. 2 - Dispositivo tal como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado por a referida segunda superfície de contacto (38) estar conformada em arco.
  3. 3 - Dispositivo tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os referidos meios de pressão compreenderem pelo menos uma almofada de pressão (22) feita de material elastomérico, alojada num respectivo assento (23) na referida segunda maxila (9), e definida, na direcção da referida primeira maxila (8), pela referida segunda superfície de contacto (38). ΕΡ 1 300 340/PT 2/2
  4. 4 - Dispositivo tal como reivindicado na reivindicação 3, caracterizado por a referida almofada de pressão (22) compreender uma primeira porção (24) suportada substancialmente de modo rígido no referido assento (23) e de frente para a referida projecção (18); e uma segunda porção adjacente (25) suportada de modo flexível no referido assento (23) .
  5. 5 - Dispositivo tal como reivindicado na reivindicação 4, caracterizado por a referida primeira porção (24) actuar nas referidas projecções (18) exercendo muito mais pressão no referido tubo (3) do que a referida segunda porção (25).
  6. 6 - Dispositivo tal como reivindicado em qualquer das reivindicações de 3 ou 5, caracterizado por a referida primeira maxila (8) compreender duas referidas primeiras superfícies de contacto (15) que cooperam com o referido tubo (3) de material de embalagem; compreendendo os referidos meios de selagem pelo menos um elemento de aquecimento (14) suportado pela referida primeira maxila (8) e definindo pelo menos um par de superfícies activas (17) que definem respectivas porções das respectivas referidas primeiras superfícies de contacto (15), e tendo cada uma pelo menos uma respectiva referida projecção (18); compreendendo os referidos meios de pressão duas referidas almofadas de pressão (22) que definem respectivas referidas segundas superfícies de contacto (38) e de frente para as respectivas referidas primeiras superfícies de contacto (15). Lisboa,
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