PT89911A - SEALING COVER FOR CONTAINERS FOR DRINKS OR LIQUID FOODS AND PROCESS FOR FILLING SEALED CONTAINERS - Google Patents
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Descrição referente â patente de invenção de L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ΜΟΝΙΜΕ POUR L'ETUDE ET L' EXPLOITA-TION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE, francesa, industrial e comercial, com sede em 75, Quai d' Orsay, 75007 Paris, França, ( inventor : Pascal Schvester, residente nos E.U.A.), para : "TAMPA VEDANTE PARA RECIPIENTES PARA BEBIDAS OU ALIMENTOS LÍQUIDOS E PROCESSO PARA ENCHER RECIPIEN-TES VEDADOS "Description of the patent for the invention of L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ΜΟΝΙΜΕ POUR L'ETUDE ET L 'EXPLOITATION-PROCESSES GEORGES CLAUDE, French, industrial and commercial, established at 75, Quai d' Orsay, 75007 Paris, France, (inventor: Pascal Schvester, U.S. resident), for: " VEGETABLE COVER FOR CONTAINERS FOR DRINKS OR LIQUID FOODS AND PROCESS FOR FILLING SEALED RECIPIENTS "
DESCRIÇÃODESCRIPTION
Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention
Na industria alimentar, os líquidos ou bebidas tem de ser desoxigenadas a fim de evitar qualquer reacção de oxidação ou crescimento microbiano durante a armazenagem do produto. Os vestígios de oxigénio que ficam nos alimentos líquidos, bebidas ou líquidos farmacêuticos reduzem significativamente o seu período de conservação e levam à rápida deterioração do produto. Assim, os alimentos líquidos, bebidas ou líquidos farmacêuticos são desoxigenados ou tornados inertes antes das operações de embalagem final ou engarra famento. A fase desoxigenação realiza-se normalmente num tanque de re tenção no qual um gás inerte tal como retira o oxigénio dissolvido quando ele se pulveriza através do alimento líqui do.In the food industry, liquids or beverages must be deoxygenated in order to avoid any oxidation or microbial growth reaction during storage of the product. Traces of oxygen that remain in liquid foods, beverages or pharmaceutical liquids significantly reduce their shelf life and lead to rapid deterioration of the product. Thus, liquid foods, beverages or pharmaceutical liquids are deoxygenated or rendered inert prior to final packaging or bottling operations. The deoxygenation step is normally carried out in a holding tank in which an inert gas such as takes out the dissolved oxygen as it is sprayed through the liquid feed.
Contudo, durante a fase de enchimento do recipiente final, o líquido ou bebida desoxigenada fica em contacto com o ar ambiente presente no recipiente em particular quando este recipiente não foi tornado inerte. 0 ar residual que fica na parte superior do recipiente depois de terminada a operação de enchimento provoca uma transferência do oxigénio presente nesta parte superior para o interior do líquido. Assim, a preocupação principal na industria alimen tar é o desenvolvimento de uma técnica que permite a purga da parte superior do recipiente cheio, com um gás inerte antes da sua vedação ou da colocação de uma tampa. A pressão parcial residual de oxigénio na parte superior normalmente não excede 0,05%.However, during the filling phase of the final container, the deoxygenated liquid or beverage is in contact with the ambient air present in the particular container when this container has not been rendered inert. The residual air remaining in the upper part of the container after completion of the filling operation causes a transfer of the oxygen present in this upper part into the liquid. Thus, the main concern in the food industry is the development of a technique that allows the top of the filled container to be purged with an inert gas prior to its sealing or the capping. The residual partial pressure of oxygen in the upper part usually does not exceed 0.05%.
Na industria cervejeira onde a presença de oxigénio na parte superior dos contentores é particularmen te indesejável, purga-se o ar remanescente através de uma fase em que se leva o produto aí formar espuma. Uma vez transferida do tanque de retenção para o recipiente, a cerveja for ma, muitas vezes espuma por introdução de um jacto de água rá pido e sob pressão. A desabsorção resultante do CC^ dissolvi do da cerveja dá origem à espuma que sobe e flui para fora do gargalo uma tal operação é suficiente para purgar o ar da par te superior do recipiente e substitui-lo por CC^, mas isto con duz a perdas consideráveis do produto no recipiente (entre 1% e 51 do volume final do líquido no recipiente) A fim de evitar a fase de formação de espuma e as resultantes perdas do produto, têm sido tentadas soluções que consistem em extrair o ar da parte superior do recipiente com um gás inerte tal como ^ ou CC^» mas não têm tido sucesso para pressões parciais residuais de C^, na parte superior, inferiores a 0,5%. Em adição, o volume de gás necessário para a operação de extracção pode ser elevado.In the brewing industry where the presence of oxygen in the upper part of the containers is particularly undesirable, the remaining air is purged through a step in which the product is foamed therein. Once transferred from the holding tank to the vessel, the beer is often foamed by the introduction of a rapid water jet under pressure. The resulting desorption of the beer from the beer gives rise to the froth rising and flowing out of the neck, such an operation is sufficient to purge the air from the upper part of the container and replace it with CC ^, considerable losses of the product in the container (between 1% and 51% of the final volume of the liquid in the container) In order to avoid the foaming phase and the resulting losses of the product, solutions have been tried which consist of extracting the air from the top of the vessel with an inert gas such as CC2, but have not been successful at residual partial C4 upper part pressures of less than 0.5%. In addition, the volume of gas required for the extraction operation may be high.
Assim, não foi proposta qualquer solução satisfatória para re mover o oxigénio da parte superior dos recipientes de alimen- - 2 -Thus, no satisfactory solution has been proposed to remove oxygen from the upper part of the food containers,
sCsC
tos líquidos ou bebidas, depois de cheios.liquid or drink, after full.
Determinados produtos químicos são conhecidos por removerem ou absorverem oxigénio como por exem pio os descritos nas Patentes Norte Americanas A.113.652, 4.104.192, 4.199.472, 4.127.503, 4.166.807, 4.192.733. Estas e posteriores patentes são aqui incorporadas como referências. Estes produtos tais como óxidos de ferro activo reagem, na presença de humidade, com oxigénio gasoso para formarem óxidos e hidróxidos de ferro:Certain chemicals are known to remove or absorb oxygen such as those described in U.S. Patents A.113.652, 4,104,192, 4,199,472, 4,127,503, 4,166,807, 4,192,733. These and subsequent patents are hereby incorporated by reference. These products such as active iron oxides react, in the presence of moisture, with gaseous oxygen to form iron oxides and hydroxides:
Fe(OH)2 + 1/4 02 + 1/2 H20 ---- Fe (0H)3Fe (OH) 2 + 1/4 02 + 1/2 H2 O ---- Fe (OH) 3
Tais produtos químicos são já, largamen te utilizados para a conservação de alimentos frescos, cozinhados ou preparados, para removerem o oxigénio residual do recipiente e aumentarem o período de conservação do produto. Numa prática comum, envolvem-se estes produtos químicos num saco permeável que permite a impregnação de oxigénio e vapor de água, ao mesmo tempo que evita o contacto directo entre o absorvedor e o alimento. Contudo, deve-se evitar a presença do líquido em contacto directo com o saco uma vez que isto origina uma limitação à impregnação do gás através do saco.Such chemicals are already widely used for the preservation of fresh, cooked or prepared foods, to remove residual oxygen from the container and to increase the shelf life of the product. In a common practice, these chemicals are enveloped in a permeable bag which allows the impregnation of oxygen and water vapor, while avoiding direct contact between the absorber and the food. However, the presence of the liquid in direct contact with the bag should be avoided since this causes a limitation to the impregnation of the gas through the bag.
Por outro lado, não é recomendável o contacto directo do ali mento o contacto directo do alimento líquido com estes produ tos químicos.On the other hand, it is not advisable to direct contact of the food with the direct contact of the liquid food with these chemical products.
As Patentes Norte Americanas 4.332.845, 4.366.179 e 4.399.166 descrevem algumas utilizações possíveis dos produtos de absorção ou remoção de oxigénio atrás referidos. A Patente Norte Americana 4.399.161 descreve um método de armazenagem de um alimento sólido desidratado numa emba lagem impermeável ao gás com um meio de absorção de oxigénio numa embalagem permeável ao gás não adequadas para evitar o contacto do líquido com o referido meio de absorção. Além disso, o referido alimento sólido é embalado numa cápsula plástica antes de se empacotar na embalagem impermeável ao ar, sendo o meio absorvedor de oxigénio, na sua própria embalagem, proporcionado entre estes dois invólucros.Como descrito na 3 κU.S. Patents 4,332,845, 4,366,179 and 4,399,166 describe some possible uses of the oxygen absorption or withdrawal products discussed above. U.S. Patent 4,399,161 describes a method of storing a dehydrated solid food in a gas impermeable package with an oxygen absorbing medium in a gas permeable package not suitable for preventing contact of the liquid with said absorption medium. In addition, said solid food is packaged in a plastic capsule before packaging in the air impermeable package, the oxygen absorbing medium being in its own package provided between these two wrappers. As described in 3 κ
Patente Norte Americana 4.332.845, o produto não se pode uti^ lizar num sistema de embalagem de alimento líquido ou produto farmacêutico pelas razões seguintes: um absorvedor de oxigénio colocado num saco vedado é inadequado para a remoção de oxigénio contido no espaço superior gasoso de um recipiente, se estiver imerso no alimento líquido ou produto farmacêutico contido no referido recipiente. Assim, o referido saco tem que se colocar e manter-se na parte superior do recipien te. Tal exigência é impossível de se obter, no caso de uma linha automática de enchimento, excepto se o tempo entre as fases de enchimento e as fases de fechar ou vedar for consideravelmente prolongado. Se for esse o caso, a produtividade da linha é significativamente reduzida. Por outro lado, considerando a forma ou geometria dos recipientes de líquido comerciais utilizados nas linhas automáticas de enchimento, um absorvedor de oxigénio colocado dentro de um saco não pode colocar-se e manter-se na parte superior do referido recipien te.U.S. Patent 4,332,845, the product can not be used in a liquid food packaging or pharmaceutical product system for the following reasons: an oxygen absorber placed in a sealed bag is unsuitable for the removal of oxygen contained in the upper gaseous space of a container, if immersed in the liquid food or pharmaceutical product contained in said container. Thus, said bag has to be placed and held in the upper part of the container. Such a requirement is impossible to obtain in the case of an automatic filling line unless the time between the filling stages and the closing or sealing phases is considerably prolonged. If this is the case, line productivity is significantly reduced. On the other hand, in view of the shape or geometry of the commercial liquid containers used in the automatic filling lines, an oxygen absorber placed within a bag can not be placed and maintained in the upper part of said container.
Sumário da InvençãoSummary of the Invention
De acordo com esta invenção, proporciona-se na tampa ou cápsula de um recipiente ou na superfície da tampa ou cápsula do recipiente a qual é adaptada para estar em contacto com o líquido dentro do recipiente, uma quan tidade de produto para remoção ou absorção de O2 suficiente para absorver rapidamente o volume de oxigénio remanescente na parte superior do recipiente depois das operações de enchi mento e vedação. A fim de evitar o contacto directo do absor vente químico com o líquido utiliza-se uma película altamente permeável ao oxigénio gasoso (na, gama de 10.000 cm /m . bar . h, ou superior) e ao vapor de água mas impermeável aos líquidos como uma barreira entre o absorvente químico e o líquido do recipiente. Assim, projecções de gotas que ocorram durante o transporte do recipiente não alteram a permeação do oxigénio. Essa película é feita de uma borracha (poli-di-al-quil-siloxano) ou um componente de base PTFE, e tem uma - 4 - 4 àAccording to this invention, there is provided in the lid or cap of a container or in the surface of the container cap or capsule which is adapted to be in contact with the liquid within the container, a quantity of product for removal or absorption of O2 to rapidly absorb the volume of oxygen remaining in the upper part of the vessel after filling and sealing operations. In order to avoid direct contact of the chemical absorbent with the liquid, a film which is highly permeable to gaseous oxygen (in the range of 10,000 cm / mbar or more) and to water vapor which is more impermeable to liquids as a barrier between the chemical absorbent and the liquid in the container. Thus, drops projections occurring during transport of the container do not alter the oxygen permeation. This film is made of a rubber (poly-di-al-kylsiloxane) or a PTFE base component, and has a - 4-4 at
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espessura que varia, de preferencia, entre 0,1 e 0,5 mm.which thickness preferably ranges from 0.1 to 0.5 mm.
De acordo com uma forma de realização preferencial desta invenção, a combinação de absorvedor de oxigénio e película de protecção introduz-se durante o fabri^ co das cápsulas e tampas, as quais ficam prontas para utilização imediatamente após a operação de enchimento. Este novo dispositivo de vedação pode utilizar-se em associação com um processo de extracção por gás inerte afim de reduzir o consumo de oxigénio envolvido nesta técnica. Uma vez coloca do o dispositivo, inicia-se a reacção de absorção do oxigénio e o oxigénio residual na parte superior dos recipientes é removido. A pressão parcial de oxigénio pode ser inferior a 0,01%. A velocidade de absorção de oxigénio é uma função da permeabilidade da película e da quantidade de produto químico disponível na cápsula. Num processo industrial, estes valores são escolhidos de modo a obter-se uma pressão parcial de oxigénio inferior a 0,5% depois de menos de 1/2 hora.According to a preferred embodiment of this invention, the combination of oxygen absorber and protective film is introduced during the manufacture of the capsules and caps, which are ready for use immediately after the filling operation. This novel sealing device may be used in association with an inert gas extraction process in order to reduce the oxygen consumption involved in the art. Once the device is placed, the oxygen uptake reaction is initiated and the residual oxygen in the upper part of the containers is removed. The oxygen partial pressure may be less than 0.01%. The rate of oxygen uptake is a function of the permeability of the film and the amount of chemical available in the capsule. In an industrial process, these values are chosen so as to obtain an oxygen partial pressure of less than 0.5% after less than 1/2 hour.
Descrição Resumida dos DesenhosSummary Description of Drawings
Outros e adicionais aspectos desta invenção podem ser claramente compreendidos pela referência â seguinte descrição das várias formas de realização desta invenção escolhidas com o objectivo apenas de ilustração, em conjunto com as reinvindicações e os desenhos que acompanham, em que A fig. 1 é uma secção transversal parcial de uma garrafa com uma cápsula de vedação de acordo com esta invenção. A fig. 2 é uma secção transversal parcial ampliada de uma embalagem de acordo com esta invenção adaptada para se colocar numa tampa ou cápsula do contentor. A fig. 3 é uma vista da secção transversal de uma cápsula de vedação de acordo com outra forma de realização desta invenção. 5Other and further aspects of this invention may be clearly understood by referring to the following description of the various embodiments of this invention chosen for the purpose of illustration only, together with the claims and the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a partial cross-section of a bottle with a sealing capsule in accordance with this invention. FIG. 2 is an enlarged partial cross-section of a package according to this invention adapted to be placed in a container cap or cap. FIG. 3 is a cross-sectional view of a sealing cap according to another embodiment of this invention. 5
Descrição Pormenorizada da InvençãoDetailed Description of the Invention
Na fig. 1, o gargalo 2 da garrafa 1 possui uma cápsula 7 para vedar hermeticamente a garrafa 1 que contêm uma bebida 20. Proporciona-se na parte superior da bebida 20 uma atmosfera gasosa 21 que está de acordo com a técni ca anterior, ar ou um gás inerte tal como azoto quando o ar tiver sido expulso. De acordo com esta invenção pode evitar-se a purga completa deste espaço, proporcionando uma cápsula 7, as paredes 8,3,9 que definem uma cavidade interna onde se coloca o meio absorvedor de oxigénio 4 separado da atmos^ fera 21 por uma película de polímero 5 como descrita anteriormente. Esta película actua, como normalmente, como uma vedação entre o gargalo 2 da garrafa 1 e a cápsula 7. A fig. 2, descreve uma vista parcial da secção transversal, ampliada de uma embalagem adaptada para se colocar na cavidade interna da cápsula 7 ou na face interna da tampa de um contentor. Esta embalagem 10 tem a forma de um saco em que uma primeira parede 11 e uma segunda parede possuem uma película polimérica interna 12 (porosa ou não porosa) revestida com uma camada 13 de um mate^ rial de vedação a quente tal como cloreto de polivinildeno (PVDC) para aderir ã face interna da tampa ou cápsula. 0 saco 10 contêm o meio de absorção de oxigénio o qual pode ser ferro em pé 15 ou análogos. A primeira parede 11, que é altamente permeável ao oxigénio gasoso (na gama de 10.000 cm /m . bar . hora ou supe rior) e ao vapor de água, mas impermeável aos líquidos, esta, de preferência, de 6In Fig. 1, the neck 2 of the bottle 1 has a capsule 7 for hermetically sealing the bottle 1 containing a beverage 20. A gas atmosphere 21 according to the prior art, air or a beverage is provided in the upper part of the beverage 20. inert gas such as nitrogen when the air has been expelled. According to this invention, complete purging of this space can be avoided by providing a capsule 7, the walls 8, 9, 9 defining an internal cavity wherein the oxygen-absorbing medium 4 is separated from the atmosphere 21 by a film of polymer 5 as described above. This film acts, as normally, as a seal between the neck 2 of the bottle 1 and the cap 7. Fig. 2 depicts a partial cross-sectional enlarged view of a package adapted to be placed in the internal cavity of the capsule 7 or the inner face of the lid of a container. This package 10 is in the form of a bag in which a first wall 11 and a second wall have an internal polymeric film 12 (porous or non-porous) coated with a layer 13 of a hot-seal material such as polyvinyl chloride (PVDC) to adhere to the inner face of the cap or capsule. The bag 10 contains the oxygen absorbing medium which may be standing iron or the like. The first wall 11, which is highly permeable to gaseous oxygen (in the range of 10,000 cm / mbar, hour or more) and to water vapor, but which is impermeable to liquids, is preferably 6
acordo com uma das várias formas de realização. De acordo com uma primeira forma de realização, esta parede 11 é feita, por um lado, de uma camada micro-porosa, tal como camada de borracha de silício, de preferên cia, com aproximadamente, 0,1 a 0,5 mm de espessura e possuindo uma permeabilidade de pelo menos, 10.000 cm /m , bar . hora e, por outro lado, de uma camada macro porosa de um material rígido tal como uma película de polímero ou análogo possuindo uma permeabilidade superior á da camada micro porosa e, de preferência, pelo menos 10 vezes mais permeável do que a referida camada micro porosa.according to one of several embodiments. According to a first embodiment, this wall 11 is made, on the one hand, of a microporous layer, such as silicon rubber layer, preferably with about 0.1 to 0.5 mm of thickness and having a permeability of at least 10,000 cm / m, bar. hour and on the other hand of a macro porous layer of a rigid material such as a polymer film or the like having a permeability higher than that of the microporous layer and preferably at least 10 times more permeable than said micro layer porous
De acordo com uma segunda for ma de realização, a parede 11 pode ser uma camada de uma estrutura não tecidafeita de um material hidrofóbico, tal como um polímero hidrofóbico (Poli-tetra-fluoro-etilenorte reftalato de polietileno, ou análogos). A fig. 3, mostra uma forma de realização preferencial de uma cápsula de acordo com esta invenção, em que se proporciona uma película de vedação 17 dentro da cavidade interna da cápsula, com um aro interno anelar 16 na película de vedação 11. A cavidade 15 definida pelas paredes laterais do aro 16 e da película 11 enche-se com o meio absorvedor de oxigénio como descrito anteriormente. Ê evidente que a película 11 tem as permeabilidades ao oxigénio e ao vapor de água descritas anteriormente, assim como a imper meabilidade á água.According to a second embodiment, the wall 11 may be a layer of a non-woven structure made of a hydrophobic material, such as a hydrophobic polymer (Poly-tetrafluoroethylene polyethylene reftalate, or the like). FIG. 3 shows a preferred embodiment of a capsule according to this invention, wherein a sealing film 17 is provided within the inner cavity of the capsule with an annular inner ring 16 in the sealing film 11. The cavity 15 defined by sidewalls of the collar 16 and the film 11 fills with the oxygen absorbing means as described above. It is evident that the film 11 has the permeabilities to oxygen and water vapor described above, as well as impermeability to water.
As várias tampas ou cápsulas de acordo com esta invenção podem utilizar -se sozinhas ou em conjunção com um gás inerte para purgar parcialmente, a atmosfe- 7The various caps or capsules according to this invention may be used alone or in conjunction with an inert gas to partially purge,
ra acima do líquido, do oxigénio remanescen te. Para evitar a utilização de uma quanti_ dade menor do meio absorvedor de oxigénio assume como para limitar os custos da solu ção do problema, mas também porque a questão principal é evitar a perda de líquido durante a fase de purga, vários ensaios in dicaram que uma purga (preferencial) de azoto até 5% ou menos de oxigénio presente acima do referido líquido, seguida da vedação da garrafa ou recipiente proporcionavam resultados aceitáveis em quáse todos os casos. Contudo, nalguns casos, como no engar rafamento de cerveja, 2 % ou menos de oxigé nio era um limite aceitável antes de vedar a garrafa ou recipiente com a cápsula ou tampa de acordo com esta invenção.above the liquid, the oxygen remaining. In order to avoid using a smaller amount of the oxygen absorbing medium, it is assumed that the cost of solving the problem is limited, but also because the main issue is to avoid the loss of liquid during the purge phase, several tests have indicated that a (preferential) purge of nitrogen to 5% or less of oxygen present above said liquid, followed by sealing the bottle or vessel provided acceptable results in all cases. However, in some cases, such as in beer brewing, 2% or less oxygen was an acceptable limit before sealing the bottle or container with the capsule or cap according to this invention.
Na prática obtém-se os melhores resulta dos quando se utiliza a purga de azoto até estar presente aproximadamente 0.5 l de oxigénio na referida atmosfera, seguida de imediato vedação com a cápsula ou tampa que possui uma membrana 11, 16 de politetrafluoro-etileno (camada simples) e pó de óxido de ferro entre a referida membrana e a cápsula.In practice, the best results are obtained when the nitrogen purge is used until approximately 0.5 l of oxygen is present in said atmosphere, followed by immediate sealing with the cap or cap having a polytetrafluoroethylene membrane 11, 16 (layer simple) and iron oxide powder between said membrane and the capsule.
Exemplo 1Example 1
Abriu-se uma garrafa cheia com cerveja e tendo uma parte superior gasosa de 14 ml, e purgou-se com ar até a pressão parcial de O 2 do gás na parte superiora atin gir os 21 %.A bottle filled with beer and having a 14 ml gaseous top was opened, and air purged to the partial pressure of O 2 of the gas in the top to 21%.
Colocou-se pó absorvedor de oxigénio (óxido de ferro) na cavidade 15 até a encher. Colou-se uma película protectora e permeável PTFE com um diâmetro de poro de 1 jim na face do aro 16 o qual, ficou em contacto com o gar galo da garrafa depois de vedado. 8Oxygen absorber powder (iron oxide) was placed in well 15 until it filled. A PTFE protective and permeable film having a pore diameter of 1 Âμm was formed on the face of the collar 16 which came into contact with the garter of the bottle after sealing. 8
* CSCS
Purgou-se então a parte superior da garrafa com azoto e vedou-se com a cápsula que continha o absorvente de oxigénio. A pressão parcial inicial de oxigénio na parte superior da garrafa era então de 3,5 7*.The top of the bottle was then purged with nitrogen and sealed with the capsule containing the oxygen absorbent. The initial partial pressure of oxygen in the top of the bottle was then 3.57 *.
Esta pressão parcial de oxigénio desceu para 0,5 % uma hora depois da garrafa ser vedada. Observou--se uma diminuição adicional desta concentração depois de 2 horas , em que o oxigénio residual era de 0,2 %. - 9 -This partial pressure of oxygen was lowered to 0.5% one hour after the bottle was sealed. An additional decrease of this concentration was observed after 2 hours, where the residual oxygen was 0.2%. - 9 -
Claims (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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PT89911A true PT89911A (en) | 1990-11-07 |
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Family Applications (1)
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PT8991189A PT89911A (en) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | SEALING COVER FOR CONTAINERS FOR DRINKS OR LIQUID FOODS AND PROCESS FOR FILLING SEALED CONTAINERS |
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1989
- 1989-03-06 PT PT8991189A patent/PT89911A/en unknown
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