ES2297235T3 - Dispositivo y metodo para esterilizar envases. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para la esterilización en la producción de envases (8), que está destinado a la esterilización con un agente esterilizante gaseoso que se mantiene en la fase gaseosa a lo largo de todo el procedimiento de esterilización, de tal manera que dicho dispositivo comprende una primera zona de calentamiento (2), una segunda zona de esterilización (3), unida o conectada a ella, y una tercera zona de venteo o ventilación (4), unida o conectada a dicha segunda zona, caracterizado por que comprende adicionalmente medios para mantener una presión más alta en la zona de esterilización (3) que en la zona de calentamiento (2) y en la zona de ventilación (4).
Description
Dispositivo y método para esterilizar
envases.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la esterilización en la producción de envases, que
está destinado a la esterilización con un agente esterilizante
gaseoso que se mantiene en la fase gaseosa a través de todo el
procedimiento de esterilización, de manera que dicho dispositivo
comprende una zona de calentamiento, una zona de esterilización y
una zona de ventilación. La presente invención se refiere también a
un método para esterilizar envases en la producción de envases, de
tal modo que dichos envases tienen un extremo abierto y un extremo
cerrado, en el cual se utiliza un agente esterilizante gaseoso y se
mantiene en la fase gaseosa a través de todo el procedimiento de
esterilización.
Se conocen en la técnica dispositivos y métodos
del tipo anteriormente mencionado, por ejemplo, por el documento US
5.258.162. En él, se hacen pasar los envases a través de un
alojamiento dividido en zonas. En la primera zona, se introduce
aire caliente para el calentamiento de los envases. En la segunda
zona, se introduce peróxido de hidrógeno gaseoso para la
esterilización de los envases calentados. En la tercera y última
zona, los envases se llenan con los contenidos estériles. Las tres
zonas están, todas ellas, contenidas en un único alojamiento y no
están físicamente separadas unas de otras. Por lo tanto, puede
resultar difícil controlar el flujo entre las diferentes zonas.
El documento
EP-A-394734 describe otros
dispositivo y método para la esterilización de objetos. En el
dispositivo y en el método descritos, se coloca una cúpula o
campana susceptible de desplazarse verticalmente, sobre el objeto
que se ha de esterilizar. Se produce una presión negativa dentro de
la campana y se introduce el gas esterilizante. El hecho de que se
precise una campana susceptible de desplazarse hace que este
dispositivo sea algo complejo.
El documento US 3.899.862 describe un
procedimiento de esterilización para la esterilización continua,
consistente en llenar asépticamente y cerrar recipientes en un
entorno de baja humedad, mantenido sustancialmente en condiciones
ambientales, que comprende las etapas de someter los recipientes a
un primer tratamiento de desplazamiento o barrido por circulación,
en el cual se hace mover gas seco con respecto a dichos recipientes
para despejar por desplazamiento el aire ambiental situado dentro y
en torno a dichos recipientes, someter subsiguientemente los
recipientes a un tratamiento de esterilización en el cual dichos
recipientes son esterilizados por la acción de gas cloruro de
hidrógeno, y someter los recipientes a un segundo tratamiento de
barrido por circulación, en el cual se hace mover aire
acondicionado con respecto a dichos recipientes para eliminar el
cloruro de hidrógeno libre de la superficie de los mismos. El
documento contiene adicionalmente un procedimiento para esterilizar
de forma continua recipientes en un entorno de baja humedad, que
comprende las etapas de colocar los recipientes en un transportador
en movimiento; desplazar los recipientes al interior de un túnel
estéril dentro del cual se mantiene un entorno gaseoso a una ligera
sobrepresión; desplazar los recipientes haciéndolos pasar por un
dispositivo de dosificación de un agente esterilizante; dosificar
los recipientes con un agente esterilizante que no incremente
sustancialmente la temperatura del recipiente; retener el agente
esterilizante dentro del recipiente durante un tiempo suficiente
para que tenga lugar la esterilización, y, posiblemente, ventear al
exterior los residuos del agente esterilizante desde los envases,
antes de su llenado.
Un propósito de la presente invención es
proporcionar un dispositivo para esterilizar envases esencialmente
del tipo anteriormente descrito, pero que permita un procedimiento
de esterilización aún más seguro.
Un propósito específico de la invención es
proporcionar un dispositivo que permita un control mejorado del
flujo de gas dentro de las diferentes zonas y entre ellas.
Otro propósito consiste en proporcionar un
dispositivo que permita un control mejorado del calentamiento de
los envases.
Es también un propósito de la presente invención
proporcionar un método de esterilización de envases que se haya
mejorado en comparación con los métodos de la técnica anterior.
Aún otro propósito consiste en proporcionar un
método que permita un mejor control del flujo de aire y de gas
dentro de las diferentes zonas en que tiene lugar la esterilización
y entre ellas.
De acuerdo con la invención, estos objetos se
consiguen por medio de un dispositivo del tipo anteriormente
mencionado a modo de introducción, al que se han proporcionado las
características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones
dependientes 2-19 se definen realizaciones
preferidas del dispositivo de la invención.
Los propósitos anteriormente mencionados se
consiguen también por medio de un método según se define en la
reivindicación 20, del cual se definen variantes preferidas en las
reivindicaciones 21-34.
El dispositivo de la invención para la
esterilización en la producción de envases comprende medios para
mantener una presión más alta en la zona de esterilización que en
la zona de calentamiento y en la zona de venteo o ventilación. De
esta forma, es posible garantizar que cualquier fuga de aire o gas
se produzca desde la zona de esterilización hacia las zonas
circundantes y no en el sentido contrario.
En una realización, las zonas de calentamiento,
de esterilización y de ventilación están separadas unas de otras
por medio de particiones que tienen aberturas para el paso de
envases. Esto hace más fácil el control de las condiciones en cada
zona.
El dispositivo está, preferiblemente, adaptado
para la esterilización con un agente esterilizante gaseoso en forma
de peróxido de hidrógeno gaseoso. El peróxido de hidrógeno es un
agente esterilizante útil y fiable.
El dispositivo está destinado, preferiblemente,
a esterilizar envases antes del llenado de los envases, de manera
que dichos envases tienen un extremo abierto y un extremo cerrado.
Es conveniente esterilizar los envases antes de llenarlos, puesto
que ello hace posible mantener la esterilidad de los recipientes
esté-
riles.
riles.
La zona de calentamiento puede comprender medios
para calentar los envases hasta una temperatura por encima del
punto o temperatura de rocío del agente esterilizante utilizado en
la zona de esterilización. De este modo, puede garantizarse que el
agente de esterilización no se condensa sobre los envases.
En una realización, la zona de ventilación
comprende medios para eliminar por venteo de los envases, tras su
esterilización, el agente esterilizante utilizado en la zona de
esterilización. Esto hace posible garantizar que los envases están
libres de agente esterilizante antes de su llenado.
El dispositivo puede comprender, adicionalmente,
medios para controlar un flujo de agente esterilizante gaseoso
dentro de la zona de esterilización, de tal modo que el agente
esterilizante gaseoso fluya esencialmente en un sentido que va
desde el extremo abierto de los envases hacia el extremo cerrado de
los envases. Esto reduce el riesgo de que los envases se vuelvan a
contaminar.
Los medios para controlar el flujo de agente
esterilizante gaseoso están, preferiblemente, dispuestos para
introducir el agente esterilizante gaseoso en una porción superior
de la zona de esterilización y para evacuar el agente esterilizante
gaseoso de una porción inferior o de fondo de la zona de
esterilización, manteniendo un flujo de agente esterilizante
gaseoso esencialmente desde la parte superior a la inferior. Esto
proporciona un modo seguro de mantener un flujo desde el extremo
abierto de los envases hacia el extremo cerrado de los envases, que
están situados de pie sobre sus extremos cerrados.
El dispositivo puede comprender, adicionalmente,
medios para controlar un flujo de aire de ventilación en la zona de
ventilación, de tal modo que el aire de ventilación fluya
esencialmente en un sentido que va desde el extremo abierto de los
envases hacia el extremo cerrado de los envases. De esta forma,
puede reducirse el riesgo de que se vuelvan a contaminar los
envases esterilizados.
Los medios para controlar el flujo de aire de
ventilación están dispuestos para introducir el aire de ventilación
en una porción superior de la zona de ventilación y para evacuar el
aire de ventilación de una porción inferior o de fondo de la zona
de ventilación, manteniendo un flujo de aire de ventilación
esencialmente de la parte superior a la parte inferior.
En una realización de la invención, el
dispositivo comprende un sensor de temperatura ambiental destinado
a detectar la temperatura ambiental en el exterior del dispositivo.
Puede controlarse, de esta forma, el calentamiento en la zona de
calentamiento basándose en la temperatura ambiental.
De forma alternativa o adicional, el dispositivo
puede comprender un sensor de temperatura de calentamiento de los
envases, para detectar la temperatura de los envases que entran en
la zona de calentamiento. Éste puede utilizarse también para
controlar el calentamiento.
En otra realización, el dispositivo comprende un
sensor de temperatura de entrada, destinado a detectar la
temperatura de los envases antes de su entrada en la zona de
esterilización. Éste es otro modo de permitir el control del
calentamiento en la zona de calentamiento.
En una realización preferida de la invención, el
dispositivo comprende un circuito de realimentación destinado a
controlar el calentamiento en la zona de calentamiento basándose en
la temperatura de los envases. De este modo, puede garantizarse el
calentamiento hasta una temperatura correcta y es posible evitar el
sobrecalentamiento de los envases.
En otra realización, el dispositivo comprende
adicionalmente un detector de condensación para detectar la
condensación en la zona de esterilización. De esta forma, es posible
marcar o desechar envases que se han visto sometidos a
condensado.
El dispositivo de la invención está concebido,
preferiblemente, para esterilizarse a sí mismo internamente. De
esta forma, es posible garantizar condiciones estériles dentro del
dispositivo de una manera sencilla.
Para su propia esterilización, el dispositivo
comprende, preferiblemente, medios para calentar su interior. Esto
permite una esterilización eficiente.
El dispositivo de la invención puede comprender
una unidad para la producción del agente esterilizante gaseoso, lo
que hace que el dispositivo sea autónomo.
El dispositivo puede comprender, adicionalmente,
una zona de llenado destinada al lleno de los envases ventilados,
así como medios para mantener una presión más alta en la zona de
llenado que en la zona de ventilación. Esto hace posible controlar
adicionalmente el flujo de aire y de gas en el dispositivo.
En el método de acuerdo con la invención para
esterilizar envases en la producción de los envases, de manera que
dichos envases tienen un extremo abierto y un extremo cerrado, los
envases se hacen pasar primeramente al interior de una zona de
calentamiento, en la que son calentados hasta una temperatura por
encima del punto de rocío de un agente esterilizante, el agente
esterilizante gaseoso se utiliza y mantiene en la fase gaseosa a
través de todo el procedimiento de esterilización, y se proporciona
una zona de venteo o ventilación, y se mantiene una presión
positiva en una zona de esterilización en la que se lleva a cabo la
esterilización, de tal manera que es posible garantizar que
cualquier fuga de gas y de aire entre la zona de esterilización y
las zonas de calentamiento y de ventilación circundantes se produce
desde la zona de esterilización hacia las zonas circundantes.
Se utiliza, preferiblemente, peróxido de
hidrógeno gaseoso como agente esterilizante. Éste es un agente
esterilizante bien conocido y fiable.
Los envases calentados pueden hacerse pasar, a
través de una abertura existente en una partición que separa la
zona de calentamiento de la zona de la zona de esterilización, al
interior de la zona de esterilización, donde son sometidos al
agente esterilizador gaseoso. Puesto que el envase ha de hacerse
pasar a través de una partición para que entre en la zona de
esterilización, es más fácil controlar las condiciones de
esterilización.
Análogamente, los envases esterilizados pueden
hacerse pasar, a través de una abertura existente en una partición
que separa la zona de esterilización y la zona de ventilación, al
interior de la zona de ventilación, donde son sometidos a aire
caliente estéril para eliminar por ventilación el agente
esterilizante. De esta forma, los envases pueden ser sometidos a
diferentes condiciones diferenciadas durante la esterilización y la
ventilación.
El agente esterilizante gaseoso situado en la
zona de esterilización fluye, de preferencia, esencialmente en un
sentido que va desde el extremo abierto de los envases hacia el
extremo cerrado de los envases. De esta forma, puede reducirse el
riesgo de que se vuelvan a contaminar los envases.
El agente esterilizante gaseoso puede ser
introducido en una porción superior de la zona de esterilización y
evacuado de una porción inferior o de fondo de la zona de
esterilización, de tal manera que se mantiene un flujo de agente
esterilizante esencialmente de la parte superior a la inferior. Es
ésta una manera sencilla de mantener un flujo adecuado para envases
que están situados de pie sobre su extremo cerrado.
En una variante del método, el aire de
ventilación situado en la zona de ventilación fluye esencialmente
en un sentido que va desde los extremos abiertos de los envases
hacia los extremos cerrados de los envases. Como en el caso de la
zona de esterilización, esto reduce el riesgo que se vuelvan a
contaminar los envases.
El aire de ventilación se introduce,
preferiblemente, en una porción superior de la zona de ventilación y
se evacua de una porción de fondo de la zona de ventilación, de tal
modo que se mantiene un flujo de aire que va esencialmente de
arriba abajo. Es ésta una manera sencilla de garantizar un flujo
adecuado para envases que están situados de pie sobre sus extremos
cerrados.
En una variante preferida del método, el agente
esterilizante gaseoso se produce por adición de agente esterilizante
líquido a aire caliente. De esta forma, puede aportarse agente
esterilizante gaseoso al procedimiento de esterilización de una
forma simple y fiable.
Pueden medirse una temperatura ambiental y una
concentración de agente esterilizante dentro de la zona de
esterilización, con el fin de controlar la cantidad de agente
esterilizante introducida en la zona de esterilización.
Es posible medir una temperatura ambiente y
utilizarla para controlar el calentamiento de la zona de
calentamiento, con lo que se mejora el control del procedimiento de
esterilización.
En una variante del método, se mide una
temperatura de los envases que entran en la zona de calentamiento y
se utiliza para controlar el calentamiento en la zona de
calentamiento. Es ésta una manera alternativa o adicional de
controlar las condiciones para el procedimiento de
esterilización.
Por otra parte, puede medirse una temperatura de
los envases justamente antes de que se hagan pasar al interior de
la zona de esterilización, y utilizarse para controlar el
calentamiento de la zona de calentamiento. Es ésta otra forma
cómoda de controlar las condiciones para el procedimiento de
esterilización.
En una variante del método de la invención, la
temperatura y el flujo de aire para la producción del agente
esterilizante gaseoso se controlan basándose en la detección de
condensación en la zona de esterilización. Esto hace más fácil
evitar la condensación.
Se mantiene, preferiblemente, una presión más
alta en una zona de llenado para el llenado de envases ventilados,
que en la zona de ventilación. Puede mejorarse, de este modo, el
control del flujo entre las diferentes zonas.
La invención se describirá con más detalle con
referencia a los dibujos esquemáticos que se acompañan, los cuales
muestran un ejemplo de una realización actualmente preferida de la
invención.
La Figura 1 es un diagrama que muestra los
principios del dispositivo de esterilización de la invención.
La Figura 2 es una vista en perspectiva del
dispositivo de esterilización.
Haciendo referencia a la Figura 1, el
dispositivo de esterilización 1 tiene una zona de calentamiento 2,
una zona de esterilización 3, una zona de venteo o ventilación 4 y,
conectada o unida a la misma, una zona de llenado 5. Como puede
observarse en la Figura 2, las zonas 2-5 están
separadas unas de otras por medio de particiones
6-7. En cada partición 6, 7 existe una abertura 6a,
7a. Los envases 8 se disponen en soportes 9, sobre una cinta
transportadora que pasa a través de las zonas 2-5.
Los envases 8 están de pie sobre sus extremos superiores cerrados
11, de manera que sus extremos inferiores abiertos 10 están
dirigidos hacia arriba.
En la zona de calentamiento 2 existen unas
boquillas 13 situadas en una porción superior 14 para la
introducción de aire estéril caliente. En una porción inferior o de
fondo 15 de la zona de calentamiento 2, existen unas salidas 16
para la retirada del aire caliente.
Similarmente, existen unas boquillas 17 para la
introducción de peróxido de hidrógeno gaseoso en una porción
superior 18 de la zona de esterilización 3. En una porción inferior
o de fondo 19 de la zona de esterilización, existen unas salidas 20
para la retirada de peróxido de hidrógeno.
La zona de ventilación 4 tiene también unas
boquillas 2 para la introducción de aire estéril caliente en una
porción superior 22. En una porción inferior o de fondo 23 de la
zona de ventilación 4, existen unas salidas 24 para la retirada de
aire caliente.
El dispositivo de esterilización tiene una
unidad 25 de producción de gas, destinada a producir el peróxido de
hidrógeno gaseoso que se utiliza para la esterilización.
De una forma similar a las zonas de
calentamiento, de esterilización y de ventilación
2-4, la zona de llenado 5 tiene unas boquillas 26
para la introducción de aire estéril en una porción superior 27 de
la zona de llenado.
Incluida adicionalmente en el dispositivo 1, se
encuentra una unidad de catálisis 28 destinada a degradar el gas
peróxido de hidrógeno extraído de la zona de esterilización 3.
Se describirá a continuación el método según el
cual se tratan los envases en este dispositivo 1. Un envase 8
situado de pie sobre su extremo superior cerrado 11, en uno de los
soportes 9, se transporta por la cinta transportadora 10 al
interior de la zona de calentamiento 2. En ella, se introduce aire
estéril con una temperatura de aproximadamente 140ºC en la porción
superior 14 por medio de las boquillas 13. De esta manera, el envase
8 es calentado hasta una temperatura por encima de la temperatura o
punto de rocío del agente esterilizante gaseoso que se ha de
utilizar en la zona de esterilización 3. Así, puede garantizarse que
el peróxido de hidrógeno no se condensa sobre el envase 8. La
temperatura a la que ha de calentarse el envase 8 depende del
contenido de peróxido de hidrógeno en el gas esterilizante, si bien
es normalmente 70ºC aproximadamente.
Puesto que el aire de calentamiento se introduce
en la porción superior 14 de la zona de calentamiento 2 y se extrae
a través de las aberturas 16 existentes en la porción inferior 15,
se garantiza un flujo de aire esencialmente de arriba abajo de la
zona de calentamiento 2. De esta forma, se garantiza también que el
aire fluye pasando por el envase 8, desde el extremo abierto 11
hacia el extremo cerrado 12. Este flujo de aire en un solo sentido
reduce el riesgo de que queden partículas y microorganismos
arremolinándose dentro de la zona de calentamiento 2.
El calentamiento dentro de la zona de
calentamiento 2 se controla basándose en una temperatura medida por
el interior del envase 8 por medio de un sensor 31 de temperatura de
calentamiento de los envases, por ejemplo, un sensor de temperatura
infrarrojo. Este sensor 31 de temperatura de calentamiento de los
envases puede también utilizarse en un circuito de realimentación
que proporciona un dispositivo de seguridad para el calentamiento.
Si, por ejemplo, la cinta transportadora 10 que transporta los
envases se detiene, un calentamiento continuado dentro de la zona
de calentamiento 2 podría conducir a la fusión de, por ejemplo, las
tapas de plástico de los envases 8. En consecuencia, si se mide una
temperatura alta predeterminada por parte del sensor de temperatura
interior, el aire caliente será desviado formando un puente a través
de una derivación, con lo que no aumentará adicionalmente la
temperatura dentro de la zona de calentamiento. Cuando se mide una
temperatura baja predeterminada, se reinicia el calentamiento en la
zona de calentamiento 2. Los niveles de temperatura alto y bajo
predeterminados se determinan basándose en las propiedades del
material contenido en los envases 8 y en el contenido de peróxido
de hidrógeno del gas esterilizante.
El envase 8 calentado se hace pasar, por medio
de la cinta transportadora 10, a través de la abertura 6a existente
en la partición o pared semiabierta 6, al interior de la zona de
esterilización 3. En ella, el envase 8 se somete a peróxido de
hidrógeno gaseoso introducido a una temperatura de aproximadamente
95ºC en la porción superior 18 a través de las boquillas 17. El gas
hidrógeno es retirado a través de las salidas 20 existentes en la
porción inferior 19 y, por tanto, se mantiene un flujo de gas en un
solo sentido desde la parte superior de la zona de esterilización 3
a la parte inferior. Esto significa también que el flujo que pasa
por los envases 8 es dirigido desde el extremo abierto 12 hacia el
extremo cerrado 11. Esto reduce el riesgo de que se vuelvan a
contaminar los envases 8.
Además, es posible conseguir una esterilización
precisa tanto del interior como del exterior del envase 8. La
esterilización del interior del envase 8 es esencial con el fin de
mantener la esterilidad del contenido estéril con el que se ha
llenado subsiguientemente el envase 8. La esterilidad del exterior
del envase mejora la manejabilidad del envase 8, puesto que el
envase 8 puede ser desplazado verticalmente para moverse hacia, y
en alejamiento de, una boquilla de inyección durante el llenado del
envase 8, sin el riesgo de que partículas o microorganismos del
exterior del envase 8 contaminen el interior.
El peróxido de hidrógeno gaseoso se introduce y
se retira a una velocidad tal, que se mantiene una presión positiva
en la zona de esterilización 3. De esta forma, puede garantizarse
que cualquier fuga de gas y aire entre la zona de esterilización 3
y las zonas de calentamiento y ventilación 2, 4 circundantes, se
produce desde la zona de esterilización 3 hacia las zonas
circundantes 2, 4. Esto mejora las condiciones para una
esterilización precisa. Aproximadamente el 20% del gas que abandona
la zona de esterilización 3 se filtrará al interior de las zonas de
calentamiento y ventilación 2, 4, y el 80% restante será extraído a
través de las salidas 20.
El gas esterilizante utilizado en la zona de
esterilización 3 se produce en la unidad 25 de producción de gas
mediante la adición de peróxido de hidrógeno líquido a aire estéril
caliente. Es posible ajustar la concentración de peróxido de
hidrógeno deseada en el agente esterilizante mediante el ajuste de
la proporción de peróxido de hidrógeno líquido que se añade al
aire. En el ejemplo que se muestra, se utiliza un gas esterilizante
que contiene aproximadamente el 35% de peróxido de hidrógeno para
la esterilización de los envases.
El gas extraído a través de las salidas 20
existentes en la parte inferior 19 de la zona de esterilización 3
se hace pasar a través de la unidad de catálisis 26 para extraer el
peróxido de hidrógeno del gas antes de que sea evacuado a través
del sistema de evacuación del dispositivo 1.
El hecho de que el envase 8 es calentado por
encima del punto de rocío del gas peróxido de hidrógeno antes de
entrar en la zona de esterilización 3, garantiza que el peróxido de
hidrógeno no se condense sobre el envase 8. Se ve facilitada, en
consecuencia, la extracción del peróxido de hidrógeno del envase por
medio de la ventilación en la zona de ventilación 4. Esto permite
una esterilización fiable incluso de envases con geometrías
complicadas, por ejemplo, con hendiduras y poros, sin el riesgo de
altos residuos de peróxido de hidrógeno sobre el envase 8 que se ha
de llenar con un contenido comestible.
El envase 8 esterilizado se hace pasar, a través
de la abertura 7a existente en la partición o pared semiabierta 7,
al interior de la zona de ventilación 4. En la zona de ventilación
4, se introduce aire estéril a través de las boquillas 21 situadas
en la porción superior 22, a una temperatura de aproximadamente
70ºC. El aire de ventilación despeja por ventilación el peróxido de
hidrógeno que queda dentro y sobre el envase 8. La ventilación se
ve facilitada por el hecho de que el calentamiento del envase 8 ha
eliminado la condensación de peróxido de hidrógeno sobre el
envase.
El envase 8, ahora esterilizado y esencialmente
carente de peróxido de hidrógeno residual, se hace pasar al
interior de la zona de llenado 5, donde se llena con un contenido
estéril, por ejemplo, leche, zumo o pulpa de tomate. Con el fin de
garantizar un flujo de aire esencialmente de arriba abajo, con lo
que se minimiza el riesgo de que se vuelva a contaminar el envase
8, se introduce aire estéril, a través de las boquillas 26, en la
porción superior 27 de la zona de llenado 5. Se mantiene una presión
positiva en la zona de llenado 5, de tal manera que el flujo de
aire tiene lugar desde la zona de llenado 5 hacia fuera, y no en
sentido contrario.
El envase 8 lleno se continúa transportando
entonces para su obturación y doblamiento del fondo.
Las particiones existentes entre las diferentes
zonas 2-5 hacen posible controlar las condiciones en
cada zona independiente 2-5, así como controlar el
flujo entre las zonas 2-5.
Cuando se acaba una cadena o ciclo de producción
o cuando se ha de comenzar otro ciclo, el propio dispositivo ha de
ser esterilizado. Se introduce entonces aire estéril caliente, a
través de las boquillas 13, en la zona de calentamiento 2, y el
interior del dispositivo 1 se calienta a aproximadamente 35ºC.
Cuando el interior ha alcanzado la temperatura apropiada, se
introduce peróxido de hidrógeno gaseoso en la totalidad del
dispositivo a través de las boquillas 17 existentes en la zona de
esterilización 3. La configuración del flujo será diferente durante
la esterilización de la máquina, es decir, la esterilización del
interior del dispositivo 1, en comparación con la del curso de la
esterilización de los envases, puesto que se ha de calentar y
esterilizar todo el interior. Al igual que con la esterilización de
los envases, se extrae el gas esterilizante a través de la unidad de
catálisis 26 para la destrucción del peróxido de hidrógeno.
El procedimiento de esterilización en el
dispositivo de la invención se controla por medio de tres lazos o
bucles de control. En el primer bucle de control, un sensor 7 de
temperatura ambiental mide la temperatura en el exterior del
dispositivo 1, y un sensor 28 de humedad relativa mide la humedad
relativa en el exterior del dispositivo. Un medidor 29 de
concentración mide la concentración de peróxido de hidrógeno dentro
de la zona de esterilización 3. Una primera unidad de control 30
recibe señales del sensor 27 de temperatura ambiente, del sensor 28
de humedad relativa y del medidor 29 de concentración, y regula la
cantidad de peróxido de hidrógeno que se añade en la producción del
gas esterilizante. Durante la esterilización de la máquina, los
datos procedentes del sensor 27 de temperatura, del sensor 28 de
humedad relativa y del medidor 29 de concentración se utilizan para
regular la cantidad de peróxido de hidrógeno que se añade a la
corriente de aire en la unidad 25 de producción de gas. Pueden
conseguirse, de esta manera, condiciones óptimas para la
esterilización de la máquina. Durante la esterilización de los
envases, cuando la concentración de peróxido de hidrógeno del gas
esterilizante es, por lo común, significativamente más alta que
durante la esterilización de la máquina, la humedad relativa en el
exterior del dispositivo 1 no es importante y, en consecuencia,
únicamente se utilizan el sensor 27 de temperatura ambiente y el
medidor 29 de concentración para regular la cantidad de peróxido de
hidrógeno que se añade en la unidad 25 de producción de gas. De
esta forma, la eficiencia de exterminio del gas puede ser
controlada para propósitos de esterilización de envases.
En el segundo bucle de control, se utiliza un
sensor 31 de temperatura de inicio de envasado para medir la
temperatura de los envases 8 antes de entrar en el dispositivo, y se
emplea un sensor 32 de temperatura de calentamiento para medir la
temperatura de los envases 8 justo antes de que abandonen la zona de
calentamiento 2. Las señales procedentes de estos dos sensores 31,
32 de temperatura se envían a una segunda unidad de control 33 que
regula la temperatura del aire caliente introducido en la zona de
calentamiento 2 para el calentamiento de los envases 8 hasta la
temperatura requerida, por encima del punto de rocío del gas
esterilizante. Puede garantizarse, de esta forma, una temperatura
correcta de los envases 8 antes de que entren en la zona de
esterilización 3.
En el tercer bucle de control, un detector 34 de
condensación detecta la posible aparición de condensación en la
zona de esterilización 3. Una señal procedente del detector 34 de
condensación se envía a una tercera unidad de control 35. Si se
detecta condensación, se envía una señal desde la tercera unidad de
control 35 y se utiliza para controlar la temperatura y/o el flujo
de aire caliente dentro de la unidad 25 de producción de gas. De
esta forma, es posible ajustar la temperatura del gas de
esterilización y/o el contenido de peróxido de hidrógeno de manera
que se evite la condensación. Por otra parte, si se ha detectado la
condensación, es posible marcar o desechar los envases
afectados.
La persona experta en la técnica constatará que
son posibles diversas modificaciones de la invención anteriormente
descrita sin apartarse del ámbito de la invención, según se define
en las reivindicaciones que se acompañan.
Por ejemplo, puede utilizarse tan sólo el
primero de los tres bucles de control anteriormente descritos, o
bien puede utilizarse el primer bucle de control en combinación con
uno de los otros dos bucles de control.
El primer bucle de control puede también
suplirse con un medidor de flujo (no mostrado), que mide el flujo
de aire a la unidad de producción de gas conectada o unida a la
primera unidad de control 30. Si el flujo de aire al interior de la
unidad 25 de producción de gas y, por tanto, al interior de la
cámara de esterilización 3, se ve reducido, por ejemplo, si se
colmata un filtro existente en el conducto de aire, la concentración
de peróxido de hidrógeno en el gas esterilizante y, por tanto, en
la cámara de esterilización 3, aumentará. El primer bucle de
control regulará, en tal caso, la cantidad de peróxido de hidrógeno
que se añade en la producción de gas aguas abajo. Sin embargo, esto
puede conducir a un flujo de gas demasiado pequeño, de manera que
no todas las partes de los envases sean alcanzadas por el gas
esterilizante. En consecuencia, la primera unidad de control 30
puede disponerse de manera que haga sonar una alarma en un flujo de
un nivel bajo predeterminado, de tal modo que el flujo bajo pueda
ser corregido en lugar de simplemente reducir la cantidad de
peróxido de hidrógeno que se añade en el gas esterilizante. De
forma similar, puede enviarse una señal de alarma a un flujo de un
nivel alto predeterminado.
Pueden también utilizarse otros medios para
controlar el calentamiento en la zona de calentamiento 2. Puede
utilizarse el sensor 27 de temperatura ambiental para determinar la
temperatura en el exterior del dispositivo 1. Con el conocimiento
de las propiedades de los materiales contenidos en el envase 8, es
posible calcular la temperatura requerida y el flujo de aire
caliente que se introduce a través de las boquillas 13. Aquél puede
combinarse también con el sensor 32 de temperatura de calentamiento
de los envases anteriormente descrito, para un mejor control y para
proporcionar una característica de seguridad.
El sensor 32 de temperatura de calentamiento de
los envases puede estar dispuesto en los soportes 9 que sujetan los
envases, a fin de medir la temperatura de los envases 8 justamente
antes de que entren en la zona de esterilización 3. Este sensor 32
de temperatura puede ser utilizado para controlar la temperatura y
el flujo del aire de calentamiento, así como para controlar la
derivación de seguridad. Puede combinarse también con uno de los
sensores de temperatura previamente descritos o con los dos, a fin
de permitir un control aún mejor del calentamiento.
Pueden utilizarse también otros agentes
esterilizantes distintos del peróxido de hidrógeno, siempre y cuando
sean adecuados para la esterilización en la fase gaseosa.
Claims (34)
1. Un dispositivo para la esterilización en la
producción de envases (8), que está destinado a la esterilización
con un agente esterilizante gaseoso que se mantiene en la fase
gaseosa a lo largo de todo el procedimiento de esterilización, de
tal manera que dicho dispositivo comprende una primera zona de
calentamiento (2), una segunda zona de esterilización (3), unida o
conectada a ella, y una tercera zona de venteo o ventilación (4),
unida o conectada a dicha segunda zona, caracterizado porque
comprende adicionalmente medios para mantener una presión más alta
en la zona de esterilización (3) que en la zona de calentamiento (2)
y en la zona de ventilación (4).
2. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual dichas zonas (2, 3, 4) están separadas
unas de otras por medio de unas particiones (6, 7) que tienen unas
aberturas (6a, 7a) para el paso de los envases (8).
3. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1 ó la reivindicación 2, que está destinado a la
esterilización con un agente esterilizante gaseoso en forma de
peróxido de hidrógeno gaseoso.
4. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, que está destinado a
esterilizar envases (8) antes del llenado de los envases (8), de tal
modo que dichos envases tienen un extremo abierto (11) y un extremo
cerrado (12).
5. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 4, en el cual la zona de calentamiento (2) comprende
medios (13) para calentar los envases (8) hasta una temperatura por
encima de un punto de rocío del agente esterilizante que se utiliza
en la zona de esterilización (3).
6. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 4 ó la reivindicación 5, en el cual la zona de
ventilación (4) comprende medios (21, 24) para despejar por
ventilación de los envases (8) el agente esterilizante utilizado en
la zona de esterilización (3), tras la esterilización.
7. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 4-6, que comprende
adicionalmente medios (17, 20) para controlar un flujo de agente
esterilizante gaseoso dentro de la zona de esterilización (3) de
manera que el agente esterilizante gaseoso fluya esencialmente en un
sentido que va desde el extremo abierto (11) de los envases (8)
hacia el extremo cerrado (12) de los envases (8).
8. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 7, en el cual los medios (17, 20) para controlar el
flujo de agente esterilizante gaseoso están dispuestos para
introducir el agente esterilizante gaseoso en una porción superior
(18) de la zona de esterilización (3) y para evacuar el agente
esterilizante gaseoso de una porción inferior o de fondo (19) de la
zona de esterilización (3), manteniendo un flujo de agente
esterilizante gaseoso esencialmente de arriba abajo.
9. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 4-8, que comprende
adicionalmente medios (21, 24) para controlar un flujo de aire de
ventilación en la zona de ventilación (4) de tal modo que el aire
de ventilación fluya esencialmente en un sentido que va desde el
extremo abierto (11) de los envases (8) hacia el extremo cerrado
(12) de los envases (8).
10. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 9, en el cual los medios (21, 24) para controlar el
flujo de aire de ventilación están dispuestos para introducir el
aire de ventilación en una porción superior (22) de la zona de
ventilación (4) y para evacuar el aire de ventilación de una porción
inferior o de fondo (23) de la zona de ventilación (4), manteniendo
un flujo de aire de ventilación esencialmente de arriba abajo.
11. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 4-10, que comprende
adicionalmente un sensor de temperatura ambiental para detectar la
temperatura ambiental en el exterior del dispositivo (1).
12. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 4-11, que comprende
adicionalmente un sensor de temperatura de calentamiento de los
envases, destinado a detectar la temperatura de los envases (8) que
entran en la zona de calentamiento (2).
13. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 4-12, que comprende
adicionalmente un sensor de temperatura de entrada destinado a
detectar la temperatura de los envases (8) antes de entrar en la
zona de esterilización (3).
14. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 4-13, que comprende
adicionalmente un circuito de realimentación para controlar el
calentamiento en la zona de calentamiento (2) basándose en la
temperatura de los envases (8).
15. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente
un detector de condensación (34) destinado a detectar la
condensación dentro de la zona de esterilización (3).
16. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1-3, que está configurado
para esterilizarse a sí mismo (1) internamente.
17. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 16, que comprende adicionalmente medios (13) para
calentar el interior del dispositivo (1).
18. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, que comprende una unidad (25)
para la producción del agente esterilizante gaseoso.
19. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente
una zona de llenado (5) para el llenado de envases (8), así como
medios para mantener una presión más alta en la zona de llenado (5)
que en la zona de ventilación (4).
20. Un método para esterilizar envases (8) en la
producción de los envases (8), de tal modo que dichos envases (8)
tienen un extremo abierto (11) y un extremo cerrado (12), en el cual
los envases se hacen pasar primeramente al interior de una zona de
calentamiento en la que son calentados hasta una temperatura por
encima del punto de rocío de un agente esterilizante,
en el que el agente esterilizante gaseoso se
utiliza y se mantiene en la fase gaseosa a lo largo de todo el
procedimiento de esterilización, y
en el cual se proporciona una zona de
ventilación,
caracterizado porque se mantiene una
presión positiva dentro de una zona de esterilización (3) en la que
se lleva a cabo la esterilización, de tal modo que puede
garantizarse que cualquier fuga de gas y aire entre la zona de
esterilización y las zonas de calentamiento y de ventilación
circundantes tiene lugar desde la zona de esterilización hacia las
zonas circundantes.
21. Un método de acuerdo con la reivindicación
20, en el cual se utiliza peróxido de hidrógeno gaseoso como agente
esterilizante.
22. Un método de acuerdo con la reivindicación
20, en el cual los envases (8) calentados se hacen pasar, a través
de una abertura (6a) existente en una partición (6) que separa la
zona de calentamiento (2) y la zona de esterilización (3), al
interior de la zona de esterilización (3), en la que se someten al
agente esterilizante gaseoso.
23. Un método de acuerdo con la reivindicación
22, en el cual los envases esterilizados (8) se hacen pasar, a
través de una abertura (7a) existente en una partición (7) que
separa la zona de esterilización (3) y la zona de ventilación (4),
al interior de la zona de ventilación (4), donde son sometidos a
aire estéril caliente para despejar por ventilación el agente
esterilizante.
24. Un método de acuerdo con la reivindicación
22 ó la reivindicación 23, en el cual el agente esterilizante
gaseoso contenido en la zona de esterilización (3) fluye
esencialmente en un sentido que va desde el extremo abierto (11) de
los envases (8) hacia el extremo cerrado (12) de los envases
(8).
25. Un método de acuerdo con la reivindicación
24, en el cual el agente esterilizante gaseoso se introduce en una
porción superior (18) de la zona de esterilización (3) y se evacua
de una porción inferior o de fondo (19) de la zona de
esterilización (8), de tal manera que se mantiene un flujo de agente
esterilizante esencialmente de arriba abajo.
26. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 23-25, en el cual el aire de
ventilación contenido en la zona de ventilación (4) fluye
esencialmente en un sentido que va del extremo abierto (11) de los
envases (8) hacia el extremo cerrado (12) de los envases (8).
27. Un método de acuerdo con la reivindicación
26, en el cual el aire de ventilación se introduce en una porción
superior (22) de la zona de ventilación (4) y se evacua de una
porción inferior o de fondo (23) de la zona de ventilación (4), de
tal modo que se mantiene un flujo de aire esencialmente de arriba
abajo.
28. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20-27, en el cual el agente
esterilizante gaseoso se produce por la adición de agente
esterilizante líquido a aire caliente.
29. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20-28, en el cual se miden una
temperatura ambiental y una concentración de agente esterilizante
en la zona de esterilización (3), y se utilizan para controlar la
cantidad de agente esterilizador que se introduce en la zona de
esterilización (3).
30. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20-29, en el cual se mide una
temperatura ambiental y se utiliza para controlar el calentamiento
en la zona de calentamiento (2).
31. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20-30, en el cual se mide una
temperatura de los envases (8) que entran en la zona de
calentamiento (2) y se usa para controlar el calentamiento en la
zona de calentamiento (2).
32. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20-31, en el cual se mide una
temperatura de los envases (8) justo antes que se hagan pasar al
interior de la zona de esterilización (3) y se utiliza para
controlar el calentamiento en la zona de calentamiento (2).
33. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 28-31, en el cual la
temperatura y el flujo de aire para la producción del agente
esterilizante gaseoso se controlan basándose en la detección de
condensación en la zona de esterilización (3).
34. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 23-33, en el cual se mantiene
una presión más alta en una zona de llenado para llenar envases
ventilados, que en la zona de ventilación (4).
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