ES2384689T3 - Proceso y aparato para formar una bolsa con espacio vacío mínimo - Google Patents

Abstract

Un proceso par a f ormar una b olsa q ue t ienen u n espacio v acio eva cuado q ue co ntienen material f luido comprendiendo los pasos deº proporcionar un tubo continuo (10) de pelicula flexible y sellable; suministrar al tubo continuo (10) con una cantidad predeterminada de material fluido; pinzar el tubo continuo (10) sobre la region e sellado para formar una parte pinzada del tubo continuo (10) incluyendo proporcionar un paso de evacuacion que pasa a traves de la parte pinzada, dicho paso de evacuacion estando formado controlando la fuerza aplicada a la parte pinzada; comprimir transversalmente el tubo continuo (10) por debajo de la parte pinzada con mordazas de desinflado (44, 46) evacuando de este modo el espacio vacio entre la parte pinzada y la cantidad predeterminada de material fluido en donde el aire del espacio vacio pasa a traves de la parte pinzada y el flujo del material fluido a traves del mismo esta limitado; liberar las mordazas de desinflado (44, 46) tras evacuar el espacio vacio antes de sellar el tubo continuo (10); y sellar el tubo continuo (10) en laregion de sellado para formar un sello superior de una bolsa previamente formada que contiene material fluido y un segundo sello inferior de una bolsa a ser llenada a continuacion.

Description

Proceso y aparato para formar una bolsa con espacio vaclo minimo [0001] En un aspecto, la presente invencion proporciona un proceso para formar una bolsa que tiene un espacio vacio evacuado que contiene material fluido. En otro de sus aspectos, la presente invencion proporciona un aparato para formar una bolsa que contiene material fluido y que tiene un espacio vacio evacuado. Se describe tambien una bolsa formada por el proceso de la presente invencion. [0002] El Envasado de Liquidos Flexible se usa para envasar muchos bienes de consumo, particularmente comida y bebidas, que son a menudo envasados en bolsas formada de materiales flexibles. (El termino "Envasado Flexible" se entiende por aquellos expertos en la tecnica para referirse tanto a liquidos como a otros materiales fluidos, como se explica mas adelante.) Muchos productos envasados en bolsas son particularmente sensibles a la degradacion de oxigeno. Muchos productos en la industria alimenticia requieren una exposicion minima al aire para proteger su sabor, color, valor nutritivo, textura y vida util. El oxigeno reacciona facilmente con muchos componentes de estos productos formando los llamados "sabores extranos" y "colores extranos". La retirada del oxigeno del proceso de envasado de muchas comidas permite una vida util extendida sin perdida de sabor. En el caso de bolsas de pelicula, como un subproducto de ciertas tecnicas de formacion preferidas, el oxigeno en a menudo atrapado en un espacio vacio que se crea sobre el producto en el momento de la formacion de la bolsa. [0003] Ademas de las ventajas asociadas con minimizar la exposicion al oxigeno, de ciertas aplicaciones, se requiere un espacio vacio minimo para facilitar la insercion de la bolsa en un contenedor secundario; una disposicion de envasado comun implica insertar una bolsa en una caja de carton (el principio de "bag-in-box"). Una bolsa floja es mas facil de insertar en una caja y se adaptara mejor a la forma que una bolsa hinchada (es decir, una con un espacio vacio lleno de aire grande). [0004] La fiabilidad o control del llenado es importante en el envasado. De hecho, el espacio vacio es un efecto asociado comun de las tecnicas usadas para asegurar la fiabilidad del llenado. En muchas jurisdicciones, la cantidad del producto anunciado se requiere que sea una cantidad de producto minima. Una pobre precision de llenado por lo tanto requiere que el nivel de llenado sea establecido por encima de la cantidad de producto anunciada, aumentando de este modo los costes. Consecuentemente, mientras es importante limitar el espacio vacio, tambien es importante tener un control de llenado fiable. Un metodo conocido para minimizar el espacio vacio implica llenar un tubo para hacer una bolsa sobre el nivel superior de la bolsa y sellar a traves del producto. Este metodo puede sufrir de poco control de llenado. Ademas, el producto puede interferir con la formacion del sello. [0005] Las bolsas hechas en maquinas de formado llenado y sellado vertical son ampliamente usadas en la industria de Envasado de Liquidos. Una maquina de formado llenado y sellado vertical incluye un desenrollado del rollo, una seccion de formacion donde la pelicula se pliega verticalmente, una seccion de sellado vertical y una seccion de sellado horizontal (sellando al mismo tiempo la parte superior de una bolsa llenada y el sello de la parte inferior de la siguiente bolsa) y una tolva y/o un sistema transportador de descarga. Tanto en las secciones de sellado vertical y horizontal, se emplean generalmente mordazas de termosellado para sellar la pelicula. El producto es suministrado a traves de un conducto de suministro, generalmente un tubo de llenado, llevando el producto en el tubo de pelicula continuo creado por las mordazas de sellado verticales. El metodo de formado llenado sellado vertical permite el envasado eficiente y efectivo de alimentos y otros productos. Minimizar el espacio vacio en bolsas hechas por este metodo minimizara la degradacion de oxigeno, y facilitara el uso de bolsas hechas por este metodo en aplicaciones que requieren espacio de vacio minimo. [0006] La patente de Estados Unidos 5.083.550 de Wirsig y otros ensena un proceso y aparato para mejorar las maquinas de formado llenado sellado vertical, minimizando la formacion de pliegues en los sellados horizontales de bolsas hechas en una maquina de formado llenado sellado vertical. Minimizar el pliegue debe ser una consideracion en cualquier modificacion de una maquina de formado llenado sellado vertical. En una realizacion, la invencion incluye un par de mordazas de termosellado transversales; un par de de dedos esparcidores adaptados para estar dentro de la pelicula tubular y para dar forma a la pelicula tubular; y uno o dos pares de dedos desplegadores adaptados para actuar al unisono con el movimiento transversal de las mordazas de termosellado, para pinzar un borde longitudinal de la pelicula tubular y para empujar la pelicula tubular pinzada transversalmente en una direccion sustancialmente paralela a las superficies de cierre de las mordazas y lejos del otro borde longitudinal de la pelicula tubular y para empujar la pelicula tubular pinzada transversalmente en una direccion sustancialmente paralela a las superficies de cierre de las mordazas y lejos del otro borde longitudinal de la pelicula tubular. [0007] La US 4 999 974 A divulga un metodo de envasado de formado llenado sellado vertical en donde tanto el sello superior como el inferior de cada envase son enfriados despues de la operacion de sellado para proteger los sellos contra el dano sin reducir excesivamente la produccion de envases. [0008] Generalmente en operacion el tubo de pelicula continuo de las maquinas de formado llenado sellado vertical es suministrado con producto desde un sistema de distribucion de producto con flujo continuo o intermitente a traves del conducto de suministro.

[0009] El sistema de distribucion puede incluir un tanque de equilibrio equipado con un control de nivel (flotante, ultrasonico, de capacidad, etc.) y un conducto de suministro con una valvula de asiento para la regulacion del flujo. La maquina puede tambien incluir componentes para mantener un nivel constante de producto dentro del tubo de pelicula continuo. Tipicamente, estos componentes incluyen un sensor para determinar el nivel del producto dentro del tubo de pelicula continuo y un dispositivo de control para controlar la valvula de asiento regulando el flujo de producto en el tubo de pelicula continuo.

[0010] Los sensores de nivel conocidos incluyen un flotador magnetico alojado dentro del tubo de pelicula continuo, la posicion del mismo puede ser determinada por sensores posicionados dentro o fuera del tubo de pelicula continuo.

[0011] Otros sensores conocidos explotan la conductividad electrica del producto para crear un circuito, por lo que los valores de las cantidades electricas en el circuito, como flujo de corriente, dependen del nivel del producto dentro del tubo de pelicula continuo.

[0012] La patente de Estados Unidos 4.675.660 de Boscolo ensena un sensor de nivel que implica crear ondas de energia dentro de un co nducto de suministro usando un transductor alojado dentro de un tubo de envasado y que contacta con el circuito. Las ondas de energia son transmitidas al producto dentro del tubo de envasado, lo que puede ser detectado y convertido para indicar el nivel del producto alimenticio.

[0013] La Patente Europea 0 68 1 961 ensena un sensor de n ivel que incluye un di spositivo para detectar la temperatura localizado fuera de un tubo de envasado continuo y que comprende un numero de sensores de temperatura localizados sucesivamente a lo largo del tubo. El nivel de producto alimenticio dentro del tubo es determinado en base a la relacion entre los sensores de temperatura que detectan una temperatura de superficie del tubo afectado por el producto alimenticio, y los sensores de temperatura que detectan una superficie de temperatura no afectada por el producto alimenticio.

[0014] La Patente de Estados Unidos 6.684.609 de Bassissi y otros ensena una maquina de formado llenado sellado vertical que tiene un sensor de nivel capacitivo. El sensor de nivel capacitivo esta posicionado fuera del tubo de pelicula continuo encarando una parte final del conducto de llenado. El sensor y el conducto de llenado definen un elemento capacitivo, cuya capacitancia depende al menos en parte de la cantidad de producto alimenticio entre ellos.

[0015] Se conocen varios metodos para reducir el espacio vacio en envases.

[0016] La patente de Estados Unidos 6.543.206 de Seward y otros ensena un aparato y metodo para evacuar y sellar una bolsa preformada hecha de un material sellable y que contiene un producto conminuto. La bolsa esta posicionada con su extremosuperior abierto alrededor de un manguitoa traves del cual se puedeextender una sonda hueca. Un par de miembros de mordaza se cierran para formar un sello temporal exterior sobre una region intermedia de la bolsa sobre el nivel de la superficie del producto en la bolsa donde se va a formar un sello permanente. Un par de miembros de mordaza inferiores se cierran para formar un sello temporal interior sobre una region inferior de la bolsa sobre la superficie del producto. Con la sonda extendida a traves del manguito en la bolsa, la bolsa es evacuada a traves de la bolsa. Despues de que la evacuacion esta completa y la sonda se retira, un par de miembros selladores se cierran contra la region intermedia de la bolsa para formar un sello permanente para la bolsa.

[0017] De manera similar, la solicitud de patente de Estados Unidos publicada 2002/0023410 de Seaward y otros ensena unaparato ymetodo para sellar una bolsa preformada hecha de un materialsellable y que contieneun producto fluido. La bolsa se posiciona con su extremo superior abierto alrededor de un manguito a traves del cual se puede extender una sondahueca. Un par de miembros de mordaza superiores se cierranpara formar un sello temporal exterior sobre una region superior de la bolsa sobre el nivel de la superficie del producto en la bolsa. Un par de miembros de mordaza inferiores se cierran para formar un sello temporal interior sobre una region inferior de la bolsa debajo de las regiones superior e intermedia y sobre la superficie del producto. La sonda hueca se usa para evacuar la bolsa, y despues de que la evacuacion esta completa y la sonda se ha retirado, un par de miembros selladores se cierran contra la region intermedia de la bolsa para formar un sello permanente. Elmetodo ensena ademas el reflujo de una pequena cantidad de un material deseable, que puede ser un gas inerte.

[0018] La solicitud de patente Europea 0 381 400 ensena una maquina de formado llenado sellado que tiene una tolva de restriccion debajo de las mordazas de termosellado de la maquina. La tolva de restriccion incluye dos paredes verticales, una de las paredes estando adaptada para moverse lejos de la otra pared bajo tension y volver a su posicion original, el grado de tension y la friccion de las paredes es suficiente para apretar la bolsa, mientras permite que la bolsa vaya entre ellas. El plano de ambas paredes es perpendicular a la direccion de las mordazas que se cierran. Esta patente ensena el sellar la pelicula tubular por debajo de la interfaz de material/aire cuando las bolsas estan completamente llenadas (sin "espacio vacio").

[0019] La patente de Estados Unidos 4.964.259 de �lvisa�er y otros ensena un metodo de desinflar un envase de productos solidos antes del momento en que la abertura de llenado se sella que incluye un chorro de aire contra las paredes laterales flexibles exteriores del envase para de este modo conducir el gas desde el interior del envase. El chorro de aire afecta sobre el nivel superior de los productos y cesa bajo el acoplamiento de las mordazas de sellado.

[0020] La patente de Estados Unidos 5.231.817 de Sadler ensena una maquina de formado llenado sellado vertical para hacer bolsas flojas, llenadas de material llenadas con material fluido, que tienen poco o ningun espacio vacio en las bolsas. Una mordaza del montaje de termosellado tiene una pared de la mordaza convexa sobre un eje vertical y localizada debajo del elemento de termosellado. La mordaza opuesta del montaje tiene una pared de la mordaza de una hoja elastomerica estirada bajo tension y adaptada a cooperar con la pared de la mordaza convexa. Durante la operacion, las paredes de las mordazas afectan contra la bolsa llenada de material causando que el aire sea expelido del m aterial y colapsando e l t ubo m ientras las m ordazas se c ierran. Mientras qu e este si stema representa una mejora en la tecnica, permanece una necesidad de un proceso y aparato para formar bolsas con un espacio vacio minimo por el metodo de formado llenado sellado vertical.

[0021] Es un objeto de la presente invencion evitar o mitigar al menos una de las desventajas anteriormente mencionadas del estado de la tecnica.

[0022] Por consiguiente, en un aspecto, la presente invencion proporciona un proceso para formar una bolsa que tiene un espacio vacio evacuado que contiene un material fluido. El proceso comprende los pasos de� proporcionar un tubo continuo de pelicula flexible y sellable; suministrar un tubo continuo con una cantidad predeterminada de material fluido; pinzar el tubo continuo sobre una region de sellado para formar una parte pinzada del tubo continuo incluyendo proporcionar un paso de evacuacion que pasa a traves de la parte pinzada; dicho paso de evacuacion estando formado controlando la fuerza aplicada a la parte pinzada; comprimir transversalmente el tubo continuo por debajo de la parte pinzada con mordazas de desinflado evacuando de esta manera el espacio vacio entre la parte pinzada y la cantidad predeterminada de material fluido en donde el aire del espacio vacio pasa a traves de la parte pinzada y el flujo del material fluido a traves del mismo esta limitado; liberar las mordazas de desinflado despues de evacuar el espacio vacio antes de sellar el tubo continuo; y sellar el tubo continuo en la region de sellado para formar un sello superior de una bolsa formada previamente que contiene material fluido y un sello inferior de una bolsa que va ser sellada a continuacion.

[0023] Tambien se describen una bolsa formada por el proceso de la invencion y un envase, que comprende una bolsa de la presente invencion dentro de un contenedor secundario.

[0024] En todavia otro aspecto, la presente invencion proporciona un aparato de formado llenado sellado vertical para formar una bolsa que contiene un material fluido y que tiene un espacio vacio evacuado. El aparato comprende� una seccion que forma un tubo para formar un tubo continuo vertical de un rollo de pelicula; una seccion de sellado horizontal para formar un sello transversal a traves del tubo continuo vertical; una estacion de llenado para suministrar una cantidad predeterminada de material fluido al tubo continuo vertical; pinzadores para pinzar transversalmente el tubo continuo vertical para formar una parte pinzada del tubo continuo; un paso de evacuacion entre los pinzadores que se abre en el espacio vacio entre la cantidad predeterminada de material fluido y la parte pinzada en donde el paso de evacuacion esta formado controlando la fuerza aplicada a los pinzadores, en donde el aire del espacio vacio puede pasar a traves de la parte pinzada y el flujo de material fluido a traves del mismo esta limitado y en donde el paso de evacuacion comprende un tubo de evacuacion posicionado dentro del tubo continuo vertical y en donde el tubo continuo es pinzado sobre el tubo de evacuacion, el tubo de evacuacion teniendo un primer extremo abierto en el espacio vacio; y un aparato de desinflado para evacuar el espacio vacio por el paso de evacuacion en donde el aparato de desinflado comprende mordazas de desinflado que aplican presion transversal al tubo continuo vertical debajo de los pinzadores y en donde las mordazas de desinflado estan adaptadas para liberarse antes de la activacion de la seccion de sellado horizontal.

[0025] Las realizaciones adicionales son como se describe mas adelante o como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20.

[0026] Las realizaciones de la presente invencion seran descritas con referencia a los dibujos acompanantes, en donde numeros de referencia similares indican partes similares, y en los que�

La Figura 1 ilustra una vista esquematica de un aparato de la presente invencion.

La Figura 2 ilustra una vista esquematica frontal parcial de un aparato de acuerdo a una realizacion de la invencion con pinzadores cerrados y una bolsa parcialmente formada.

La Figura 3 ilustra una vista esquematica frontal parcial de un aparato de acuerdo a una realizacion de la invencion con los desinfladores activados y una bolsa parcialmente formada.

La Figura 4 ilustra una vista esquematica frontal parcial de un aparato de acuerdo a una realizacion de la invencion con los desinfladores liberados y una bolsa parcialmente formada.

La Figura 5 ilustra una vista esquematica frontal parcial de un aparato de acuerdo a una realizacion de la presente invencion con las mordazas de sellado y de corte activadas y una bolsa parcialmente formada.

La Figura 6 ilustra una vista esquematica frontal parcial de un aparato de acuerdo a una realizacion de la presente invencion en donde las mordazas de sellado, los pinzadores y los desinfladores estan abiertos.

La Figura 7 ilustra una vista en perspectiva parcial de un aparato de acuerdo a una realizacion de la presente invencion, con los pinzadores en la posicion cerrada.

La Figura 8 ilustra una vista en perspectiva parcial aumentada de los pinzadores de la Figura 7.

La Figura 9 es una vista esquematica de un aparato de acuerdo a una realizacion de la presente invencion, en donde el paso de evacuacion esta formado por un sello vertical interno.

La Figura 10 ilustra una vista esquematica frontal de una bolsa formada adecuadamente por la realizacion del aparato mostrado en la Figura 9.

La Figura 11 ilustra una vista esquematica frontal de una bolsa formada adecuadamente por la realizacion del aparato mostrado en la Figura 9.

La Figura 12 ilustra una vista esquematica frontal parcial de una realizacion del aparato de al presente invencion comprendiendo pinzadores en forma de U.

La Figura 13 ilustra una vista en perspectiva esquematica parcial de un aparato de acuerdo a una realizacion de la presente invencion y una bolsa parcialmente formada.

La Figura 14 ilustra una vista en perspectiva esquematica parcial de un aparato de acuerdo a un aspecto adicional de la presente invencion y una bolsa parcialmente formada, en donde el tubo de evacuacion tiene una parte en forma de gancho.

[0027] Como se ha explicado anteriormente, el proceso de la presente invencion implica formar un tubo de pelicula continuo en bolsas selladas. Tipicamente, los pasos de formar el tubo de pelicula continuo, formar un primer sello en el tubo de pelicula continuo, llenar el tubo continuo con producto, y formar un segundo sello sobre el producto, produciendo de este modo una bolsa llenada cerrada, seran realizados en una unica maquina deltipo formado llenado sellado vertical. El tubo de pelicula continuo esta formado de una pelicula flexible, del tipo conocido por aquellos expertos en la tecnica.

[0028] Mientras que los volumenes de bolsas no estan particularmente restringidos, los intervalos de volumen de bolsa adecuados son de alrededor de 1 litro a 12 litros, y mas adecuadamente de 3 litros a 5 litros. El volumen de producto contenido en la bolsa dependera del volumen de la bolsa. Donde se usan los terminos "espacio vacio minimo" o "espacio vacio evacuado" en esta solicitud, se entendera que estos son relativos a las bolsas estandar formadas por el proceso de formado llenado sellado estandar. Preferiblemente, el espacio vacio de las bolsas de la presente invencion se reduce por el proceso de la presente invencion a un volumen del 4 por ciento o menos por volumen de la bolsa.

[0029] Los materiales adecuados para formar la bolsa son conocidos por aquellos expertos en la tecnica. Generalmente la bolsa debe ser sellable y tener las propiedades adecuadas (es decir, fuerza, flexibilidad) para llevar el producto deseado en su interior.

[0030] La bolsa comprende cualquier material de pelicula de plastico adecuado, como un polietileno de baja densidad lineal, por ejemplo. La bolsa puede comprender multiples laminas. Una lamina exterior puede ser una laminacion de barrera incluyendo una capa hecha de un material de metal o un sustrato metalizado adecuado, o cualquier otro material de barrera o sustrato flexible reconocido incluyendo materiales no metalizados. Una laminacion de barrera exterior comprende adecuadamente una capa exterior de �ylon, una capa o lamina de metal intermedia, y una capa interior de polietileno. Alternativamente, la laminacion de barrera puede comprender una capa exterior de polietileno, una capa intermedia de �ylon metalizado, o un poliester metalizado, o alcohol de polivinilo metalizado, y una capa interior de polietileno.

[0031] Otras capas intermedias alternativas que tienen caracteristicas de barrera adecuadas incluyen alcohol de polivinilo no metalizado, etil vinil alcohol no metalizado, y etil vinil alcohol metalizado

[0032] En todo caso, todos los materiales son seleccionados de tal forma que puedan ser sellados juntos, dando la consideracion debida al producto a ser envasado. Preferiblemente, las lineas de sellos se extienden a traves de las paredes laterales completas, incluyendo todas las laminas de las mismas, para formar un sello de bolsa seguro.

[0033] �olviendo a laFigura 1, se muestra un tubo de pelicula continuo 10 formado de unrollo de pelicula 11 usando una maquina de formado llenado sellado vertical 12 que incluye un desenrollador del rollo 14; una seccion de formado 1 6 donde la pelicula se pliega v erticalmente; y una s eccion de s ellado v ertical 18 do nde l os b ordes longitudinales de la pelicula son sellados juntos para formar un sello vertical, tipicamente un "sello de vuelta" o un "sello de aleta" (a pesar de que el tipo de sello vertical no esta particularmente restringido y esta dentro de la competenciade una persona experta en la tecnica). Las mordazas de sellado vertical adecuadas pueden ser termicas (mordaza constantemente caliente) o de impulsos (alimentadas intermitentemente para cada sello). La maquina de formado llenado sellado 12 ademas incluye una seccion de sellado horizontal 20, donde se hace un sello termico transversal. Tipicamente el sello termico transversal sera formado por un par de mordazas de sellado 22, 24, aunque sera entendido por una persona experta en la tecnica, que pueden ser posibles otras disposiciones de sellado, aunque para los propositos de esta descripcion, el sellado horizontal sera descrito en terminos de las mordazas de sellado 22, 24. Tipicamente, las mordazas de sellado 22, 24 estan tambien asociadas con un aparato de corte (no mostrado) para separar una bolsa formada y llenada de la bolsa siguiente. La maquina 12 puede incluir dedos esparcidores 26, 28 (ver por ejemplo Figuras 7, 8, 13 y 14) adaptados para estar dentro del tubo de pelicula continuo 1 0 y par a dar f ormar a l a pe licula t ubular del m ismo haci a una co nfiguracion de p osicion p lana, t al configuracion de posicion plana teniendo bordes longitudinales, esparciendo los bordes longitudinales del tubo de pelicula continua 10 hacia afuera.

[0034] El a parato d e l a pr esente invencion ademas comprende una est acion de llenado co mprendiendo tipicamente un tanque de equilibrio del producto (no mostrado) y un conducto de suministro 29 sobre la seccion de sellado horizontal 20.

[0035] Tras hacer el sello horizontal, pero antes de que se abran las mordazas de sellado 22, 24, una cantidad de producto se suministra al tubo de pelicula continuo 10 por el conducto de suministro 29, que llena el tubo de pelicula continuo 10 hacia arriba desde el sello transversal. Despues se obliga al tubo de pelicula continuo 10 a moverse hacia abajo a una distancia predeterminada. Este movimiento puede ser bajo la influencia del peso del material en el tubo de pelicula continuo 10, o puede realizarse tirando o conduciendo mecanicamente el tubo de pelicula continuo

10. Las mordazas de sellado 22, 24 se cierran de nuevo, colapsando asi el tubo de pelicula continuo 10 en una segunda posicion, habitualmente justo encima de la interfaz de aire/producto. Las mordazas de sellado 22, 24 tipicamente sellan y cortan el tubo de pelicula continuo 10, o el tubo puede ser cortado posteriormente. De forma adecuada, una bolsa puede ser simultaneamente termosellada y cortada de una bolsa posterior. Alternativamente, la bolsa puede ser sellada y posteriormente cortada de la bolsa posterior, como por un cuchillo. Otro ejemplo para cortar bolsas formadas de esa manera podria ser a traves del uso de una linea rasgada perforada o debilitada, que puede ser producida en cualquier numero de las formas conocidas. Los metodos adecuados para separar bolsas son conocidos por los expertos en la tecnica.

[0036] El producto adecuado para la bolsa son los materiales fluidos. El termino "material fluido" no incluye gases, pero incluye materiales que son fluido bajo gravedad, por ejemplo bombeados o transportado de otra manera a traves de tubos. Dichos materiales incluyen emulsiones, por ejemplo mezcla de helado; margarina suave; aderezos de alimentos; pastas, etc., pastas de carne; mantequilla de cacahuete; conservas, por ejemplo, confituras, rellenos de pasteles,mermeladas,gelatinas; masas; carne picada, por ejemplo carne de salchicha; polvos, por ejemplo polvos de gelatina; detergentes, liquidos, por ejemplo leche, aceites; solidos granulares, por ejemplo, arroz, azucar; y mezclas de liquidos y solidos, por ejemplo sopas con trozos, ensalada de col, ensalada de macarrones, macedonia, escabeches troceados, relleno de pastel de cereza. En una aplicacion, el material fluido es un liquido adecuado para el consumo, por ejemplo, zumo de fruta, leche, y vino.

[0037] Cada bolsa formada contendra una cantidad predeterminada de producto 30. El suministrar cada bolsa con una cantidad predeterminada de producto 30 (mostrado en las Figuras 2 a 6) se puede conseguir midiendo con precision el producto por metodos conocidos en la tecnica para operaciones de llenado continuo o llenado intermitente. L os metodos adecuados de medicion, p or ejemplo, p ueden em plear f lujo c onstante (continuo) d e producto y temporizador de secuenciacion de sellado preciso o cualquier metodo de dosificacion conocido que permite el llenado intermitente del producto.

[0038] Con la cantidad predeterminada del producto 30 medida en el tubo de pelicula continuo 10, un conjunto de pinzadores 32, 34 se cierran para asegurar que el producto 30 permanece dentro del tubo de pelicula continuo 10. En una operacion de llenado continuo, los pinzadores 32, 34 tambien separan el producto de lasiguiente bolsa siendo producida a medida que el producto se vierte constantemente. Un paso de evacuacion (descrito en mas detalle mas adelante) permite la evacuacion del espacio vacio a traves de los pinzadores cerrados 32, 34, mientras que evita el flujo del producto de una bolsa a la siguiente. El "paso" se refiere a un camino o ruta a traves de la cual el aire puede pasar para evacuar el espacio vacio entre los pinzadores.

[0039] En una realizacionmostrada en las Figuras7y8, los pinzadores 32, 34 se cierran contra un tubo de evacuacion 36, que actua como el paso de evacuacion. Los pinzadores 32, 34 puedentener un material sellante, como una tira de goma para pinzar sobre el tubo de evacuacion 36. De forma segura el pinzar sobre el tubo de evacuacion 36 para minimizar las fugas de producto promueve la precision de llenado.

[0040] En referencia a las Figuras 7 y 8, en larealizacion mostrada, el tubo de evacuacion 36 pasa entre los pinzadores 32, 34 de tal forma que su cabeza 37 se abre en el espacio vacio entre la cantidad predeterminada suministrada de producto 30 y los pinzadores 32, 34. Enla maquina de formado llenado sellado vertical 12, la cabeza 37 del tubo de evacuacion 36 puede posarse en una elevacion mas baja que los pinzadores 32, 34 o entre los pinzadores 32, 34 abierta en el espacio vacio. Mientras que el termino "cabeza" 37 se usa, sera aparente a una persona experta en la tecnica que el tubo de evacuacion 36 puede tener un perfil consistente a lo largo de la longitud del mismo. Mientras que la forma de la cabeza del tubo de evacuacion 37, y la parte que lo recibe correspondiente de los pinzadores 32, 34 no este particularmente restringida, una forma preferida limita los pliegues y el rasgado. Se ha descubierto que una forma preferida para la cabeza 37 es la de diamante, como se muestra en la Figura 8.

[0041] En otra realizacion del paso de evacuacion, los pinzadores 32, 34 se extienden a traves de la anchura del tubo de pelicula continua 10, pero estan cerrados con una fuerza que permite la evacuacion a traves de las caras cerradas de los pinzadores 32, 34, mientras que limita el flujo del producto. La forma de las caras de los pinzadores puede facilitar la formacion de este tipo de paso de evacuacion. Las caras frontales de los pinzadores, por ejemplo, pueden tener adecuadamente caras de goma acanaladas o con relieve que facilitan el paso del aire del espacio vacio entre ellas. Mientras que se usa el termino "paso" de evacuacion, una persona experta en la materia entendera que la invencion puede incluir una pluralidad de pasos pequenos a traves de los cuales, colectivamente, se evacua el espacio vacio.

[0042] En todavia otra realizacion, mostrada en la Figura 9, el paso de evacuacion se forma formando un sello vertical interior adicional 38 que crea un pequeno canal 40 en el lateral de la bolsa, que actua como un paso de evacuacion permitiendo la evacuacion del espacio vacio. El sello vertical interior 38 se crea de tal manera que permite la evacuacion despues de que los pinzadores 32�, 34� son cerrados. El sello vertical interior 38 no cubre la longitud de la bolsa completa. Las Figuras 10 y 11, por ejemplo, muestran configuraciones de dos bolsas formadas de acuerdo a esta realizacion, mostrando dos sellos verticales interiores diferentes 38A y 38B. En funcionamiento, el proceso es similar al de otras realizaciones de la presente invencion, a pesar de que los pinzadores 32�, 34� no aprietan la anchura completa del tubo de pelicula. El canal 40 entre el sello verticalinterior 38 yel sello vertical exterior (o borde de la bolsa vertical donde se usa un sello de superposicion) permite la evacuacion del espacio vacio de la bolsa que se esta formando debajo de los pinzadores 32�, 34�. Los pinzadores 32�, 34� pueden ser hechos horizontales o perpendiculares al recorrido de la pelicula. Los pinzadores 32�, 34� pueden estar inclinados hacia arriba haciael canal de lapelicula de evacuacion vertical 40 parafacilitar la salida. Como se reconocera por una persona experta en la tecnica, la realizacion tiene la ventaja de que no hay lineas de procesos adicionales para la limpieza en el lugar.

[0043] En una realizacion de la invencion, el paso de evacuacion ademas comprende un canal vertical formado dentro de la bolsa y conectado fluidamente con la bolsa, el canal alineandose con la parte no pinzada de la anchura del tubo continuo.

[0044] En otra realizacion de l a invencion, el tubo de evacuacion tiene un segundo extremo distal al primer extremo, el segundo extremo abriendose en la siguiente bolsa a ser formada del tubo continuo.

[0045] En todavia otra realizacion (no mostrada) en lugar de un sello vertical 38, un pinzador vertical se usa en combinacion con los pinzadores 32�, 34� que no aprietan la anchura completa del tubo de pelicula. El pinzador vertical crea un canal vertical temporal para la evacuacion del espacio vacio. En esencia, el pinzador vertical actua temporalmente como un sello vertical interior 38 formando un paso de evacuacion.

[0046] En otra realizacion del paso de evacuacion, mostrado en la Figura 12, se usa un pinzador en forma de U 32��, 34��. Los pinzadores en forma de U 32��, 34�� crean dos pasos de evacuacion verticales temporales que permiten la evacuacion del espacio vacio. Como sera aparente para una persona experta en la materia, otros pinzadores con forma que forman uno o mas pasos de evacuacion tambien pueden ser adecuados.

[0047] En todas las realizaciones, el conducto de suministro 29 puede estar adecuadamente unido a una boquilla 31 para facilitar el llenado del tubo de pelicula continua 10.

[0048] Una vez que los pinzadores 32, 34 estan acoplados, se emplea un aparato de desinflado para evacuar el espacio vacio a traves del paso de evacuacion. De manera adecuada, el aparato de desinflado comprende un juego de mordazas de desinflado o desinfladores 44, 46. Otros aparatos de desinflado son conocidos para aquellos expertos en la tecnica, por ejemplo, se pueden usar para el desinflado sopladores para meter chorros de aire o la aspiracion. Elconjunto de desinfladores 44, 46 se accionapara expulsar el aire para reducir o eliminar elespacio vacio. Los desinfladores 44, 46 estan colocados adecuadamente debajo de las mordazas de sellado 22, 24 y estan disenados para expulsar el aire suavemente a traves del paso de evacuacion hasta que el producto aparece y entra

en el paso de evacuacion. La presion particular con la que los desinfladores 44, 46 desinflan el espacio vacio sera facilmente verificada por una persona experta en la materia, y dependera de variables tales como el tamano de la bolsa, la velocidad de lamaquina y las propiedades del producto que esta siendo envasado. Preferiblemente, la presion aplicada es relativamente suave para limitar el aumento de la presion en el sistema, que puede llevar a sellos debilitados. Como sera aparente para una persona experta en la materia, los desinfladores 44, 46 pueden comprimir todo o parte del espacio vacio directamente o pueden comprimir una parte de la bolsa que contiene la cantidad predeterminada de producto 30. Donde el paso de evacuacion se forma cerrando los pinzadores 32, 34 con una presion reducida, el aire es expulsado entre los pinzadores 32, 34, mientras que se evita el flujo del producto. Adecuadamente, la distancia de recorrido de los desinfladores puede ser controlada, lo que permite la produccion de un volumen consistente en la bolsa (o control de forma). La distanciarecorridapuede ser controlada por varios aparatos, incluyendo por ejemplo cilindros hidraulicos o de aire o actuadores electricos.

[0049] Los desinfladores 44, 46 estan controlados para evacuar optimamente el espacio vacio, mientras limitan la evacuacion del producto fluido. Donde se emplea un tubo de evacuacion 36, los desinfladores 44, 46 son controlados para cesar de evacuar aire del espacio vacio en el tubo de evacuacion 36 una vez que el producto empieza a fluir en el tubo de evacuacion 36. Una realizacion de la presente invencion por lo tanto incluye un sensor de producto 48 (mostrado en las Figuras 2 a 6) para monitorizar la entrada de producto por el tubo de evacuacion 36 y un dispositivo de control (no mostrado) para efectuar este paso.

[0050] Los sensores adecuados seran conocidos por las personas expertas en la materia e incluyen, por ejemplo, una sonda de capacitacion, un sensor ultrasonico y un sensor de luz. El sensor de producto 48 puede estar montado dentro o fuera del paso de evacuacion, y dentro o fuera del tubo de pelicula continuo 10. El proceso de la presente invencion puede ser usado para proporcionar un metodo preciso para determinar el espacio vacio ha sido minimizado, porque una vez el producto sale, esencialmente el espacio vacio ha sido eliminado. Ademas este metodo es independiente del control o fiabilidad de llenado. Este metodo es adecuado para tanto las operaciones de llenado continuo como la intermitente.

[0051] En una realizacion de la invencion, la presion de los desinfladores 44, 46 se controla para controlar la presion interna de la bolsa formada por el apriete del tubo de pelicula continuo 10. La presion interna se trasladara a un cierto nivel de producto en el tubo de evacuacion 36. En esta realizacion, un sensor de producto separado no es necesario para asegurar la precision de llenado (aunque se puede usar un sensor si se desea). En esta realizacion, el nivel de producto evacuado puede ser controlado por la sincronizacion y la presion de los desinfladores 44, 46.

[0052] Adecuadamente, donde se suprime un tubo de evacuacion y el paso de evacuacion se forma a traves de los pinzadores 32, 34, la presion de los desinfladores 44, 46 y la sincronizacion de las mordazas de sellado 22, 24 se controla de tal manera que la operacion de sellado yla de corte tiene lugar en el momento de la sustancial evacuacion del espacio vacio.

[0053] Una vez que el espacio vacio ha sido minimizado o eliminado, la bolsa se sella. Generalmente el sellado de la bolsa implica el termosellado transversal del tubo de pelicula continuo 10 para formar un sello superior de una bolsa previamente formada que contiene material fluido y un sello inferior de una bolsa a ser llenada a continuacion, como se conoce por las personas expertas en la tecnica.

[0054] En una realizacion, para mejorar la precision del llenado, el sensor de producto 48 trasmite una senal que maneja una valvula 50 (mostrada en las Figuras 2 a 6) en el tubo de evacuacion 36, para cerrar la valvula 50 y de este modo evitar perdidas de producto.

[0055] En otra realizacion, el tubo de evacuacion 36 tiene una parte en forma de gancho 52 (Figura 14) para proveer producto evacuado a la siguiente bolsa a ser formada.

[0056] En todavia otra realizacion, el tubo de evacuacion 36 esta conectado al tanque de equilibrio de producto (no mostrado) para devolver cualquier producto evacuado a l mismo.

[0057] En todavia otra realizacion, el tubo de evacuacion 36 esta conectado a un aspirador (no mostrado) para aspirar ai re d el esp acio va cio. C omo se ra apar ente pa ra una p ersona exp erta e n l a t ecnica, m ientras que el aspirador y el tubo de evacuacion 36 pueden ser usados en conjuncion con los desinfladores 44, 46 el aspirador puede ser usado solo como el aparato de desinflado.

[0058] La disposicion particular del aparato de desinflado y el tubo de evacuacion 36, dependera de un numero de factores, incluyendo la naturaleza del producto. Por ejemplo, donde se estan envasando productos de espuma relativamente alta, no se ria ve ntajoso el tener el t ubo de eva cuacion 36 pr oveyendo pr oducto evacuado a la siguiente bolsa a ser formada. De manera similar, donde se estan envasando un producto de viscosidad alta puede ser beneficioso emplear ambos desinfladores 44, 46 y un aspirador.

[0059] En todas las realizaciones, para formar la bolsa final, la bolsa es cortada de la bolsa adyacente siguiente. Como se ha explicado anteriormente, tipicamente las mordazas de sellado 22, 24 estan asociadas con un aparato

de corte (no mostrado) para cortar la bolsa de la bolsa adyacente siguiente. Estos pasos de sellar y cortar pueden ser realizados en una operacion simultanea, comunmente llamada una "operacion de sellado y corte�

[0060] En todas las realizaciones, los desinfladores 44, 46 adecuadamente pueden ser retraidos (como se muestra en la Figura 4) antes de sellar el tubo de pelicula continuo 10, para permitir el drenaje del producto del area de sellado y parareducir el potencial de que la presion interna aumente mientras las mordazas de sellado 22, 24 se juntan durante el sellado.

[0061] El proceso de la presente invencion puede ademas incluir pasos adicionales para minimizar la oxidacion del producto, ejemplos de los cuales son conocidos en latecnica, Un ejemplo de dicha tecnica para minimizar la oxidacion del producto es el desplazamiento de nitrogeno (inertizacion con nitrogeno gaseoso o dosificacion con nitrogeno liquido) para obtener los niveles de oxigeno del espacio vacio deseados. Otra tecnica seria formar el tubo de p elicula co ntinuo 1 0 usa ndo una est ructura de pelicula c on absorbedores de o xigeno incorporados en la estructura.

[0062] Como sera aparente para una persona experta en la materia, el mismo espacio vacio minimo minimiza la oxidacion del producto. En algunas aplicaciones, esto puede realmente permitir el envasado de un producto mejorado. En el caso del vino, por ejemplo, se anaden sulfitos como un conservante. El nivel aceptable de sulfitos en el vino es regulado para asegurar niveles aceptables para el consumo. Limitar los niveles de sulfitos puede mejorar el gusto y un producto con pocos conservantes atrae a los consumidores. La bolsa con espacio vacio minimo de la presente invencion es particularmente adecuada para envasar un vino con sulfitos reducidos.

[0063] Como sera aparentepara una persona experta en la materia, formar una bolsa usando el proceso de la presente invencion puede implicar pasos de fabricacion adicionales (ya sea antes, durante o despues del proceso de la presente invencion); por ejemplo, la bolsa puede ser equipada con un accesorio antes del llenado (por ejemplo a modo de una prensa de aplicacion de accesorio 54, como se muestra en la Figura 1). La bolsa puede tambien formar parte de un en vase mas grande� por ejemplo, puede ser insertada en una caja de carton (es decir de acuerdo al principio de "bag in box").

[0064] Esta invencion ha sido descrita con referencia a realizaciones y ejemplos ilustrativos. De este modo, varias modificaciones de las realizaciones ilustrativas, asi como otras realizaciones de la invencion comprendidas dentro del ambito de las reivindicaciones anadidas, seran aparentes para las personas expertas en la materia en referencia a la descripcion. Por ejemplo, como sera aparente para las personas expertas en la materia, mientras que se describen un numero de partes como estando presentes en singular o como un par, podria haber presentes dos o mas de estos componentes en el aparato de la presente invencion, por ejemplo, podria haber multiples conductos de suministro, tubos de evacuacion, desinfladores, dedos esparcidores, pinzadores, etc. Tambien se puede concebir un sistema para realizar el proceso de la presente invencion. Como sera aparente para una persona experta en la materia, mientras que la invencion ha sido descrita en terminos de un unico aparato, los varios pasos del proceso podrian ser realizados por aparatos diferentes que formen parte de un sistema mas grande.

Ejemplo 1 -Comparativa

[0065] Se modifico una maquina lnpaco Mar� lll (Liquid-Box Corporation) para permitir la operacion de llenado de flujo continuo. Un flujo continuo de agua fue provisto por gravedad desde un tanque de equilibrio al tubo de pelicula continuo. Un circuito de control del nivel de capacitacion del tanque de equilibrio permitio la administracion del flujo constante y un temporizador secuenciado de la mordaza de sellado preciso controlo la cantidad predeterminada de agua en cada bolsa. La maquina fue ajustada para producir bolsas de 300 Og. Bajo operacion en estado estable, las bolsas fueron recogidas, pesadas yse estimo el espacio vacio. La pr ecision de llenado presentada(desviacion estandar del peso de la bolsa) fue 2 gramos con espacio vacio bastante grande (mayor que 250 centimetros cubicos).

Ejemplo 2

[0066] La maquina usada en el Ejemplo 1 fue modificada de acuerdo a al presente invencion para incluir�

-

un tubo de evacuacion con valvulas con una cabeza de evacuacion como se muestra en la Figura 8

-

un conjunto de pinzadores como se muestra en la Figura 8.

[0067] De manera similar, la maquina fue manejada bajo estado estable. Se presento una precision de llenado de 7 gramos con solo 10 centimetros cubicos de espacio vacio.

[0068] Los elementos ilustrados o descritos en conexion con una realizacion ejemplar pueden ser combinados con las caracteristicas de otras realizaciones.

Listado de piezas

[0069]

10 tubo de pelicula continuo

5 11 rollo de pelicula 12 maquina de formado llenado sellado 14 desenrollador del rollo 16 seccion de formado 18 seccion de sellado vertical 20 seccion de sellado horizontal 22, 24 mordazas de sellado

10 26, 28 dedos esparcidores 29 conducto de suministro 30 una cantidad predeterminada de producto 31 boquilla 32, 34 pinzadores 36 tubo de evacuacion 37 cabeza del tubo de evacuacion

15 38 sello vertical interior 40 canal 44, 46 desinfladores 48 sensor de producto 50 valvula 52 parte en forma de gancho para evacuar el tubo 54 prensa de aplicacion del accesorio

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Un proceso par a f ormar una b olsa q ue t ienen u n espacio v acio eva cuado q ue co ntienen material f luido comprendiendo los pasos de�

   proporcionar un tubo continuo (10) de pelicula flexible y sellable; suministrar al tubo continuo (10) con una cantidad predeterminada de material fluido; pinzar el tubo continuo (10) sobre la region e sellado para formar una parte pinzada del tubo continuo (10) incluyendo proporcionar un paso de evacuacion que pasa a traves de la parte pinzada, dicho paso de evacuacion estando formado controlando la fuerza aplicada a la parte pinzada; comprimir transversalmente el tubo continuo (10) por debajo de la parte pinzada con mordazas de desinflado (44, 46) evacuando de este modo el espacio vacio entre la parte pinzada y la cantidad predeterminada de material fluido en donde el aire del espacio vacio pasa a traves de la parte pinzada y el flujo del material fluido a traves del mismo esta limitado; liberar las mordazas de desinflado (44, 46) tras evacuar el espacio vacio antes de sellar el tubo continuo (10); y sellar el tubo continuo (10) en laregion de sellado para formar un sello superior de una bolsa previamente formada que contiene material fluido y un segundo sello inferior de una bolsa a ser llenada a continuacion.

2. 2.

   El proceso de la reivindicacion 1, en donde la fuerza de las mordazas de desinflado (44, 46) al comprimir el tubo continuo (10) por debajo de la parte pinzada es controlado para controlar el nivel de material fluido que fluye en el paso de evacuacion.

3. 3.

   El proceso de la reivindicacion 2, en donde el paso de evacuacion ademas comprende un tubo de evacuacion (36) posicionado dentro del tubo continuo (10) y en donde el tubo continuo (10) es pinzado sobre el tubo de evacuacion (36), el tubo de evacuacion (36) teniendo un primer extremo que se abre en el espacio vacio.

4. 4.

   El proceso de la reivindicacion 3, en donde el paso de evacuar el espacio vacio comprende aspirar el espacio vacio.

5. 5.

   El proceso de la reivindicacion 3, ademas comprendiendo el paso de detectar cuando el material fluido esta siendo 3evacuado del tubo continuo (10) ycesar laevacuacion en el momento que se detecta que el material esta siendo evacuado.

6. 6.

   El proceso de la reivindicacion 5, en donde el tubo de evacuacion (36) tiene un segundo extremo distal al primer extremo, el segundo extremo abriendose en la siguiente bolsa a ser formada del tubo continuo (10).

7. 7.

   El proceso de la reivindicacion 2, en donde la parte pinzada se extiende a traves de solo una parte de la anchura del tubo continuo (10).

8. 8.

   El proceso de la reivindicacion 7, en donde el paso de evacuacion ademas comprende un canal vertical formado dentro de la bolsa y conectado fluidamente con la bolsa, el canal alineandose con la parte no pinzada de la anchura del tubo continuo (10).

9. 9.

   El proceso de la reivindicacion 8, en donde el canal vertical esta formado por un sello vertical (38).

10. 10.

    El proceso de la reivindicacion 8, en donde el canal vertical esta formado por un pinzador vertical.

11. 11.

    El proceso de la reivindicacion 10, en donde el pinzador vertical es parte de un pinzador en forma de U (32��, 34��).

12. 12.

    Un aparato de formado llenado sellado vertical (12) para formar una bolsa que contiene materialfluido y que tiene un espacio vacio evacuado, el aparato comprendiendo�

    una seccion de formado de tubo (16) para formar un tubo continuo vertical (10) de un rollo de pelicula (11); una seccion de sellado horizontal (20) para formar un sello transversal a traves del tubo continuo vertical (10); una estacion de llenado para suministrar una cantidad predeterminada de material fluido al tubo continuo vertical (10); pinzadores (32, 34) para pinzar transversalmente el tubo continuo vertical (10) para formar una parte pinzada de un tubo continuo; un paso de evacuacion entre los pinzadores (32, 34) que se abre en el espacio vacio entre la cantidad predeterminada de material fluido y la parte pinzada; en donde el paso de evacuacion esta formado controlando la fuerza aplicada a los pinzadores (32, 34), en donde el aire del espacio vacio puede pasar a traves de la parte pinzada y el flujo de material fluido a traves del mismo esta limitado y en donde el paso de

    evacuacion comprende un tubo de evacuacion (36) posicionado dentro del tubo continuo vertical (10) y en donde el tubo continuo (10) esta pinzado sobre el tubo de evacuacion (36), el tubo de evacuacion teniendo un primer extremo que se abre en el espacio vacio; y un aparato de desinflado para evacuar el espacio vacio por el paso de evacuacion, en donde el aparato de desinflado comprende mordazas de desinflado (44, 46) que aplican presion transversal al tubo continuo vertical (10) por debajo de los pinzadores (32, 34) yen donde las mordazas de desinflado (44, 46) estan adaptadas para liberarse antes de la activacion de la seccion de sellado horizontal (20).

13. 13.

    El aparato de lareivindicacion 12, en donde los pinzadores (32, 34) no se extienden a traves de la anchura completa del tubo continuo (10).

14. 14.

    El aparato de la reivindicacion 13, en donde el aparato comprende un sellador vertical y el paso de evacuacion ademas comprende un canal formado por un sello vertical (38) dentro de la bolsa.

15. 15.

    El aparato de la reivindicacion 13, en donde el aparato comprende un pinzador vertical y el paso de evacuacion ademas comprende un canal formado por el pinzador vertical.

16. 16.

    El aparato de la reivindicacion 15, en donde el pinzador vertical es parte de un pinzador con forma de U (32��, 34��).

17. 17.

    El aparato de la reivindicacion 12, comprendiendo ademas un sensor (48) para detectar la toma de material fluido en el tubo de evacuacion(36) y un dispositivo de controlpara cesar la evacuacion del espacio vacio en el momento de recibir una senal del sensor (48).

18. 18.

    El aparato de la reivindicacion 12, en donde el aparato de desinflado comprende un aspirador conectado al tubo de evacuacion (36) para aspirar el espacio vacio.