PT93928A - Processo e dispositivo para a esterilizacao e limpeza de um sistema de enchimento asseptico - Google Patents

Description

Descrição referente à patente de invenção de NB International Technologies/ suiça, industrial e comercial/ com sede em Vevey, Sui ça, (inventor: Willi Loeliger, re sidente na Suiça, para "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A ESTERILIZAÇÃO E LIMPEZA DE UM SISTEMA DE ENCHIMENTO ASSÉPTICO".

DESCRIÇÃO A invenção refere-se a um processo para a esterilização e limpeza do espaço superior de um sistema de enchi mento asséptico de uma embalagem provida com uma garganta com uma membrana exterior retirável. A invenção refere-se ainda a um dispositivo para a realização do processo.

Conhecem-se já sistemas de enchimento asséptico, nos quais está previsto, na base da cabeça de enchimento, um dispositivo de esterilização e de limpeza no final do enchimento. 0 pedido de patente EP 271 242 refere por exemplo um desses dispositivos. Sobre um desses sistemas de enchimento asséptico, enche-se a frio uma embalagem pré esterilizada e no final do enchimento o corpo e as paredes do espaço da cabeça estão a baixa temperatura devido â presença do produto frio. Após a colocação de uma nova embalagem, é necessário re-esterilizar o espaço da cabeça e a superfície da embalagem que se apoia sobre o referido espaço. Ora, a esterilização é efectuada com vapor de água saturado a uma temperatura compreendida entre 140 e 150°C. Se a • esta temperatura, se quizer eliminar verdadeiramente todos os 1 N.

germes, seria necessário prever um tempo de esterilização da ordem de 3 a 10 minutos. A razão deste tratamento é que o vapor saturado não pode levar as paredes frias e continuamente arrefe cidas do espaço da cabeça a uma temperatura necessária para des activar os germes termicamente estáveis. Estas paredes permanecem efectivamente a uma temperatura da ordem de 120 a 125°C. A esta temperatura, não se pode garantir a eliminação dos germes termicamente estáveis. De qualquer forma, num plano puramente económico, é totalmente impensável efectuar a esterilização durante um tempo tão longo. Esta esterilização deve ser feita em menos de 10 segundos. Por outro lado, se se aquecer o espaço da cabeça a uma temperatura demasiadamente elevada e durante um tempo demasiadamente longo, a membrana exterior retirável e a garganta vão-se enrolar e deformar, o que é inadmissível para o seguimento do processo. Por outro lado, no pedido de patente aci ma citado, a válvula de chegada do vapor e a válvula de saída do vapor e de vazio são colocadas uma em frente da outra. Ora a experiência tem mostrado que essa disposição não permite, durante a limpeza ou lavagem do interior da garganta após enchimento, eliminar com garantia num período aceitável todos os resíduos de produto que se encontram na referida garganta. O objectivo da presente invenção é o desenvol vimento de um processo de esterilização e de limpeza do espaço da cabeça, no qual se assegura uma esterilização absoluta do referido espaço num período de tempo e a uma temperatura aceitável e uma limpeza do interior da garganta no final do enchimento que permite eliminar todos os resíduos do produto. Esta eliminação é importante, porque se permanecessem traços de pro duto na garganta em contacto com um ambiente não esterilizado, seria possível uma re-infecção e multiplicação de germes. No momento da abertura e de utilização da embalagem, estes germes seriam então arrastados com o produto que passa através da refe rida garganta. A invenção refere um processo de esteriliza- * ção e de limpeza do espaço da cabeça de um sistema de enchimen- • to asséptico de uma embalagem esterilizada provida duma gargan- 2

ta com uma membrana exterior retirável, na qual se esteriliza o espaço da cabeça a uma temperatura compreendida entre 120 e 150° C com vapor que chega a uma velocidade compreendida entre 50 e 450 m/s, durante 1 a 10 segundos, seretira a membrana exterior para se efectuar o enchimento da embalagem, se fecha a embalagem e se limpa o espaço da cabeça com vapor a uma temperatura compreendida entre 110 e 150°C e que chega a uma velocidade com preendida entre 50 e 450 m/s durante 1 a 5 segundos. A chegada do vapor â velocidade acimareferida é feita a uma pressão da or dem das 2 a 3 atmosferas.

Constatou-se efectivamente que a lavagem com vapor permite eliminar os germes presentes e esta eliminação é tanto melhor quanto maior for a turbulência do referido valor no espaço da cabeça. Tem-se assim, de acordo com a invenção,uma esterilização que se faz por um lado pelo arrastamento dos germes graças ao vapor que chega a alta velocidade e por outro lado a desactivação dosgermes pela temperatura elevada do vapor. A mesma nota deve ser feita quanto ã lavagem no final do enchimento .

Consegue-se assim esterilizar o espaço da cabeça em menos de 10 segundos e lavar a garganta com a membrana exterior retirável em menos de 5 segundos.

Se se trabalhar com vapor saturado a uma tem peratura compreendida entre 120 e 130°C e que chega a uma velocidade compreendida entre 50 e 150 m/s, assegura-se igualmente uma boa esterilização e uma boa limpeza da garganta. Se se con- 5 _ siderar uma infecçao com 10 germes, atinge-se nas condiçoes da invenção menos de 1 germe ao fim de menos de 10 segundos. A quantidade de vapor introduzida depende dos diâmetros das tubagens de entrada. Ela está normalmente compreendida entre 3 e 10 g/s. • A invenção refere-se igualmente ao dispositi- . vo para a realização deste processo compreendendo uma conduta 3 de chegada e de saída de fluido, uma cabeça de enchimento, um suporte de embalagem colocado por baixo da cabeça de enchimento e previsto para selar a embalagem no final do enchimento, contendo a referida cabeça uma válvula para regular o caudal de che gada de fluido. Este dispositivo compreende, colocado por baixo da referida, cabeça de enchimento, uma válvula de chegada de vapor e uma válvula com uma conduta de saída do vapor e de vazio para a limpeza no final do enchimento, fazendo os eixos das referidas válvulas entre si um ângulo compreendido entre 70 e 110°

Constatou-se com efeito que o facto de se introduzir e de se deixar sair o vapor segundo este ângulo no espaço da cabeça permite maximizar a esterilização e a limpeza da garganta. Pela expressão por baixo da cabeça de enchimento, pre tende-se significar a parte mais próxima da garganta com a membrana retirável.

Por embalagem, entendem-se embalagens plásticas e embalagens em cartão ou qualquer outro tipo de embalagem utilizada no domínio alimentar ou médico. Por fluido, entendem--se soluções aquosas, leite, sumos de frutos ou de legumes ou produtos mais viscosos, como por exemplo doces, marmelada e outros, com ou sem pedaços. 0 suporte da embalagem é constituído por suportes para manutenção em posição da embalagem e de uma cabeça de selagem.

Antes do enchimento, efectua-se uma esterilização do espaço da cabeça de enchimento, bem como da superfície exterior da membrana retirável. Isto é feito graças a uma válvu la de chegada de vapor. A outra válvula serve por um lado para a evacuação do vapor durante a esterilização e por outro lado para a evacuação residual no final do enchimento. Deve entender -se que antes do enchimento, se faz também uma esterilização da conduta de chegada e de saída do fluido.

Numa forma de realização preferida, o eixo da * válvula de chegada de vapor e o eixo da válvula com uma conduta . de saída de vapor e de vazio fazem entre si um ângulo compreen- 4

dido entre 85 e 95°.

Este sistema de esterilização ede limpeza pode utilizado em qualquer tipo de cabeça de enchimento asséptica, por exemplo nas descritas nos pedidos de patente CH 4584/87-5 e EP 280 871, que funcionam com uma embalagem com uma garganta con tendo uma membrana exterior retirável.

No dispositivo de acordo com a invenção, o ei xo da válvula para regular o caudal de chegada de fluido e o ei xo da válvula de chegada de fluido fazem um ângulo compreendido entre 40 e 80°, de preferência um ângulo da ordem de 60-70°. A base da válvula de regulação do caudal de fluido contém igualmente um sistema de corte. Este sistema de corte é normalmente constituido por lâminas radiaos e verticais por exemplo duas lâminas colocadas perpendicularmente. 0 eixo da válvula de chegada do vapor e o da válvula de saída de vapor e de vazio afloram no espaço da cabeça e possuem diâmetros diferentes. O primeiro factor permite as sim evitar qualquer zona morta no espaço da cabeça que poderia conduzir a desenvolvimentos microbianos e a diferença de diâmetros permite evitar qualquer redução da velocidade do vapor durante a esterilização e/ou limpeza. É necessário que o diâmetro da conduta de chegada do vapor seja mais pequeno que o da evacua ção de vapor. Está finalmente prevista na base da cabeça de enchimento uma placa amovível com estrias concêntricas para a manutenção da embalagem numa boa posição. Esta placa pode ser assim permutada quando se encontra gasta. É possível graças ao dispositivo de acordo ccm a invenção construir uma linha completa de enchimento asséptico, na qual se colocam em série pelo menos dois dispositivos como acima descrito. Estão previstos de preferência de dois a oito dispositivos de enchimento. O seguimento da descrição é feito com referên 5 cia aos desenhos nos quais: A Fig. 1 é uma representação em corte do dispositivo de acordo com a invenção, estando fechada a válvula de chegada do fluido; A Fig. 2 é um corte parcial ao longo da linha II-II da Fig. 1, estando a válvula de chegada do fluido aberta, e

A Fig. 3 é um corte ao longo da linha III-III da Fig. 2. A cabeça de enchimento designada por (1) comporta uma conduta de chegada (2) e de saída (3) de fluido, uma válvula (4) para regular o caudal da chegada do fluido, uma válvula de chegada do vapor (62) e uma válvula (63) de saída de vapor e de evacuação do fluido residual. Os eixos das válvulas (62) e (63) são deslocáveis graças a sistemas pneumáticos ou se melhantes (não representados).

Por baixo da cabeça de enchimento propriamente dita, coloca-se uma embalagem (7) contendo uma garganta (8) com uma membrana retirãvel (9) e uma membrana de fecho (10) par cialmente selada contra a garganta (8) para permitir o enchimen to. A embalagem é mantida em posição graças a suportes (11),por baixo dos quais se coloca a cabeça de selagem (31) que assegura o fecho da embalagem no final do enchimento. Esta cabeça de selagem compreende um anel de selagem (12). A cabeça de enchimento contém uma membrana flexível (13) apertada entre as duas partes (14, 15) mantidos solidários graças ao grampo de aperto (16). Esta membrana flexí vel é de politetrafluoroetileno ou em borracha, ou num material flexível com boa resistência mecânica e térmica. O eixo da válvula (4) é deslocável vertical-. mente graças a sistemas pneumáticos ou semelhantes (não) repre-* sentados) entre os apoios (17). 6

A membrana (13 é furada no seu centro e atravessada pelo eixo da válvula (4). Este eixo é constituido por três partes: a parte superior (18) na qual está aparafusada a garganta (21) a parte (19) que assegura também um aperto da mem brana flexível (13). 0 parafuso de bloqueio (22) assegura uma boa manutenção e portanto uma boa estanqueicidade da membrana (13). 0 eixo comporta finalmente uma parte baixa (20) aparafusa da no elemento (19) graças ao punção (23). Esta parte (20) comporta um cone (51) que assegura a abertura/fecho para o enchimento da embalagem. Ele compreende uma junta de estanquicidade (24) e duas lâminas radiais (25) colocadas perpendicularmente. Esta lâminas formam uma ponta central (26) que permite melhorar ainda o corte da membrana (9). Para melhorar ainda a manutenção da membrana (9), está prevista uma placa amovível (60) mantida em posição por parafusos (61) e apresentando estrias concêntricas. A abertura (28) para a passagem de fluido tem a forma tron cocónica. Esta abertura constitui igualmente a sede do cone (51X O funcionamento do dispositivo é o seguinte: estando a válvula (4) fechada (Fig. 1) , e colocando-se a embala gem (7) em posição, efectua-se uma esterilização do espaço da cabeça (52) e da membrana (9) abrindo a válvula de chegada de vapor (62). 0 vapor chega pela conduta (68) . Ele sai pela conduta (69) da válvula (63). No final da esterilização, fecham-se as duas válvulas (62) e (63) e abre-se a válvula (4) (Fig. 2). O elemento (20) desce e as lâminas (25) abrem a membrana retira vel (9). Ao mesmo tempo liberta-se o fluido que penetra na embalagem (7) pela abertura (28). Deve entender-se que durante o enchimento, a cabeça de selagem (31) está na posição baixa. No final do enchimento, a cabeça de selagem volta a subir, abrem--se as válvulas (62) e (63) de modo a que o vapor arraste o pro duto residual que sai pela conduta (69) . Durante ou no final desta operação da limpeza, o anel de selagem (12) é aquecido, fechando assim a embalagem (7). Os apoios (11) podem assim libertar a referida embalagem. • Como se pode observar bem na Fig. 3, a válvu- . la de chegada de vapor (62) apoia-se sobre uma sede (64) e apre 7

Claims (1)

1. senta um canal de entrada de vapor (66) com um diâmetro inferior ao canal de saída (67) da válvula de saída do vapor (63). Esta válvula apoia-se sobre uma sede (65). Nesta configuração, as duas válvulas (62) e (63) fazem um ângulo de 90° permitindo efectuar uma boa esterilização e uma boa limpeza do espaço da cabeça. As duas válvulas (62) e (63) comportam finalmente juntas de estanquicidade (70) e (71) respectivamente. REIVINDICAÇÕES Processo para a esterilização e limpeza do espaço da cabeça de um sistema de enchimento asséptico de uma embalagem esterilizada provida de uma garganta com uma membrana exterior retirável, caracterizado por se esterilizar o espaço da cabeça a uma temperatura compreendida entre 120 e 150°C com vapor que chega a uma velocidade compreendida entre 50 e 450 m/s durante 1 a 10 segundos, retirar-se a membrana exterior para se efectuar o enchimento da embalagem, fechar-se a embalagem e lim par-se o espaço da cabeça com vapor a uma temperatura compreendida entre 110 e 150°C e que chega a uma velocidade compreendida entre 50 e 450 m/s, durante 1 a 5 segundos. - 2a - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca 8

   racterizado por se efectuar a esterilização e a limpeza do espa ço da cabeça a uma temperatura compreendida entre 120 e 130°C com vapor que chega a uma velocidade compreendida entre 50 e 150 m/s. - 39 - Dispositivo para a realização do processo de acordo com as reivindicações 1 e 2 sobre o sistema de enchimento asséptico compreendendo uma conduta de chegada e de saída de fluido, uma cabeça de enchimento, um suporte de embalagem colocado por baixo da cabeça de enchimento e previsto de forma a em balagem no final do enchimento, compreendendo a referida cabeça uma válvula para regular o caudal de chegada de fluido, caracte rizado por compreender, colocado por baixo da referida cabeça de enchimento, uma válvula de chegada de vapor e uma válvula com uma conduta de saíde do vapor e de vazio para a limpeza . no. final do enchimento, fazendo os eixos das referidas válvulas entre si um ângulo compreendido entre 70 e 110°. - 4a - Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o eixo da válvula de chegada de vapor e o eixo da válvula com uma conduta de saída do vapor e de vazio fazerem um ângulo compreendido entre 85 e 95°. - 53 - Dispositivo de acordo com qualquer das reivin dicações 3 e 4, caracterizado por o eixo da válvula para regular , o caudal de chegada de fluido e o eixo da válvula de chegada de 9 vapor respectivamente ao eixo da válvula de saída do vapor e de vazio fazerem um ângulo compreendido entre 40 e 80°. - 6& - Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o eixo da válvula para regular o caudal de che gada de fluido e o eixo da válvula de chegada de vapor fazerem um ângulo de 60-70°. - 7a - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 6, caracterizado por o eixo da válvula de chegada de vapor e da válvula de saída de vapor e de vazio aflorarem no espaço da cabeça e possuirem diâmetros diferentes. - 89 - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 7, caracterizado por a cabeça de enchimento compreender por cima do suporte de embalagem uma placa amovível ccm estrias concêntricas para a manutenção da embalagem em boa posi ção. A requerente reivindica a prioridade do pedido suiço apresentado em 2 de Maio de 1989, sob o nQ 1667/89-8. Lisboa, 30 de Abril de 1990 WMLh Ti'L

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