llenado aséptico de envases de pet

LLENADO ASÉPTICO
DE ENVASES DE PET
Por Carlos Ballesteros Martín
Congreso EBA 2007
Terrassa, 8 noviembre 2007
leading through innovation
Grupo
AMCOR PET PACKAGING una empresa del
Grupo LA SEDA DE BARCELONA
‰
Líder en envase de PET
‰
11 mil millones de unidades anuales
‰
1200 empleados en 9 plantas Inyección/Soplado + 1 de Reciclado
‰
Instalaciones en 9 países
‰
Facturación en 2006: 600 € millones
Planta de Toledo
AMCOR PET PACKAGING una empresa del
Grupo LA SEDA DE BARCELONA
Oficina Central
Fábrica Amcor
Fábrica preformas La Seda
Soplado
Reciclado
Oficina comercial
R&D
Fabricación de un envase de PET: Proceso de dos etapas
PRIMERA ETAPA
SEGUNDA ETAPA
Soplado
Inyección
ALMACENAMIENTO
Preforma
Botella
Llenado aséptico de envases de PET
1. Llenado aséptico o llenado en caliente
2. Tecnologías de envasado aséptico
2.1. Proceso en Húmedo
2.2. Proceso en Seco
2.3. Descontaminación en preforma
2.4. Esterilización de tapones
Llenado aséptico de envases de PET
1. Llenado aséptico o llenado en caliente
2. Tecnologías de envasado aséptico
2.1. Proceso en Húmedo
2.2. Proceso en Seco
2.3. Descontaminación en preforma
2.4. Esterilización de tapones
Envases de PET
Refrescos
Agua
Zumos
Lácteos
Isotónicas
Vinos
Cerveza
Alimentación
Detergentes
Cosmética
Higiene
Intercambio de gases en una botella de PET
CO2
O2
H2O
H2O
CO2
CO2
Luz UV-Visible
O2
O2
H2O
H2O
Envases barrera de PET: Multicapa
Envase multicapa Bind-Ox® -- Barrera activa O2 / pasiva CO2
external
product
O2 ingress
PET
CO2
loss
B in
d-O
x ®
O2 Degress
PE
T
Envases barrera de PET: Monocapa
Envase monocapa monoBLOx® -- Barrera activa O2 / pasiva CO2
external
product
O2 ingress
CO2
loss
O2 Degress
monoBLOx
O2
CO2
Procesamiento y condiciones de envasado
•
Producto estéril + envase estéril
– ENVASADO EN FRÍO LIMPIO, ULTRA-LIMPIO O ASÉPTICO: 5-25ºC
•
Producto estéril + envase no estéril
– LLENADO EN CALIENTE: 80-90ºC
•
Producto no estéril + envase no estéril
– PASTEURIZACIÓN EN BOTELLA: 60-90ºC
– ESTERILIZACIÓN EN ENVASE: 121ºC
Envases de PET para llenado en caliente
¾ Peso elevado
¾ Posibilidades de diseño limitadas
¾ Menor inversión
¾ Posibilidad de adaptar líneas de
vidrio existentes
¾ Líneas de baja producción
Ventajas del llenado aséptico
9 Sin conservantes (Velcorin, nitratos, ác. benzoico, etc.)
9 Bajo impacto térmico (sabor, nutrientes, vitaminas)
⇒ producto más fresco
9 Envase de PET ligero, irrompible, transparente
9 Diseño de botella flexible (marketing)
Evolución del consumo de envases asépticos en Europa
Volúmenes en millones de unidades por tipo de envase
45000
40000
35000
PET
30000
HDPE
25000
PP
Glass
20000
Carton
15000
10000
5000
0
1998
Fuente: Schoenwald Consulting
2000
2002
2004
2006
2008
Consumo de envases asépticos de PET en Europa
Volúmenes de envases asépticos de PET en millones de unidades
18000
16000
14000
Zumos
Isotónicas
12000
Té frío
Lácteos
10000
Agua mineral
Total
8000
6000
4000
2000
0
1998
Fuente: Schoenwald Consulting
2000
2002
2004
2006
2008
Llenado aséptico de envases de PET
1. Llenado aséptico o llenado en caliente
2. Tecnologías de envasado aséptico
2.1. Proceso en Húmedo
2.2. Proceso en Seco
2.3. Descontaminación en preforma
2.4. Esterilización de tapones
Tratamiento de envases de PET
Principales parámetros que determinan el tipo
de tratamiento para los envases y tapones
1. Naturaleza del producto envasado:
pH → sensibilidad microbiológica
2. Condiciones de almacenamiento del producto
3. Nivel inicial de contaminación de botellas y tapones
Sensibilidad microbiológica del producto
pH
1
2
3
4
5
6
Productos de elevada acidez
pH < 4,5
Café
Té
Refresco de té Yogur líquido
Agua aromat.
Té y café con leche
Coca Cola
Yogur
LLENADO EN CALIENTE
Isotónicas
Zumo limón
8
Productos de baja acidez
pH > 4,5
Zumos y néctares
ENVASADO EN FRÍO
Limpio, ultra-limpio o
aséptico
7
Agua
Cerveza
Leche
Vino
Ketchup
LEVADURAS
MOHOS
BACTERIAS
ESPORAS
LLENADO
ASÉPTICO EN FRIO
PASTEURIZACIÓN
O ESTERILIZACIÓN
EN BOTELLA
Presencia de gérmenes
Aire
Persona
100-2000 /m³
Productos
Zumo natural:
Cabello
1,5 x 106 / cm2
Frente
0,2 x 106 / cm2
hasta 5000 / ml
Zumo de concentrado:
hasta 100 / ml
Envases
Saliva
107 - 108 / cm2
Mano
103 - 6 x 103 /cm2
Ropa
Botella de PET soplada en línea
0 – 30 / botella
Tapones
0 – 300 / tapón
Zapatos
Glándulas
sudoríparas
x 106 / cm2
2,5
Reducción logarítmica de gérmenes
Objetivo después del envasado = 0 gérmenes
(independientemente de la contaminación inicial)
Reducción de gérmenes Log 5-6
Reducción Logarítmica = f ([H2O2], t, T)
Llenado aséptico: esquema
Fuente: KRONES
Técnologías de descontaminación
BOTELLA
PREFORMA
Descontaminación
Descontaminación
HÚMEDO
SECO
SECO
Disolución PAA
+
Agua esterilizada
Vapor H2O2
+
Aire estéril caliente
Vapor H2O2
+
Aire estéril caliente
+
Soplado aséptico
Rotiva
Lineal o Rotativa
Rotativa
Técnologías de descontaminación
Descontaminación en BOTELLA
Húmedo y Rotativo
Descontaminación HÚMEDA de botellas de PET
Esterilización con
ácido peracético
Drenado
Enjuagado con
agua esterilizada
Llenado
Capsulado
ENTRADA
SALIDA
Tiempo de contacto
Fuente: SERAC (Topfill)
Esterilización del envase
1
Llenado con solución
esterilizante
Tiempo de contacto 20 s
Fuente: SERAC
2
Vaciado
3
Aclarado con agua
esterilizada
Llenado volumétrico
Sin contacto entre la botella y la válvula de llenado
Descontaminación HÚMEDA de botellas de PET
SISTEMA HÚMEDO
- Baja temperatura de la solución
esterilizante
→ envase ligero
- Bajo peróxido residual (< 0.5 ppm)
- Rotiva: Alta productividad:
20.000 - 45.000 bph
- Consumo de agua
Tratamiento de agua
- Superficie ocupada
- Elevada inversión
Técnologías de descontaminación
Descontaminación en BOTELLA
Seco Lineal o Rotativo
Descontaminación en SECO de botellas de PET
1. Descontaminación
- Aire caliente enriquecido en H2O2 (~35%)
- 110-120°C
- Condensación sobre la pared de PET
2. Fase de Contacto: escasos segundos
3. Secado con aire caliente (100°C) (evaporación del condensado)
Ventilacion con aire caliente para eliminar el H2O2 residual
5. Llenado + tratamiento del espacio de cabeza
6. Capsulado con tapón estéril o termosellado con aluminio estéril
Descontaminación en SECO de botellas de PET
Condensación de vapor de
H2O2 sobre la superficie del
envase
Fuente: KHS
Descontaminación en SECO de botellas de PET
SISTEMA SECO
- Tiempo de contacto corto
- Riesgo de deformación del envase
- No precisa aclarado con agua;
Menor tratamiento de agua
- Mayor H2O2 residual
→ legislación (FDA < 0.5ppm)
→ oxidación del producto
- Menor inversión
- Menor producción
Técnologías de descontaminación
Descontaminación de
PREFORMA
Seco y Rotativo
Proceso de descontaminación SECA de preformas
Sistema Combi
1
2
3
4
5
Consola
Tolva de alimentación de preformas
Tratamiento de la boca con luz UV
Descontaminación seca con H2O2
Acondicionamiento térmico y activación
Soplado
Transferencia a llenadora
Llenado
Alimentación de tapones
Capsulado
6
7
8
9
6
10
8
5
7
10
4
1
9
Fuente: Sidel
3
2
Proceso de descontaminación SECA de preformas
Proceso
1- Inyección de H2O2 :
2- Activación de H2O2 :
Se trata con vapor de peróxido
de hidrógeno a 120-140ºC. El
vapor condensa en la pared
interior de la preforma.
Las preformas se calientan
en el horno de la sopladora,
activando el H2O2.
REDUCCIÓN LOGARÍTMICA: Log 3-6
Cabina aséptica
SALA DE ENVASADO
Paredes y techo
de fácil limpieza
Sistema de drenaje
de agua
¾
Flujo laminar de aire
Clase 100 (ISO 5)
Clase 100 (ISO 5)
Clase 1.000-10.000 (ISO 6-7)
Evitar zonas de
retención de agua
Suelo de fácil limpieza
e inclinado
Fácil acceso para el operario a todos los puntos de la
¾
Zona aséptica minimizada
¾
Intervenciones mediante guantes
¾
Superficie externa de la botella
línea
¾
Posibilidad de acceso al interior de la zona aséptica sin
necesidad de desinfectar antes de reiniciar la
producción
debe ser descontaminada
Tratamiento de tapones
Esterilización HÚMEDA
Esterilización SECA
Esterilización HÚMEDA de tapones
ROCIADO
con
peróxido
• Fácil alimentación de los
tapones desde cajas de cartón a
la línea aséptica
• Eficaz descontaminación
• No para tapones de varias piezas
• Se elimina la mayor parte del agente
deslizante si la concentración,
temperatura o presión del aerosol es
demasiado elevada
⇒ Aplicación problemática,
elevados pares de apertura
BAÑO
con
peróxido
Fuente: Bericap
Idem
Idem
• Eliminación del agente deslizante
durante las paradas, al permanecer los
tapones en el baño
Esterilización en SECO de tapones
80 s @ 50-70 °C
Alimentación de tapones
H2O2 vapor
Salida de aire
• Eficaz incluso con
tapones de varias piezas
• Conserva agente
deslizante de los tapones
Aire caliente
para activación
Enfriado de tapones
con aire estéril
Fuente: KHS Alfill - Bericap
• Elevada temperatura:
riesgo de deformación
• Unidad personalizada
para cada tipo de tapón
Zumos (1)
Zumos (2)
Refrescos de té y bebidas deportivas
Lácteos
MOLTES GRÀCIES
MUCHAS GRACIAS