SISTEMA DE ESTERILIZACIÓN Y MÉTODO PARA EL EMPAQUE DE ALIMENTOS CAMPO DE IA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con un sistema y método para esterilizar un área de empaque de alimentos, tal como una sala limpia de empaque de alimentos al introducir un agente esterilizante a la atmósfera y superficies de contacto en el área con el agente de esterilización.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Normalmente, los productos alimenticios y de bebidas son empacados mediante máquinas de llenado y empaque automatizadas de alta velocidad en una variedad de recipientes diferentes, tales como botellas, cajas de cartón, latas, etc. Es ventajoso y necesario en algunos casos, dependiendo de varios factores, en los que se incluyen por ejemplo el tipo de alimento que es empacado y el tipo de empaque, para la atmósfera circundante a las máquinas de empaque de alimentos también como varias superficies en el área a ser esterilizada antes del procesamiento del alimento o la bebida. Por ejemplo, en procesos para fabricar productos finalmente estables en anaquel no sometidos a calor indebido, los procesos de llenado en frío pueden requerir cierta esterilidad.
Ref: 126107 El nivel de esterilidad puede ser medido en términos de clases que representan el número de partículas por metro cúbico. Por ejemplo, el llenado en frío de ciertas bebidas líquidas no carbonatadas libres de preservativos a temperaturas de 48.9°C (120°F) o menos en una botella u otro recipiente puede requerir que tal procesamiento se presente en un área de clase 100, lo que significa un máximo de 100 partículas mayores de 0.5 mieras de tamaño por pie cúbico de aire. Sin tal esterilidad, el producto final puede tener una vida en anaquel más corta o no cumplir con ciertos requerimientos de la Agencia de Alimentos y Bebidas de los Estados Unidos de Norteamérica. Adicionalmente la esterilización de la atmósfera y superficies en el área antes del procesamiento y empaque de alimentos y bebidas, normalmente junto con ciertos prácticas de fabricación, puede eliminar la necesidad de esterilizar tales alimentos y bebidas después del empaque. Un ambiente cerrado, tal como una sala o cuarto limpio, es frecuentemente utilizado para minimizar la contaminación potencial y para mantener sustancialmente nivel de ambiente estéril deseado una vez que se ha obtenido. La esterilización de las máquinas de procesamiento o empaque de alimentos y el área circundante provoca destrucción de microorganismos, en los que se incluyen bacterias y ciertos tipos de esporas. Esto a su vez minimiza el riesgo de contaminación del producto alimenticio y la proporción de desperdicio del producto alimenticio entre otras cosas. Existe la necesidad de un método efectivo para esterilizar un área grande en las que se incluyen maquinaria de procesamiento de alimentos o de empaque de alimentos . Como se usa en la presente, "esterilización" no significa necesariamente la eliminación completa de los microorganismos y como es conocido para aquellos experimentados en la técnica, hay niveles de esterilización (tales como números de microorganismos en la atmósfera por volumen cúbico) . Se sabe la aplicación manual de agentes y soluciones esterilizantes líquidos sobre superficies expuestas, tales como sobre equipo de empaque de alimentos y al piso que rodea el equipo de empaque de alimentos. Por ejemplo, esto se ha obtenido mediante aplicación por medio de manguera o trapeador directamente sobre el equipo o superficie deseada. Sin embargo, tal método toma mucho tiempo y es de labor intensa y no puede asegurar ya sea que la atmósfera circundante o las superficies no expuestas del equipo han sido esterilizados. Existe una necesidad por un método de menos labor intensa para esterilizar un área de empaque de alimentos que sea confiable y fácilmente repetible. Existe una necesidad por un método para la esterilización de un área de empaque de alimentos que tome menos tiempo. También existe necesidad de un método preciso para obtener un nivel deseado de esterilidad en la atmósfera y todas las superficies del equipo de empaque de alimentos y el cuarto o sala que contiene tal equipo. La sola aplicación de un agente esterilizante líquido al equipo no proporciona exposición uniforme a todas las áreas del equipo de empaque de alimentos y la atmósfera circundante de la sala, tal como en una sala limpia por ejemplo. Existe una necesidad por esterilizar las superficies no expuestas y la atmósfera en la sala y de minimizar el desperdicio del agente esterilizante durante el proceso de esterilización.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para esterilizar un área o sala de empaque de alimentos que es especialmente apropiado para la automatización. Este método consiste en introducir un agente esterilizante a la atmósfera del área o sala de empaque de alimentos para crear una suspensión en aerosol que contiene el agente esterilizante y distribuir la suspensión en aerosol atmosférica por un tiempo suficiente y en una concentración suficiente para reducir la concentración de microorganismos en la atmósfera a niveles deseados y sobre las superficies en el área que van a ser esterilizadas. Normalmente, el nivel deseado de esterilidad es para obtener la esterilización en el área. El agente de esterilización es de preferencia contenido en una suspensión en aerosol y se condensa sobre varias superficies. "Aerosol" significa una suspensión de partículas liquidas en la atmósfera, tales partículas pueden estar en un rango de tamaño coloidal (normalmente el rango de tamaño coloidal es de aproximadamente 1 milimicra a aproximadamente 1 miera) , tal como un gas, niebla, neblina o rociada o gota fina. Por propósitos de la presente invención, "superficie (s) " se refiere (n) a la(s) superficie (s) de las paredes, piso, techo, equipo de procesamiento de alimentos y cualquier otra cosa presente en el área o sala que es expuesta a la atmósfera del área o sala (esto es, el aire en la sala se pone en contacto con la superficie de las paredes y el piso), la superficie de la cual va a ser esterilizada. Por propósitos de la presente invención, "superficie (s) expuesta (s) " se refiere a cualquier superficie (s) que es (son) fácilmente accesible (s) para la rociada directa. Por propósitos de la presente invención, "superficie (s) no expuesta (s) " se refiere a cualquier superficie (s) que no está(n) fácilmente accesible (s) para la rociada directa. Por ejemplo, una caja con tablillas separadas espaciadamente contendría superficies expuestas sobre el exterior de la caja y superficies no expuestas que están al interior de las tablillas sobre la caja todavía abierta a la atmósfera. Se debe notar que la caja en este ejemplo puede contener partes que no son ni superficies expuestas ni superficies no expuestas si las porciones interiores están completamente aisladas de la atmósfera. Una envoltura ventilada para el equipo jpuede tener superficies exteriores que están "expuestas" y superficies interiores que no están expuestas sino abiertas a la atmósfera y de aquí una "superficie no expuesta" de acuerdo con la invención. Similarmente, una superficie tal como el interior de una bombilla incandescente o tubo de rayos catódicos no es ni una "superficie expuesta" ni una "superficie no expuesta" y por propósitos de la invención es una "superficie cerrada" (esto es, una superficie que no está expuesta a la atmósfera) . La presente invención no es aplicable a tales superficies cerradas. De acuerdo con la presente invención, el agente esterilizante puede ser introducido directamente a la atmósfera como una suspensión en aerosol, de preferencia en forma de gotas pequeñas o una niebla que condensa sobre una superficie (y son fácilmente evaporables) para reaccionar con y/o exterminar microorganismos. En tanto que no se desea estar limitados por la teoría, se cree que el agente esterilizante reacciona con los microorganismos cuando el agente esterilizante condensa sobre una superficie y también puede reaccionar al ponerse en contacto con los microorganismos en la atmósfera sin condensación. De preferencia, la suspensión en aerosol condensa sobre todas o sustancialmente todas (o como se desee o necesite de otra manera) de las superficies expuestas a ser esterilizadas en el área o sala de empaque de alimentos. El agente esterilizante es distribuido en toda el área para asegurar que la atmósfera y sustancialmente todas las áreas expuestas y no expuestas sean esterilizadas a un nivel deseado. No se lleva a cabo circulación en la atmósfera en el área o sala para mantener alta concentración del agente esterilizante. Después que el agente de esterilización está presente por al menos un período de tiempo suficiente para llevar a cabo el grado deseado de esterilización, el agente de esterilización puede ser eliminado del área, dejando una atmósfera resultante y superficies que tienen una esterilidad suficiente para un propósito dado. En general, la remoción del agente esterilizante a algún nivel de umbral es necesaria antes de que el personal sin protección entre al área. Este método puede proporcionar un control más preciso sobre la esterilidad de la sala que la técnica previa. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el agente esterilizante es un agente esterilizante líquido que es evaporable sin dejar ningún residuo o ningún residuo sustancial. Uno de tales agentes esterilizantes es conocido como Oxonia™ que es una mezcla acuosa de peróxido de hidrógeno, ácido peracético e ingredientes inertes. El agente esterilizante puede ser diluido como se desee con un líquido portador apropiado, tal como agua. De acuerdo con otro aspecto de la invención, las condiciones atmosféricas en el área o sala a ser esterilizada son controladas de tal manera que el agente esterilizante, después de su introducción al área o sala, se condensa sobre las superficies, en las que se incluyen sobre áreas expuestas y no expuestas, en el área o sala a ser tratada. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de esterilización automatizado que puede llevar a la práctica los métodos de esterilización anteriores y elimina la necesidad de aplicación manual del agente esterilizante. Tal sistema puede ser más económico, confiable y repetible que un sistema manual. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el método de esterilización se puede poner en operación en una operación de llenado de producto líquido de llenado en frío.
BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO La figura 1 es una vista en elevación de un sistema para esterilizar un área de empaque de alimentos cerrada de acuerdo con la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un método y sistema para reducir el nivel de concentración de microorganismos en un área de procesamiento o empaque de alimentos o bebidas, en los que se incluyen esterilización de la atmósfera y sustancialmente todas las áreas expuestas y no expuestas en el área. El ambiente puede ser un sistema cerrado, tal como una sala limpia, una sala cerrada o serie de salas limpias o salas cerradas o un sistema parcialmente abierto. Un ejemplo de un sistema parcialmente abierto es un método continuo de llenado de recipientes en donde los recipientes son transportados dentro y fuera de áreas estériles. Cuando se utiliza una serie de salas limpias, cada sala puede ser usada para un propósito de procesamiento o empaque diferente, tal como una sala para el llenado de producto a un recipiente y una sala para tapar el recipiente. Cada sala limpia dentro de una serie puede requerir o necesitar un nivel diferente de limpieza. Por ejemplo, la serie de salas limpias puede tener los siguientes niveles requeridos de esterilidad, Clase 1000, 100, 100 para pasillos de operador, enjuague y llenado de recipientes de bebidas respectivamente . Una modalidad de la presente invención es ilustrada en la figura 1. La figura 1 ilustra en vista fragmentaria una sala 10 de empaque de alimentos. La sala 10 de empaque de alimentos consiste de paredes 12, un piso 14, un techo 16 y una atmósfera 18 que en este caso es el aire. La sala 10 de empaque de alimentos contiene equipo 20 de empaque de alimentos que se muestra en forma esquemática. El equipo 20 de empaque de alimentos incluye superficies expuestas 22 que, por ejemplo, están localizadas en la parte superior y lados del equipo 20 de empaque de alimentos, también como sobre una porción 24 inferior elevada del equipo 20 de empaque de alimentos. El equipo 20 de empaque de alimentos también incluye superficies no expuestas 26 localizadas detrás de orificios de ventilación 28 del equipo 20 de empaque de alimentos. Un sistema HVAC 29 representado por orificios de ventilación de entrada y salida 29a y 29b respectivamente, para proporcionar calentamiento, enfriamiento, ventilación y filtración de aire es parte de la sala 10. El sistema HVAC 29 puede formar parte del sistema de esterilización para la sala 10 como se describirá posteriormente en la presente, ya sea para la purga del agente esterilizante de la atmósfera 18 y/o para introducir el agente esterilizante a la atmósfera 18. El sistema HVAC 29 también incluye un filtro de HEPA (no mostrado) y permite que el aire filtrado por HEPA exterior sea introducido a la sala 10 en tanto que desfoga el aire que sale a la atmósfera 18 a la atmósfera externa. La figura 1 ilustra un sistema de esterilización 30 que en la modalidad ilustrada consiste de un tanque 32, una bomba 34, válvulas 36 y 36', un sistema de control 38 y detector de presión y flujo 38', tubería 40 y boquillas de rociada fijas 42C, E, F y . El tanque 32 contiene una cantidad suficiente de solución esterilizante para efectuar la esterilización de la sala 10 de empaque de alimentos y puede incorporar un calentador (no mostrado) para calentar el agente esterilizante contenido en el mismo a una temperatura deseada, tal como aproximadamente 23.9°C (75 °C) a aproximadamente 82.2°C (180°F) . La bomba 34 bombea la solución esterilizante del tanque 32 a través del tubo 40 y boquillas 42 localizadas en la sala 10 de empaque de alimentos. Una cabeza neumática sobre las boquillas 42 atomiza la solución esterilizante a una suspensión de aerosol, un vapor o niebla 43. En la alternativa, la suspensión de aerosol 43 puede ser generada mediante una máquina de niebla o cualquier otro método de generación de suspensión de aerosol conocido para aquellos experimentados en la técnica. El sistema cerrado 38 y detector 38' de presión y flujo controla la presión y velocidad de flujo de la solución esterilizante bombeada a través de las boquillas 42. Las boquillas 42 son arregladas y montadas en sitios fijos para proporcionar máxima cobertura sobre las paredes 12, el piso 14, el techo 16 y el equipo 20 de empaque de alimentos, en las que se incluyen sobre superficies no expuestas 26 en la porción inferior elevada 24 del equipo 20 de empaque de alimentos. Más específicamente, las boquillas
41 2-4C están dedicadas a aplicar la suspensión de aerosol a toda la superficie expuesta del techo 16, las boquillas 42W están dedicadas a aplicar la suspensión en aerosol a toda la superficie expuesta de las paredes 12, las boquillas 42F están dedicadas a toda la superficie expuesta del piso 14, también como las superficies expuestas de línea de mira 22F del equipo 20 de empaque de alimentos. Las boquillas 42E están dedicadas a la aplicación de la suspensión en aerosol 43 a varias superficies expuestas 22 del equipo 20 de empaque de alimentos como se indica en la figura 1. Cualquier tipo apropiado de boquilla puede ser. usada para obtener la introducción deseada del agente esterilizante al área o sala y de preferencia se utiliza una boquilla tipo atomización. Las boquillas 42 también introducen el agente esterilizante a la atmósfera 18 del área 10 de empaque de alimentos. Las boquillas 42 pueden proporcionar una gota líquida de tal manera que el agente esterilizante se evapora rápidamente a la atmósfera 18 para formar una suspensión 43 en aerosol. La suspensión en aerosol 43 se puede condensar cuando se pone en contacto con superficies expuestas o no expuestas debido al diferencial de temperatura entre tales superficies y la suspensión en aerosol. La humedad, concentración del agente esterilizante y la temperatura de la atmósfera 18 pueden ser ajustados de tal manera que la condensación del agente esterilizante sobre las superficies 22 y 26 sea maximizada. . Alternativamente, las boquillas de rociada u otra estructura para inyectar el agente esterilizante a la atmósfera y/o sobre las superficies a ser esterilizadas podrían se movibles o contenidas sobre un dispositivo movible que recorre la sala (por ejemplo, a través del piso o suspendido del techo y/o paredes) tal como sobre un vehículo con ruedas motorizado o robot por ejemplo. De acuerdo con el sistema y método de la invención, el agente esterilizante puede ser introducido a la atmósfera 18 en forma de una suspensión en aerosol, gas, niebla o neblina. Tal introducción podría ser llevada a cabo a través del sistema HVAC 29 o a través de un sistema separado por ejemplo. Después de la introducción, se permite que el agente esterilizante permanezca en la atmósfera 18 por un tiempo al menos suficiente para proporcionar el nivel deseado de esterilización. Durante este tiempo, el agente esterilizante reacciona con y/o extermina microorganismos mediante contacto con las superficies expuestas y no expuestas 22 y 26 dentro del área o sala 10. Más tarde, el agente esterilizante puede ser retirado sustancialmente o purgado de la atmósfera 18, de preferencia reemplazado con aire filtrado (tal como con un filtro HEPA 99.97%) u otro aire que esté libre o sustancialmente libre de microorganismos al grado deseado. El agente esterilizante es de preferencia un compuesto o elemento que es efectivo para separar, reducir o volver de otra manera no dañinos los microorganismos y que sea apto para evaporarse sin dejar un residuo o un residuo sustancial sobre las superficies. Ejemplos incluyen Vortexx™ (de Ecolab Inc. de St. Paul, Minnesota) y composiciones de ácido peroxiacético. Un agente esterilizante preferido es Oxonia™. Oxonia™, una marca comercial de Ecolab Inc de St. Paul, Minnesota, comprende una mezcla acuosa de 27.5% de peróxido de hidrógeno, 66.7% de ingredientes inertes y 5.8% de ácido peracético y está de preferencia presente a su nivel de saturación en el área. El agente esterilizante puede ser provisto y almacenado de cualquier manera apropiada, tal como a granel (tal como en un tanque, tina u otro dispositivo de almacenamiento) o mezclado en línea con una fuente de agua, por ejemplo, que es aislado de alguna manera de la atmósfera a ser. tratada. El agente esterilizante también puede ser almacenado a temperatura ambiente o temperatura elevada. A_igunos agentes esterilizantes funcionan mejor a una temperatura elevada. Además, la inyección del agente esterilizante a temperatura elevada a la atmósfera del área o sala facilita su evaporación a la atmósfera, incrementando mediante esto la concentración del agente esterilizante y facilitando la condensación del agente esterilizante sobre superficies expuestas y no expuestas cuando se desee. Además, la condensación del agente esterilizante sobre las superficies expuestas y no expuestas puede ser facilitada al hacer elevar la temperatura atmosférica en el área o sala a ser tratada por encima de la temperatura de las superficies en el área o sala, proporcionando una concentración del agente esterilizante y agua en la atmósfera de tal manera que la condensación de la atmósfera forma por lo menos una película líquida delgada sobre las superficies (de preferencia tanto expuestas como no expuestas) del área o sala, tal como sobre las paredes 12, el piso 14, el techo 16 y las superficies de equipo 20 y 26, proporcionando mediante esto un efecto esterilizante sobre aquellas superficies, sin requerir ya sea rociado directo u otro contacto atmosférico. Dependiendo del agente esterilizante usado, el agente puede ser diluido como se desee. Por ejemplo, en la modalidad preferida, entre 2-3% de Oxonia™ es diluido a una solución acuosa al 2-3% de Oxonia™ a una temperatura de entre 23.9°C (75°F) y 54.4°C (130°F) . De acuerdo con el método de la invención, cuando la esterilización del área de empaque de alimentos va a ser iniciada, el agente esterilizante es introducido al área. El agente esterilizante puede ser introducido al área al inyectar una suspensión en aerosol, gas, una niebla o una neblina o mediante rociado de gotas a la atmósfera del área o sala, también como directamente sobre las superficies del área o sala o mediante combinación de los mismos o cualquier otro método semejante. En la modalidad preferida, las boquillas son configuradas de tal manera que la suspensión en aerosol se condensa directamente y humecta la cantidad máxima de las superficies expuestas en el área. Las boquillas pueden rociar en cualquier dirección. Por ejemplo, dependiendo de la orientación del equipo u otros ítems en el área, las boquillas pueden ser montadas debajo del equipo y rociar en una dirección hacia arriba. Las boquillas deben tener un ángulo de rociada deseado para aplicar efectivamente la composición antimicrobiana. La ubicación de la boquilla y los ángulos de rociada dependen, por ejemplo, de la configuración del equipo y sala o área a ser rociada. En general, las boquillas deben estar localizadas y posicionadas para obtener una distribución máxima del agente esterilizante directamente sobre las superficies expuestas y en la atmósfera. Las boquillas pueden ser fijas o giratorias. El agente esterilizante puede ser introducido al área como una suspensión en aerosol, gas, niebla, vapor o en una forma de gotas líquidas. Por ejemplo, un microprocesador puede ser usado en el sistema de operación 30 de la figura 1 para iniciar automáticamente y poner en operación un ciclo de esterilización. De preferencia, el rociado directo de las superficies expuestas en la sala con el agente esterilizante debe ser maximizado, lo que se puede presentar por condensación del agente esterilizante sobre superficies expuestas y no expuestas en el área. El contacto se puede presentar en la fase gaseosa o si las condiciones son apropiadas, en una fase líquida como resultado de la condensación del agente esterilizante sobre las superficies. La concentración deseada del agente esterilizante a la atmósfera depende del tipo de agente esterilizante usado y el tamaño de la sala a ser esterilizada, entre otras cosas. En un proceso de esterilización, la concentración del agente esterilizante debe ser suficiente de tal manera que en donde el agente se ponga en contacto con una superficie, esterilice aquella superficie. Para Oxonia™, la composición atmosférica preferida de Oxonia™ es al nivel de saturación de la sala. La concentración necesaria del agente esterilizante y frecuencia de la esterilización pueden ser obtenidas mediante revisión de los datos históricos para el área. En general, el agente esterilizante será introducido a la sala o área limpia por una cantidad de tiempo predeterminada, tal como por 30 minutos o hasta que se proporciona una concentración deseada de agente esterilizante en la atmósfera. Los tubos o líneas que contienen el agente esterilizante pueden ser purgados después de esto para eliminar cualquier agente residual de las boquillas. Luego, el agente esterilizante es distribuido en toda el área para obtener contacto con microorganismos por una cantidad de tiempo suficiente para obtener un nivel deseado de esterilidad. Después de este tiempo de contacto, el agente esterilizante remanente puede ser eliminado de la atmósfera. El agente esterilizante puede ser eliminado mediante cualquier medio apropiado, tal como mediante calentamiento de la sala para evaporar el agente esterilizante y después de esto purgar la atmósfera en la sala o área a la atmósfera externa, por ejemplo. De preferencia, se introduce aire limpio, libre de microorganismos (a un nivel deseado) a la sala o área para reemplazar la atmósfera que contiene el agente esterilizante. Por ejemplo, cuando se usa Oxonia™, la sala puede ser calentada para evaporar toda la Oxonia™; sobre las superficies expuestas y no expuestas y luego la atmósfera puede ser evacuada hasta que la concentración de peróxido de hidrógeno en el área es menor de 0.5 ppm. La evaporación de la Oxonia™ no deja un residuo. Todo este proceso puede ser repetido periódicamente, tan frecuentemente como se desee, para mantener u obtener una cierta esterilidad en base a datos históricos o al verificar directamente la concentración del agente esterilizante y/o concentración del microorganismo en la atmósfera. En tanto que la invención se ha descrito con respecto a ciertas modalidades preferidas y como se apreciará por aquellos experimentados en la técnica, se comprenderá que la invención es apta de numerosos cambios, modificaciones y se pretende que tales rearreglos y tales cambios, modificaciones y rearreglos sean cubiertos por las siguientes reivindicaciones . Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.