Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite de un decantador centrífugo horizontal en el proceso de elaboración de aceite de oliva.

Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite

(1b) de un decantador centrífugo (1) horizontal en el proceso de elaboración de aceite (1b) de oliva, que comprende: un sensor de posición (3) de la interfase que tiene: un elemento generador (4) de un campo magnético o de microondas; un elemento receptor (6) configurado para recibir y transformar una señal generada por el elemento generador (4), en una señal eléctrica; y una unidad de control (7) cuyas entradas son: la posición real de la interfase entre agua y aceite (1b), y la posición idónea de dicha interfase; y cuyas salidas son: una variación de la velocidad angular del tornillo sin-fin (2), una variación en la regulación del paso de agua hacia el decantador, una variación en el caudal (9) de la pasta (1a), y una regulación de unas presillas de salida del aceite (1b).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330818.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE JAEN.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GAMEZ GARCIA,JAVIER, GOMEZ ORTEGA,JUAN, CANO MARCHAL,PABLO, MARTÍNEZ GILA,Diego.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de líquidos, no previsto en otro lugar,... > B01D17/02 (Separación de líquidos no miscibles)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de líquidos, no previsto en otro lugar,... > B01D17/12 (Equipo auxiliar adaptado especialmente para utilizarlo con aparatos de separación de líquidos, p. ej. circuitos de control)
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Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite de un decantador centrífugo horizontal en el proceso de elaboración de aceite de oliva.

Fragmento de la descripción:

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCiÓN

La presente invención se refiere a un sistema de regulación automatico de la salida de la interfase entre agua y aceite de un decantador centrífugo horizontal utilizado comúnmente en el proceso de elaboración de aceite de oliva, donde dicho sistema de regulación se engloba dentro del sector alimenticio del aceite de oliva y su elaboración.

Esta sistema de regulación automático objeto de invención tiene como finalidad la medición y posicionamiento de la interfase existente entre el aceite y el agua separados dentro del decantador centrífugo, de forma que, una vez conocida la posición exacta de dicha interfase, el sistema sea capaz de gestionar la 20 información y efectuar las órdenes necesarias para mantener la correcta ubicación de la interfase agua-aceite dentro de la etapa de separación del aceite de manera automática y efectiva, con el objeto de extraer el máximo aceite de oliva posible de manera rápida y segura. Obteniendo también una perfecta regulación de las presillas de salida del aceite de oliva en función de dicha información gestionada en el sistema objeto de invención .

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

A modo de introducción , es conocido que en el proceso de elaboración de aceite de oliva, una vez recogidas y lavadas las aceitunas en el entorno donde se ubiquen, las etapas que se siguen, de manera usual, son las siguientes:

Trituración o molienda, en la cual se procede a romper y triturar la aceituna con el fin de extraer el aceite de su interior, creándose una pasta formada principalmente por aceite, hollejo u orujo, además de agua proveniente de la propia aceituna o adicionada durante esta etapa. Preparación de la pasta en una batidora, con la finalidad de adecuar las características de la pasta a las idóneas para la separación de sus componentes.

Centrifugación de la pasta triturada en la etapa anterior, donde dicha pasta se introduce en un centrifugador decantador, el cual por efecto centrífugo y con ayuda de un tornillo sin-fin, se encarga de separar el aceite del resto de componentes tales como el orujo y el agua existente. Esta etapa puede ser observada en la figura 1 de la presente solicitud , en la cual se muestra un decantador centrífugo (1 ) donde la pasta (1a) de entrada se introduce por el interior del tornillo sin-fin (2) hasta la zona intermedia de éste, y es ahí donde la pasta (1a) de entrada llena la cavidad (11 ) del decantador centrífugo (1) y comienza la separación del aceite (1b) y el resto de elementos tales como agua y orujo. El tornillo sin-fin (2) y la cavidad (11)

presentan una geometría troncocónica que garantiza y facilita la separación y expulsión del resto de elementos frente al aceite (1b) , el cual es expulsado por decantación en la zona próxima a la entrada de pasta (1a) del decantador centrífugo (1 ) . Filtrado del aceíte de oliva obtenido en la etapa anterior, de forma que se eliminen las impurezas que hayan podido quedar en el propio aceite, y se le dé un acabado más brillante con el objetivo de ser más atractivo de cara al consumidor.

En relación a la etapa de centrifugación, se conoce que hoy en día no se realiza ningún tipo de control automático de dicha etapa, en la cual el decantador centrífugo separa el aceite de oliva del resto de componentes. De forma que la práctica más extendida para controlar el correcto funcionamiento del decantador, es la regulación manual del decantador centrífugo por los operarios encargados, en base a su experiencia y los resultados del análisis de contenido en el aceite y/u orujo. Donde a partir de ese análisis, y en función de la información obtenida, las acciones más usuales son:

Aumentar el caudal de inyección de la pasta hacia el decantador centrífugo, de forma que el contenido en agua disminuya y la dilución de dicha pasta sea menor. Modificación de la cantidad de agua de adición al decantador centrífugo,

con efecto inverso al anterior y con el objetivo de diluir en mayor proporción la pasta introducida.

Variación de las presillas de salida de aceite.

Corrección de la velocidad diferencial entre el tornillo sin-fin de arrastre de sólidos.

Pero a la vista de la falta de objetividad en el análisis realizado por los operarios cualificados, se conoce la existencia de un control en el cual se analiza y se mide la humedad de la propia pasta, y con ello se procede a regular la cantidad de agua de adición a introducir en el decantador centrífugo. Este sistema tiene el inconveniente de realizar en control del decánter en lazo abierto, es decir, controla los componentes que entran en el decánter, no el funcionamiento de la máquina en sí.

Es por ello que se busca tener un tipo de control más automático y efectivo, pero se desconocen sistemas de control adicionales, y esto se debe principalmente, por la inexistencia de sensores capaces de captar y/o transmitir información relevante del estado de la operación de separación de aceite dentro del propio decantador centrífugo. Recordando que la variable fundamental más representati va de la operación dentro del decantador centrífugo es el conocimiento de la posición exacta de la interfase entre el agua y el aceite.

A raíz de la búsqueda de este tipo de sensores, existen numerosas técnicas de medición de nivel de fluidos en general, y de detección de la posición de las interfases en particular. Básicamente, los principios físicos para la realización de la medición son dos:

Diferencia de propiedades eléctricas entre el agua y el aceite; donde para calcular y procesar dicha diferencia de propiedades eléctricas, se emplean sensores capacitivos e inductivos principalmente. Diferencia de densidades; donde para calcular y procesar dicha diferencia de densidades, se emplean sensores de flotación.

Dichos sensores existentes en la actualidad y conocidos en el estado del arte,

están diseñados para su uso en tanques y depósitos estáticos. Actualmente no se conocen sensores en el mercado capaces de medir la posición exacta de las interfases de operación aceite-agua dentro del decantador centrífugo, dadas las especiales condiciones de operación del mismo al estar en constante movimiento giratorio y de disponer en su interior de un tornillo sin-fin que dificulta el emplazamiento de cualquier tipo de sensor configurado para posicionar la interfase entre agua y aceite.

Es por ello que, a la vista de los inconvenientes descritos en cuanto a la incapacidad de poder estimar con precisión la interfase entre agua y aceite en el decantador centrífugo, y la ausencia de sistemas de control automáticos que 10 permita la retroalimentación del propio decantador centrífugo en cuanto a su correcto funcionamiento; se hace necesario la aparición de un nuevo sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite en la etapa del decantador centrífugo, capaz de automatizar y dar fiabilidad a la medida de la interfase, y capaz de realizar las acciones necesarias en dicha etapa en función de la posición de dicha interfase de un modo sencillo y totalmente automatizable.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

La presente invención se refiere a un sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite de un decantador centrífugo en el proceso de elaboración de aceite de oliva, donde dicho decantador centrífugo tiene un tornillo sin fin giratorio configurado para recibir una pasta de entrada formada por orujo, agua y aceite, y posteriormente separar el aceite del orujo y del

agua; donde el sistema de regulación comprende:

-Un sensor de posición de la interfase entre el agua y el aceite, que tiene a su vez un elemento generador de ondas, y un elemento...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1 b) de un decantador centrífugo (1) horizontal en el proceso de elaboración de aceite (1 b) de oliva, donde dicho decantador centrífugo (1) tiene un tornillo sinfin (2) giratorio configurado para recibir una pasta (1a) de entrada formada por orujo, agua y aceite (1b) , y posteriormente separar el aceite (1b) del orujo y del agua; donde el sistema de regulación está caracterizado por que comprende: -un sensor de posición (3) de la interfase entre el agua y el aceite (1b) , que tiene a su vez un elemento generador (4) de ondas, y un elemento receptor (6) de dichas ondas emitidas por el elemento generador (4) ; configurados sendos elementos (4, 6) para detectar la inferfase entre el agua y aceite (1b) , y donde dicho elemento receptor (6) está a su vez configurado para recibir y transformar una señal, generada por el elemento generador (4) , en una señal eléctrica;

-una unidad de control (7) cuyas entradas comprenden: la posición real de la interfase entre agua y aceite (1b) facilitada por el elemento receptor (6) del sensor de posición (3) de la interfase entre agua y aceite (1 b) , Y la posición idónea de la interfase entre agua y aceite (1b) calculada en función de la composición del aceite (1b) y/u orujo extraído del decantador centrífugo (1) ; y cuyas salidas comprenden: una variación de la velocidad angular del tornillo sin-fin (2) , una variación en la apertura de una válvula (8) configurada para regular el paso de agua hacia el decantador centrífugo (1) , una variación en el caudal (9) de la pasta (1a) de entrada al decantador centrífugo (1) , y una regulación de unas presillas de salida del aceite del decantador centrífugo (1) .

2. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1 b) , según la reivindicación 1, caracterizado por que el sensor de posición

(3) de la interfase entre el agua y el aceite (1 b) comprende un elemento generador

(4) de un campo magnétiCO alojado en un elemento flotador (5) cuya densidad

combinada entre ambos elementos (4, 5) es inferior a la densidad del agua y superior a la densidad del aceite (1 b) en las condiciones de trabajo de dicho decantador centrífugo (1) ; un elemento receptor (6) del campo magnético generado por dicho elemento generador (4) , y configurado dicho elemento receptor (6) para recibir y transformar una señal electromagnética, generada por el

elemento generador (4) , en una señal eléctrica.

3. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1 b) , según la reivindicación 1, caracterizado por que el sensor de posición (3) de la interfase entre el agua y el aceite (1b) comprende un elemento emisor radar (4) de microondas guiadas configuradas para detectar la inferfase entre el

agua y aceite mediante la diferencia entre sus constantes dieléctricas; un elemento receptor (6) de microondas generadas por dicho elemento emisor radar (4) , y configurado dicho elemento receptor (6) para recibir y transformar la señal eléctrica de alta frecuencia en una señal eléctrica continua;

4. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1 b) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un sub-sistema actuador (12) configurado para modificar la posición de las presillas de salida del aceite de forma continua.

5. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1 b) , según la reivindicación 4, caracterizado por que comprende un elemento mecánico (13) de movimiento de las presillas de salida del aceite; donde dicho elemento mecánico (13) está formado por uno o varios motores lineales.

6. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1 b) , según la reivindicación 4, caracterizado por que comprende un elemento mecánico (13) de movimiento de las presillas de salida del aceite; donde dicho elemento mecánico (13) está formado por uno o varios motores rotativos.

7. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1b) , según la reivindicación 2 y cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el sensor de posición (3) comprende una guía (10) a la cual se acopla el elemento flotador (5) ; y donde dicha guía (10) permite un movimiento traslacional del elemento flotador (5) con respecto a una cavidad (11 ) donde se aloja la pasta (1a) de entrada en el interior del decantador centrífugo (1) .

8. Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite (1b) , según la reivindicación 7, caracterizado por que la guía (10) se encuentra acoplada por un lado al tornillo sin-fin (2) , Y por otro a la superficie 35 interior de la cavidad (11 ) donde se aloja la pasta (1a) de entrada en el interior del decantador centrífugo (1) ; configurada dicha guía (10) para permitir: un movimiento radial de dicho elemento flotador (5) ; y un movimiento giratorio solidario al movimiento rotacional del tornillo sin-fin (2) .

9. Sistema de regulación automático de la salida de la inteñase entre agua y

aceite (1b) , según la reivindicación 2 y cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por que el elemento generador (4) se encuentra alojado en el interior del elemento flotador (5) y aislado del contacto con la pasta de entrada.

10. Sistema de regulación automático de la salida de la inteñase entre agua y

aceite (1b) , según la reivindicación 2 y cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado por que el elemento receptor (6) del campo magnético se encuentra alojado en el interior del tornillo sin-fin (2) del decantador centrífugo (1) .

11. Sistema de regulación automático de la salida de la inteñase entre agua y

aceite (1 b) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de sensores de posición (3) a lo largo del eje longitudinal del tornillo sin-fin (2) del decantador centrifugo (1) .