Sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre.

La invención desarrolla un sistema concebido y diseñado para identificar las piezas de fruta,

especialmente cítricos, afectados por algún grado de podredumbre, y determinar la expulsión automática de estas piezas desde el transportar que las mueve a lo largo de la instalación. El sistema comprende iluminar las frutas con luz de la banda UV-A en una unidad de visión artificial, y capturarimágenes de las frutas iluminadas mediante una cámara para su envío a un órgano de control general, a efectos de determinar la existencia de fluorescencias asociadas al efecto de podredumbre. Las frutas identificadas son expulsadas automáticamente del transportador en una unidad de expulsión, siendo la posición de la frutadefectuosa determinada con la ayuda de un encóder asociado al transportador. El órgano de control general es un ordenador de tipoPC, equipado con un software apropiado de aplicación específica.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ES2008/070030.

Solicitante: RODA IBERICA, S.L.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MOLTO GARCIA,ENRIQUE, GOMEZ SANCHIS,JUAN, CUBERO GARCIA,SERGIO, BLASCO IVARS,JOSE, BLANC,PHILIPPE GABRIEL RENE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B07C5/342 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B07 SEPARACION DE SOLIDOS; CLASIFICACION.B07C CLASIFICACION POSTAL; CLASIFICACION DE OBJETOS INDIVIDUALES O DE UN MATERIAL A GRANEL MANIPULABLE PIEZA POR PIEZA COMO OBJETOS INDIVIDUALES (especialmente adaptada a un fin determinado previsto en otra clase, ver la clase apropiada, p. ej. A43D 33/06, B23Q 7/12). › B07C 5/00 Clasificación según una característica o una particularidad de los objetos o del material a clasificar, p. ej. clasificación controlada por un dispositivo que detecta o mide esta característica o particularidad; Clasificación con ayuda de dispositivos manuales, p. ej. sistemas de agujas (clasificación exclusivamente manual B07C 7/00; separación de diferentes sólidos unos de otros por cribado, tamizado o utilización de corrientes de gas, u otra separación por vía seca para materiales a granel B07B; selección de monedas G07D). › según las propiedades ópticas, p. ej. el color.

PDF original: ES-2441042_T3.pdf

 

Sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre.

Fragmento de la descripción:

Sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre Objeto de la Invención La presente invención se refiere a un sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre, , por ejemplo, conocido a partir del documento US-A-4.726.898.

Más en particular, la invención propone el desarrollo de un sistema altamente eficaz para la identificación de las piezas de cítricos afectadas por problemas de podredumbre, y su retirada automática de una línea de clasificación de productos con anterioridad al envasado de los cítricos, a cuyo efecto el sistema incorpora una unidad de emisión de luz UV, cerrada al exterior, que forma la unidad de visión en la que se proyecta luz UV sobre las piezas de cítricos que la atraviesan sobre un transportador, y se determina el estado de los cítricos en virtud de la naturaleza de la fluorescencia observada sobre los mismos y captada por una cámara después de ser filtrada. Un codificador controla la posición de las piezas indeseadas para su separación automática cuando alcanzan la unidad de expulsión situada a continuación de la citada unidad de visión. En una forma de realización alternativa, las frutas dañadas son identificadas por una acción combinada de un efecto de fluorescencia y de un efecto de pérdida de imagen, en relación con las imágenes captadas por medio de dos cámaras incorporadas en la unidad de visión en posiciones alineadas opuestas con relación a una línea transversal al desplazamiento de las frutas.

El campo de aplicación de la invención está comprendido dentro del sector industrial dedicado a la construcción e instalación de dispositivos automáticos de clasificación y reconocimiento, en particular los destinados al sector hortofrutícola.

Antecedentes y Resumen de la Invención Los expertos en la materia saben que el cultivo de los cítricos constituye el principal sector frutícola nacional. La mitad de los cítricos producidos en España están destinados a la exportación, por lo que los cítricos españoles ocupan un lugar muy importante en el contexto de los países productores. Sin embargo, los bajos costes de producción de los países no europeos del área mediterránea, permiten que su citricultura compita con ventaja en el mercado frente a las producciones españolas. Si a ello se añade la progresiva apertura de los mercados de la Unión Europea a estos países, las únicas alternativas que parecen posibles para mantener la cuota de mercado consisten en ofrecer un producto de mejor calidad que los países competidores, junto con un abaratamiento de los costes de producción.

La calidad de la fruta viene determinada por aspectos tales como la presentación, la apariencia, la uniformidad, la madurez y la frescura, siendo todos ellos componentes esenciales de la decisión de compra. La calidad de las frutas puede verse afectada por diversas causas, dando lugar a defectos morfológicos y fisiológicos que devalúan el producto. Las causas más preocupantes incluyen aquéllas que originan defectos en la fruta durante, o después de, la preparación para el mercado, y que se manifiestan en los lugares de venta. Los daños mecánicos o lesiones que tienen lugar durante la manipulación del producto, son la puerta de entrada para multitud de patógenos causantes de podredumbres, tales como los hongos de los géneros Botr y tis, Rhizopus, Alternaria, Geotrichum, pero sobre todo los hongos Penicilium digitatum (moho verde) y Penicilium italicum (moho azul) , causantes de la mayor parte de las infecciones en post-cosecha.

Las pérdidas debidas a podredumbre son del orden del 3-5% de todas las frutas manejadas en los centros, llegando a ser en los años de climatología anormal, del orden del 7-12%. Para reducir estas pérdidas, se realizan varias operaciones de tría en la planta de procesado de la fruta, atendiendo a criterios tales como defectos en la piel, presencia de insectos, daños por granizo, frutas deformes, etc. Sin embargo, esta operación no siempre es eficaz, debido a la posibilidad de que, en el momento de la tría, el daño causado por la podredumbre no sea todavía visible externamente. En estas condiciones, el hongo se desarrollará durante el almacenamiento y transporte, diseminando la infección por toda la partida y causando elevadas pérdidas económicas. Una rápida detección de la infección será especialmente importante para mantener la calidad del producto y evitar pérdidas económicas para poder, de ese modo, competir en mejores condiciones en el mercado.

Se conoce actualmente en el estado de la técnica el uso de luz ultravioleta para detectar la infección en la fruta antes de que se desarrolle externamente. El procedimiento conocido se basa esencialmente en el hecho de que, cuando la infección producida por el hongo progresa, se altera la composición química de los tejidos de la fruta, derramándose los aceites esenciales contenidos en las glándulas de la piel; la iluminación de estos tejidos con luz UV pone de manifiesto su fluorescencia, haciendo que sean visibles daños que todavía están latentes.

Los rayos UV constituyen la banda del espectro electromagnético comprendida entre 100 - 400 nm, lindando con los rayos X y con la banda visible. La luz se divide por lo general en tres bandas con las siguientes longitudes de onda: UV-C, 100-280 nm; UV-B, 280-315 nm; UV-A, 315-400 nm.

La operación de tría que hace uso de la luz UV se realiza manualmente en cámaras de inspección especiales situadas en la línea de procesado, y que se conocen usualmente como "discotecas". Estas cámaras están constituidas por cabinas oscuras, de pequeñas dimensiones, iluminadas únicamente con tubos de luz negra; estos tubos emiten una longitud de onda que se corresponde con la banda UV-A. La fruta que desarrolla fluorescencia al pasar por la cabina, indica que la infección está latente, y será eliminada inmediatamente de la línea. Las frutas pasan por encima de rodillos que giran y hacen girar las frutas de modo que se puede apreciar sustancialmente toda la superficie de la fruta.

Sin embargo, el uso de luz UV en este modo de inspección plantea varios inconvenientes. De hecho, las radiaciones UV son, entre las radiaciones no ionizantes, las de mayor contenido energético. Este contenido energético relativamente alto hace que sean capaces de reaccionar químicamente con la materia, produciendo las llamadas reacciones fotoquímicas. Los efectos biológicos de los rayos UV afectan principalmente a la piel, provocando eritemas, pérdida de elasticidad y melanogénesis retardada. Este tipo de radiación también puede provocar enfermedades oftálmicas tales como queratitis, conjuntivitis y cataratas. Por estas razones, las lámparas de UV son consideradas de riesgo Grupo I por la Sociedad de Ingeniería de Iluminación (ANSI/IESNA RP-27.3-96) .

Se han establecido recomendaciones prácticas para el uso fotobiológico seguro de las lámparas de luz UV. Estas recomendaciones están basadas en límites de radiación tolerables. Así, para lámparas que emiten radiación con longitudes de onda comprendidas entre 320 y 400 nm, el flujo de energía no debe superar 1 mW/cm2 y se debe limitar el tiempo de exposición, en mayor medida cuanto menor sea la distancia a la fuente emisora. Según estas recomendaciones, los operarios que trabajan en estas cabinas de inspección trabajan por turnos para no permanecer en las cabinas durante un tiempo superior a una hora. Otra recomendación consiste en la utilización de gafas y guantes de protección que absorban la radiación UV recibida, reduciendo la exposición del operario a niveles no peligrosos (RD-773/1997 y RD-1002/2002) . Para controlar estos aspectos se realizarán mediciones de radiación y reconocimientos médicos específicos y periódicos.

El trabajo de selección manual en estas condiciones es tedioso y repetitivo para los operarios. Además, esta mano de obra representa un coste considerable para la empresa.

Por todo ello, las técnicas de análisis han progresado durante los últimos años, con vistas a conseguir sistemas de clasificación y rechazo de fruta que permitan reducir los elevados costes de personal directamente relacionados con este proceso. En este sentido, la automatización de estas labores permitirá mejorar la calidad del trabajo de estos operarios, al realizarse automáticamente, limitándose la tarea del operario a supervisar el correcto funcionamiento del sistema, desde el exterior, a través de monitores de control.

En la actualidad, no se tiene conocimiento de la existencia en el mercado de un sistema automático que permita detectar la podredumbre de las frutas aprovechando la fluorescencia de los aceites esenciales al aplicar luz UV, a pesar de las intensas investigaciones... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre, un sistema diseñado para identificar las piezas de fruta afectadas por podredumbre que están situadas sobre un transportador

(1) de tipo convencional son desplazadas a lo largo de una línea de procesado, con rotación simultánea de las piezas de fruta al menos en la porción de recorrido correspondiente a la posición de un órgano de observación y visualización, determinándose el posible efecto de podredumbre en las piezas de fruta con grupos de iluminación que emiten luz comprendida en la banda UV-A del espectro, incluyendo el sistema un órgano de control general (6) , con preferencia un ordenador de tipo PC equipado con software de aplicación específica conectado a todos y cada uno de los componentes operativos del sistema, caracterizado porque comprende, sucesivamente a lo largo del recorrido de las frutas:

una unidad de visión artificial (3) para visualizar las piezas de fruta afectadas por podredumbre transportadas, estando dicha unidad (3) incluida en un compartimento cerrado al exterior y por cuyo interior discurre el transportador (1) sobre el cual son transportadas las piezas de fruta, y comprendiendo dicha unidad de visión artificial (3) dentro del mencionado compartimento cerrado al exterior, grupos de emisión de luz UV-A (3a) proyectados sobre las frutas y una cámara (7) para captar los efectos de fluorescencia emitidos por las frutas como consecuencia de la luz UV-A proyectada sobre las mismas, estando la mencionada cámara (7) equipada con una tarjeta de adquisición de imágenes para enviar las imágenes captadas por dicha cámara (7) hasta el órgano de control general (6) ;

una unidad de expulsión automática (4) para la expulsión de las piezas de fruta identificadas como afectadas por podredumbre, comprendiendo dicha unidad de expulsión automática (4) un circuito electrónico (4a) controlado desde el órgano de control general (6) mencionado, y

un dispositivo (5) para controlar la posición de cada una de las piezas de fruta identificadas como afectadas por podredumbre, que consiste en un encoder controlado desde el órgano de control general (6) y capaz de determinar la posición exacta de cada una de las piezas de fruta afectadas por podredumbre y activar los elementos los elementos de expulsión correspondientes asociados al transportador (1) .

2. El sistema según la reivindicación 1, en el que los efectos de fluorescencia emitidos por las frutas iluminadas con la luz UV-A emitida por dichos grupos (3a) en el interior de la unidad de visión artificial (3) pertenecen principalmente a la banda visible del espectro verde y amarillo, a cuyo efecto la cámara (7) para captar imágenes ha sido equipada con un filtro que permite el paso principalmente de luz correspondiente a esta banda espectral.

3. El sistema según la reivindicación 1, en el que el conjunto previsto para expulsar las piezas de fruta afectadas por podredumbre es accionado mediante el circuito electrónico (4a) de la unidad de expulsión automática

(4) y, dependiendo del tipo de transportador (1) utilizado, dicho conjunto para expulsar las piezas de fruta afectadas por podredumbre puede estar compuesto de: i) un electroimán que actúa sobre una palanca situada entre biconos del transportador; ii) una electroválvula que proyecta un chorro de aire a presión durante un tiempo predeterminado sobre la pieza defectuosa, cuando ésta alcanza la posición de expulsión; iii) piezas conformadas en forma de una “mano”, posicionadas horizontalmente hacia arriba y capaces de recoger cada pieza de fruta e invertir su posición para depositar hacia abajo cada una de las piezas de fruta afectadas por podredumbre fuera del transportador (1) ; y iv) piezas conformadas en forma de una “taza” en las que se posiciona cada una de las piezas de fruta afectadas por podredumbre, estando dichas piezas en forma de “taza” capacitadas para bascular hacia atrás y dejar caer en esta dirección las piezas de fruta afectadas por podredumbre habiendo sido liberada previamente una palanca de retención en cada “taza”.

4. Un sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de visión (3) para visualizar las frutas que pasan arrastradas por un transportador (1) en el interior de un compartimento cerrado al exterior en la dirección longitudinal de la misma comprende:

lámparas de iluminación de UV (3a) , situadas en posición centrada y que proyectan una potencia considerable de luz dirigida de forma concentrada hacia una zona de paso obligado (C) de las frutas, y

dos órganos de visión (7’) , situados uno en el lado izquierdo y otro en el lado derecho de la zona de paso, con solapamiento de visión hacia una zona de paso común (C) , estando ambos órganos de visión alineados en posiciones opuestas de una línea transversal de paso, de modo que permiten observar porciones superficiales amplias de las frutas transportadas a lo largo de la unidad de visión (3) .

5. El sistema según la reivindicación 4, en el que ambos órganos de visión están constituidos por cámaras de tipo MAF con dos sensores monocromáticos, de los que uno de dichos sensores detecta los efectos de fluorescencia emitidos por las zonas de podredumbre en respuesta a la iluminación de las lámparas de UV (3a) , y el otro sensor se ha equipado con filtros de NIR (infrarrojo cercano) , para detectar la componente de IR asociada a la emisión de la luz UV, y permite observar una leve pérdida en la imagen generada cuando se enfrenta a una zona con podredumbre.

6. El sistema según las reivindicaciones 4 y 5, en el que ambas cámaras (7’) generan imágenes sincronizadas con una misma señal de pulsos proporcional a la velocidad del transportador de frutas (1) , susceptibles de ser interpretadas con un software de aplicación incorporado en un dispositivo de control apropiado.


 

Patentes similares o relacionadas:

Sistema y método para recuperar materiales deseados y producir agregado limpio a partir de cenizas de un incinerador, del 24 de Junio de 2020, de Tav Holdings, Inc: Un método para separar cenizas combinadas de un incinerador y preparar agregado limpio, que comprende: combinar la ceniza con un líquido, cribar la ceniza usando una criba […]

Aparato de inspección, del 3 de Junio de 2020, de TOMRA Sorting NV: Un aparato para inspeccionar un flujo de materia , comprendiendo el aparato: - una primera fuente de luz que se adapta […]

Método para clasificar semillas, del 29 de Abril de 2020, de KWS SAAT SE & Co. KGaA: Un método para caracterizar las estructuras morfológicas de las semillas de remolacha azucarera utilizando la espectroscopía de dominio de tiempo […]

Sistema para procesar productos de frutas o verduras del tipo de arándanos y similares, del 22 de Abril de 2020, de UNITEC S.P.A: Sistema para procesar productos de frutas o verduras del tipo de arándanos y similares, caracterizado por que comprende una primera unidad , que comprende […]

Procedimiento y aparato de detección de precursores de acrilamida en patatas crudas, del 25 de Marzo de 2020, de TOMRA Sorting NV: Un procedimiento de detección de precursores de acrilamida en patatas crudas que comprende: iluminar al menos una región de la superficie […]

Máquina y procedimiento de inspección de objetos que se desplazan en flujo, del 26 de Febrero de 2020, de Pellenc Selective Technologies (Societe Anonyme): Máquina de inspección automática de objetos individuales , dispuestos sensiblemente en una capa, de un producto superficial en una […]

Dispositivo de embalaje y sistema de clasificación para el embalaje direccional de productos y método para el mismo, del 18 de Diciembre de 2019, de DE GREEF'S WAGEN- CARROSSERIE- EN MACHINEBOUW B.V.: Dispositivo de embalaje para el embalaje direccional de productos (P), como verduras y frutas, que comprende: - un sistema de sensor que comprende: un sistema […]

Sistema de clasificación de chatarra, del 5 de Noviembre de 2019, de HURON VALLEY STEEL CORPORATION: Un aparato para clasificar chatarra que comprende: una cinta transportadora para transportar al menos dos categorías de chatarra […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .