APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA EL CALENTAMIENTO EN CONTINUO Y UNIFORME DE MASA DE ACEITUNA MOLIDA POR ULTRASONIDOS.

Aparato y procedimiento para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos.



Aparato para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos que comprende los siguientes elementos: un sensor de temperatura del caudal de entrada de masa de aceituna molida; un dispositivo de aplicación de ultrasonidos al caudal de aceituna molida; un sensor de temperatura del caudal de salida de masa de aceituna molida; y un dispositivo de control de los ultrasonidos aplicados y del caudal de entrada de masa de aceituna molida en función de la información proporcionada por los sensores de temperatura

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200703444.

Solicitante: INSTITUTO ANDALUZ DE INVESTIGACION Y FORMACION AGRARIA, PESQUERA, ALIMENTARIA Y DE LA PRODUCCION.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: SEVILLA.

Inventor/es: JIMENEZ MARQUEZ,ANTONIO, BELTRAN MAZA,GABRIEL, AGUILERA HERRERA,MARIA PAZ.

Fecha de Solicitud: 26 de Diciembre de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 9 de Julio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B06B3/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B06 PRODUCCION O TRANSMISION DE VIBRACIONES MECANICAS, EN GENERAL.B06B PRODUCCION O TRANSMISION DE VIBRACIONES MECANICAS EN GENERAL (para las aplicaciones particulares, ver las subclases correspondientes, p. ej. B07B 1/40, B22C 19/06, B23Q 17/12, B24B 31/06, E01C 19/22; medida de vibraciones mecánicas o de ondas ultrasonoras, sonoras o infrasonoras G01H; sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas acústicas G01S 15/00; producción de energía sísmica para la prospección G01V 1/02; control de las vibraciones mecánicas G05D 19/00; procedimientos o dispositivos para transmitir, conducir o dirigir el sonido, en general G10K 11/00; síntesis de ondas acústicas G10K 15/02; elementos piezoeléctricos, electroestrictivos o magnetoestrictivos H01L 41/00; motores con imán, inducido o sistema de bobina vibrantes H02K 33/00; motores que utilizan el efecto piezoeléctrico, la electroestrición o la magnetoestrición H02N 2/00; producción de oscilaciones eléctricas H03B; resonadores electromecánicos como elementos de circuitos resonantes H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R). › Métodos o aparatos especialmente adaptados para transmitir vibraciones mecánicas de frecuencia infrasonora, sonora o ultrasonora.

Clasificación PCT:

  • A23L3/30 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A23 ALIMENTOS O PRODUCTOS ALIMENTICIOS; SU TRATAMIENTO, NO CUBIERTO POR OTRAS CLASES.A23L ALIMENTOS, PRODUCTOS ALIMENTICIOS O BEBIDAS NO ALCOHOLICAS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES A21D O A23B - A23J; SU PREPARACION O TRATAMIENTO, p. ej. COCCION, MODIFICACION DE LAS CUALIDADES NUTRICIONALES, TRATAMIENTO FISICO (conformación o tratamiento, no enteramente cubierto por la presente subclase, A23P ); CONSERVACION DE ALIMENTOS O DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS, EN GENERAL (conservación de la harina o las masas panificables A21D). › A23L 3/00 Conservación de alimentos o de productos alimenticios, en general, p. ej. pasteurización o esterilización, especialmente adaptada a alimentos o productos alimenticios (conservación de alimentos o productos alimenticios en asociación con el envasado B65B 55/00). › mediante tratamiento con ultrasonidos.
  • B06B1/00 B06B […] › Métodos o aparatos para producir vibraciones mecánicas de frecuencia infrasonora, sonora o ultrasonora.
  • B06B3/00 B06B […] › Métodos o aparatos especialmente adaptados para transmitir vibraciones mecánicas de frecuencia infrasonora, sonora o ultrasonora.
  • C11B1/10 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C11 ACEITES, GRASAS, MATERIAS GRASAS O CERAS ANIMALES O VEGETALES; SUS ACIDOS GRASOS; DETERGENTES; VELAS.C11B PRODUCCION, ej. POR PRENSADO DE MATERIAS PRIMAS O POR EXTRACCION DE MATERIAS RESIDUALES, REFINO O CONSERVACION DE GRASAS, SUSTANCIAS GRASAS, p. ej. LANOLINA, ACEITES GRASOS O CERAS; ACEITES ESENCIALES; PERFUMES (aceites secantes C09F). › C11B 1/00 Producción de grasas o aceites grasos a partir de materias primas. › por extracción.
APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA EL CALENTAMIENTO EN CONTINUO Y UNIFORME DE MASA DE ACEITUNA MOLIDA POR ULTRASONIDOS.

Fragmento de la descripción:

Aparato y procedimiento para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos.

Objeto de la invención

El objeto principal de la presente invención es un aparato y un procedimiento que, gracias a la utilización de ultrasonidos, calienta de manera más rápida y uniforme una masa de aceitunas durante el proceso de extracción de aceite de oliva.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, el proceso de elaboración del aceite de oliva virgen está constituido por una serie de etapas, la primera de las cuales consiste en una molienda y batido de la aceituna; a continuación, se realiza la separación del aceite de la materia sólida y del agua de vegetación, mediante centrifugación, finalizando el proceso con la clarificación del aceite para eliminar restos de materia sólida y agua antes de su almacenamiento.

De entre todas estas etapas, la operación de batido es una de las que más influye en la extractabilidad del proceso y en la calidad de los aceites obtenidos. Esta operación se realiza en las denominadas "batidoras", que consisten en un mezclador por agitación que normalmente está rodeado por una camisa calefactora, cuya misión principal es la de homogeneizar la masa y tratarla térmicamente para facilitar la coalescencia de las gotas de aceite y la formación de una fase oleosa continua.

Las dos variables fundamentales de esta fase son el tiempo de batido y la temperatura de la masa, que definen en gran medida la efectividad de los siguientes tratamientos y características del aceite. Es conocido que para extraer la mayor cantidad de aceite posible es necesario aplicar durante este proceso una temperatura elevada durante un periodo de tiempo largo. Sin embargo, esto perjudica la calidad del aceite obtenido, debido a que se aceleran los procesos oxidativos del aceite y la aireación de la masa, produciéndose una pérdida de características organolépticas.

Uno de los motivos que obliga a prolongar el tiempo de batido es el tiempo que tarda la masa en alcanzar la temperatura objetivo. Normalmente, en las batidoras actuales la calefacción de la masa se realiza mediante transferencia de calor desde la superficie de la camisa calefactora hacia el interior de la pasta de aceituna. Esta transferencia se realiza lentamente, como consecuencia de la baja capacidad calorífica de la masa de aceituna, y además no se puede utilizar una temperatura muy elevada para evitar el sobrecalentamiento como consecuencia de la inercia térmica.

El documento ES 167203 describe un sistema de batido novedoso debido a la situación y movimiento de las palas. El calentamiento se efectúa en una cuba aproximadamente cilíndrica, haciendo circular agua caliente por una doble pared que recubre el depósito de batido.

El documento ES 153102 soluciona el problema del calentamiento de la pasta de aceitunas de un modo parecido al documento anterior, aunque modifica la forma del fondo del depósito de batido, que pasa a ser esférico para facilitar las labores de limpieza. El calentamiento se sigue efectuando haciendo pasar un flujo de agua caliente por una camisa del depósito.

El documento ES 2140259 describe una termo-batidora para masa de aceitunas perfeccionada, en la que el sistema de calefacción se incorpora en las propias paletas batidoras. Ello permite reducir 100 veces la superficie de transmisión térmica sin disminuir la aportación de calor a la masa, además de disminuir las pérdidas.

Finalmente, el documento US 4522119 realiza el calentamiento de la pasta mediante un intercambiador de calor multitubular de envolvente y conducto con camisa calefactora.

Descripción de la invención

La presente invención describe un aparato y procedimiento para el calentamiento en continuo y uniforme de la masa de aceitunas que se basa en la utilización de ultrasonidos. Esta tecnología tiene la ventaja de permitir un calentamiento más rápido y uniforme que el conseguido por cualquiera de los procedimientos de acuerdo con la técnica anterior. Este procedimiento se inicia después de la etapa de trituración de la aceituna, una vez se ha obtenido un flujo continuo de masa de aceituna molida que avanza por tuberías, normalmente de acero inoxidable, impulsado por medios adecuados.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para el calentamiento en continuo de masa de aceituna molida por ultrasonidos caracterizado porque el calentamiento se realiza utilizando ultrasonidos de potencia. Además, de acuerdo con una realización preferida de la invención, dicho calentamiento se realiza indirectamente a través de las tuberías por las que fluye la masa de aceituna molida.

Los ultrasonidos de potencia son radiaciones acústicas con una frecuencia que está comprendida entre 20-100 kHz y con intensidades acústicas que pueden variar entre 0,1 W/cm2 y varios kW/cm2, y que pueden aplicar una elevada cantidad de energía sobre un cuerpo deseado, incrementando así su temperatura. Estas radiaciones son emitidas con ayuda de un elemento piezoeléctrico, cuya frecuencia de vibración modifica la frecuencia de los ultrasonidos de potencia emitidos. La energía aplicada se puede controlar variando la frecuencia y amplitud de las radiaciones, controlando de este modo también el incremento de temperatura del cuerpo sobre el que se aplican, en este caso del caudal de aceituna molida. En el presente documento, se entiende que el control de la aplicación de ultrasonidos de potencia incluye control de potencia entre 120 W y 1200 W y control de frecuencia entre 20 kHz y 40 kHz.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, el aparato para el calentamiento en continuo de una masa de aceituna por ultrasonidos se caracteriza porque comprende los siguientes elementos:

- sensor de temperatura del caudal de entrada de masa de aceituna molida;

- dispositivo de aplicación de ultrasonidos al caudal de aceituna molida;

- sensor de temperatura del caudal de salida de masa de aceituna molida;

- dispositivo de control de los ultrasonidos aplicados y del caudal de entrada de masa de aceituna molida en función de la información proporcionada por los sensores de temperatura.

El dispositivo de aplicación de ultrasonidos será cualquier dispositivo que permita aplicar ultrasonidos a un flujo continuo de masa de aceituna molida, pudiendo tener una forma cilíndrica para acoplarse al conducto por el que pasa la masa de aceituna, así como aplicar los ultrasonidos directamente a la masa de aceitunas o a la tubería por la que fluye dicha masa.

De acuerdo con otra realización preferida más de la invención, el dispositivo de aplicación de ultrasonidos comprende unos transductores piezoeléctricos sobre los cuales actúa el dispositivo de control de los ultrasonidos aplicados. De este modo, se puede controlar la frecuencia de los ultrasonidos aplicados a la masa de aceituna molida, elevando su temperatura hasta unos valores deseados, desde una temperatura ambiente de entre 15 y 18ºC hasta la temperatura objetivo de entre 28 y 35ºC.

En otra realización preferida de la invención, el dispositivo de aplicación de ultrasonidos es de acero inoxidable.

El dispositivo de control de los ultrasonidos aplicados puede ser cualquier dispositivo al que se pueda dotar de la lógica necesaria, y que pueda modificar las características de los ultrasonidos aplicados y del caudal de entrada. Por ejemplo, aunque sin limitarse, podría ser un microcontrolador, un ordenador, un PLC, etc.

Para medir las temperaturas de la masa de aceituna molida se puede utilizar cualquier tipo de sensor de temperatura conocido, incluyendo sensores de temperatura por infrarrojos, de contacto, termopares, etc.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se describe un procedimiento que comprende las siguientes operaciones:

- medición de la temperatura de entrada de la masa de aceituna molida en el aparato para el calentamiento en continuo de masa de aceituna por ultrasonidos;

- aplicación de ultrasonidos de potencia a la masa de aceituna molida utilizando el dispositivo de aplicación de ultrasonidos; de acuerdo con realizaciones preferidas de la invención, la potencia de los ultrasonidos aplicados está entre 120 W y 1200 W, y su frecuencia entre 20 kHz y 40 kHz.

- medición de la temperatura de salida de la masa de aceituna molida del aparato para el calentamiento en continuo de masa de aceituna por ultrasonidos;

 


Reivindicaciones:

1. Aparato (7) para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos, caracterizado porque el calentamiento se realiza utilizando ultrasonidos de potencia.

2. Aparato (7) para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el calentamiento se realiza indirectamente a través de las tuberías por las que fluye dicha masa de aceituna molida.

3. Aparato (7) para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende los siguientes elementos:

- sensor de temperatura (3) del caudal de entrada de masa de aceituna molida;

- dispositivo de aplicación (4) de ultrasonidos al caudal de aceituna molida;

- sensor de temperatura (5) del caudal de salida de masa de aceituna molida;

- dispositivo de control (6) de los ultrasonidos aplicados y del caudal de entrada de masa de aceituna molida en función de la información proporcionada por los sensores de temperatura (3, 5).

4. Aparato (7) para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos según la reivindicación 1, donde el dispositivo de control (6) de los ultrasonidos aplicados y del caudal de entrada al aparato (7) se selecciona de: un microcontrolador, un ordenador y un PLC.

5. Aparato (7) para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos de acuerdo con la reivindicación 1, donde el dispositivo de aplicación (4) de ultrasonidos dispone de unos transductores piezoeléctricos sobre los cuales actúa el dispositivo de control (6) para controlar la frecuencia de los ultrasonidos.

6. Aparato (7) para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos de acuerdo con la reivindicación 1, donde el dispositivo de aplicación (4) de ultrasonidos es de acero inoxidable.

7. Procedimiento para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos que lleva a cabo el aparato descrito en las reivindicaciones anteriores, que comprende las siguientes operaciones:

- medir la temperatura de entrada de la masa de aceituna molida en el aparato (7) para el calentamiento en continuo de masa de aceituna por ultrasonidos;

- aplicar ultrasonidos de potencia a la masa de aceituna molida mediante el dispositivo (4) de aplicación de ultrasonidos;

- medir la temperatura de salida de la masa de aceituna molida del aparato (7) para el calentamiento en continuo de masa de aceituna por ultrasonidos;

- controlar, en función de las temperaturas de entrada y salida de la masa de aceituna molida, la aplicación de ultrasonidos de potencia y el caudal de entrada al aparato (7) de masa de aceituna molida para obtener una temperatura de salida del aparato (7) deseada de la masa de aceituna molida.

8. Procedimiento para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque la temperatura de salida está dentro del rango de 28ºC a 35ºC.

9. Procedimiento para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos de acuerdo con las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque el caudal de masa de aceituna molida de entrada está entre 500 y 1500 Kg/h.

10. Procedimiento para el calentamiento en continuo y uniforme de masa de aceituna molida por ultrasonidos de acuerdo con las reivindicaciones 7-9, caracterizado porque la potencia de los ultrasonidos aplicados está entre 120 w y 1200 w.


 

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