SISTEMA Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCION, CLASIFICACION Y SELECCION DE ACEITE DE OLIVA.
Sistema y procedimiento de obtención, clasificación y selección de aceite de oliva.
Comprende las etapas de selección de un molino (1); prensado de la oliva en dicho molino (1), obteniéndose pasta prensada; batido de la pasta prensada; separación en alperujo y una mezcla de aceite y agua; extracción de las partículas sólidas de la mezcla de aceite y agua; decantado, filtrado, almacenamiento en una bodega y cata. El control de las etapas se realiza por medio de etiquetas RFID de producto (7), que acompañan al producto durante todo el procedimiento, en las que se registra información referente a los parámetros medidos por unos sensores en cada una de las etapas. En función de la información registrada en las etiquetas RFID de producto (7), se controla en tiempo real el procedimiento de obtención, actuando sobre los flujos de producto mediante electroválvulas (8) controladas por sistemas inteligentes y corrigiendo los parámetros de los elementos anómalos
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200803620.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE JAEN.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: JAÉN.
Inventor/es: SANCHEZ SOLANA,ANTONIO MIGUEL, MARTINEZ LOPEZ,LUIS, LOPEZ DE LA TORRE,MARIA DOLORES, BALSAS ALMAGRO,JOSE RAMON.
Fecha de Solicitud: 1 de Diciembre de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 1 de Junio de 2011.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C11B1/06 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 prensado.
- G06F7/00 FISICA. › G06 CALCULO; CONTEO. › G06F PROCESAMIENTO ELECTRICO DE DATOS DIGITALES (sistemas de computadores basados en modelos de cálculo específicos G06N). › Métodos o disposiciones para el procesamiento de datos actuando sobre el orden o el contenido de los datos tratados (circuitos lógicos H03K 19/00).
- G06K19/00 G06 […] › G06K RECONOCIMIENTO DE DATOS; PRESENTACION DE DATOS; SOPORTES DE REGISTROS; MANIPULACION DE SOPORTES DE REGISTROS (impresión per se B41J). › Soportes de registro para utilización con máquinas y con al menos una parte prevista para soportar marcas digitales.
Clasificación PCT:
- C11B1/06 C11B 1/00 […] › por prensado.
- G06F7/00 G06F […] › Métodos o disposiciones para el procesamiento de datos actuando sobre el orden o el contenido de los datos tratados (circuitos lógicos H03K 19/00).
- G06K19/00 G06K […] › Soportes de registro para utilización con máquinas y con al menos una parte prevista para soportar marcas digitales.
Fragmento de la descripción:
Sistema y procedimiento de obtención, clasificación y selección de aceite de oliva.
Objeto de la invención
La presente invención se incluye dentro del campo de la obtención de aceite, en concreto describe un sistema y un procedimiento de obtención, clasificación y selección de aceite.
Antecedentes de la invención
Entre los sistemas de producción de aceite (prensas, centrífuga de 3 fases y centrífuga de 2 fases), es la centrífuga de dos fases la que se ha impuesto a las otras dos, sobre todo por aspectos de producción y por su menor contaminación medioambiental, debido a que la legislación medioambiental trata de evitar los efectos del alpechín.
Por estos motivos, la industria aceitera ha sustituido su procedimiento habitual de producción de aceite, basado en un sistema de decánter de tres fases (aceite, orujo y alpechín) por uno de dos fases, esto es, salida por un lado de aceite y de alperujo por otro.
La calidad del aceite depende fundamentalmente de la clasificación previa de la oliva por calidades del fruto y del control de una serie de parámetros durante el proceso de producción en la almazara.
La consecuencia del cambio de sistema mencionado anteriormente ha sido la desaparición de los parámetros de control de planta por parte de los maestros molineros, como son los finos del vibrofiltro y el comportamiento de la centrifugadora de alpechines.
La desaparición de dichos parámetros provoca que actualmente el maestro molinero deba determinar el buen o el mal funcionamiento de la planta sobre la base de una información visual y táctil, concretamente sobre tres parámetros: la pasta que sale del molino, la consistencia de la pasta al salir de la batidora y la salida de los orujos del decánter. La instalación de extracción de aceite se regula a partir de estos tres parámetros, actuando sobre los controles apropiados, que son la criba (grosor del tamaño máximo de salida de la pasta) en el molino, el tiempo que permanece la pasta en la batidora, las cantidades de agua fría y caliente que se añaden en dicha batidora, la temperatura de la mencionada batidora, la cantidad de masa que entra en el decánter, el agua que se añade en dicho decánter, y los anillos de regulación o diafragmas por donde se extraen los aceites en el decánter.
Si desea obtener información exacta debe esperar el resultado de métodos basados en análisis químicos, que se demoran más allá de un día de trabajo, con lo que la información resulta excesivamente tardía y no es posible efectuar correcciones en tiempo real. Algunos métodos, como la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) o el Infrarrojo Cercano (NIR) son más rápidos en el tiempo de respuesta, del orden de varios minutos, pero se necesita de la manipulación de un operario especializado y de una buena calibración de los dispositivos. Ninguno funciona en un sistema en continuo y los intentos que se han realizado con Infrarrojo Cercano mediante filtros con un funcionamiento en continuo han fracasado.
Cuando alguno de estos métodos se emplea en laboratorios con manipulación de operarios, es necesario esperar varias horas para obtener los resultados, pues se necesita un secado previo de la materia.
Por tanto, solo a través de la combinación del análisis en el laboratorio, del análisis visual, y por medio de sensores electrónicos, es posible evaluar el buen funcionamiento de la instalación. Este procedimiento de control dista mucho de ser el idóneo ya que los métodos actualmente en uso presentan diversas limitaciones.
- El método RMN y el Soxhlet requieren un secado previo de la muestra que implica, al menos, 6-7 horas de espera para la obtención del resultado analítico (en el caso del método Soxhlet hay que sumar a este tiempo el de extracción de la grasa por el disolvente), y esto imposibilita en un proceso industrial en continuo en la almazara.
- Por otro lado, el método Autelec, aunque permite la obtención del resultado tras pocos minutos (4 a 5 minutos), implica un alto grado de manipulación de la muestra y un considerable consumo de disolventes (limitaciones que comparte con el método Soxhlet).
- Los análisis químicos de los aceites para determinar su calidad implican varios días de retraso en obtener la información. Por todo ello, se deduce que es necesario recurrir a otras tecnologías para abordar el desarrollo de los métodos de control.
La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) es una técnica analítica cuyas características instrumentales la hacen interesante a la hora de abordar el desarrollo de un detector para analizar el agotamiento de los orujos. Ello es debido a que permite el análisis cuantitativo de muestras sin apenas requerir preparación de las mismas. Actualmente se aplica esta técnica pero su uso se limita a detectar la cantidad de aceite que se pierde en el orujo.
El intento de utilizar el control por visión en el proceso industrial de una almazara para el control de calidad en tiempo real han sido fracasos como se demuestra en los documentos: "Estimación del contenido de materia grasa en el alperujo mediante visión artificial" tesis doctoral leída en la Universidad de Málaga, 2005 y "Método de Caracterización del alperujo para optimización de la extracción de aceite de oliva, e instalación para la puesta en práctica del mismo", solicitud de patente española P 200301359, ambos del autor Sánchez-Solana.
El control de calidad en tareas industriales mediante tecnología de radiofrecuencia (RFID) se viene aplicando con notables éxitos desde hace varios años en diversos sectores industriales.
De este modo, la solicitud internacional de patente PCT/ES 2008/000115 es la primera patente que utiliza la tecnología RFID para la clasificación automática de alimentos y divulga un sistema para la clasificación automática de aceitunas, especialmente concebido para ser implantado en almazaras, en el que participan una pluralidad de etiquetas con tecnología RFID, las cuales pueden disponerse entre las propias aceitunas, o bien fijarse a los diferentes remolques utilizados en su transporte hacia la almazara.
El sistema de clasificación automática de aceitunas de la solicitud de patente anteriormente descrita prevé adicionalmente que las etiquetas RFID incorporan información relativa a si la aceituna ha sido recogida del suelo o directamente del árbol; información relativa a la parcela de procedencia de las aceitunas; información relativa a los trabajadores que han manipulado las aceitunas; información relativa a la época de recolección, así como los trabajos agrícolas llevados a cabo en el cultivo.
Dichas etiquetas llevarán grabada una información interna acorde con el tipo de aceituna recogido, y la calidad de aceite que contiene así como los parámetros del proceso industrial que mejor convienen a ese tipo de aceitunas, que funcionaría de la manera siguiente.
En el sistema que la invención anterior propone se ha previsto la participación de una serie de etiquetas con tecnología RFID, las cuales pueden disponerse entre las propias aceitunas, o bien fijarse a los diferentes remolques utilizados, en función del tipo de recogida, etiquetas que llevarán grabada una información acorde con el tipo de aceituna recogido, tal como si se trata de aceitunas de vuelo o de suelo, la parcela de procedencia de las aceitunas, los trabajadores que las han manipulado, la época de recolección así como información acerca de los trabajos agrícolas realizados, con las dosis adecuadas y en la época.
Dichas aceitunas son transportadas a la almazara, a la entrada de la cual se establece al menos una antena para lectura de dichas etiquetas, antena que está asociada a una base de datos para almacenamiento y gestión de la información, identificando así el tipo de aceitunas que entran a la instalación y asignando al correspondiente remolque la tolva correcta de descarga, habiéndose previsto el empleo complementario de dispositivos portátiles para codificación o lectura de las etiquetas, en orden a permitir la depuración de errores de lecturas incorrectas.
Así pues, una vez posicionado el remolque sobre la tolva adecuada, junto a ésta se situará una segunda antena mediante la cual se verifica que el contenedor coincide con la tolva de recepción adecuada, impidiendo la descarga en caso de que esto no sea así.
Seguidamente se procede a comprobar que la información de las etiquetas que incluye la información del tipo de aceituna es el correcto, tras lo que se...
Reivindicaciones:
1. Sistema para obtención, clasificación y selección de aceite de oliva, que comprende varias línea de obtención (10), cada una de las cuales comprende los siguientes elementos:
- unas tolvas (9) cargadas de oliva,
- un molino (1) provisto de criba, en el que se introduce la oliva para su prensado, produciéndose una pasta de oliva prensada;
- una batidora (2) de la pasta de oliva prensada, que comprende medios de calefacción, y que produce la formación de gotas de aceite en fase oleosa separable;
- medios de separación, por centrifugación, de la pasta batida en una mezcla que comprende aceite más agua y una mezcla que comprende alperujo;
- una tamizadora (5), empleada para separar partículas sólidas y agua de la mezcla que comprende aceite más agua;
- una centrifugadora vertical (11), que complementa la función de la tamizadora (5);
- depósitos de decantación (6) donde por densidad se separa el aceite del agua y las partículas sólidas mediante purgas sucesivas; y
- medios de almacenamiento de aceite desprovisto sustancialmente de agua y partículas sólidas;
caracterizado porque comprende adicionalmente:
- sensores de medida ubicados en los medios de prensado, los medios de batido, los medios de separación, la tamizadora (5), los depósitos de decantación (6) y/o los medios de almacenamiento;
- medios de registro de información;
- al menos una base de datos,
- medios de comparación,
- medios de decisión, y
- un sistema de control basado en tecnología RFID, que comprende:
donde los sensores de medida que miden los valores de determinadas variables físicas, los medios de registro de información registran en las etiquetas RFID de producto (7) la información de los valores de dichas variables físicas, así como otras informaciones, los lectores RFID reconocen la información registrada en las tarjetas RFID de producto (7), los medios de comparación efectúan comparaciones entre la información reconocida por los lectores RFID y el contenido de las bases de datos, y los medios de decisión toman decisiones relativas al funcionamiento de los elementos del sistema basadas en dichas comparaciones.
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque las etiquetas RFID de producto (7) llevan registrada información referente al cultivo de la oliva contenida en dichas tolvas (9) respecto a las categorías siguientes:
- recogida de la oliva: de suelo, de vuelo o de mezcla, y otras posibles,
- momento de la recogida,
- condiciones meteorológicas, temperatura, lluvia de la temporada,
- parcela de procedencia de las aceitunas,
- trabajadores que han manipulado las aceitunas,
- época de recolección,
- grado de madurez del fruto,
- tratamientos químicos de los olivos,
- características del suelo de cultivo y del cultivar,
- localización del cultivo,
- trabajos agrícolas llevados a cabo en el cultivo de la oliva.
- relación pulpa hueso
- calidad esperada del aceite.
3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque cada línea comprende al menos un molino (1) dotados de criba, existiendo en el conjunto de las líneas molinos (1) con cribas de diferentes grosores característicos.
4. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque las etiquetas RFID de producto (7) tienen un tamaño sensiblemente inferior al grosor característico de las cribas.
5. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque las batidoras (2) comprenden al menos uno de los siguientes sensores:
- un sensor de temperatura de la pasta,
- un sensor de consistencia de la pasta,
- un sensor de humedad de la pasta, y
- un cronómetro, para medir la duración de permanencia de la pasta en los medios de batido,
incorporándose las medidas de dichos sensores de temperatura, consistencia, humedad y duración en las etiquetas RFID de producto (7) a la entrada y a la salida del paso de la pasta por dichas batidoras (2).
6. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de separación comprenden un decánter (4), compuesto de un tambor y un sinfín, y una bomba (3), mediante la cual se bombea pasta en el interior del decánter, comprendiendo el decánter adicionalmente unas presillas de regulación utilizadas para regular los niveles de extracción de aceite y la velocidad del tambor relativa al sinfín.
7. Sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque el decánter (4) comprende los siguientes sensores:
- un sensor de humedad,
- un sensor de temperatura,
- un sensor de cantidad de pasta bombeada en el decánter (4), y
- un sensor de control de las presillas,
- incorporándose las medidas de dichos sensores de temperatura, humedad, cantidad de pasta bombeada, y posición de las presillas en las etiquetas RFID de producto (7) a la entrada y a la salida del paso de la pasta por dicho decánter (4).
8. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las etiquetas RFID de producto (7) tienen diferentes tamaños, de forma que dichas etiquetas RFID de producto (7) de tamaño más pequeño pasan por la tamizadora (5) y las de tamaño mayor quedan retenidas.
9. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el depósito de decantación (6) comprende al menos alguno de los siguientes sensores:
- un cronómetro, para medir el tiempo de permanencia de la pasta en cada depósito de decantación (6),
- un sensor de cantidad de partículas, y
- un sensor de tamaño de las partículas,
incorporándose en las etiquetas RFID de producto (7) las medidas de dichos sensores de cantidad de partículas, tamaño de partículas, y tiempo de permanencia en el depósito de decantación (6).
10. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un decánter de repaso, hacia el que se desvía la pasta desde al menos uno de los siguientes elementos para obtener aceites de inferior calidad:
- decánter (4),
- depósitos de decantación (6),
- batidora.
11. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una máquina de vibrofinos, en la que se introduce la pasta después de su paso por la tamizadora (5), para eliminar las partículas gruesas.
12. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende unos filtros mecánicos conectados en serie, que presentan diámetros de poro decrecientes, para separar partículas sólidas del producto de la decantación.
13. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una deshuesadora que separa el hueso de la pulpa tras el paso por el decánter (4).
14. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque incorpora adicionalmente sensores de olor cuya información se registra en las etiquetas RFDI de producto (7).
15. Sistema según la reivindicación 14, caracterizado porque los sensores de olor están incorporados en las etiquetas RFID de producto (7).
16. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque las etiquetas RFID de producto (7) presentan densidades variadas.
17. Procedimiento de obtención, clasificación y selección de aceite de oliva que emplea el sistema descrito en las reivindicaciones 1 a 16, que comprende las siguientes etapas:
- prensado de la oliva efectuado por medio de las cribas de los molinos (1), obteniéndose una pasta de oliva prensada;
- batido de la pasta de oliva prensada, que se efectúa en las batidoras (2), donde se produce la formación de gotas de aceite en fase oleosa separable;
- separación, de la pasta batida en alperujo y una mezcla que comprende aceite más agua, empleando un decánter (4);
- extracción de partículas sólidas y agua de la mezcla que comprende aceite más agua, obteniéndose aceite sustancialmente libre de agua y partículas sólidas;
- almacenamiento del aceite en unos medios de almacenamiento,
caracterizado porque comprende pasos de control realizados por medio de etiquetas RFID de producto (7) y etiquetas RFID de remolque que portan información referente a la producción y el tratado de la oliva, sobre las que se registran datos referentes al método de obtención de aceite a su paso por cada uno de los pasos de dicho método, siendo dichos datos detectados por lectores de etiquetas RFID de producto (7) y de remolque, que transmiten dichos datos a una base de datos, desde la que son comparados por unos medios de comparación con valores típicos, produciéndose por parte de unos medios de decisión decisiones relativas al método, comprendiendo dichas decisiones sobre la calidad del aceite y decisiones de flujo.
18. Procedimiento según reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de selección de una línea de obtención (10) adecuada en función de los datos registrados en las tarjetas RFID de producto (7).
19. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de control del tiempo transcurrido desde la recogida de la oliva hasta el prensado, basado en registros de la fecha de recogida y del momento de prensado en tarjetas RFID de producto (7) que acompañan a las olivas.
20. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de control de la cantidad de oliva introducida en los molinos (1).
21. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de registro de la temperatura, consistencia y/o la humedad de la pasta prensada, tanto a la entrada como a la salida del paso de batido, así como de la duración de dicho paso de batido.
22. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de desvío de la pasta desde el molino (1) hacia una batidora (2) para obtención de aceite de peor calidad, en función de los registros de temperaturas.
23. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de registro de temperatura y/o humedad a la entrada y a la salida del decánter (4), así como de la cantidad de masa bombeada en el decánter (4), y de la posición de las presillas de regulación del decánter (4) y/o la velocidad diferencial del tambor y el sinfín y de la velocidad de giro.
24. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de desvío de la mezcla que comprende agua y orujo hacia una deshuesadora y posteriormente hacia un decánter de repaso.
25. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa de filtrado efectuado por medio de unos filtros mecánicos colocados en serie que presentan diámetros de poro decrecientes.
26. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 15 y 25, caracterizado porque incorpora un paso de control del filtrado por medio de la información registrada en las etiquetas RFID de producto (7), que permite decidir el momento de cambio de los filtros y/o la cantidad de aceite que debe inyectarse en dichos filtros.
27. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el almacenamiento comprende la disposición de varios tipos de depósitos de almacenamiento destinados a alojar aceite de diferentes calidades, así como el direccionamiento del aceite hacia unos u otros depósitos de almacenamiento por medio de los medios de decisión en función del resultado de la comparación de la información registrada en las etiquetas RFID de producto (7) con el contenido de las bases de datos.
28. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende una etapa final de análisis del aceite contenido en los depósitos de almacenamiento, además de una cata, para verificar si la calidad final del aceite se corresponde con la prevista por unos análisis de tipo Abencor, además de unos análisis químicos.
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