Sistema multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites.

Sistema multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites.

Se describe un sistema multianálisis para aceites, que incorpora en el mismo dispositivo un espectrofluorímetro láser, un fluorímetro láser de filtro automatizado con servomotor, un nefelómetro de análisis de la turbidez IR, un espectrofotómetro RGB y un medidor de temperatura. Permite la realización de las mediciones de forma secuencial o alternativa, con un diseño sin solapamiento en su colocación.

El sistema cuenta con un dispositivo de toma de datos interactivo, junto con un dispositivo de cálculo que recopila los datos, los analiza y muestra los resultados en una pantalla.

Entre sus aplicaciones cabe destacar la clasificación entre los aceites de oliva vírgenes y refinados junto a la determinación de su grado de fotooxidación.

Sistema mullianáfisis de espectrofluorimetría láser para aceites.

Objeto de la invención:

5 El objeto al cual se refiere la invención que se describe en esta Patente consiste en un sistema

multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites, que aporta esenciales características de novedad

y presenta importantes ventajas con respeclo a los sistemas actualmente utilizados para estos mismos

fines en el estado actual de la ciencia.

El sistema objeto de la invención, proporciona información sobre la composición química de los

10 aceites, entre los cuales cabe destacar su aplicación para clasificación del aceite oliva, que mediante

este sistema puede determinarse si es aceite de oliva virgen o refinado, así como su estado de

fo tooxidación mediante espectroscopia de fluorescencia.

Además para complementar la información incorpora en el mismo dispositivo, el modo de f1uorimetro

láser de filtro automatizado con servomotor para la medición de fluorescencia de una banda aislada del

15 espectro , el modo nefelómetro de análisis de la turbidez IR, el modo especlrofotómetro RGB y un

medidor de temperatura.

El campo de aplicación de la invención se encuentra dentro del sector de la optoelectrónica con

aplicación industrial dedicado a la fabricación oleícola como con trol de calidad de los procesos, así como

para implementación en equipos para intermediarios, envasadores, sector de la alimentación, sector

20 hostelero y restauración, incluyendo al consumidor final, entre airas.

Uno de los puntos de interés de esta invención supone una optimización de los sistemas

habitualmente utilizados, que entre otros presenta una mayor eficiencia energética y permite Su

implementación en equipos de pequeño tamaño y portátil.

2S Antecedentes:

En la actualidad las mediciones para la determinación de los tipos y calidad del aceite, se realizan

mediante varias pruebas multidisciplinares principalmente: HPLC con diversos detectores, valoración del

grado de acidez, absorción de luz VV, cata de sabor, olor y color (en el caso de los aceites comestibles) ,

entre otros métodos. Los analisis resultan costosos, son lentos, necesitan un equipo especializado y un

30 único análisis no permite la diferenciación clara.

Tanto para los aceites vegetales y animales, como para los aceites minerales; la fluorescencia puede

utilizarse como fuente de información analítica muy útil.

Mediante la fluorescencia se puede analizar la presencia y concentración de los compuestos

fluorescentes naturales como: compuestos fenóUcos, tocoferoles, feofitinas y sus productos de oxidaciÓn

35 y conjugación entre otros, así como compuestos perjudiciales entre los Qu e destacan los hidrocarburos

aromáticos policíclicos.

Dentro de las aplicaciones en los aceites vegetales, destaca su uso para el análisis del aceite de

oliva. Esto se debe a que las diferentes clases de aceite de oliva presentan unas fl uorescencias intensas

y muy diferenciadas. Por ello, pueden desarrollarse análisis como: la discriminación entre los diferentes

40 grados de calidad, detección de la adu lteración, la autenticación de los aceites vírgenes, cuantificación

de componentes fluorescentes, monitoreo de los cambios térmicos, la foto-oxidación y la calidad durante

el almacenamiento. Los equipos actualmente utilizados para su análisis son los espectrofluorímetros

convencionales con lámpara de xenón o vapor de mercurio, que utilizan fuentes de luz que emiten en un amplio rango de longitudes de onda, en los que generalmente un monoCfomador aisla las bandas del espectro, obteniéndose una estrecha banda de longitud de onda de excitación deseada. Entre sus desventajas destacan su precio elevado, la corta vida útil. el alto consumo energético, la necesidad de refrigeración, requieren sistemas adicionales como los monocromadores y son relativamente grandes. Todo ello dificulta su implementación en un equipo portátil de bajo coste de fabricación.

La medición obtenida mediante el sistema fluorímetro láser de filtro, permite la determinación por separado de los compuestos fluorescentes de una mezcla con varias bandas de emisión fluorescente.

Por otro lado, la turbidez en el espectro inf:rarrojo del aceite es una medición con gran potencial para su implementación en analizadores, por ejemplo en el aceite de oliva la normativa exige un contenido maximo de agua en el aceite y el agua provoca un incremento en la turbidez del aceite. Los productores necesitan eliminar agua después del filtrado y un analizador que permita conocer la concentración de agua, calculada a través de la turbidez es d·e gran utilidad para esta industria. También es útil en el proceso de filtración para medición de partículas suspendidas.

Este sistema permite realizar mediciones como espectrofotómetro para registrar el color del aceite, así como la determinación del contenido en pigmentos como por ejemplo los clorofílicos y carotenoídes, que están influenciados por el estado de madurez de los frutos, la variedad y el proceso de extracción del aceite. En el caso del aceite de oliva, en la aceituna a medida que avanza la fecha de recolección, se producen descensos en los contenidos dn pigmentos. así como cambios en las coordenadas colorimétricas. Un espectrofotómetro permite conocer el mejor momento para la recolección de las aceitunas de una forma fácil, entre otras muchas aplicaciones.

Por último, et sistema permite el control de la temperatura simultáneamente a cualquiera de las anteriores mediciones para un mejor monitoreo de las muestras.

Los espectrofotómetros para espectroscopia UV-VIS de las formas de construcción más diversas son conocidos por el estado de la técnica. En general dislx>nen de una fuente de luz conmutable para suministrar un rayo de luz que se requiere para realizar la medición, existiendo un sistema óptico que conduce el rayo de luz generado en la fuente de luz a través de una célula de medida a un detector de luz. Por último los espectrofotómetros suelen disponer con frecuencia de una unidad de evaluación que por el lado de entrada está unida al detector de luz de la fuente de luz y que realiza el tratamiento de los valores de medición suministrados por el detector de luz.

Descripción de la invención la invención consiste en un sistema mullianálisis para aceites, que incorpora en el mismo dispositivo un espectrofluorimetro láser, un fluorlmetro láser de filtro automatizado con servomotor, un nefelómetro de análisis de la turbidez IR, un espectrofotómetro RGB y un medidor de temperatura. Permite la realización de las mediciones de forma secuencial o alternativa, con un diseño sin solapamiento en su colocación.

El sistema cuenta con un dispositivo de loma de datos interactivo, ju nto con un dispositivo de cálculo que recopila los datos, los analiza y muestra los resultados en una pantalla.

El medidor permite obtener un análisis cualitativo del aceite sin diluir, o un análisis cuantitativo de algunos componentes del aceite con gran exactitud si se este se diluye.

Las principales ventajas de utilizar un método basado en la fluorescencia con fuente de emisión láser, es que no necesita monocromador, la sensib'ilidad de la fluorescencia es entre 100·1000 veces mayor que la de las técnicas de absorción, es una técnica no destructiva y su bajo precio permite que un analizador basado en esta técnica de la quimica analítica esté al alcance de cualquier consumidor.

Se elige como fuente de luz de excitación la luz láser. La cualidad clave es la emisión monocromática y alta coherencia temporal del láser, por ello se ha seleccionado frente a otras fuentes de luz como LEO

o de incandescencia, como lámparas de xenón o de mercurio; basándose en esta propiedad no es necesario incorporar un monocromador tras la fuente de excitación, lo que permite ahorrar costes, aumentar la sencillez del equipo y reducir el tamaño del equipo considerablemente. Además los emisores láser tienen una larga vida útil y gran eficiencia energética que lo hacen ideal para su implementación en un equipo portátil.

Por otro lado existen módulos láser continuos de diodo en altas potencias a bajo coste, lo que permitirá excitar las muestras con una buena 'intensidad para su visualización sin grandes interferencias que impidan su diferenciación cualitativa.

Como longitud de onda de excitación se propone como ejemplo de realización de la invención la utilización de la banda visible correspondiente al rango violeta-azul, para la que existen diodos láser económicos. Emiten una longilud de onda rnás energética que el resto de láseres...

1. Sistema multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites que permite la obtención de parámetros de la composición química del aceite, así como productos derivados, caracterizado porque comprende un sistema de análisis en tiempo real con los sistemas de espectrofluorimetría láser, fluorímetro láser de filtro automatizado, espectrofotómetro, nefelómetro y termómetro en el mismo equipo.

2. Sistema multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites según reivindicación caracterizado porque incorpora: un medidor de longitud de onda e intensidad de luz (1) , un filtro para diferentes bandas de longitudes de onda (2) , un módulo láser (3) , una cubeta de

espectrofluorimetría de 4 caras iguales (4) , un LEO RGB (5) , un servomotor (6) , un LEO IR (7) Y un termómetro (8) .

3. Sistema multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites según reivindicación 1

caracterizado porque el medidor de longitud de onda e intensidad de luz (1) es un sensor sensible a la luz de fluorescencia provocada por el módulo láser (3) , a la luz emitida por el LEO RGB (5) , Y a la luz emitida por el LEO IR (7) .

4. Sistema multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites según reivindicación 1 caracterizado porque el medidor de longitud de onda e intensidad de luz (1) está conectado a un módulo de análisis que comprende un dispositivo de cálculo programable que activa el módulo láser (3) , el LEO RGB (5) , Y el LEO IR (7) de forma secuencial para posterionnente recopilar datos, analizar dichos datos y mostrar los resultados en una pantalla.

5. Sistema multianálisis de espectrofluorimetría láser para aceites según reivindicación 1 , 2, 3 Y 4 caracterizado por comprende al menos de un módulo láser para excitación fluorescente

(3) y un detector optoelectrónico (1) para la detección de la banda fluorescente predominante y su intensidad.