Aparato de procesamiento de alimentos para detectar y cortar tejidos duros de artículos alimentarios.

Un aparato de procesamiento de alimentos (1000) adaptado para detectar y cortar tejidos duros tales comohuesos,

cartílago y grasa de piezas de artículos alimentarios (101, 102) tales como filetes de pescado o de carne oartículos de ave, que comprende:

- una primera cinta transportadora continua (2), para la obtención de imágenes por rayos X, que tiene un extremo deentrada y un extremo de salida,

- al menos una máquina de rayos X (1) asociada con dicha primera cinta transportadora continua (2) para laobtención de imágenes de artículos alimentarios de entrada (101) transportados en la primera cinta transportadoracontinua y basándose en las imágenes la generación de datos de imagen de rayos X que indican la posición de lostejidos duros en dichas piezas de artículos alimentarios,

- una segunda cinta transportadora porosa (6), para corte por chorro de agua, cuyo extremo de entrada estáadaptado para ser colocado adyacente al extremo de salida de dicha primera cinta transportadora continua (2) pararecibir dichas piezas de artículos alimentarios desde el extremo de salida de la primera cinta transportadoracontinua,

- un sistema de visión (3) para suministrar segundos datos de imagen de dichas piezas de artículos alimentarios(101, 102) después de la obtención de imágenes por dicha al menos una máquina de rayos X (1), incluyendo lossegundos datos de imagen datos relativos a la posición que indican la posición de las piezas de artículosalimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa (6) antes de dicho corte, estando dicha segunda cintatransportadora porosa (6) adaptada para transportar las piezas de artículos alimentarios durante dicha obtención deimágenes y durante el corte de dichos tejidos duros de dichas piezas de artículos alimentarios, y

- un mecanismo de seguimiento para seguir la posición de las piezas de artículos alimentarios en todo momento,

- un mecanismo de representación (1001) que comprende:

un procesador (1002) para usar los datos de posición de seguimiento para los artículos alimentarios después dedichos datos de imágenes de rayos X con el fin de determinar una posición estimada de las piezas de artículosalimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa (6), y después de la obtención de los segundos datos deimagen, comparar dicha posición de coordenadas estimada de las piezas de artículos alimentarios con la posiciónreal en la segunda cinta transportadora porosa basándose en dichos segundos datos de imagen, y en caso de nocorrespondencia entre dicha posición de coordenadas estimada y dicha posición real,

un procesador (1002) para representar los datos de imagen de rayos X en los segundos datos de imagen de maneraque la posición de los tejidos duros se corresponde con dichos segundos datos de imagen, y

una unidad de control (1003) accionable para hacer funcionar un medio de corte (4, 5, 7) para corte de dichas piezasde artículos alimentarios usando dichos datos de imagen de rayos X representados como datos de funcionamiento.

Aparato de procesamiento de alimentos para detectar y cortar tejidos duros de artículos alimentarios Campo de la invención La presente invención se refiere a un aparato de procesamiento de alimentos y un método para detectar y cortar tejidos duros tales como huesos, cartílago y grasa de piezas de artículos alimentarios.

Antecedentes de la invención Muchas empresas han intentado en las últimas décadas retirar los huesos automáticamente de los productos alimentarios. Los intentos más comunes han sido realizados para extraer las espinas de los filetes de pescado blanco y salmón. Para los filetes de salmón varias empresas han conseguido extraer las espinas de los filetes que se dejaron madurar durante aproximadamente 2-4 días después de que se dio muerte al salmón. Carnitech y Unifood de Dinamarca son dos de las empresas que fabrican estas máquinas. Recientemente varias empresas salmoneras han empezado a producir un producto de salmón que se denomina lomos en pre-rigor de filetes de salmón. La producción de estos lomos exige que se extraigan las espinas de los filetes mientras están en rigor. Los métodos o máquinas actuales no funcionan en este caso ya que a continuación las espinas quedan atrapadas de forma más intensa que en los filetes madurados.

Una máquina similar usada para extraer las espinas de los filetes de salmón ha sido desarrollada por la empresa Marel y usada en filetes de pescado blanco, entre ellos bacalao, abadejo y carbonero. Con esta máquina surgen los mismos problemas que con la máquina de extracción de espinas para el salmón ya que no funcionan bien en pescado muy fresco.

Más recientemente la empresa islandesa Skaginn intentó cortar espinas automáticamente de filetes superenfriados con corte por chorro de agua tal como se describe en la solicitud de patente WO 2006/064521 A1. En primer lugar no resulta práctico en todos los casos superenfriar los filetes antes del corte debido al elevado coste y a la necesidad

de espacio y además muchos procesadores opinan que reduce la calidad de los productos ya que llevar el alimento a la congelación modifica las propiedades del alimento. Además el superenfriamiento en solitario sólo genera beneficio para un número de casos limitado. Skaginn usó una cámara regular para realizar una fotografía del filete y estimó basándose en la imagen el lugar de las espinas. Con este método no es posible cortar las espinas de los filetes de pescado con la precisión y la fiabilidad que requiere la industria.

El uso de corte por chorro de agua y un sistema de visión se desvela también en la solicitud US 4.557.019 y más tarde con añadidos secundarios en la patente US 4.962.568. En estas patentes, sin embargo, no se intenta cortar los artículos alimentarios en secciones en las que las secciones seleccionadas no tengan espinas mientras otras tienen espinas.

La empresa Trio Food Processing Machiner y en cooperación con una agencia de investigación noruega, SINTEF, intentó cortar las espinas automáticamente de filetes de salmón en pre-rigor. La idea consistía en usar visión informática regular y a continuación cortar la raíz blanda de las espinas ya que la fuerza necesaria para extraer las espinas se reduce supuestamente en aproximadamente el 50%. El corte se realiza introduciendo una cuchilla larga y

delgada desde el extremo de la cabeza del filete cerca de la piel. La cuchilla se introduce de manera que la punta de la cuchilla sigue una trayectoria en la que se estima que se sitúan los tendones, y así corta los tendones. Las espinas no pueden verse directamente en el exterior del filete. Así fue necesario estimar la posición de la fijación del tendón basándose en las características de superficie del filete. Una alternativa en este método podría ser detectar los extremos de la espina y usarlos para colocar el corte. Sin embargo, los extremos de la espina a menudo están 50 también muy ocultos en la carne, lo que hace difícil y poco fiable cualquier detección de los mismos. Este método no ha tenido éxito hasta ahora.

La patente US 5.162.016 desvela un método para segmentar la carcasa de un animal colocándolo en un vehículo de montaje, que forma parte de un sistema de transporte de carcasas. El vehículo de montaje sujeta con seguridad la 55 carcasa y la transporta a una estación de obtención de imágenes en la que se determina la posición de un hueso seleccionado en la carcasa usando un primer y un segundo escáner. El primer escáner incluye dos cámaras de televisión y el segundo escáner incluye dos tubos de rayos X.

Antes de que comience la obtención de imágenes, el vehículo de montaje o la carcasa que contiene se coloca en 60 una posición conocida dentro de la estación de obtención de imágenes. Por ejemplo, se coloca un detector, como un fotodiodo, dentro de la estación de obtención de imágenes para suministrar una señal de control en respuesta a la carcasa o el vehículo de montaje que alcanza una posición predeterminada. La señal de control provoca que el mecanismo de accionamiento que impulsa el vehículo de montaje detenga el vehículo de montaje en la posición predeterminada. Una vez en la posición, se exploran con el escáner las partes interior y exterior de la carcasa.

Después de la exploración, el vehículo de montaje transporta la carcasa a una estación de corte, en la que se dirige una corriente de fluido a presión que contiene un material abrasivo hacia la carcasa a lo largo de una trayectoria de corte creada por la información de los escáneres. En la estación de corte, se proporciona un detector que determina la posición adecuada de la carcasa de manera que la corriente de fluido a presión pueda segmentar la carcasa a lo largo de las trayectorias de corte predeterminadas en, por ejemplo, cortes primarios, tales como morcillo, tapa, babilla, solomillo, lomo, falda, costilla, aguja, costillar, etc. Estos cortes primarios caen en una cinta transportadora que funciona por debajo de la carcasa.

Basándose en lo anterior, el documento US 5.162.016 está limitado al corte de carcasas de ganado vacuno, cerdos y corderos, pero no a los cortes primarios resultantes tales como morcillo, tapa, babilla, solomillo etc., que son suministrados posteriormente para su posterior despedazado o transporte a un comercio mayorista.

El autor de la presente invención ha valorado que existe así la necesidad de un aparato de procesamiento de alimentos que sea capaz de procesar automáticamente piezas de artículos alimentarios tales como dichos cortes primarios resultantes del documento US-5.162.016, pero también todas las clases de piezas de artículos alimentarios tales como filetes de pescado, piezas de ave y similares con el fin de aumentar el rendimiento del corte y ha ideado en consecuencia la presente invención.

Sumario de la invención Sería ventajoso conseguir un aparato de procesamiento de alimentos que hiciera posible detectar y retirar tejidos duros de piezas de artículos alimentarios tales como filetes de pescado y aumentar así el rendimiento del corte. En general, la invención pretende preferentemente mitigar, aliviar o eliminar una o más de las desventajas mencionadas anteriormente en solitario o en cualquier combinación. En particular, puede verse como un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de procesamiento de alimentos que resolvía los problemas mencionados anteriormente, u otros problemas, de la técnica anterior.

Para abordar mejor una o más de estas preocupaciones, en un primer aspecto de la invención se proporciona un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 1, y su método correspondiente según la reivindicación 14 y un programa informático según la reivindicación 15 adaptado para detectar y cortar tejidos duros tales como huesos, cartílago y grasa de piezas de artículos alimentarios tales como filetes de pescado o de carne o artículos de ave, que comprende:

- una primera cinta transportadora continua, para la obtención de imágenes de rayos X, que tiene un extremo de 35 entrada y un extremo de salida,

- al menos una máquina de rayos X asociada con dicha primera cinta transportadora continua para la obtención de imágenes de artículos alimentarios de entrada transportados en la primera cinta transportadora continua y basándose en las imágenes la generación de datos de imagen de rayos X que indican la posición de los tejidos duros en dichas piezas de artículos alimentarios,

- una segunda cinta transportadora porosa, para corte por chorro de agua, cuyo extremo de entrada está adaptado para ser colocado adyacente al extremo de salida de dicha primera cinta transportadora continua para recibir dichas piezas de artículos alimentarios del extremo de salida... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de procesamiento de alimentos (1000) adaptado para detectar y cortar tejidos duros tales como huesos, cartílago y grasa de piezas de artículos alimentarios (101, 102) tales como filetes de pescado o de carne o 5 artículos de ave, que comprende:

- una primera cinta transportadora continua (2) , para la obtención de imágenes por rayos X, que tiene un extremo de entrada y un extremo de salida,

- al menos una máquina de rayos X (1) asociada con dicha primera cinta transportadora continua (2) para la obtención de imágenes de artículos alimentarios de entrada (101) transportados en la primera cinta transportadora continua y basándose en las imágenes la generación de datos de imagen de rayos X que indican la posición de los tejidos duros en dichas piezas de artículos alimentarios,

- una segunda cinta transportadora porosa (6) , para corte por chorro de agua, cuyo extremo de entrada está adaptado para ser colocado adyacente al extremo de salida de dicha primera cinta transportadora continua (2) para recibir dichas piezas de artículos alimentarios desde el extremo de salida de la primera cinta transportadora continua,

- un sistema de visión (3) para suministrar segundos datos de imagen de dichas piezas de artículos alimentarios (101, 102) después de la obtención de imágenes por dicha al menos una máquina de rayos X (1) , incluyendo los segundos datos de imagen datos relativos a la posición que indican la posición de las piezas de artículos alimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa (6) antes de dicho corte, estando dicha segunda cinta transportadora porosa (6) adaptada para transportar las piezas de artículos alimentarios durante dicha obtención de imágenes y durante el corte de dichos tejidos duros de dichas piezas de artículos alimentarios, y

- un mecanismo de seguimiento para seguir la posición de las piezas de artículos alimentarios en todo momento,

- un mecanismo de representación (1001) que comprende:

un procesador (1002) para usar los datos de posición de seguimiento para los artículos alimentarios después de dichos datos de imágenes de rayos X con el fin de determinar una posición estimada de las piezas de artículos alimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa (6) , y después de la obtención de los segundos datos de imagen, comparar dicha posición de coordenadas estimada de las piezas de artículos alimentarios con la posición real en la segunda cinta transportadora porosa basándose en dichos segundos datos de imagen, y en caso de no correspondencia entre dicha posición de coordenadas estimada y dicha posición real,

un procesador (1002) para representar los datos de imagen de rayos X en los segundos datos de imagen de manera que la posición de los tejidos duros se corresponde con dichos segundos datos de imagen, y

una unidad de control (1003) accionable para hacer funcionar un medio de corte (4, 5, 7) para corte de dichas piezas de artículos alimentarios usando dichos datos de imagen de rayos X representados como datos de funcionamiento.

2. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 1, en el que la comparación por dicho 45 procesador de la posición estimada de las piezas de artículos alimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa con la posición real en la segunda cinta transportadora porosa basándose en dichos segundos datos de imagen comprende:

la comparación de si el centro de gravedad para los datos de imágenes de rayos X se corresponde con el centro de 50 gravedad de los segundos datos de imagen, y en caso de no correspondencia, la representación de los datos de imágenes de rayos X en los segundos datos de imagen de manera que el centro de gravedad de los datos de imágenes de rayos X se corresponde con el centro de gravedad de los segundos datos de imagen, o la comparación de si el eje principal para los datos de imágenes de rayos X se corresponde con el eje principal de 55 los segundos datos de imagen, y en caso de no correspondencia, la representación de los datos de imágenes de rayos X por medio de la rotación de los datos de imágenes de rayos X hasta el eje principal para la imagen de rayos X y los segundos datos de imagen son coincidentes, o la comparación de si la escala de los datos de imágenes de rayos X se corresponde con la escala de los segundos 60 datos de imagen por medio de la comparación de correspondencia del área de los datos de imágenes de rayos X y el área de los segundos datos de imagen, y en caso de no correspondencia, la representación de los datos de imágenes de rayos X por medio del ajuste de la escala de los datos de imágenes de rayos X hasta que el área de datos de imágenes de rayos X se corresponde con el área de los segundos datos de imagen,

una combinación de uno o más de lo anterior.

3. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 1 ó 2, en el que la máquina de rayos X (1) comprende dos o más fuentes de rayos X colocadas en ángulos de visualización diferentes con respecto a los objetos alimentarios de entrada adaptado para emitir haces de rayos X en los objetos alimentarios de entrada en dichos ángulos de visualización diferentes y así generar al menos dos datos de medida de rayos X, comprendiendo además el aparato de procesamiento de alimentos un procesador para generar dichos primeros datos de imagen procesando los al menos dos datos de medida de rayos X para generar datos de imagen de rayos X tridimensionales (3D) de dichos tejidos duros.

4. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 1, en el que dicho sistema de visión (2) se selecciona entre:

una cámara digital, incluyendo dichos segundos datos de imagen datos de imagen de silueta en 2D de dichos artículos alimentarios,

una cámara digital y un sistema de visión basado en láser, siendo dichos datos de imagen datos de imagen en 3D completos de dichos artículos alimentarios,

una cámara digital en color y un sistema de visión basado en láser, siendo dichos datos de imagen datos de imagen en 3D en color completos de dichos artículos alimentarios.

5. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 4, en el que dichos datos de imagen tridimensionales (3D) obtenidos de dicha cámara digital y una visión basada en láser se usan para estimar:

el volumen de los artículos alimentarios, 25 el peso de los artículos alimentarios,

el perfil de grosor de los artículos alimentarios,

el color o el perfil de color de los artículos alimentarios de manera que se estima o se detecta grasa o defectos tales como manchas de sangre u orificios, en los artículos alimentarios, o cualquier combinación de los mismos.

6. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 3, en el que dicho sistema de visión (2) es un sistema de visión tridimensional (3D) adaptado para capturar la imagen en 3D de dichas piezas de artículos alimentarios además de dichos datos de imagen de rayos X en 3D, la comparación por dicho procesador de la posición estimada de las piezas de artículos alimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa con la posición real en la segunda cinta transportadora porosa basándose en dichos segundos datos de imagen que comprende la determinación de si el volumen total de los datos de imagen de rayos X en 3D se corresponde con el volumen de los datos de imagen en 3D, y en caso de no correspondencia, la representación de dicho procesador del volumen de los datos de imagen de rayos X en 3D en el volumen de los datos de imagen en 3D de manera que el error volumétrico se reduce al mínimo.

7. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 6, en el que dicho error volumétrico se reduce al mínimo por medio de la minimización del error volumétrico que es determinado por dicho procesador por medio de 45 la minimización de la suma X+Y de los dos volúmenes menos el conjunto común XnY de los dos volúmenes, en el que X es el volumen determinado por dichas dos o más fuentes de rayos X e Y es el volumen determinado por dicho sistema de visión en 3D.

8. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 6 ó 7, en el que la posición estimada de las piezas de artículos alimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa en la posición real en la segunda cinta transportadora porosa basándose en dichos segundos datos de imagen comprende la comparación de si las superficies en sección transversal de dichos datos de imagen de rayos X en 3D se corresponden con las superficies en sección transversal de dichos datos de imagen en 3D, y en caso de no correspondencia, la representación de dichos datos de imagen de rayos X en 3D en los datos de imagen en 3D de manera que la diferencia entre el área 55 de las superficies en sección transversal entre los datos de imagen de rayos X en 3D y los datos de imagen en 3D se reduzca al mínimo.

9. Un aparato de procesamiento de alimentos según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el medio de corte (4, 5) es un sistema de boquillas de agua a alta presión o una hoja de corte que tiene un movimiento de uno a seis grados de libertad.

10. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 3, en el que dichos datos de imagen de rayos X tridimensionales son procesados para determinar un ángulo de los tejidos duros en los artículos alimentarios, usándose el ángulo de los tejidos duros para determinar un ángulo de corte que se usa como un parámetro de

sintonización para ajustar el ángulo del sistema de boquillas de agua a alta presión o la hoja de corte durante el corte de los tejidos duros de los artículos alimentarios.

11. Un aparato de procesamiento de alimentos según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un segundo medio de detección de tejidos duros (13) para generar terceros datos de imagen mediante obtención de imágenes de los artículos alimentarios procesados después de retirar las partes cortadas de los mismos.

12. Un aparato de procesamiento de alimentos según la reivindicación 8, en el que el segundo medio de detección de tejidos duros (13) es una máquina de rayos X o un sistema de visión y en el que los terceros datos de imagen son los datos de imagen resultantes de la máquina de rayos X o un sistema de visión, siendo la tercera imagen procesada posteriormente por dicha unidad de control y usada como un parámetro de sintonización para sintonizar el funcionamiento del medio de corte.

13. Un aparato de procesamiento de alimentos según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los artículos alimentarios son seleccionados entre filete de pescado en el que los tejidos duros son las espinas en el filete de pescado, carne en la que los tejidos duros son cartílago, huesos o grasa o una combinación de los mismos, carne de ave en la que los tejidos duros son cartílago, huesos o grasa o una combinación de los mismos.

14. Un método de detección y corte de tejidos duros tales como huesos, cartílago y grasa de piezas de artículos alimentarios tales como filetes de pescado o de carne o artículos de ave, que comprende:

la obtención de imágenes de las piezas de artículos alimentarios de entrada usando al menos una máquina de rayos X mientras se transportan las piezas de artículos alimentarios en una primera cinta transportadora continua y basándose en las imágenes la generación de datos de imagen de rayos X que indican la posición de los tejidos duros en dichas piezas de artículos alimentarios,

el transporte, después de dicha obtención de imágenes de rayos X, de dichas piezas de artículos alimentarios en una segunda cinta transportadora porosa (6) ;

en el que durante el transporte:

el suministro de segundos datos de imagen de dichas piezas de artículos alimentarios (101) después de la obtención de imágenes por dicha al menos una máquina de rayos X,

el corte de dichos tejidos duros de dichas piezas de artículos alimentarios después del suministro de los segundos datos de imagen, incluyendo los segundos datos de imagen datos relativos a la posición que indican la posición de las piezas de artículos alimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa (6) , y

el seguimiento de la posición de las piezas de artículos alimentarios en todo momento,

el uso de los datos de posición de seguimiento para los artículos alimentarios después de dichos datos de imágenes de rayos X para determinar una posición estimada de las piezas de artículos alimentarios en dicha segunda cinta transportadora porosa (6) , en el que después de la obtención de los segundos datos de imagen, la comparación de dicha posición de coordenadas estimada de las piezas de artículos alimentarios con la posición real en la segunda cinta transportadora porosa basada en dichos segundos datos de imagen, y en caso de no correspondencia entre dicha posición de coordenadas estimada y dicha posición real,

la representación de los datos de imagen de rayos X en los segundos datos de imagen de manera que la posición de los tejidos duros se corresponde con dichos segundos datos de imagen, y

el corte de dichas piezas de artículos alimentarios usando dichos datos de imagen de rayos X representados como datos de funcionamiento.

15. Un programa informático que comprende instrucciones para realizar todas las etapas del método de la reivindicación 14, cuando dicho programa informático es ejecutado en un sistema informático.