Procedimiento para separación por diferencia de temperatura entre frutos con hueso y frutos sin hueso.

La presente invención tiene por objeto un procedimiento para la separación de frutos con hueso de aquellos a los que les ha sido extraído,

basándose en la diferencia de temperatura que alcanzan los frutos al ser calentados durante el mismo tiempo, sí dicho hueso está presente o no, entero o parcialmente. Tras un análisis por visión artificial con cámara térmica, o mediante el uso de un sensor de temperatura infrarrojo o de contacto, se realiza la separación de los frutos.

Procedimiento para separación por diferencia de temperatura entre frutos con hueso y frutos sin hueso.

Objeto de la invención La presente invención tiene por objeto un procedimiento para la separación de frutos con hueso de aquellos a los que les ha sido extraído, basándose en la diferencia de temperatura que alcanzan los frutos al ser calentados durante el mismo tiempo, sí dicho hueso está presente o no. Tras un análisis por visión artificial con cámara térmica, o mediante el uso de un sensor de temperatura infrarrojo o de contacto, se realiza la separación.

Estado de la técnica

La separación de frutos con y sin hueso requiere de un procedimiento que permita discernir entre ambos, las máquinas extractoras tienen una tasa de error no despreciable quedando el hueso dentro, por completo o parcialmente, en considerables ocasiones. Los sistemas de separación que se emplean habitualmente dependen del tipo de fruto, a título de ejemplo en la aceituna de mesa es habitual el uso de tanques de flotación en los que las aceitunas con hueso van al fondo del mismo y las que no lo tienen quedan flotando. Este sistema ampliamente utilizado en el sector de la aceituna de mesa tiene serios inconvenientes ya que la flotación depende de la concentración de sal en el líquido del tanque y de la temperatura del mismo y son parámetros que habitualmente no se controlan, con lo que el error no es desdeñable y exige que tras el tanque, operarios terminen la labor de clasificado de forma manual.

Otra técnica existente, es el empleo de rayos X, con este sistema se pueden obtener buenos resultados, pero es caro, exige someter los frutos a radiación y requiere un blindaje especial para el manejo en fábrica. Es por estas razones que en el sector de la aceituna de mesa no se emplea; en España sólo hay una empresa que los comercializa Multiscan Technologíes S.L. con su modelo X20V B65.

El uso del gradiente térmico obtenido al calentar los frutos, puede ser una alternativa eficaz y barata que aúna lo mejor de ambos sistemas siendo de uso generalizable no sólo para la aceituna de mesa sino también para una amplia variedad de frutos con hueso. Hasta la fecha no existen procedimientos industriales patentados como el que aquí se describe.

Revisando el estado de la técnica podemos encontrar diversas invenciones particularizadas en la aceituna de mesa:

Asociadas a la separación por densidad:

P8700509 "Máquina para lavar la aceituna separándola de cuerpos pesados e impurezas". P8801897 "1 nstalación y procedimiento para el lavado de aceituna, incluida la separación de piedras y objetos extraños acompañantes".

P200002328 "Conjunto modular para la limpieza y secado de aceitunas". U0241663 "Dispositivo para la limpieza de aceitunas". P9102361 "Máquina lavadora de aceituna". P200800763 "Recogedor de sólidos en suspensión". A01D1/00 "Dispositivo separador por flotación para recolectoras de frutos".

Asociadas al uso de Rayos X:

La empresa Multiscan Technologíes S. L. tiene un modelo de máquina en mercado (X20V B65) , que realiza una detección de huesos en aceitunas deshuesadas y posibles contaminantes basado en rayos X.

Descripción de la invención Para llevar a cabo la separación, partimos de frutos que procederán de una máquina deshuesadora previa que realiza la extracción del hueso. Como a veces esa extracción es fallida y el hueso queda total o parcialmente en el interior, para conseguir separar esos frutos que aún conservan el hueso en su interior, emplearemos una fuente de calor que elevará la temperatura del fruto a valores distintos y diferenciables entre frutos con hueso y aquellos que no lo contienen dada la diferencia de calores específicos existente entre ambos. Tras un intervalo de tiempo apropiado, se puede observar una diferencia de hasta varios grados Celsius. Para definir el tiempo necesario se hacen ajustes de laboratorio previos para calibrar la fuente de calor en función del tipo de fruto y variedad a clasificar, evitando siempre que tal calentamiento pueda afectar a las características de textura u organolépticas. Los valores empíricos que se obtienen dependerán de cada tipo de fruto o variedad y se añadirán como parámetros de configuración a la maquina clasificadora que realizara la separación según este gradiente térmico. Para que el proceso sea eficiente desde un punto de vista comercial, los frutos se harán circular por una cinta transportadora de varías vías lo que permitirá hacer pasar un número elevado de estos delante del sistema de análisis térmico. La forma de discernir puede ser mediante una imagen obtenida con una cámara térmica que siendo procesada mediante un sistema de visión artificial, dictamina dentro de la imagen que frutos tienen o no hueso según su nivel de temperatura. Otra forma será analizando la temperatura superficial de cada fruto mediante un sistema infrarrojo o por contacto físico con un sensor te tipo termopar, PT100 o similar. Para ambos casos, tomada la decisión, un sistema actuador extrae el fruto con hueso de la cinta transportadora.

Descripción de las figuras Figura 1, diagrama de bloques de funcionamiento del procedimiento. Se aprecian los diferentes bloques que conlleva la aplicación de este método: (1) frutos a clasificar que pueden no contener hueso o contenerlo ya sea entero o parcialmente, (2) un calentamiento de los frutos con una fuente de calor durante un tiempo que dependerá de la naturaleza de los mismos: (tamaño variedad, estado, etc.) , (3) un sistema de captura y digitalización de imágenes basado en cámara termo-gráfica, sensores de temperatura infrarrojos o sensores de temperatura por contacto, (4) análisis de la imagen térmica de los frutos o (5) del valor obtenido del sensor de temperatura infrarrojo o por contacto, (4) y (5) están basados en P.c. o en un sistema autónomo con FPGA, DSP o Microcontrolador,

(6) una segmentación de la imagen en planos de color, para determinar de forma cuantitativa la temperatura en cada zona, permitiendo discernir entre frutos sin hueso, frutos con hueso total o parcial (esquirlas) , (7) separación en tiempo real de los frutos con y sin hueso. Figura 2, esquema de la implementación física de la máquina de separación de frutos por diferencia de temperatura. (8) cinta transportadora de una sola hilera, (9) frutos a temperatura ambiente, (10) fuente de calor, (11) sentido del movimiento de la cinta con los frutos encima, (12) actuador que extrae fuera de la cinta los frutos calientes con hueso, (13) fruto caliente con hueso extraído de la cinta, (14) fruto caliente sin hueso.

Modo preferente de realización de la invención para el caso particular de la aceituna de mesa a) Fruto:

La aceitunas procedentes de una máquina de deshuesado convencional, circulan encima de una cinta transportadora que las conduce a través de un horno (eléctrico o microondas) , aplicando durante varios segundos calor y elevando de manera diferente la temperatura entre las aceitunas que incluyen hueso o parte del mismo de las que no.

b) Sistema de temperatura:

b1) Si la temperatura es adquirida por sensores infrarrojos o de contacto para cada aceituna, el sistema de decisión (PC, FPGA o Microcontrolador) resuelve la separación, normalmente actuando sobre un sistema neumático que elimina de la cinta aquellas aceitunas que tienen hueso. b2) Si la temperatura es adquirida por una cámara termográfica se recurrirá a un procesado de imagen que igualmente permitirá eliminar mediante un actuador, preferentemente neumático, las aceitunas con hueso. El sistema de decisión será nuevamente un PC, FPGA o Microcontrolador.

A título de ejemplo y sin perder generalidad, con una velocidad de movimiento en cinta transportadora de 1 cm/s, una potencia de 1000 W en microondas y una exposición de 5 segundos, se obtienen variaciones de 4°C en aceituna de la variedad manzanilla con calibre 180-200. Las temperaturas conseguidas no superan los 40 oC por lo que la aceituna no sufre en ningún momento pérdidas de calidad.

Con una cinta transportadora de 20 líneas y separación neumática se llegan a obtener rendimientos de 1200 aceitunas/minuto.

1. Procedimiento para separación por diferencia de temperatura entre frutos con hueso y frutos sin hueso caracterizado porque comprende:

a) uso de frutos a clasificar que pueden no contener hueso o contenerlo ya sea entero o parcialmente.

b) un calentamiento de los frutos con una fuente de calor durante un tiempo que dependerá de la naturaleza de los mismos: (tamaño variedad, estado, etc.) y que no afecta a las características organolépticas del fruto ni genera deterioros o perdidas de calidad.

c) la medición de la temperatura de los frutos mediante sensores de temperatura por infrarrojos, sensores de temperatura por contacto o mediante una cámara termo-gráfica.

d) el procesado de los valores de temperatura de los sensores o de la imagen térmica de las aceitunas con un P.C. o en un sistema autónomo con FPGA, DSP o Microcontrolador, con el objeto de efectuar la selección en tiempo real de los frutos.

e) en el caso de imagen térmica una segmentación de la imagen en planos de color, para determinar de forma cuantitativa la temperatura en cada zona permitiendo discernir entre frutos sin hueso, frutos con hueso o frutos con un trozo de hueso (esquirlas) .

, -----------¡

I (1) FRUTOS _

1_

¡-~L~NTAMIE~O-I

L ~ L---, .

(3) SENSADO DE

CON O SIN 1----1

DE LOS FRUTOS I

I_ HUESO ~ L _j I~M~TURAJ i

L__ _

, -------I 1--------l

W.

I (4~;ROCESADO

I

(7) SEPARACIÓN 1 __ 1 SEGMENTACIÓN ~__ 1 DE LA IMAGEN ' 1

DE LOS FRUTOS r DE LA IMAGEN I

I

i __ ) L ___ _ L_~ÉRMI~ ___J

1---- (5) A~ÁUSIS I

L ~ I

---" TEMP. ~

l~E~SORES~

Figura 1

/ ~.. : 13

:14

~f;¡/~U. Q-=0

----;->

U'~';~a (;D

Figura 2