ES2197230T3 - Aparato para investigar material que puede fluir y dispositivo para transportar muestras. - Google Patents

Abstract

SE PRESENTA UN APARATO PARA EXAMINAR UN MATERIAL FLUIBLE QUE COMPRENDE UN TUBO QUE TIENE UNA ABERTURA PARA RECIBIR EL MATERIAL Y UNA ABERTURA PARA DESCARGAR EL MATERIAL. ADEMAS, EL TUBO COMPRENDE UN SEGMENTO ADAPTADO PARA EFECTUAR MEDICIONES. ADYACENTE A LA SECCION DE TUBO HAY UN DISPOSITIVO MEDIDOR QUE TIENE UNA FUENTE DE LUZ SOBRE UN LADO PARA TRANSMITIR LUZ AL INTERIOR DEL SEGMENTO Y UN RECEPTOR DE LUZ SOBRE EL LADO OPUESTO PARA MEDIR EL EFECTO SOBRE LA LUZ DEL MATERIAL COLOCADO EN EL SEGMENTO. EN EL CAMINO DEL RAYO ENTRE LA FUENTE DE LUZ Y EL RECEPTOR DE LUZ, LAS PAREDES DEL SEGMENTO DEL TUBO ESTAN HECHAS DE UN MATERIAL QUE ES TRANSLUCIDO O TRANSPARENTE A LA BANDA DE LONGITUD DE ONDA DE LUZ A EXAMINAR. UNA UNIDAD GRABADORA CONECTADA AL DISPOSITIVO MEDIDOR GRABA VALORES DE MEDIDA INDIVIDUALES O CONJUNTOS DE LOS MISMOS RELATIVOS AL MATERIAL COLOCADO EN EL SEGMENTO DEL TUBO. LAS MUESTRAS PUEDEN SER TRANSPORTADAS A TRAVES DEL APARATO POR MEDIO DE UN DISPOSITIVO QUE COMPRENDE UN TUBO QUE TIENE UNA ABERTURA PARA RECIBIR EL MATERIAL Y UNA ABERTURA PARA DESCARGAR EL MATERIAL ASI COMO UN SEGMENTO DE TUBO ADAPTADO PARA EFECTUAR LAS MEDICIONES. UN MEDIO DE CIERRE MOVIL SE COLOCA EN EL TUBO EN LA ABERTURA PARA RECIBIR EL MATERIAL, Y UN MIEMBRO DE TRANSPORTE TRANSPORTA EL MATERIAL QUE HA SIDO RECIBIDO DENTRO DEL SEGMENTO DE TUBO ADAPTADO PARA EFECTUAR LAS MEDICIONES.

Description

Aparato para investigar material que puede fluir y dispositivo para transportar muestras.

La presente invención se refiere a un aparato para examinar materiales que pueden fluir, que comprende un tubo que tiene una primera abertura para recibir material y una segunda abertura para expulsar material así como un segmento tubular preparado para efectuar mediciones, un dispositivo medidor situado adyacente a dicho segmento tubular y compuesto por una fuente luminosa en un lado del segmento tubular para emitir luz hacia el interior del segmento y un receptor luminoso al lado opuesto del segmento para medir el efecto que tiene sobre la luz un material colocado en el segmento, estando hechas las paredes del segmento tubular, situadas en el camino que recorren los rayos desde la fuente luminosa hasta el receptor luminoso, de un material translúcido o transparente para la gama de longitudes de onda de la luz que se va a examinar, y un aparato registrador conectado a dicho dispositivo de medida y preparado para registrar los valores de las medidas individuales o de conjuntos de las mismas para el material que se haya colocado en dicho segmento tubular.

La expresión ``espectroscopia por rayos infrarrojos próximos'' se utiliza para designar procedimientos de medida basados en la interacción entre la materia y la radiación electromagnética de longitud de onda comprendida entre 700 y 2500 nm. La razón para utilizar esta expresión es que se refiere a la parte del rango de longitudes de onda de los rayos infrarrojos más cercana al rango visual del espectro (400 a 700 nm). En la literatura, la expresión ``rango de rayos infrarrojos próximos-próximos'' se utiliza para la radiación electromagnética de longitud de onda comprendida entre 700 y 1200 nm.

La espectroscopia por rayos infrarrojos próximos se utiliza para determinar los componentes de materiales diversos, por ejemplo productos cárnicos. La carne está compuesta sustancialmente por agua, proteína y grasa. Cada tipo de enlace químico, tal como O-H, C-H, C=O, C-N, N-H, absorbe la luz de las longitudes de onda características de la molécula en cuestión. La causa de la absorción es que dos átomos diferentes enlazados entre sí funcionan como un dipolo eléctrico que toma energía de los campos eléctrico y magnético de la radiación, haciendo que el grupo de átomos en cuestión se ponga a vibrar. Así pues, un enlace C=O de un triglicérido absorberá la luz de una longitud de onda diferente de la que absorbe un enlace C=O de una molécula de proteína. Midiendo la atenuación de la luz al pasar a través de una muestra de carne a una de estas longitudes de onda características es posible determinar el porcentaje de un componente de la carne.

Las mediciones en el rango de rayos infrarrojos próximos pueden llevarse a cabo de dos maneras, ya sea haciendo pasar luz a través de la muestra (transmisión de rayos infrarrojos próximos) o basándose en la reflexión de la superficie de la muestra (reflexión de rayos infrarrojos próximos). En muestras con un contenido en agua elevado, tales como la carne, no puede utilizarse la transmisión de rayos infrarrojos próximos para efectuar mediciones por encima de 1300 nm, porque la absorción por parte de las moléculas de agua es excesivamente fuerte a longitudes de onda mayores. Las mediciones basadas en la reflexión tienen el inconveniente de que han que llevarse a cabo sobre una superficie libre, que no está bien definida, o a través de una ventana de vidrio. En el último caso, no puede evitarse que la grasa de la carne triturada se adhiera en el interior de la ventana de vidrio, provocando posiblemente mediciones erróneas. Además, debido al pequeño volumen de medida, las mediciones basadas en la reflexión no son tan representativas como las mediciones por transmisión de rayos infrarrojos próximos.

Se conocen diversos aparatos de análisis para examinar materiales por medio de espectroscopia por transmisión de rayos infrarrojos próximos. Uno de estos aparatos comprende un número de copas, en las cuales se coloca una mezcla homogeneizada. Después se mide la absorción de la muestra a distintas longitudes de onda, y se calcula el contenido de los componentes en base a los valores de absorción hallados. El aparato es de uso extremadamente complicado. Así, es necesario tomar una muestra que sea representativa del material a examinar, después debe homogeneizarse la muestra, y finalmente hay que colocar el material homogeneizado en las copas del aparato con gran cuidado. A continuación puede efectuarse el análisis.

En el documento EP-A2-0.388.082 se describe otro aparato conocido de transmisión de rayos infrarrojos próximos. Este documento está relacionado con la espectroscopia por rayos infrarrojos para determinar el contenido de diferentes componentes en el trigo, tales como agua, almidón y proteína. El aparato mide la transmitancia del material a distintas longitudes de onda dentro del rango de 800-1100 nm. Comprende un tubo colocado verticalmente que tiene en la parte superior un embudo para recibir material y el fondo cerrado mediante una placa móvil. Una sección del tubo está provista de un equipo de medida constituido por una fuente luminosa y un receptor luminoso, situados en lados opuestos del tubo para que pueda medirse la transmisión de la luz a través del material. Una rueda que proporciona la posibilidad de colocar diferentes filtros en el camino de la luz permite medir la transmisión a diferentes longitudes de onda. Después de registrar y procesar los valores de las medidas, se desplaza la placa situada en el fondo del tubo descubriendo la abertura por la que cae el material.

Un inconveniente de este aparato conocido es que la cantidad de material en la cámara de medida no es constante, entre otras cosas porque el tamaño de las partes individuales del material influye en la cantidad de aire existente en la cámara de medida.

El documento SE-B-454.387 describe un aparato para medir la reflexión de rayos infrarrojos próximos en la harina. Según se mencionó anteriormente, este es un procedimiento poco fiable debido al volumen de la medida. El aparato comprende un tubo en uno de cuyos extremos un transportador de tornillo introduce harina en el área preparada para hacer las mediciones, mientras expulsa parcialmente el aire del material (empaquetamiento). En el otro extremo del tubo existe un pasador transversal o impulsor que tiene una cierta influencia de retención sobre la harina. En la mitad del tubo existe una ventana a través de la cual se mide la reflexión de los rayos infrarrojos en el material. Este aparato tampoco presenta una cantidad constante de material en el área de medida y sólo utiliza un pequeño volumen de medida.

El documento US-A-4.451.152 describe un aparato para extraer una muestra de líquido y examinar las propiedades de transmisión de la luz en el mismo. El aparato es de construcción diferente al aparato según la presente invención. Entre otras cosas la abertura para recibir material y la abertura para expulsar material es la misma en este aparato conocido, siendo aspirada la muestra al interior del área de medida. El aparato no incluye ningún medio de cierre y por lo tanto no puede crear una presión en la muestra.

El documento US-A-4.002.053 describe un dispositivo para transportar muestras en relación con el examen de un material que pueden fluir, el cual comprende un tubo que tiene una primera abertura para recibir material, una segunda abertura para expulsar material y un segmento tubular preparado para efectuar mediciones. En las aberturas del tubo existen unos medios de cierre en forma de válvulas. Es el objeto de la presente invención proporcionar un aparato para examinar un material que pueden fluir, con el cual sea posible explotar el volumen de medición asociado a la espectroscopia, pero que no tenga los citados inconvenientes de los espectrofotómetros por transmisión de rayos infrarrojos próximos anteriormente conocidos, y que pueda proporcionar unos resultados esencialmente más precisos que el aparato según el documento EP-A2-0.388.082. Preferiblemente, el aparato según la invención deberá funcionar automáticamente de manera que pueda analizar nuevas muestras del material lo cual, especialmente con referencia a materiales inhomogéneos, puede contribuir a un mayor incremento de la precisión de la medida.

Esto se consigue con el aparato según la presente invención que está caracterizado porque el tubo comprende un medio para transportar el material recibido hasta el segmento tubular preparado para efectuar las mediciones y crear una presión en el material, siendo dicha presión suficiente para reducir o eliminar la influencia que tiene sobre las medidas el aire encerrado.

Según la presente invención, no es necesario que la muestra sea líquida u homogénea, como ocurre en el caso de algunos aparatos conocidos previamente. Sólo es necesario que la muestra que pueda fluir, de manera que pueda pasar a través de un tubo. Al igual que el aparato según el documento EP-A2-0.388.082, el aparato según la invención puede utilizarse con muestras que contengan aire, pero tiene la ventaja esencial de crear una presión en el material. Con ello es posible comprimir o disolver cualquier burbuja de aire o de gas presente en el material, aumentando normalmente con ello la precisión de la medida y simplificando la operación de medida. El medio para introducir el material en la sección tubular preparada para efectuar las medidas y crear una presión puede también servir indirectamente para proporcionar el transporte del material hacia la abertura de expulsión del tubo, ya que el material se expande por sí mismo hacia la abertura cuando se alivia la presión una vez finalizada la medida.

La toma de muestras y el análisis del material pueden efectuarse automáticamente, también en aquellos casos en los que la muestra sea inhomogénea. Por esta razón, el aparato no necesita operarios expertos en tomar muestras de material o en juzgar si una cantidad de muestra es representativa. Dado que es sencillo automatizar el aparato, puede aumentarse la precisión de las medidas mediante repetidas mediciones sobre material nuevo, que se transporta hasta el interior del segmento tubular, en donde la presión creada contribuye a eliminar la influencia que tiene el aire encerrado sobre la medida.

El contenido de componentes en el material puede ser monitorizado en continuo mediante el análisis automático y repetido de nuevas muestras. Esto permite utilizar el aparato según la invención para determinar el instante preciso en el que un material posee una propiedad requerida, por ejemplo una uniformidad relativa de los componentes.

Las instalaciones existentes para la producción y/o tratamiento de materiales diversos pueden alcanzar mayores rendimientos cuando se les añade un aparato de análisis según la presente invención.

El aparato según la presente invención puede utilizarse con materiales que pueden fluir, ya sea en forma de partículas o de líquidos. Es especialmente ventajoso utilizar el aparato con material no uniforme, por ejemplo un material que tenga componentes de diferentes composiciones, porque el aparato no necesita que las muestras estén homogeneizadas para obtener resultados fiables. El aparato es especialmente útil para examinar alimentos, piensos y materiales farmacéuticos.

Entre tales materiales pueden incluirse, por ejemplo:

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alimentos de origen vegetal, tales como trigo, cebada, centeno, maíz, arroz, café y cacao en forma de granos enteros o de producto molido o triturado (análisis de proteínas, almidones, carbohidratos y/o agua), legumbres, por ejemplo guisantes, alubias y soja (análisis de proteínas, grasas y/o agua), productos principalmente consistentes o extraídos de materiales vegetales crudos, tales como masas, mezclas vegetales, margarina, aceites comestibles, productos con fibra, chocolate, azúcar, sirope, y cafés solubles (en polvo o granulados),

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alimentos de origen animal, tales como productos lácteos, por ejemplo leche, yogur y otros productos hechos con leche agria, helados, queso (análisis de proteínas, carbohidratos, lactosa, grasa y/o agua), productos cárnicos, por ejemplo carne de cerdo, vaca, cordero, aves y pescados en forma de productos en lonchas o emulgados (análisis de proteínas, grasa, agua y/o sales) y huevos, pudiendo presentarse estos alimentos parcial o totalmente congelados,

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piensos, por ejemplo pastillas o mezclas húmedas o secas de productos vegetales, grasas y materiales crudos conteniendo proteínas, incluyendo alimentos para mascotas,

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productos farmacéuticos, tales como comprimidos, mezclas, cremas y ungüentos, y

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sustancias técnicas, por ejemplo mezclas húmedas y secas de cemento y mortero, plásticos, por ejemplo en forma granular, materiales minerales, tales como disolventes y productos petroquímicos, por ejemplo aceites, hidrocarburos y asfaltos, soluciones de sustancias orgánicas o inorgánicas, por ejemplo soluciones de azúcar.

El material presente en el segmento tubular durante una medida puede constituir una cantidad que no sea representativa para determinar uno o varios componentes de una cantidad mayor de material de la cual fue tomada la muestra, por ejemplo un depósito o cuba de mezcla. Si es necesario, el contenido de uno o varios componentes en una cantidad mayor de material puede determinarse repitiendo el procedimiento de medida tantas veces cuantas se introduzca nuevo material en el segmento tubular, de manera que la suma total de las cantidades de material medidas en la sección tubular constituya una cantidad representativa.

También es posible efectuar medidas continuas de los contenidos en un material, por ejemplo para controlar un proceso o monitorizar un flujo de material. Por ejemplo puede introducirse el segmento tubular en un tubo por el que fluya el material, o en una rama o bucle de tal tubo.

El aparato funciona preferiblemente con un muestreo y un análisis no destructivos, los cuales devuelven en perfecto estado la muestra de material. Por esta razón, es preferible introducir en el segmento tubular un material que no tenga prácticamente cambios con respecto al material básico, en lo que respecta a los componentes y al posible tamaño de las partículas, y después de efectuar la medida el material es devuelto en un estado prácticamente perfecto.

Los pasos para tomar muestras de un tanque o cuba, introducir en el segmento tubular las muestras tomadas, y medir el efecto que tiene el material sobre la luz, se efectúan preferiblemente mientras el material se encuentra en movimiento, ya que esto puede contribuir a un muestreo correcto.

También es posible efectuar las medidas mientras el material se encuentra en reposo en el segmento tubular, por lo que pueden utilizarse procedimientos de medida que requieran un tiempo de medición relativamente largo. No obstante, el material también puede estar en movimiento durante la etapa de medida.

Para detectar la radiación infrarroja próxima, pueden utilizarse los siguientes materiales:

Si: Un tipo de detector muy sensible y económico, útil en el rango de 400 a 1100 nm.

Ge: Mucho menos sensible que el Si, pero útil entre 800 y 1800 nm.

InGaAs: Sólo es la mitad de sensible que el Si, pero reacciona muy rápidamente y es útil entre 800 y 1700 nm.

PbS: Tiene poca sensibilidad, pero es económico y útil entre 650 y 3000 nm. Requiere estabilización de la temperatura.

PMT (Tubo fotomultiplicador): Este es con mucho el tipo de detector más sensible.

Las medidas sobre productos naturales han demostrado que no siempre existe una correlación lineal entre la absorción de luz y el porcentaje de un componente en la muestra. La absorbencia no es debida únicamente a la presencia de compuestos absorbentes en la muestra, sino que también está influenciada por la dispersión de la luz en la muestra. También es necesario tener en cuenta el hecho de que la composición de los productos naturales es tan complicada que las absorciones provocadas por diferentes compuestos o grupos funcionales se solapan entre sí en el espectro. En consecuencia, para determinar el contenido de un compuesto en la muestra, en base a los valores de las medidas resultantes, es posible utilizar modelos matemáticos complicados, como por ejemplo redes neuronales, o procedimientos estadísticos clásicos.

A este respecto, pruebas con materiales cárnicos, crudos y triturados, en un instrumento de análisis por transmisión de rayos infrarrojos próximos han demostrado que puede determinarse el contenido de los tres componentes principales, grasa, agua y proteína, incluso en la situación en la que estos no sumen el 100% debido a la presencia de otros aditivos.

Una realización del aparato según la invención consiste en que el dispositivo de medida está preparado para medir la transmisión de rayos infrarrojos próximos a través de un material colocado en dicho segmento tubular.

Preferiblemente, el dispositivo de medida está preparado para medir la transmitancia o absorbencia de un material, colocado en dicho segmento tubular, a diversas longitudes de onda, preferiblemente 10 o más longitudes de onda dentro del rango comprendido entre 700 y 2400 nm, especialmente en el intervalo infrarrojo muy próximo de 700 a 1200 nm. Puede determinarse el contenido de uno o varios componentes en el material basándose en los valores de las medidas o en los grupos de los mismos que hayan sido registrados.

Se ha descubierto que las mediciones por transmisión de rayos infrarrojos próximos pueden usarse también para determinar el tamaño de las partículas del material presente en el tubo. Según esto, la transmitancia o absorbencia de un material en partículas colocado en dicho segmento tubular puede medirse a unas longitudes de onda comprendidas entre 700 y 2400 nm, especialmente entre 700 y 1200 nm, tras lo cual puede determinarse el tamaño de las partículas de material en base a los valores de las medidas o a los grupos de los mismos que hayan sido registrados.

Por lo tanto es posible utilizar los valores de medida registrados o los grupos de los mismos para saber si una mezcla o corriente de material es suficientemente homogénea o si cumple ciertas especificaciones en cuanto al contenido y/o al tamaño de las partículas.

Pueden utilizarse los valores de las medidas para ajustar la composición de una cantidad mayor de material. El contenido de uno o más componentes en las muestras del material se determina en base a los valores de medida registrados o a grupos de los mismos, y los resultados o su desviación respecto a los valores deseados, o la información sobre la necesidad de añadir un componente al material con el fin de llegar a un valor deseado, aparecen en un indicador y/o se utilizan para controlar un aparato dosificador preparado para suplir la insuficiencia de un componente, añadiendo por ejemplo la cantidad necesaria al conjunto de material existente en un tanque de mezcla.

El aparato según la presente invención puede estar preparado para medir la transmitancia o absorbencia de un material en partículas, por ejemplo un material fileteado o cortado con un tamaño medio de partículas comprendido entre 2 y 30 mm, a diversas longitudes de onda del rango infrarrojo próximo, preferiblemente entre 700 y 1200 nm, y utilizar los valores de medida registrados o los conjuntos de los mismos:

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para determinar el contenido de uno o varios componentes del material, por ejemplo, en el caso de un producto cárnico, preferiblemente su contenido en grasa, proteína, colágeno y/o agua,

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para determinar el tamaño de las partículas del material, y/o

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para saber si una mezcla o una corriente de material es suficientemente homogénea en cuanto a uno o varios componentes y/o al tamaño de sus partículas.

De esta manera es posible controlar o determinar un mínimo de tres parámetros diferentes que tengan una importancia sustancial en un proceso de mezcla satisfactorio.

Preferiblemente, el tubo y el dispositivo de medida se construyen y dimensionan de tal manera que el volumen del material sometido a las mediciones sea superior a 20 cm^{3}, preferiblemente superior a 50 cm^{3} y particularmente superior a 100 cm^{3}. Operando con estos volúmenes mayores, disminuyen las fluctuaciones de las medidas provocadas por inhomogeneidades de los componentes y/o del tamaño de las partículas del material. Con estos mayores volúmenes de medición, en algunos casos es posible efectuar directamente las medidas en una corriente de material durante la fabricación, de manera que se evite la toma de muestras.

Preferiblemente el tubo está dimensionado de tal modo que el recorrido de los rayos de luz a través del material sea superior a 25 mm, preferiblemente entre 40 y 100 mm. Hasta el momento presente, no se dispone de ningún aparato capaz de efectuar espectroscopia por transmisión de rayos infrarrojos próximos con tan grandes espesores de material.

Preferiblemente el receptor luminoso es una placa detectora sensible a la luz dentro de un amplio espectro, preferiblemente en todo el rango de longitudes de onda a examinar, y que tenga preferiblemente un área superior a 500 mm^{2}, estando preferiblemente entre 500 y 10000 mm^{2}. La expresión ``área eficaz'' se refiere al área que recibe la luz de la fuente luminosa.

Este detector con un amplio rango espectral puede ser utilizado para determinar la transmitancia por absorbencia a varios intervalos de longitudes de onda diferentes. El área relativamente grande aumenta la relación entre señal y ruido. Al mismo tiempo, el volumen de la medida es grande, por lo que se evitan las fluctuaciones o inhomogeneidades del material, y se obtiene más rápidamente una cantidad representativa de muestra.

El detector puede consistir en varias placas pequeñas, por ejemplo de 100-100 mm^{2}, unidas para que actúen como una placa detectora mayor. La placa se utiliza preferiblemente sin anteponerle lentes o sistemas ópticos similares que podrían atenuar la luz y limitar el campo de visión de la placa.

Preferiblemente, la placa detectora con sus accesorios se coloca sobre el tubo y recibe una luz que se emite directamente a través de la pared del segmento tubular, con lo cual se obtiene un gran campo de visión y pocas pérdidas de luz.

Una realización según la invención está caracterizada porque la fuente luminosa y el receptor luminoso son del tipo de amplio espectro, y porque en el recorrido del haz entre la fuente luminosa y el receptor luminoso se coloca un disco filtrante rotativo que tiene unos recortes situados alrededor de su eje a distancias uniformes, en cuyos recortes se introducen unos filtros, cada uno de los cuales deja pasar un respectivo intervalo de longitudes de onda, con lo cual, mediante un motor conectado al eje del disco de filtros, puede colocarse cada vez un filtro en el camino del haz.

En una realización alternativa, la fuente luminosa consiste en varias fuentes luminosas de banda estrecha, cada una emitiendo la luz con un respectivo intervalo de longitudes de onda, siendo preferiblemente entre 4 y 20 diodos láser monocromáticos situados a un lado del segmento tubular, que emiten cada uno un respectivo intervalo de longitudes de onda dentro del rango comprendido entre 700 y 1200 nm.

La fuente luminosa puede incluir un cable fotoconductor, de manera que la parte productora de luz pueda colocarse en un armario separado independiente del dispositivo de medida. Así se reduce el efecto de calentamiento y se consigue un enfoque preciso de la luz. Similarmente, el detector puede incluir un cable fotoconductor, de manera que el detector pueda estar situado en un armario separado.

El aparato según la invención puede incluir un elemento de control para provocar la repetición de un procedimiento de medida que comprende la introducción de nuevo material en el segmento tubular y la medida del efecto del material sobre la luz. Así puede dimensionarse el equipo de medida para un tamaño de muestra relativamente pequeña, ya que el muestreo y la medida se repiten hasta que la suma total de las medidas sea representativa y se obtenga la precisión de medida deseada. En otras palabras: las piezas mecánicas pueden ser pequeñas, pero es posible ajustar el volumen total de material medido de manera que sea el óptimo o el deseado en cada caso. Sorprendentemente, se ha descubierto que mediante los análisis por transmisión de rayos infrarrojos próximos que se han descrito es posible medir en cada ciclo cantidades relativamente grandes de material inhomogéneo, de modo que puede ser suficiente un número limitado de mediciones y por ello el procedimiento resulta útil en la práctica para medir en materiales inhomogéneos y sin procesar.

Pueden obtenerse unas condiciones de medida óptimas utilizando el aparato, por ejemplo, para efectuar las medidas por rayos infrarrojos próximos con un recorrido físico en el tubo de medida de 40 a 60 mm, dejando que la muestra permanezca estacionaria durante la fracción de un segundo en el cual se efectúa la medida, y haciendo que la muestra esté lo más libre posible de bolsas de aire durante el proceso de medición, lo cual puede realizarse mediante una compresión.

Preferiblemente el aparato está preparado para comprimir el material en el segmento tubular, antes de efectuar la investigación, a una presión comprendida entre 200 y 2000 kPa (2 y 20 bar).

La presente invención se refiere también a un dispositivo para transportar muestras en relación con el examen de material que pueden fluir, que comprende un tubo que tiene una primera abertura para recibir un material, una segunda abertura para descargar material y un segmento tubular preparado para efectuar mediciones. El dispositivo comprende un primer medio de cierre móvil situado en la abertura para recibir material que tiene el tubo, un medio de transporte para desplazar el material recibido en el segmento tubular preparado para efectuar mediciones, y un segundo medio de cierre del tubo situado en el mismo lado de dicho segmento tubular en el que está la abertura de descarga, estando preparado dicho segundo medio de cierre para cerrarse durante un periodo durante el cual el medio de transporte introduce nuevo material en el segmento tubular.

Mediante la utilización de este dispositivo, es posible tomar una muestra automáticamente y colocarla en el espacio de medida de un equipo de análisis, mientras se aumenta la presión en el material.

Así es posible comprimir o disolver cualquier burbuja de aire o de gas presente en el material, con lo cual normalmente aumenta la precisión de la medida y se simplifica la operación de medida.

El primer medio de cierre puede estar preparado para que esté abierto cuando se recibe el material y esté cerrado cuando el material recibido es transportado hacia dicho segmento tubular. Esto evitará que la muestra varíe durante el proceso de medida, por ejemplo sufriendo un retroceso.

El segundo medio de cierre puede estar preparado para que se abra cuando el material que ha sido examinado tiene que salir del segmento tubular. De este modo, después de haber terminado la medida, puede comprimirse el material para que salga de la zona de medida.

El medio de transporte es preferiblemente un pistón preparado para que se deslice herméticamente por el interior del tubo. Así es posible evitar en gran medida los problemas de ensuciamiento que provocan los transportadores de husillo, que dejan una película de grasa sobre las ventanas y similares, lo cual perjudica las mediciones.

El dispositivo comprende preferiblemente uno o más cilindros neumáticos con unos pistones que actúan sobre el medio de transporte y/o sobre el medio de cierre del tubo.

El dispositivo puede estar preparado para que comprima el material en el segmento tubular, antes de que se efectúe el examen, hasta una presión comprendida entre 200 y 2000 kPa (2 y 20 bar).

Cuando en la presente descripción se citan ``partículas'' o ``granos'', el tamaño de los mismos es preferiblemente igual o superior a 1 mm, especialmente igual o superior a 3 mm, estando presente el material especialmente en su forma natural, por ejemplo como producto natural, o como un material que haya sido sometido únicamente a una trituración basta, es decir que no esté en forma finamente triturada u homogeneizada.

A continuación se describirá la invención con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos, en los cuales

la Figura 1 muestra una realización de un aparato según la invención para examinar un material que pueden fluir,

la Figura 2 muestra una variación de la realización de la Figura 1 que comprende un cable fotoconductor,

la Figura 3 muestra otra realización del aparato según la invención que comprende diodos láser,

la Figura 4 es una gráfica mostrando la trasmitancia en función de la longitud de onda de unas muestras cárnicas con alto y bajo contenido de grasa, respectivamente, habiendo sido medidas en el equipo representado en la Figura 1,

las Figuras 5a-5f muestran diversas posiciones de funcionamiento de un dispositivo según la invención para transportar un material utilizado en relación con el aparato de la Figura 1, y

las Figuras 6 y 7 muestran como están montados el aparato y el dispositivo en una mezcladora.

El dispositivo de medida de la Figura 1 comprende un segmento tubular 10b que sirve como cámara de medida para la medición de la transparencia de un material cárnico a la luz infrarroja de varias longitudes de onda. Para este propósito, comprende dos ventanas 29, hechas de vidrio u otro material transparente, insertadas en unos recortes de la pared tubular y enfrentadas entre sí. Entre las ventanas 24 está colocado un dispositivo de medida o carcasa 25 con varios medios para medir la transparencia del material presente en la sección tubular 10b. Una fuente luminosa 32 de amplio espectro emite una luz de longitud de onda comprendida dentro del rango operativo, en el presente caso el intervalo infrarrojo próximo situado entre 700 y 1200 nm. La fuente luminosa 32 incluye o consiste en una lámpara halógena de tungsteno que emite una mayor proporción de energía eléctrica en el rango del espectro infrarrojo y que tiene una potencia mínima de 20 a 70 W, por ejemplo 100 W.

Junto a la fuente luminosa 32 se encuentra un reflector 33 preferiblemente elíptico o parabólico que dirige la luz principalmente hacia la derecha. Un disco filtrante giratorio 34 con 6 a 20 filtros 35 diferentes, por ejemplo 12 filtros, está situado entre la fuente luminosa 32 y las ventanas 24 del segmento tubular 10b, permitiendo cada uno de dichos filtros 35 que pase la luz de un respectivo intervalo de longitudes de onda a través de las ventanas 24 del segmento tubular 10b. La luz de banda estrecha que entra por la ventana de la izquierda pasa a través del material presente en el tubo sufriendo una pérdida sustancial y sale por la ventana de la derecha, tras lo cual incide sobre un fotodetector 36 de amplio espectro, por ejemplo una placa constituida por una serie de obleas de Si.

La atenuación de la luz en el material es debida a la absorción provocada por los diversos componentes del material, así como a la dispersión y reflexión de la luz como consecuencia de las transiciones de fase o partículas del material. La absorción depende de los componentes y de la longitud de onda.

Así pues, el fotodetector 36 emitirá unas señales que dependen del contenido de los componentes del material que se está midiendo y de la longitud de onda. La señal se amplifica, se filtra, se digitaliza y se almacena en una memoria electrónica. Las ventanas 24 y el recorrido del haz se dimensionan de manera que el detector 36 reciba una luz que haya pasado a través de un volumen de material superior a 100 ml. El volumen de material corresponde al volumen del espacio existente entre las ventanas 24.

El dispositivo de medida comprende un motor 37 para la rotación del disco filtrante 34, de manera que los filtros 35 puedan colocarse uno por uno en el recorrido del haz entre la fuente luminosa 32 y el detector 36. Cada vez que se coloca un nuevo filtro en la posición de medida, se registra y se almacena la señal del detector 36, teniendo dicha señal una energía que depende de la absorción del material que se está midiendo al intervalo de longitudes de onda del filtro. Cuando se han registrado y almacenado los valores de las mediciones con todos los filtros del disco 34, la medida está completa. A continuación puede iniciarse la expulsión del material de la zona situada entre las ventanas.

En la realización representada en la Figura 2, la fuente luminosa 32 está colocada en una envolvente separada. La luz pasa por una lente 38 y es conducida a través de un cable de fibra 39 desde cuyo extremo más alejado incide sobre el filtro 35. El fotodetector 36 es el mismo de la Figura 1, pero si se desea, puede colocarse en el lado del detector un correspondiente dispositivo con un cable fotoconductor.

En lugar de utilizar una fuente luminosa de amplio espectro con un disco filtrante giratorio situado delante de la misma, es posible utilizar fuentes luminosas independientes monocromáticas o de banda estrecha, cada una de las cuales emite una luz con una respectiva longitud de onda. La Figura 3 muestra esta realización, utilizando diodos láser en lugar de la lámpara y el disco de filtros. El dispositivo de la Figura 3 tiene la ventaja de no tener piezas móviles.

El dispositivo de la Figura 3 comprende varios diodos láser (de potencia) 40 que emiten luz hacia la muestra de material cada uno con una respectiva longitud de onda. Típicamente se utilizan entre 4 y 20 diodos, situados en el mismo chip. Cada diodo láser emite una luz con una respectiva longitud de onda dentro del rango comprendido entre 800 y 1050 nm, de manera que no es necesario el uso de filtros. Para detectar la luz que ha pasado a través de una muestra de 5-10 cm de espesor se utiliza un detector PMT 41. Activando un diodo cada vez, es posible medir con el detector 41 la cantidad de luz que pasa a través de la muestra a las diversas longitudes de onda.

La Figura 4 muestra la señal emitida por el detector 36 de la Figura 1 durante una revolución del disco de filtros 34. La curva de línea llena representa una muestra de carne de cerdo finamente fileteada con un contenido de grasa del 50% aproximadamente. La muestra está situada en el segmento tubular 10b. La curva dibujada a trazos fue registrada con una muestra de carne de vaca finamente fileteada con 5% de grasa aproximadamente. Las muestras atenúan la luz aproximadamente 4000 veces. Los valores máximos representan la trasmitancia a las 11 longitudes de onda diferentes. Puede apreciarse que las muestras atenúan la luz de manera diferente a las diversas longitudes de onda debido a la diferencia del contenido de grasa y de agua en las muestras, lo cual se aprovecha para calcular estos valores.

En base a los valores de medida almacenados, un aparato de tratamiento de datos calcula automáticamente el contenido de grasa en el material, estando dicho aparato provisto de un programa con las rutinas de cálculo necesarias.

En la realización representada, que tiene un volumen de medida comprendido entre 60 y 400 ml (por ejemplo entre 200 y 400 ml) y que se utiliza para efectuar medidas en un material cárnico poco triturado, un único resultado no proporciona la certeza requerida, por cuya razón es necesario introducir mas material y efectuar varias veces el ciclo de medida, por ejemplo 10 veces, hasta que las medidas hayan abarcado una cantidad representativa y pueda calcularse con la certeza necesaria el contenido de grasa en base a la suma total de los valores medidos.

Si el material es de naturaleza uniforme, por ejemplo en el caso de una carne finamente fileteada o de emulsiones cárnicas, pueden obtenerse resultados suficientemente precisos efectuando un único ciclo de medidas.

Mediante los valores de medida almacenados, es posible determinar el contenido de diversos componentes del material, por ejemplo grasa, proteína, colágeno y agua. Si se utilizan varios conjuntos de valores de medida, obtenido cada uno de ellos mediante un respectivo ciclo de medidas, se obtendrá un sustancial aumento de la precisión del resultado, lo cual es de especial importancia cuando la cantidad que se mide en cada ciclo no es representativa.

Las muestras medidas en el aparato de la Figura 1 pueden introducirse en el segmento de medida 10b del tubo 10 y extraerse del mismo mediante el dispositivo representado en las Figuras 5a-5f, que ilustran diferentes posiciones operativas de un ciclo de operación.

El dispositivo comprende un segmento tubular 10b, que es el mismo segmento tubular 10b de la Figura 1. Mediante unas bridas 11, el segmento tubular 10b se conecta a otros dos segmentos tubulares 10a y 10c que son angulares, de manera que el tubo 10 formado por los tres segmentos 10a, 10b y 10c comprende una parte central vertical y dos partes extremas horizontales. Según se aprecia en las Figuras 6 y 7, el dispositivo se monta en un tanque de mezcla 2. La pared vertical de este tanque, situada a la izquierda de la Figura 6, tiene una abertura practicada cerca del fondo en la cual se conecta la parte horizontal inferior del tubo, y a un nivel superior al eje 3 tiene practicada una segunda abertura en la cual se conecta la parte horizontal superior del tubo. Mediante las bridas 12 de los extremos, el tubo 10 queda sujeto al tanque delante de las aberturas, de manera que el material fluirá por sí mismo hasta el segmento tubular inferior 10a y podrá ser devuelto al tanque mediante un dispositivo de transporte.

La instalación representada en las Figuras 6 y 7 comprende un mezclador 1 usual con un tanque de mezcla 2, preparados para recibir entre 500 y 6000 kg de material cárnico según las necesidades. En el tanque 2 existen dos dispositivos mezcladores consistentes en dos ejes 3 paralelos entre sí con unas barras radiales que tienen unas paletas 4. Los dispositivos mezcladores pueden girar en ambos sentidos mediante un dispositivo motriz 5. El dispositivo se controla mediante un panel de control 6 en el cual el operario introduce el programa de mezcla requerido por la producción en curso.

En el extremo del tanque 2 opuesto al dispositivo motriz existe una abertura de descarga provista de una trampilla 7 (Figura 7) que puede abrirse y cerrarse por medio de un cilindro neumático 8. El fondo del tanque está representado por una línea curva de trazos. Durante la descarga, el material tiende a acumularse en la parte más profunda de la parte izquierda del tanque, en la cual es ``paleado'' hacia delante por el dispositivo mezclador hacia la abertura de descarga.

En un lado del tanque 2 existe un transportador de tornillo 9, que proporciona una posibilidad adicional para descargar el material del tanque. El transportador de tornillo 9 puede terminar en un disco perforado con un juego de cuchillas giratorias preparadas para picar el material durante la descarga. El documento EP-A-0.569.854 (WOLFKING DANMARK A/S) incluye una descripción de este tipo de máquina mezcladora.

El aparato de control 6a situado bajo el panel de control 6 sirve para controlar las funciones de la instalación y para recibir y tratar los datos procedentes del dispositivo de medida 25 situado en el tubo 10, por ejemplo las señales que expresan el contenido en grasa de la muestra. El aparato 6a está conectado al panel de control 6 del mezclador 2, de manera que los datos tratados por el aparato puedan ser visualizados por el operario o utilizados para la monitorización y el control automático del programa de mezcla que reside en el panel de control.

En el segmento tubular inferior 10a (Figura 5a), el dispositivo para tomar muestras del recipiente 2 comprende un cilindro 14 montado mediante una brida 13 y cerrado por el extremo inferior. En el cilindro 14 existen dos pistones 15 y 16. El pistón superior 15 consiste en un tubo corto 17 capaz de deslizarse por el interior de la parte vertical inferior del segmento tubular 10a, mientras que el pistón inferior 16 lleva un macho 18 que tiene un diámetro exterior correspondiente al diámetro interior del tubo corto 17, de manera que el macho se desliza por el interior del tubo corto. Las zonas negras de las Figuras 5a-5f representan unas juntas que proporcionan un retén entre las piezas móviles.

Debajo del pistón 16 existe una pieza de acoplamiento 21 para conectar un tubo o manguera de aire comprimido. Por mayor simplicidad y facilidad de comprensión, no se han representado en las Figuras los tubos o mangueras de aire comprimido ni su conexión a las válvulas de control.

A través de la pieza de acoplamiento 21, puede introducirse aire a presión en el espacio comprendido entre los pistones 15 y 16, haciendo que el pistón 15 se desplace hacia arriba. Las piezas de acoplamiento 22 y 23 para los tubos o mangueras de aire comprimido también están situadas en el fondo del cilindro 14 y en la brida 13 que constituye la parte superior del cilindro.

Según se mencionó anteriormente, la parte central del segmento tubular 10b sirve como cámara de medida para las mediciones de la transparencia del material cárnico a la luz infrarroja de diversas longitudes de onda.

El segmento tubular superior 10c incluye una brida 26 que soporta un cilindro 27 cerrado por un extremo. En el cilindro existe un pistón móvil 28, a la derecha del cual está montado un macho 29 preparado para deslizarse por el interior de la parte horizontal del segmento tubular 10c. En el fondo del cilindro 27 existe una pieza de acoplamiento 30 para un tubo de aire comprimido, y la brida 26 incluye una pieza de acoplamiento 31 similar para el aire comprimido.

A continuación se describirá con mayor detalle el funcionamiento del dispositivo.

Diferentes tipos de materiales crudos sin analizar, que han sido groseramente triturados y colocados en unas respectivas cubas de almacenamiento, son pesados e introducidos en el tanque 2 (Figura 6). Durante un corto periodo de tiempo, los materiales crudos se mezclan en el tanque por el giro del dispositivo mezclador. El aparato de control 6a controla las válvulas de los tubos de aire comprimido, conectados al dispositivo mediante las piezas de acoplamiento 21, 22, 23, 30 y 31, de tal modo que los pistones 15, 16 y 28 adopten las posiciones representadas en la Figura 5a. A continuación, los dispositivos mezcladores giran en un sentido tal que el material presente en la parte inferior del tanque sea empujado hacia la abertura situada junto al fondo del tanque y salga por la abertura, penetrando en el segmento tubular inferior 10a. En las figuras, el material se ha representado mediante zonas de puntos.

Cuando la presión del material sobre la abertura es máxima, es decir cuando una paleta 4 se encuentra enfrente de la abertura, se inicia el siguiente proceso de toma de muestra y medida:

Se admite aire comprimido en el espacio comprendido entre los pistones 15 y 16, haciendo que el pistón 15 con el tubo corto 17 se desplace hacia arriba hasta una posición superior máxima representada en la Figura 5b, en la cual el tubo corto 17 atrapa el material que los dispositivos mezcladores introdujeron a presión en la parte vertical del tubo, habiéndose cerrado previamente la parte superior del tubo mediante el macho 29.

A continuación, el material atrapado es comprimido por el aire a presión que penetra en el espacio existente entre el fondo del cilindro 14 y el pistón 16 a través de la pieza de acoplamiento 22, de manera que el pistón 16 con el macho 18 se desplaza hacia arriba reduciendo el espacio disponible para el material atrapado. En el espacio comprendido entre el pistón 15 y el pistón 16, que está reduciéndose al mismo tiempo, se iguala la presión mediante el conducto 20 y una válvula de contrapresión situada en este último tubo de aire comprimido y ajustada a una cierta presión.

Cuando se arranca la instalación, es decir cuando se efectúa el primer ciclo, la parte vertical del tubo 10 contiene principalmente aire, por cuya razón el pistón 16 con el macho 18 se desplaza hacia arriba hasta la posición más alta, en la cual el pistón 16 apoya sobre el lado inferior del pistón 15. Sin embargo, después de varios ciclos, la parte vertical del tubo 10 contendrá principalmente material cárnico y sólo una proporción menor de aire. Esta es la situación de funcionamiento que se describirá a continuación.

En estado de funcionamiento, el pistón 16 con el macho 18 se desplazará sólo hasta una posición intermedia, representada a título de ejemplo en la Figura 5c. En esta posición se produce un equilibrio entre la presión del material atrapado y la fuerza ascendente ejercida por el pistón 16. La compresión se efectúa hasta una presión relativamente elevada con el fin de reducir o eliminar la influencia del aire sobre las mediciones realizadas sobre el material situado entre las ventanas 24. Con la dimensión transversal del pistón 16 y del macho 18, se aumenta cinco veces la presión, de manera que si el aire comprimido está ajustado a una presión de 250 Kpa (2,5 bar) la presión aplicada sobre el material es de 1250 kpa (12,5 bar).

Una vez compactado de este modo el material en la parte vertical del tubo 10, se efectúan las medidas de transparencia del material situado entre las ventanas 24 a diversas longitudes de onda dentro del rango infrarrojo, y se utilizan los resultados para determinar una o varias propiedades del material. La construcción y el funcionamiento del dispositivo de medida 25 ya han sido descritos en el curso de la explicación de la Figura 1.

Una vez efectuadas las medidas, se iguala la presión de la parte vertical del tubo 10 con la atmósfera desplazando hacia la derecha el pistón 28 con el macho 29, admitiéndose aire comprimido en el lado derecho del pistón a través de la pieza de acoplamiento 31. Al abrirse por arriba la parte vertical del tubo 10, el material se expande penetrando en la parte horizontal del segmento tubular 10c y desde allí en el tanque 2. Tan pronto cae la presión en la parte vertical del tubo 10, el pistón 16 con el macho 18 asciende hacia la posición más elevada que se representa en la Figura 5e, haciendo que el resto del material salga de la parte vertical y penetre en el tanque 2.

Cuando el pistón 28 con el macho 29 ha llegado a la posición extrema del lado izquierdo, se invierte el recorrido del pistón hacia la posición inicial de la derecha, admitiéndose aire comprimido en el lado izquierdo del pistón a través de la pieza de acoplamiento 30, a la vez que se afloja la presión en el lado derecho del pistón. Durante el recorrido inverso, el macho 29 impulsa el material, extrayéndolo de la parte horizontal superior del segmento tubular 10c y devolviéndolo al tanque 2. El material admitido en el segmento tubular 10a a través de la abertura situada junto al fondo del tanque volverá de este modo al tanque 2. Durante el desplazamiento inverso, el macho 29 volverá a cerrar la boca superior de la parte vertical del tubo 10, según puede apreciarse en la Figura 5f.

A continuación, el pistón con el tubo corto 17 y el pistón 16 con el macho 18 se desplazarán hacia las posiciones inferiores, por haber sido aplicada una presión en el lado superior del pistón 15 mediante el conducto de aire comprimido unido a la pieza de acoplamiento 23. Durante el desplazamiento, en el cual el tubo corto 17 y el macho 18 descienden por el tubo vertical, el aumento de volumen creará una presión inferior a la atmosférica. En la parte final del desplazamiento del tubo corto 17, se abre el paso entre la parte vertical y la parte horizontal inferior del segmento tubular 10a, de manera que el material será aspirado hacia la parte vertical del tubo. La abertura del paso se produce preferiblemente en el momento en el que una paleta 4 se encuentre enfrente de la abertura situada junto al fondo del tanque 2, de manera que el material sea sometido simultáneamente a una aspiración por un lado y a una presión por el otro. De este modo se introduce nuevo material en el segmento tubular 10a.

Cuando los pistones 15 y 16 han alcanzado sus posiciones inferiores y el pistón 28 se encuentra en su posición extrema derecha (Figura 5a), una porción del material situado en la parte vertical del tubo será de nuevo expulsada hacia el tanque 2 y una nueva porción de material habrá entrado desde el fondo del tanque para su posterior compresión y medición en la parte vertical del tubo 10, completándose así un ciclo de trabajo. Este ciclo de trabajo puede ser seguido inmediatamente por nuevos ciclos de trabajo similares a un ritmo determinado, por ejemplo uno por segundo (haciendo que la duración del ciclo sea de un segundo). El diámetro interior de la parte vertical del tubo 10 y el volumen de una carrera del macho 18 pueden dimensionarse, por ejemplo, de tal manera que cada ciclo de trabajo introduzca en el tubo entre 60 y 400 ml de material nuevo. Después de uno o más ciclos de trabajo, el material nuevo habrá sido introducido en el espacio existente entre las ventanas 24, tras lo cual pueden efectuarse las mediciones.

Repitiendo las mediciones sobre nuevas porciones de material introducidas en el espacio existente entre las ventanas 24, se obtendrán finalmente tantos datos de medida como se necesiten para que la suma total sea representativa y pueda determinarse con la precisión requerida el contenido de grasa en el material groseramente triturado. La cantidad de material necesario para obtener una medida representativa depende del tipo de material y del tamaño de las partículas.

Además, pueden utilizarse los valores de las mediciones de cada ciclo de muestreo y medida para saber si el material está siendo procesado de manera óptima, por ejemplo si el proceso de mezcla es suficientemente completo. Por ejemplo, puede calcularse el contenido de grasa en el material cada vez que se toma y se mide una muestra, y comparar el resultado con el resultado anterior o con la media de varios resultados inmediatamente anteriores. Si aparece una gran desviación, es señal de que el material del tanque de mezcla aún es heterogéneo, por ejemplo, y debe continuar el proceso de mezcla. Si la desviación es sólo mínima y queda dentro de un límite prefijado, ya no es posible aumentar la homogeneidad del material alargando el proceso de mezcla, por cuya razón se da por finalizado el mismo. De esta manera, suele ser posible acortar el proceso de mezcla al estrictamente necesario, y se evita someter al material a un tratamiento mecánico prolongado.

En lugar de utilizar la desviación para controlar el tiempo de mezcla, puede utilizarse la desviación estándar de los resultados. Si la desviación estándar calculada para los ciclos más recientes queda por debajo de un nivel determinado, o si no mejora cuando se alarga el proceso de mezcla, es señal de que el proceso de mezcla debe finalizar.

Ya antes de que el material presente la deseada homogeneidad, en muchos casos será posible determinar con una precisión satisfactoria el contenido en grasa o similar, basándose por ejemplo en la evolución de los resultados al aproximarse a un valor final. Así pues, en una etapa relativamente temprana del proceso de mezcla, puede predecirse la cantidad de producto cárnico con alto contenido en grasa que es preciso añadir al material existente en el tanque para que el producto final mezclado cumpla las especificaciones. Por esta razón, la instalación permite ajustar el material rápidamente, contribuyendo a asegurar que el material no esté sometido a un tratamiento mecánico durante más tiempo del necesario para alcanzar una mezcla homogénea. Cuando las mediciones han demostrado que el material existente en el tanque de mezcla presenta la homogeneidad deseada, puede hacerse una comprobación final del contenido en grasa en base a los resultados de los ciclos de medida más recientes.

Es posible ajustar el material durante el proceso de mezcla añadiendo material que contenga grasa, con lo cual se consigue que el material mezclado final cumpla las especificaciones más estrictas o esté cerca de un contenido óptimo en grasa dentro de las especificaciones prefijadas, sin aumentar innecesariamente el tiempo de mezcla. La adición de material que contenga grasa para efectuar el ajuste puede efectuarse manual o automáticamente.

Todos estos cálculos y evaluaciones pueden ser realizados automáticamente por el aparato de control 6a en base a los datos de medida recibidos. Cuando este aparato, por medio de un programa incluido en el mismo, encuentra que los resultados son estables, puede comunicar automáticamente al panel de control 6 que la operación de mezcla ha finalizado en lo se refiere a la homogeneidad, tras lo cual el propio panel de control, o un operario que haya observado la señal, puede parar el dispositivo motriz que acciona los elementos de mezcla.

En la realización que se ha descrito anteriormente, las mediciones se efectúan mediante radiación infrarroja próxima. Sin embargo, también puede examinarse el material introducido en el tubo 10 mediante energías electromagnéticas de otro tipo. Por ejemplo, puede introducirse otro segmento tubular aguas abajo del segmento tubular 10b y colocar unos dispositivos de medida para determinar el contenido de agua líquida en el material por medio de energía de microondas. En este caso, el contenido de hielo en el material se determinará como diferencia entre el porcentaje de agua, determinado por medio de la medición con rayos infrarrojos próximos en el segmento tubular, y el porcentaje de agua determinado mediante las mediciones con microondas.

Claims (15)

1. Un aparato para examinar material que pueden fluir que comprende un tubo (10) que tiene una primera abertura para recibir material y una segunda abertura para descargar material, así como un segmento tubular (10b) preparado para efectuar mediciones, un dispositivo de medida (25) colocado adyacente a dicho segmento tubular y que tiene una fuente luminosa (32) a un lado del segmento tubular (10b) para transmitir luz hacia el interior del segmento y un receptor luminoso (36) al lado opuesto del segmento para medir el efecto producido sobre la luz por un material colocado en el segmento, estando las paredes (24) del segmento tubular, que constituyen el recorrido del haz entre la fuente luminosa y el receptor luminoso, fabricadas con un material translúcido o transparente en el rango de longitudes de onda de la luz que se vaya a utilizar, y un aparato registrador (6a) conectado a dicho dispositivo de medida y preparado para registrar los valores de las medidas individuales o los conjuntos de las mismas para el material que haya sido colocado en dicho segmento tubular (10b), caracterizado porque el tubo (10) incluye unos medios (17, 18, 29) para transportar el material recibido hasta el segmento tubular (10b) preparado para efectuar mediciones, incluyendo dichos medios (17, 18, 29) un primer medio móvil de cierre (17) situado en la primera abertura para recibir material que tiene el tubo (10), un segundo medio de cierre móvil (29) situado en el tubo (10) en el mismo lado de dicho segmento tubular (10b) en el que está la abertura de descarga, y un medio de transporte (18), en forma de un macho o émbolo (18), situado en dicho tubo (10) entre dichos medios de cierre primero y segundo (17, 29), con lo cual al cerrar dichos medios de cierre primero y segundo (17, 29) y al activar posteriormente dicho medio de transporte (18) se producirá un aumento de presión en el material antes de las mediciones, siendo suficiente dicha presión para reducir o eliminar la influencia del aire encerrado sobre las mediciones.

2. Un aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de medida (25) está preparado para medir la transmisión de rayos infrarrojos próximos a través de un material colocado en dicho segmento tubular (10b).

3. Un aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque el dispositivo de medida (25) está preparado para medir la transmitancia o absorbencia de un material colocado en dicho segmento tubular (10b) a diversas longitudes de onda dentro del rango comprendido entre 700 y 2400 nm, preferiblemente 10 o más longitudes de onda, especialmente en el intervalo infrarrojo próximo de 700 a 1200 nm.

4. Un aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho tubo (10) se dimensiona de tal modo que la longitud del recorrido de los rayos de luz a través del material es superior a 25 mm, estando comprendido preferiblemente entre 40 y 100 mm.

5. Un aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el receptor luminoso (36) es una placa detectora sensible a la luz en un amplio espectro, preferiblemente en todo el rango de longitudes de onda que deben examinarse, que tenga preferiblemente un área eficaz superior a 500 mm^{2}, estando comprendida especialmente entre 500 y 10000 mm^{2}.

6. Un aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque la placa detectora (36) con sus accesorios está colocada sobre dicho tubo (10) y recibe directamente la luz emitida a través de la pared (24) del segmento tubular (10b) más próxima a la placa.

7. Un aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente luminosa (32) y el receptor luminoso (36) son del tipo de amplio espectro, y porque en el recorrido del haz entre la fuente luminosa (32) y el receptor luminoso (36) se coloca un disco filtrante giratorio (34) con unos recortes situados a distancias uniformes alrededor de su eje, en cuyos recortes se introducen unos filtros (35), que dejan pasar cada uno un respectivo intervalo de longitudes de onda, con lo cual, mediante un motor (37) conectado al eje del disco filtrante (34), puede colocarse un filtro cada vez en el recorrido del haz.

8. Un aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente luminosa está constituida por varias fuentes luminosas (40) de banda estrecha, que emiten cada una la luz en un respectivo intervalo de longitudes de onda, preferiblemente entre 4 y 20 diodos láser monocromáticos que emiten cada uno en un respectivo intervalo de longitudes de onda dentro del rango comprendido entre 700 y 1200 nm.

9. Un aparato según la reivindicación 1, caracterizado por estar adaptado para comprimir el material en el segmento tubular (10b) a una presión comprendida entre 200 y 2000 kPa (2 y 20 bar) antes del examen.

10. Un dispositivo para transportar muestras en relación con el examen de un material que pueden fluir, que comprende un tubo (10) que tiene una primera abertura para recibir un material, una segunda abertura para descargar material y un segmento tubular (10b) preparado para efectuar mediciones, caracterizado por incluir un primer medio de cierre móvil (17) colocado en la primera abertura para recibir material del tubo (10), un medio de transporte (18) en forma de macho o émbolo, para desplazar el material recibido en el segmento tubular (10b) adaptado para efectuar mediciones, y un segundo medio de cierre (29) situado en el tubo al mismo lado de dicho segmento tubular (10b) en el que está situada la abertura de descarga, estando dichos medios de cierre primero y segundo (17, 29) preparados para cerrarse durante un periodo en el cual el medio de transporte (18) situado entre dichos medios de cierre primero y segundo (17, 29) introduce nuevo material en el segmento tubular (10b), aumentando así la presión en el segmento tubular (10b) con el fin de reducir o eliminar la influencia del aire encerrado sobre las mediciones.

11. Un dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho primer medio de cierre (17) está preparado para que se abra en relación con la recepción de material y para que se cierre en relación con el transporte hacia dicho segmento tubular (10b) del material recibido.

12. Un dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el segundo medio de cierre (29) esta preparado para que se abra cuando el material que ha sido examinado es expulsado del segmento tubular (10b).

13. Un dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho medio de transporte (18) es un macho o émbolo adaptado para que se deslice herméticamente por el interior del tubo (10).

14. Un dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por comprender uno o varios cilindros neumáticos (14, 19) con unos pistones que actúan sobre el medio de transporte (18) y/o sobre los medios de cierre (17, 29) del tubo.

15. Un dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por estar preparado para comprimir el material en dicho segmento tubular (10b) hasta una presión comprendida entre 200 y 200 kPa (2 y 20 bar) antes del examen.