ES2326773B2 - Metodo para procesar semillas. - Google Patents
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- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
Abstract
Método para procesar semillas, que comprende
pesar las semillas en un silo de pesaje (1), seleccionar por tamaño
de grano en un tamiz/aventador (2), separarlo por peso especifico
en una mesa densimétrica (3), ventilar pequeñas partículas mediante
un separador por aire (5), humedecer, descascarillar el producto
con medios de control de tiempo, y medios de regulación del grado
de fricción de descascarillado, eliminar las cascarillas mediante
un tamiz oscilante (9), blanquear el producto en medios de lavado
(13) que comprenden una pluralidad de inyectores para generar
turbulencias en un tanque, humedecer el producto homogéneamente,
secar en un secador (18), tostar hasta tener humedad del 1%, en un
tostador (19) que comprende medios de control de velocidad y
temperatura independientes en cada cilindro, y enfriar el
producto.
Description
Método para procesar semillas.
La presente invención se refiere a un método
para procesar semillas, que tiene aplicación en la industria
alimentaria, y más concretamente en el ámbito de la industria
productora de semillas, cereales y productos alimenticios
relacionados, permitiendo separar impurezas y descascarillar dichas
semillas de manera eficiente.
En la actualidad se conocen diferentes métodos y
sistemas para tratar semillas de cara a obtener productos
alimenticios tales como tahina, que es una pasta utilizada como
ingrediente en la cocina árabe obtenida a partir de semillas de
ajonjolí molidas, cuya utilización se encuentra muy extendida
alrededor de toda la ribera mediterránea, por ejemplo para la
elaboración de una especialidad de dulce turco.
El método tradicional para procesar semillas,
como por ejemplo en el caso del ajonjolí, incluye etapas de
descascarillado y tostado, habiendo permanecido invariable desde su
origen, hace más de 1000 años. Dicho método comprende, en primer
lugar, limpiar el producto proveniente del campo, para luego
humedecer las semillas y descascarillarlas por frotación, lo cual
tradicionalmente se realiza mediante cilindros, ya sea por tracción
humana o animal.
A continuación el método comprende separar las
cascarillas sueltas para su posterior tueste, obteniéndose así la
tradicional tahina o aceite de ajonjolí.
En este sentido, la patente española no.
ES-8603293-A1 se refiere a un
procedimiento y a una instalación para la preparación de semillas
de ajonjolí, y recoge en gran medida las etapas de dicho método
tradicional, el cual se sigue utilizando en la actualidad, con
modificaciones de escasa envergadura.
En realidad, todos los métodos y sistemas para
procesar ajonjolí utilizados en la actualidad comprenden una serie
de etapas comunes, que se realizan de manera secuencial, tal y como
se relaciona a continuación:
- Limpiar el producto proveniente del campo,
incluyendo la separación de impurezas, piedras, etc.
- Pelar las semillas de ajonjolí mediante el
desprendimiento de su cascarilla.
- Separar las cascarillas de las semillas de
ajonjolí, ya sea mediante la utilización de aire, tamices o
cualquier otro medio equivalente.
- Tostar las semillas.
- Y por último, enfriar el producto
obtenido.
Obviamente a estas etapas hay que añadir las
operaciones y medios necesarios para transportar el producto entre
las diferentes máquinas y equipos que intervienen en las distintas
etapas del proceso, para lo cual se suelen utilizar medios tales
como elevadores y cintas transportadoras.
A continuación se describen más detalladamente
las etapas y los equipos que comprende el método para tratar
semillas utilizado en la actualidad, de acuerdo con un ejemplo de
realización práctica del mismo para una producción de 500 kg/h,
habiéndose representado dicho método en el diagrama de bloques de
la figura 1.
Estos métodos comprenden la utilización de una
tolva de recepción (A), tras la cual se sitúa una limpiadora (B)
que incorpora un tamiz vibratorio, un tambor de trituración y un
segundo tamiz vibratorio. En dicha limpiadora (B) el flujo de
producto va pasando sucesivamente, sin bifurcación alguna, del
primer tamiz al tambor, y seguidamente al segundo tamiz. Los
tamices vibratorios están accionados por motovibradores y suelen
ser de acero, teniendo extracción superior, sin disponer de medios
de desentrapado, lo que supone un gran inconveniente.
A continuación el producto se lleva a una
deschinadora (C) que tiene una bandeja suspendida por muelles y una
bandeja de malla de dos pisos. El diseño de la bandeja tiene una
configuración cuadrada, de forma que las piedras salen por todo el
ancho de la misma, lo que repercute negativamente en que la
eficacia de la deschinadora (C). La vibración de la bandeja está
accionada mediante dos motovibradores.
Seguidamente, el producto es llevado a un
descascarillador (D) que consta de dos tambores descascarilladores.
Al primer tambor descascarillador se añade una mezcla de 100 l de
agua y 15-25 kg de vapor, hasta conseguir una
humedad del producto en un rango del 12-14%,
mientras que el segundo tambor descascarillador sirve para
completar la etapa de descascarillado. El inconveniente que presenta
esta etapa de descascarillado, es que el descascarillador (D) no
dispone de medios para controlar el tiempo de descascarillado ni
medios para regular el grado de fricción durante dicha etapa de
descascarillado.
Tras lo anterior, el método comprende la
utilización de un separador neumático (E) para eliminar las
cascarillas remanentes en el producto que se está tratando. El
sistema de aspiración de cascarillas antes del cribado es menos
eficiente que hacerlo después.
Asimismo, mediante el separador neumático (E) se
lleva el producto a una cribadora (F) circular que tiene un
movimiento vibratorio en suspensión, presentando el inconveniente
de que no dispone de medios de desmontaje mediante cierres rápidos
de seguridad alguno, con las desventajas que ello conlleva.
A continuación el producto es llevado a un
segundo separador neumático (G) para la eliminación de las
cascarillas remanentes.
Después de lo anterior, el producto se lleva a
una segunda cribadora (H) circular que tiene un movimiento
vibratorio en suspensión, y que tampoco dispone de medios de
desmontaje mediante cierres rápidos.
A continuación, el producto es llevado, mediante
un transportador de rosca y un eje agitador con alas, a un tanque
de maceración (I) que tiene una capacidad de 600 kg, considerando
el ejemplo de realización práctica expuesto. Dicho tanque de
maceración (I) comprende una pluralidad de pulverizadores de agua,
de forma que el peso de las semillas es un 82-86%
del producto final mientras que el peso del agua y otras materias
es el 14-18% restante, siendo la humedad del
producto a la salida del tanque de maceración (I) un 35%.
Los tanques de maceración (I) utilizados en la
actualidad no disponen de medios para controlar el tiempo que
permanece el producto en su interior, y por lo tanto el tiempo que
dura la etapa de maceración, lo que supone un inconveniente a la
hora de optimizar el proceso.
Después, el, producto es llevado a un tostador
(J), que para conseguir un ratio de producción de 1000 kg/h tiene
que disponer de al menos 12 cilindros. Por otro lado, estos
tostadores (J) no disponen de medios para controlar de manera
independiente la velocidad de cada cilindro, ni medios para
controlar de manera independiente la temperatura en cada cilindro,
lo que repercute en un menor control a la hora de seleccionar los
parámetros adecuados que permitan optimizar la calidad del producto
finalmente obtenido.
En el ejemplo expuesto, la temperatura en el
primer cilindro es 130ºC, mientras que la temperatura en el último
cilindro es 100ºC, por lo tanto el tostador (J) tiene un sistema de
temperatura decreciente, mientras que a la salida de dicho tostador
(J) la humedad del producto es un 1%.
El inconveniente que presenta la etapa de
tostado del método utilizado en la actualidad es que se comienza a
tostar el producto a alta temperatura, lo que produce un golpe de
calor que modifica las características físicas del producto y
afecta a su calidad y sus propiedades, pudiendo apreciarse
claramente, por ejemplo, en el color del producto que se vuelve más
amarillo.
Tras lo anterior, el producto es llevado a una
cepilladora-enfriadora (K) donde el producto avanza
mecánicamente hacia la salida por el interior de un tambor de chapa
perforada en posición horizontal mediante el movimiento rotativo de
un eje helicoidal de pelo de cepillo también situado en el interior
del tambor, al mismo tiempo que es enfriado y limpiado. Esta
cepilladora/enfriadora (K) tiene un diseño rectangular, presentando
como inconveniente el hecho de que produce una gran cantidad de
daños en el producto final, además de la contaminación de dicho
producto final por contacto con los pelos del cepillo.
Por último, el método comprende llevar el
producto a un silo final (L) de recepción, que en el ejemplo de
realización que comentado tiene una capacidad de 2000 Kg. Dicho
silo final (L) se encuentra abierto en su parte superior, lo que
permite la entrada de contaminación en su interior, y por lo tanto
la contaminación del producto.
En definitiva, este método implica una serie de
inconvenientes, entre los que cabe destacar el hecho de que la
calidad del ajonjolí descascarillado obtenido es baja, presentando
un exceso de aceite, grumos, así como un elevado volumen de
ajonjolí que no ha sido descascarillado presente en el producto
final.
El método para tratar semillas resulta poco
eficiente, en gran medida como consecuencia del uso de una
inyección de vapor de agua, lo que produce un rápido golpe de calor
que tiene como consecuencia la modificación de las características
físicas del producto, entre otras adquiriendo un color amarillo, lo
que afecta negativamente a su calidad.
Por otro lado, en el caso de semillas
oleaginosas este método produce la afloración del aceite al
exterior al inicio del proceso, deteriorando su calidad,
complicando los posteriores procesos del sistema por la presencia de
dichos aceites y devaluando al valor del producto en el mercado. El
aceite que aflora de las semillas en la primera etapa se va
perdiendo a lo largo del sistema y perjudica el molido o extracción
de aceite final.
Además, como consecuencia de tener una humedad
no homogénea antes de tostar, se obtiene un producto tostado de
baja calidad.
Por otro lado, las instalaciones y equipos en
los que se lleva a cabo el proceso presentan una gran dificultad de
acceso a su interior, lo que dificulta las operaciones de limpieza
de dichos equipos, lo cual es fundamental en este tipo de
maquinaria alimentaria, que requiere operaciones diarias de
limpieza para cumplir con las normativas de seguridad e
higiene.
En definitiva, mediante el método para tratar
semillas anteriormente expuesto se obtienen semillas de escasa
calidad, de color muy heterogéneo, que va desde el amarillo al
marrón oscuro, y con un elevado porcentaje de producto dañado,
cuando lo que se requiere y sería deseable obtener son semillas de
alta calidad, lo más blancas, naturales y homogéneas posible, y que
no hayan sido dañadas o modificadas por el sistema durante su
tratamiento.
La presente invención se refiere a un método
para procesar semillas, consiguiendo un incremento en la calidad
del producto final obtenido, una reducción del consumo energético
de un 15-30% para grandes producciones, así como un
incremento de la capacidad de producción, obteniendo un grano más
limpio y blanco, de acuerdo con toda normativa de seguridad e
higiene requerida para la industria alimentaria.
El método para procesar semillas,
preferentemente semillas de ajonjolí, que la invención propone
comprende una serie de etapas consecutivas, tal y como se describen
a continuación.
Inicialmente las semillas se introducen en un
silo de pesaje, en el que se pesa y controla en continuo la
cantidad de ajonjolí que entra en el proceso, para control de la
producción.
A continuación, el método comprende llevar el
producto a un tamiz/aventador configurado para controlar de manera
precisa la potencia de aspiración de polvo y partículas ligeras,
presentes en el producto, las cuales son trasportadas a un ciclón
con válvula rotativa de salida.
Asimismo, dicho tamiz/aventador está configurado
para regular el flujo de entrada, para lo cual se contempla que
tenga aspiración doble en dos puntos del recorrido, de forma que el
flujo de producto se divide en dos a la entrada del tamiz/aventador
y va a dos cajas de cribas, no disponiendo de tambor de
trituración.
El tamiz/aventador comprende un sistema de
desentrapado automático de tamices por bolas de goma, así como un
sistema de cribado por motores que accionan un eje excéntrico y
cribas con extracción trasera, lo que permite efectuar una
selección de grano pequeño, grano grueso y rechazo de partículas
gruesas y partículas ligeras.
A continuación el método comprende llevar el
producto a una mesa densimétrica configurada para separar los granos
según su peso especifico, lo cual no se puede realizar en procesos
de tamizado o por aire. Permitiendo un rechazo ligero y un rechazo
pesado, así como un retorno del producto al silo de pesaje.
Seguidamente, se contempla la posibilidad de
llevar el producto a un separador de piedras que recibe los
rechazos pesados de la mesa densimétrica, eliminando las piedras,
para lo cual comprende una bandeja suspendida por ballesta y una
bandeja de malla en un solo piso, teniendo un diseño en forma
piramidal donde los cuerpos pesados se concentran en la zona
estrecha, con lo que la selección resulta sumamente eficiente. El
separado de piedras no requiere más de un motor para hacer girar un
eje longitudinal excéntrico que produce la vibración de la
bandeja.
Tras lo anterior, el producto es llevado a un
separador por aire, que ventila de nuevo las pequeñas partículas,
permitiendo un rechazo ligero.
Después, se contempla la posibilidad de llevar
el producto a un segundo silo de pesaje que permite un control de
mermas, donde se pesa y controla en continuo la cantidad de
ajonjolí para control de la producción, lo que permite determinar
la cantidad de mermas o pérdidas de las etapas anteriores.
Después, el producto se lleva a un
humidificador, en el que se preparan las semillas antes de su
descascarillado, mediante la adición de agua, aproximadamente 40 l
para cada 500 kg de producto, sin añadir vapor. A la salida del
humidificador la humedad del producto es del
17-18%.
A continuación, el producto se lleva a un
descascarillador, que comprende un primer cilindro multifunción
humidificador/descascarillador para adaptarse a las diferente
variedades de semillas que requieran más humidificación o mayor
tiempo en el proceso de descascarillado. Este cilindro permite que
se pueda ajustar para la función de humidificador mediante la
adición de otra proporción de agua y la reducción de la velocidad
de giro del eje a valores mínimos, o se puede ajustar para la
función de descascarillador aumentando la velocidad de giro del eje
a valores máximos y la eventual adición de aire comprimido, sin
añadir vapor. El cilindro multifunción
humidificador/descascarillador también comprende medios de control
del tiempo de humidificación/descascarillado, así como medios de
regulación del grado de fricción de descascarillado, lo que permite
un control óptimo de las condiciones del
proceso.
proceso.
El descascarillador comprende un segundo
cilindro descascarillador y la utilización de aire comprimido y
medios de control del tiempo de descascarillado, así como medios de
regulación del grado de fricción de descascarillado, lo que permite
un control óptimo de las condiciones del proceso.
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Seguidamente, el producto es llevado a un tamiz
oscilante, para la eliminación de cascarillas, donde dicho tamiz
oscilante no se encuentra en suspensión sino que se encuentra sobre
un eje excéntrico. De acuerdo con una realización preferente, el
tamiz oscilante comprende medios de desmontaje mediante cierres
rápidos especiales con sistema de seguridad, lo que permite reducir
considerablemente los tiempos de limpieza y mantenimiento.
A continuación, se contempla la posibilidad de
llevar el producto a un segundo separador por aire, que consiste en
un sistema de aspiración de cascarillas, igualmente para la
eliminación de las cascarillas remanentes en el producto. La
principal ventaja que conlleva la realización de esta etapa, es que
la aspiración de cascarillas después del tamizado es mucho más
eficiente que en el caso de hacerse antes.
Asimismo, se contempla que tras lo anterior, el
producto sea llevado a un segundo tamiz oscilante, para la
eliminación de cascarillas, comprendiendo igualmente medios de
desmontaje mediante cierres rápidos especiales con sistema de
seguridad para reducir tiempos de limpieza y mantenimiento.
Seguidamente, se contempla la posibilidad de
llevar el producto a un tercer separador por aire, igualmente para
la aspiración y eliminación de cascarillas remanentes en el
sistema, lo que optimiza completamente la etapa de eliminación de
cascarillas.
Tras el proceso iterativo anterior, el método
comprende llevar el producto a medios de lavado, con el objeto de
blanquear y efectuar un lavado de gran caudal a presión por chorro
de agua, donde se contempla que el agua sucia con cascarillas vaya
a una unidad de filtrado de agua, que devuelve agua limpia, lo que
permite su reciclaje.
El producto es descargado directamente en un
tanque de agua que comprenden los medios de lavado, donde una
pluralidad de inyectores de aire comprimido, operativamente
dispuestos, están configurados para producir o generar turbulencias
que producen fricción entre sí de las semillas que se encuentran en
suspensión en el agua, de forma que las pequeñas partículas de
cascarilla que aún quedan adheridas a las semillas se sueltan.
De acuerdo con una realización preferente, los
medios de lavado comprenden una motobomba que está configurada para
extraer el agua con las semillas por una parte inferior del tanque
y, a través de una tubería corrugada, volver a conducirla a la
parte superior del tanque formando así un circuito y una
turbulencia que favorece que las semillas se vayan frotando entre
sí y abrillantándose al mismo tiempo que se desprende la
cascarilla.
Se contempla que dicha tubería tenga una
bifurcación que envía el producto a un filtro de drenaje de
agua.
A continuación, el método comprende llevar el
producto a una unidad de lavado final. El producto va pasando por
unas finas duchas de agua limpia que arrastran restos de cascarilla
e impurezas. El producto pasa por un escurridor vibrante, donde
tiene lugar una separación de agua, donde se contempla que el agua
sucia con cascarillas sea enviada a la unidad de filtrado de agua
para su reciclaje y reutilización, eliminándose cascarillas y
suciedad.
El sistema de lavado permite añadir productos
bactericidas y/o sal, con el objeto de potenciar el sabor del
producto obtenido, en función de las preferencias del consumidor o
del país de destino en el que se va a comercializar el
producto.
Esta etapa de lavado hace que se desprenda una
gran cantidad de pequeñas partículas de cascarilla e impurezas
adheridas al ajonjolí.
Después, se lleva el producto a una cinta de
reposo y homogenización de humedad donde se controla el tiempo de
permanencia del producto para aumentar la humedad homogéneamente,
siendo dicho tiempo aproximadamente 30-60 minutos,
para lo cual comprende una pluralidad de pulverizadores de agua. A
la salida de la cinta de reposo y homogeneización de humedad la
humedad del producto es del 26-30%.
De está forma, una vez que el ajonjolí ha sido
lavado y escurrido, se va depositando de manera dosificada en la
cinta de reposo y homogenización de humedad, que está controlada
por un motovariador, que puede ser electrónico o mecánico, con el
objeto de seleccionar un tiempo de reposo, habitualmente varios
minutos, necesario para que todas las semillas de ajonjolí hayan
absorbido la humedad adecuada, lo cual es fundamental para que los
resultados de un tostado posterior del producto sean óptimos. Así
se consigue homogeneizar la humedad y penetrar en el interior de la
semilla, de forma que todo el grano está en las mismas
condiciones.
La etapa de homogeneización permite un reposo
natural durante un determinado tiempo programado, que no daña ni
deteriora el producto, a diferencia de las homogeneizaciones hasta
ahora realizadas, como es el caso de la utilización de un silo con
removedor que produce la rotura de semillas y la extracción de
aceite como consecuencia de la presión ejercida por el volumen de
ajonjolí. Por otro lado, la etapa de homogeneización que comprende
el método de la invención permite corregir el efecto negativo que
conlleva no controlar el tiempo de reposo, esto es que algunas
semillas de ajonjolí están demasiado húmedas y otras están
demasiado secas, lo que se pone de manifiesto a la salida del
tostador, por la diferencia de color entre las semillas.
A continuación, se lleva el producto a un
presecador de aire, basado en un sistema de lecho fluido, donde el
propio aire seca y hace avanzar el producto en flotación hacia la
salida. La utilización de un sistema de secado continuo por aire
caliente a presión, permite reducir la humedad del ajonjolí a
niveles óptimos antes de su tueste.
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En esta etapa se añade aire a unos 75ºC durante
varios minutos, de manera previa a una etapa de secado posterior,
hasta reducir la humedad del producto del 30% al
11-14%.
Seguidamente, se transporta el producto a un
secador de aire por sistema de lecho fluido, donde el propio aire
seca y hace avanzar el ajonjolí en flotación hacia la salida,
utilizándose un sistema de secado continuo por aire caliente a
presión, para reducir la humedad del ajonjolí antes del tueste.
Para ello, el secador comprende un canal de aire
caliente que va eliminando el exceso de humedad, de forma que se
obtiene ajonjolí en condiciones óptimas para su tueste, puesto que
queda más seco y más caliente que en el proceso actualmente
utilizado. En el secador se añade aire a unos 85ºC, de forma que a
la salida, la humedad del producto es del 4-7% y su
temperatura se encuentra en torno a 65ºC.
Este sistema de secado y tostado se caracteriza
por un aumento paulatino de la temperatura del producto, con el
objeto de evitar un golpe de calor que modifique sus
características y sus propiedades, tal y como ocurre en el proceso
hasta ahora utilizado.
Asimismo, el secador permite reducir
considerablemente la acumulación de suciedad que queda adherida en
el interior de cilindros tostadores, y que supone una merma en la
capacidad de tostado, permitiendo así reducir la frecuencia con la
que se realizan operaciones de limpieza de dichos cilindros. El
producto final obtenido se encuentra más limpio y mejor tostado,
consiguiendo producir tahina de mejor calidad. Esto es debido a la
fricción de las semillas entre sí durante los procesos de presecado
y secado, que eliminan los restos de partículas adheridas a las
propias semillas. Estas partículas son transportadas fuera de los
secadores y decepcionadas en ciclones depresores. Por lo tanto
existe menor cantidad de partículas que quedan adheridas en la
superficie interior de los cilindros tostadores. Así pues mediante
el método de la invención se consigue un importante ahorro
energético en dichos cilindros tostadores al no existir una capa de
impurezas adheridas que reducen su capacidad calorífica como
ocurre en los métodos actuales.
A continuación, se lleva el producto a un
tostador por conducción de calor en cilindros de eje multiaspa,
teniendo medios de control independiente de la velocidad en cada
cilindro, así como medios de control de temperatura independiente
en cada cilindro, siendo la temperatura en el primer cilindro
70-80ºC aproximadamente, y la temperatura en el
último cilindro unos 100ºC, teniendo un sistema de temperatura
incremental. A la salida del tostador la humedad máxima del
producto está entre 0.5 y 1%, de forma que se consigue un proceso
de secado y tueste paulatino, lo que se aprecia en la calidad final
del producto obtenido.
El tostador puede estar formado por una cantidad
variable de cilindros de tostado en función de la producción.
Seguidamente, el producto se lleva a un
enfriador vertical cilíndrico de lecho fluidizado, donde se añade
aire en condiciones ambientales, siendo el propio aire el que enfría
y hace avanzar el ajonjolí en flotación hacia la salida, teniendo
un diseño circular, sin la necesidad de disponer de medios de
cepillado.
A continuación, el método comprende utilizar
ciclones-depresores, configurados para recuperar las
pequeñas partículas provenientes de los flujos de aire del
presecador, del secador, del enfriador y un segundo
tamiz/aventador, consiguiendo así la eliminación de partículas
pequeñas.
Asimismo, se contempla que el método comprenda
utilizar un segundo tamiz/aventador, configurado para cribar y
ventilar de nuevo las pequeñas partículas, así como rechazar las
pequeñas, contemplándose la posibilidad de que comprenda medios
para efectuar una selección electrónica del producto por color.
A continuación, se contempla la posibilidad de
controlar la humedad del producto en una unidad de control final de
humedad, preferentemente en continuo.
A continuación, se contempla la posibilidad de
detectar y eliminar partículas metálicas en el flujo de producto
final mediante sistemas de detección de metales en continuo.
Y por último, el producto final obtenido es
llevado a un silo final, de pesaje, almacenaje y control de mermas,
donde se pesa y controla en continuo la cantidad de ajonjolí para
control de la producción, controlando la cantidad de mermas y
pérdidas habidas en las etapas anteriores.
El silo final está totalmente cerrado en su
parte superior, con el objeto de evitar la entrada de cualquier
tipo de contaminación animal o ambiental, obteniéndose a la salida
el ajonjolí ya procesado, lo que supone el final del método de la
invención.
A diferencia del método de la invención, los
procesos de lavado no están contemplados en los sistemas actuales,
así como los sistemas de filtraje de agua, el sistema de reposo en
continuo mediante cinta de transporte ni el sistema de secado y
presecado. Tampoco están contemplados en los sistemas actuales los
sistemas de control de producción y mermas, los controles
electrónicos de humedad en continuo ni los sistemas de detección y
separación de metales.
El sistema de tostado de los sistemas actuales
difiere en valores de temperatura, ofreciendo un proceso de
disminución de temperatura mientras que el sistema de la invención
ofrece un proceso incremental de temperaturas además de la propia
diferencia en valores absolutos de temperatura en cada etapa de
tostado. También difieren la cantidad de módulos de tostado.
Las combinaciones de parámetros de trabajo con
los que funciona una línea de procesado de semillas de acuerdo con
el método de la invención son también muy diferentes en los dos
sistemas. Los conceptos de variación de los parámetros de humedad,
temperatura, tiempo y producción a lo largo del proceso son algunos
de los puntos clave para el buen funcionamiento y para conseguir
una determinada calidad de producto final. Modificando esta fórmula
en sus valores de humedad, temperatura, tiempo se obtienen
resultados completamente diferentes. Así pues destacamos que este
es un punto muy diferenciador entre ambos sistemas.
Los equipos y medios técnicos del método de la
invención son distintos de los utilizados por los métodos que se
utilizan en la actualidad.
Así pues, de acuerdo con la invención descrita,
el método para procesar semillas que la invención propone
constituye un avance respecto al método hasta ahora utilizado, y
resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática
anteriormente expuesta, en la línea de conseguir un incremento en
la calidad del producto final obtenido, una reducción del consumo
energético, así como un incremento de la capacidad de producción,
obteniendo un producto de mayor calidad.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra un diagrama de bloques de
las diferentes etapas que comprende el método para tratar semillas
conocido en la actualidad.
La figura 2.- Muestra un diagrama de bloques de
las diferentes etapas que comprende el método para procesar
semillas que la invención propone.
A la vista del diagrama de bloques representado
en la figura 2, puede observarse como en una de sus posibles
realizaciones la invención se refiere a un método para procesar
semillas, concretamente semillas de ajonjolí, permitiendo conseguir,
de acuerdo con dicha realización preferente, una producción de
800-1500 kg/h.
El método comprende una serie de etapas
consecutivas, tal y como se describen a continuación.
En primer lugar, se introducen en continuo
semillas de ajonjolí en un silo de pesaje (1), donde se pesan y
controlan.
A continuación, se lleva el producto a un
tamiz/aventador (2) que permite controlar la potencia de aspiración
de polvo y partículas ligeras presentes en el producto, las cuales
son trasportadas a un ciclón- depresor con válvula rotativa de
salida.
El tamiz/aventador (2) permite regular el flujo
de entrada mediante una aspiración doble en dos puntos del
recorrido, de forma que el flujo de producto se divide en dos a la
entrada del tamiz/aventador (2) y va a dos cajas de cribas.
El tamiz/aventador (2) comprende un sistema de
desentrapado automático de tamices por bolas de goma y un sistema
de cribado por motores que accionan un eje excéntrico y cribas con
extracción trasera, lo que permite efectuar una selección de:
rechazo grueso, ajonjolí grande, ajonjolí mediano, rechazo pequeño
y rechazo ligero.
A continuación, el producto se lleva a una mesa
densimétrica (3) donde se separan los granos según su peso
especifico, efectuándose un rechazo ligero y un rechazo pesado, así
como un retorno del producto al tamiz/aventador (2).
Seguidamente, se lleva el producto a un
separador de piedras (4) que recibe los rechazos pesados de la mesa
densimétrica (3). Dicho separador de piedras (4) comprende una
bandeja suspendida por ballesta y una bandeja de malla en un solo
piso, teniendo forma piramidal de manera que los cuerpos pesados se
concentran en la zona estrecha. El separador de piedras (4) tiene
un único motor configurado para hacer girar un eje longitudinal
excéntrico que produce la vibración de la bandeja.
Tras lo anterior, el producto es llevado a un
separador por aire (5), que ventila de nuevo las pequeñas
partículas.
Después, se lleva el producto a un segundo silo
de pesaje (6) donde se pesa y controla en continuo la cantidad de
ajonjolí, con el objeto de determinar las mermas correspondientes a
las etapas anteriores.
Después, el producto se lleva a un humidificador
(7) donde se añaden, aproximadamente, 40 l de agua para cada 500
kg de producto, sin añadir vapor. A la salida del humidificador (7)
la humedad del producto es del 17-18%.
A continuación, el producto se lleva a un
descascarillador (8), que comprende un primer cilindro multifunción
humidificador/descascarillador para adaptarse a las diferente
variedades de semillas que requieran más humidificación o mayor
tiempo en el proceso de descascarillado. Este cilindro permite que
se pueda ajustar para la función de humidificador mediante la
adición de otra proporción de agua y la reducción de la velocidad
de giro del eje a valores mínimos, o se puede ajustar para la
función de descascarillador aumentando la velocidad de giro del eje
a valores máximos y la eventual adición de aire comprimido, sin
añadir vapor. El cilindro multifunción
humidificador/descascarillador también comprende medios de control
del tiempo de humidificación/descascarillado, así como medios de
regulación del grado de fricción de descascarillado, lo que permite
un control óptimo de las condiciones del
proceso.
proceso.
El descascarillador (8) comprende un segundo
cilindro descascarillador y la utilización de aire comprimido y
medios de control del tiempo de descascarillado, así como medios de
regulación del grado de fricción de descascarillado, lo que permite
un control óptimo de las condiciones del proceso.
Seguidamente, para la eliminación de
cascarillas, el producto es llevado a un tamiz oscilante (9) que se
encuentra sobre un eje excéntrico y comprende medios de desmontaje
mediante cierres rápidos especiales con sistema de seguridad.
A continuación, se lleva el producto a un
segundo separador por aire (10), que consiste en un sistema de
aspiración de cascarillas, tras lo cual se lleva a un segundo tamiz
oscilante (11) que comprende igualmente medios de desmontaje
mediante cierres rápidos especiales con sistema de seguridad.
Seguidamente, el producto es llevado a un tercer separador por aire
(12). Los separadores por aire (10) y (11) aspiran las cascarillas
y las depositan en un único punto de recogida centralizado para su
posible utilización como componentes de productos de alimentación
animal.
De este modo, la realización preferente del
método de la invención comprende un tamizado en cuatro fases, es
decir dos procesos de tamizado por cada tamizadora, mediante
sistema oscilante por eje excéntrico.
Tras el proceso iterativo anterior, el método
comprende descargar el producto en un tanque de agua que comprenden
unos medios de lavado (13), para blanquear y efectuar un lavado de
gran caudal a presión por chorro de agua, donde el agua sucia con
cascarillas se lleva a una unidad de filtrado de agua (15) que
devuelve agua limpia, permitiendo su reciclaje.
Los medios de lavado (13) comprenden una
pluralidad de inyectores de aire comprimido, operativamente
dispuestos, que generan turbulencias produciendo fricción entre sí
de las semillas que se encuentran en suspensión en el agua, de
forma que las pequeñas partículas de cascarilla que aún quedan
adheridas a las semillas se sueltan.
Asimismo, los medios de lavado (13) comprenden
una motobomba para extraer el agua con las semillas por una parte
inferior del tanque y, a través de una tubería corrugada, volver a
conducirla a la parte superior del tanque, donde dicha tubería
tiene una bifurcación que envía parte del producto a un tamiz de
drenaje que comprende una pluralidad de inyectores de agua limpia,
efectuando un lavado final del producto a la vez que se elimina el
exceso de agua.
A continuación, el producto se lleva a una
unidad de lavado final mediante unas finas duchas de agua limpia
que arrastran los restos de cascarilla e impurezas (14) y
escurridor, donde se realiza la separación del agua del producto y
se envía el agua sucia con cascarillas a la unidad de filtrado de
agua (15), para su reciclaje y reutilización de vuelta al tanque
del lavador para su reutilización.
Después, se va depositando el producto de manera
dosificada en una cinta de reposo y homogenización de humedad (16),
que comprende una pluralidad de pulverizadores de agua y está
controlada por un motovariador, permitiendo controlar, el tiempo de
permanencia del producto para incrementar su humedad de manera
homogénea, siendo dicho tiempo entre 30-60 minutos.
A la salida de la cinta de reposo y homogeneización de humedad (16)
la humedad del producto es del 26-30%.
A continuación, se lleva el producto a un
presecador (17) de aire caliente a presión en continuo, donde el
propio aire hace avanzar el producto en flotación. Se aumenta
paulatinamente la temperatura del producto, mediante la adición de
aire a unos 75ºC durante varios minutos hasta reducir la humedad
del producto hasta el 11-14%.
Seguidamente, se transporta el producto a un
secador (18) de aire caliente a presión por lecho fluido, donde el
propio aire seca y hace avanzar el ajonjolí en flotación hacia la
salida. En el secador (18) se añade aire a unos 85ºC, de forma que
a la salida de dicho secador (18) la humedad del producto es del
4-7% y su temperatura se encuentra en torno a
65ºC.
A continuación, se lleva el producto a un
tostador (19), basado en conducción de calor mediante cilindros de
eje multiaspa, que comprende 6 cilindros y permite alcanzar un
producción de 800-1500 kg/h, teniendo medios de
control independiente de la velocidad y temperatura independientes
para cada cilindro, donde la temperatura del primer cilindro es de
70-80ºC y la temperatura en el último cilindro es
de 100ºC, teniendo un sistema de temperatura incremental. A la
salida del tostador (19) la humedad máxima del producto está entre
0.5 y 1%, de forma que se consigue un proceso de secado y tueste
paulatino.
De acuerdo con una realización preferente, los
cilindros de tostado van montados sobre una estructura común y
solidaria. En el recipiente existe un eje horizontal con varios
radios que soportan dos aspas helicoidales configuradas para mover
el grano sobre la superficie caliente del cilindro y hacerlo
avanzar hacia el otro extremo del cilindro donde se encuentra la
salida para el vaciado. Dicho eje está apoyado sobre dos
rodamientos y está accionado por un motovariador. El fondo del
recipiente está rodeado por una camisa exterior semicilíndrica de
chapa unida al fondo del recipiente mediante tubos de refuerzo. En
el espacio entre la camisa del fondo del recipiente y la camisa
exterior, se inyecta vapor a una presión variable por un tubo
acoplado a una brida. En el otro extremo, en la parte inferior,
está acoplado el tubo de salida de condensados a una brida. El
sistema de vapor está dotado de una válvula de seguridad y un
purgador de aire. La camisa de vapor se utiliza para calentar el
cilindro interior y que el ajonjolí se tueste por contacto con la
superficie metálica caliente.
El funcionamiento del tostador (19) se expone de
manera detallada a continuación. En primer lugar se pone en marcha
los motovariadores que accionan los ejes de los cilindros.
Seguidamente se abre la válvula de entrada de vapor a la cámara que
rodea el recipiente para calentar el cilindro. A continuación se
introduce el producto a tostar por la abertura de entrada del
cilindro. Así, el ajonjolí se va tostando por contacto con la
superficie del interior del cilindro. El eje mueve el ajonjolí y lo
transporta hacia el final del cilindro. Del primer cilindro de
tostado pasa al segundo y así sucesivamente hasta salir por el
último completamente tostado. Finalmente, cuando el tostador (19)
se ha vaciado completamente se paran los motores de los ejes y se
cierra la válvula de entrada del vapor.
Cada cilindro está dotado de un regulador de
presión para poder ajustar la temperatura adecuada de cada cilindro
tostador de manera independiente.
Después de ser tostado, el producto se lleva a
un enfriador (20) vertical cilíndrico de lecho fluidizado, donde se
añade aire en condiciones ambientales, siendo el propio aire el que
enfría y hace avanzar el ajonjolí en flotación hacia la salida.
A continuación, el método comprende el uso de
ciclones-depresores (21), donde se recuperan
partículas pequeñas provenientes de los flujos de aire del
presecador (17), del secador (18), del enfriador (20) y de un
segundo tamiz/aventador (22).
Asimismo, el método comprende la utilización de
un segundo tamiz/aventador (22), donde se criban y ventilan de
nuevo las pequeñas partículas, que comprende medios para efectuar
una posible selección electrónica del producto por color.
A continuación, se controla la humedad del
producto, en continuo, en una unidad de control final de humedad
(23).
Por último, el producto final obtenido es
llevado a un silo final (24), donde se pesa, se controla la
cantidad de mermas y pérdidas habidas en el proceso y se
almacena.
Dicho silo final (24) está totalmente cerrado en
su parte superior, lo que impide la entrada de cualquier tipo de
contaminación.
Así pues, de acuerdo con la invención descrita,
el método para procesar semillas que la invención propone constituye
un avance en los métodos hasta ahora utilizados, y resuelve de
manera plenamente satisfactoria la problemática anteriormente
expuesta, en la línea de conseguir incrementar la calidad del
producto final obtenido, reducir el consumo energético, así como un
incrementar la capacidad de producción, obteniendo un grano más
limpio y blanco, de acuerdo con la normativa de seguridad e higiene
requerida para la industria alimentaria.
A la vista de esta descripción y juego de
figuras, el experto en la materia podrá entender que las
realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser
combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención.
La invención ha sido descrita según algunas realizaciones
preferentes de la misma, pero para el experto en la materia
resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser
introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el
objeto de la invención reivindicada.
Claims (15)
1. Método para procesar semillas,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- -
- pesar y controlar en continuo las semillas en un silo de pesaje (1),
- -
- seleccionar el producto por tamaño de grano en un tamiz/aventador (2) controlando la potencia de aspiración y regulando el flujo de entrada mediante aspiración doble a la entrada de dicho tamiz/aventador (2),
- -
- separar los granos de producto por peso especifico en una mesa densimétrica (3),
- -
- ventilar pequeñas partículas del producto mediante un separador por aire (5),
- -
- humedecer el producto, hasta el 17-18%, con agua en un cilindro humidificador (7),
- -
- humedecer en un segundo proceso o descascarillar el producto, dependiendo de las necesidades del tipo de semillas, en un descascarillador (8), que comprende un primer cilindro multifuncional humidificador/descascarillador con sistema de ajuste de la velocidad del eje para opcionalmente realizar un segundo proceso de humidificado con la velocidad de giro más lenta y la adición de agua, o un proceso de descascarillado con la velocidad de giro más rápida, añadiendo agua y aire comprimido y con medios de regulación del grado de fricción de descascarillado. El descascarillador comprende también un segundo cilindro descascarillador, con sistema de adición de y aire comprimido y medios de control de tiempo y medios de regulación del grado de fricción de descascarillado,
- -
- eliminar cascarillas remanentes en el producto mediante un tamiz oscilante (9) de eje excéntrico,
- -
- blanquear el producto en medios de lavado (13) de caudal de agua a presión que comprenden unas tuberías de tubo corrugado que generan mayor frotación así como una pluralidad de inyectores de aire comprimido configurados para generar turbulencias en un tanque que comprenden dichos medios de lavado (13) y desprender partículas de cascarilla adheridas a las semillas del producto,
- -
- lavar y escurrir el producto en una unidad de lavado final (14) separando el agua de las semillas,
- -
- recuperar el agua utilizada mediante filtros vibrantes (15) para su reciclaje y reutilización en el proceso,
- -
- humedecer el producto homogéneamente controlando el tiempo, hasta el 26-30%, en una cinta de reposo y homogenización de humedad (16) que comprende una pluralidad de pulverizadores de agua,
- -
- secar el producto, hasta tener humedad del 4-7% y temperatura en torno a 65ºC, en un secador (18) de lecho fluido de aire caliente,
- -
- tostar el producto, hasta tener humedad entre 0.5 y 1%, en un tostador (19) con conducción de calor mediante cilindros de eje multiaspa que comprende medios de control de velocidad y temperatura independientes en cada cilindro, teniendo distribución de temperatura incremental por cilindros, y
- -
- enfriar el producto, con aire en condiciones ambientales, en un enfriador (20) vertical cilíndrico de lecho fluido configurado para hacer avanzar el producto en flotación.
2. Método para procesar semillas, según la
reivindicación 1, caracterizado porque después de enfriar el
producto en el enfriador (20) comprende cribar, ventilar y rechazar
pequeñas partículas presentes en el producto en un segundo
tamiz/aventador (22).
3. Método para procesar semillas, según la
reivindicación 2, caracterizado porque después de cribar el
producto en el segundo tamiz/aventador (22) comprende controlar la
humedad del producto en una unidad de control final de humedad
(23).
4. Método para procesar semillas, según la
reivindicación 3, caracterizado porque después de controlar
la humedad del producto en la unidad de control final de humedad
(23) comprende pesar, almacenar y controlar mermas, de manera
continua, del producto en un silo final (24) que tiene una parte
superior cerrada.
5. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque después de separar los granos de producto por peso
especifico en una mesa densimétrica (3) comprende eliminar cuerpos
pesados del producto procedentes de dicha mesa densimétrica (3)
mediante un separador de piedras (4) que comprende una bandeja
suspendida por ballesta y una bandeja de malla en un solo piso con
forma piramidal, concentrándose dichos cuerpos pesados en una zona
estrecha.
6. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque después de ventilar pequeñas partículas del producto
mediante un separador por aire (5) comprende pesar y controlar
mermas, de manera continua, del producto en un segundo silo de
pesaje (6).
7. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el tamiz oscilante (9) comprende medios de desmontaje
mediante cierres rápidos especiales con sistema de seguridad.
8. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque después de eliminar cascarillas remanentes en el producto
mediante un tamiz oscilante de dos fases (9) comprende ventilar
pequeñas partículas y cascarillas del producto mediante un segundo
separador por aire (10).
9. Método para procesar semillas, según la
reivindicación 8, caracterizado porque después de ventilar
el producto en el segundo separado por aire (10) comprende eliminar
cascarillas remanentes en el producto mediante un segundo tamiz
oscilante (11) y ventilar, aspirar y eliminar pequeñas partículas y
cascarillas del producto mediante un tercer separador por aire
(12).
10. Método para procesar semillas, según la
reivindicación 9, caracterizado porque el segundo tamiz
oscilante de dos fases (11) comprende medios de desmontaje mediante
cierres rápidos especiales con sistema de seguridad.
11. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque desde los medios de lavado (13) se envía agua con
cascarillas a una unidad de filtrado de agua (15), configurada para
reciclar y devolver agua limpia, y porque desde la unidad de lavado
final (14) se envía agua con cascarillas a la unidad de filtrado de
agua (15) para su reciclaje, eliminándose cascarillas y
suciedad.
12. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque en los medios de lavado (13) se añaden productos
bactericidas y/o sal al producto.
13. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque después de humedecer el producto en la cinta de reposo y
homogenización de humedad (16) comprende secar el producto, hasta
tener humedad del 11-14%, en un presecador (17) de
lecho fluido de aire caliente y posteriormente reducir la humedad
hasta el 4-7% en un secador de aire (18) de lecho
fluidizado.
14. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13, caracterizado
porque comprende utilizar ciclones-depresores (21)
configurados para recuperar pequeñas partículas en flujos de aire
provenientes del presecador (17), del secador (18), del enfriador
(20) y del segundo tamiz/aventador (22), eliminando dichas
partículas pequeñas presentes en el producto.
15. Método para procesar semillas, según
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado
porque comprende efectuar una selección electrónica por color en el
producto por color con medios situados en el segundo
tamiz/aventador (22).
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