ES2371180B1 - SYSTEM OF MEASUREMENT AND / OR MONITORING OF THE DEGREE OF CURING AND COMPOSITION INSIDE MEAT AND FISHING PRODUCTS, AND OTHER DRIED-SALTED PRODUCTS DURING PROCESSING - Google Patents
SYSTEM OF MEASUREMENT AND / OR MONITORING OF THE DEGREE OF CURING AND COMPOSITION INSIDE MEAT AND FISHING PRODUCTS, AND OTHER DRIED-SALTED PRODUCTS DURING PROCESSING Download PDFInfo
- Publication number
- ES2371180B1 ES2371180B1 ES200801433A ES200801433A ES2371180B1 ES 2371180 B1 ES2371180 B1 ES 2371180B1 ES 200801433 A ES200801433 A ES 200801433A ES 200801433 A ES200801433 A ES 200801433A ES 2371180 B1 ES2371180 B1 ES 2371180B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- measuring
- products
- monitoring
- cure
- degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 title claims description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000003934 electrogravimetry Methods 0.000 claims abstract description 6
- 235000013332 fish product Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 235000021055 solid food Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002477 conductometry Methods 0.000 claims description 4
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 4
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 claims description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims 1
- WBLJAACUUGHPMU-UHFFFAOYSA-N copper platinum Chemical compound [Cu].[Pt] WBLJAACUUGHPMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000013079 data visualisation Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 abstract 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000009938 salting Methods 0.000 description 11
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000013580 sausages Nutrition 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 3
- 235000015277 pork Nutrition 0.000 description 3
- 235000020991 processed meat Nutrition 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000491 multivariate analysis Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000334993 Parma Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004130 lipolysis Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 1
- 235000019643 salty taste Nutrition 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000019640 taste Nutrition 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/02—Food
- G01N33/12—Meat; Fish
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en el interior de productos cárnicos y de la pesca, y otros productos seco-salados durante su procesado.#El sistema propuesto en la presente invención consiste en un conjunto de unidades que, tras la toma de datos, permite monitorizar de forma no destructiva parámetros tales como el grado de curación, concentración de sal, humedad y existencia de contaminación microbiana en alimentos sólidos, preferentemente jamones, basado en medidas de naturaleza electroquímica (potenciométrica, voltamperométrica, electrogravimetría, tensión eléctrica y/o de impedancia). De esta manera, se pueden tomar lecturas en un gran número de piezas de forma discreta o continua controlando el proceso de producción.#Además, la invención propuesta permite una gran versatilidad en la forma de realizar la toma de datos, pudiéndose realizar de forma superficial o interna, mediante dispositivos fijos o portátiles, aplicando señales eléctricas de distintas frecuencias, y trabajar de forma aislada o en red de multisensores.System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition inside meat and fish products, and other dry-salted products during processing. # The system proposed in the present invention consists of a set of units that, After data collection, it allows non-destructive monitoring of parameters such as the degree of cure, salt concentration, humidity and existence of microbial contamination in solid foods, preferably hams, based on measurements of electrochemical nature (potentiometric, voltammetric, electrogravimetry, electrical voltage and / or impedance). In this way, readings can be taken in a large number of pieces in a discrete or continuous way controlling the production process. # In addition, the proposed invention allows great versatility in the way of making the data collection, being able to perform superficially or internal, by means of fixed or portable devices, applying electrical signals of different frequencies, and working in isolation or in a multi-sensor network.
Description
Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en el interior de productos cárnicos y de la pesca, y otros productos seco-salados durante su procesado. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition inside meat and fish products, and other dry-salted products during processing.
Sector de la técnica Technical sector
La presente invención se encuadra en el sector de la Industria Agroalimentaria, resultando particularmente interesante para la producción de productos cárnicos y de la pesca, preferentemente aquellos considerados como secosalados y más concretamente de jamones. The present invention falls within the sector of the Agrifood Industry, being particularly interesting for the production of meat and fishery products, preferably those considered as secosalate and more specifically of hams.
Estado de la técnica State of the art
El empleo de técnicas de procesado que promuevan la reducción de actividad de agua de los alimentos es conocido desde la antigüedad. Básicamente los sistemas empleados para reducir la mencionada actividad de agua son dos: la adición de solutos y la eliminación del agua de los alimentos, siendo con frecuencia empleadas de forma simultánea ó combinada. Cuando la materia prima empleada está constituida fundamentalmente por músculos de animales ó productos de la pesca, el soluto mayoritario a emplear ha sido la sal, mientras que las etapas de proceso posteriores han consistido en la eliminación de parte del agua del producto en recintos con temperatura y humedad relativa más The use of processing techniques that promote the reduction of food water activity has been known since ancient times. Basically, the systems used to reduce the aforementioned water activity are two: the addition of solutes and the elimination of water from food, often being used simultaneously or in combination. When the raw material used is mainly constituted by muscles of animals or fishery products, the majority solute to be used has been salt, while the subsequent process stages have consisted in the elimination of part of the product's water in enclosures with temperature and relative humidity more
o menos controlada. De esta forma encontramos productos cárnicos elaborados tales como el jamón curado, lomo curado, salchichón y chorizo,... y productos de la pesca tales como el bacalao, pescados ahumados, derivados del atún (mojama,...), huevas,... or less controlled. In this way we find processed meat products such as cured ham, cured loin, sausage and sausage, ... and fishery products such as cod, smoked fish, derived from tuna (mojama, ...), roe ,. ..
Uno de los problemas con los que tanto el productor como el regulador y el cliente se encuentran, es la dificultad de conocer de forma no destructiva y rápida lo que acontece en el interior de esos productos, tanto en lo relativo a su composición como a los aspectos microbiológicos. One of the problems that both the producer and the regulator and the client encounter is the difficulty of knowing in a non-destructive and rapid way what happens inside these products, both in terms of their composition and the microbiological aspects
En el sector productivo de la industria alimentaria, el área de productos cárnicos es el de mayor importancia económica. Entre los productos cárnicos transformados, los productos curados tienen un gran volumen de producción, siendo el jamón curado el mayor exponente (en Europa los países con productos muy parecidos serían Francia con el jamón de Bayona e Italia con multitud de tipos de jamones curados, siendo el más famoso el jamón de Parma). De hecho, este producto supone en torno al 20% de la producción de productos cárnicos transformados. Otros productos curados serían el lomo curado, salchichón y chorizo. In the productive sector of the food industry, the area of meat products is the most economically important. Among processed meat products, cured products have a large volume of production, with cured ham being the greatest exponent (in Europe, countries with very similar products would be France with Bayonne ham and Italy with many types of cured hams, being the most famous Parma ham). In fact, this product accounts for around 20% of the production of processed meat products. Other cured products would be cured tenderloin, sausage and sausage.
Cabe resaltar que a nivel de la Unión Europea también son abundantes los procesos de curado de productos cárnicos, que en mayor o menor medida comparten algunas de las etapas de los procesos de elaboración. It should be noted that at the European Union level, the processes of curing meat products are also abundant, which to a greater or lesser extent share some of the stages of the manufacturing processes.
El proceso del curado del jamón consiste básicamente en una salazón-desecación que persigue aumentar la conservabilidad del pernil, y una maduración posterior para que se desarrollen las propiedades sensoriales características. La elaboración del jamón se puede llevar a cabo en cámaras de temperatura y humedad relativa controladas (jamones de tipo industrial) o en ambientes naturales Gamones de procesado tradicional). La duración total del proceso depende del tipo de jamón a elaborar, llegando a los 36 meses en el caso de jamón ibérico, mientras que para el jamón de cerdo blanco el tiempo de procesado está en torno a los 12 meses. En general, la obtención del jamón consta de una serie de etapas que dependen del tipo de jamón que se vaya a elaborar. The ham curing process basically consists of a salting-drying process that seeks to increase the preservability of the leg, and a subsequent maturation so that the characteristic sensory properties are developed. The elaboration of the ham can be carried out in controlled temperature and relative humidity chambers (hams of industrial type) or in natural environments Gamones of traditional processing). The total duration of the process depends on the type of ham to be made, reaching 36 months in the case of Iberian ham, while for white pork ham the processing time is around 12 months. In general, obtaining the ham consists of a series of stages that depend on the type of ham to be made.
En la actualidad el proceso productivo ha sufrido una importante mejora en cuanto a las instalaciones y sistemas de control de las condiciones de procesado (de hecho hoy en día hay fabricantes que insertan un “chip” en los jamones que puede ser leído y grabado para hacer el seguimiento del jamón y registrar algunos parámetros del producto principalmente el peso al inicio y final de cada etapa-en el mismo), sin embargo ningún control se realiza sobre la evolución del producto a lo largo de las etapas de elaboración (cómo máximo la determinación del peso al principio y final), siendo este punto el que necesita un mayor esfuerzo. At present, the production process has undergone a significant improvement in terms of facilities and control systems for processing conditions (in fact today there are manufacturers that insert a “chip” in hams that can be read and recorded to make the follow-up of the ham and record some parameters of the product, mainly the weight at the beginning and end of each stage-in it), however, no control is carried out on the evolution of the product throughout the processing stages (maximum determination from the weight at the beginning and end), this point being the one that needs more effort.
Las etapas que requerirían un mayor control del proceso son las siguientes: The stages that would require greater control of the process are the following:
- --
- Etapa de salado: esta etapa es crítica, puesto que durante la misma el producto ganará la sal que permanecerá en el mismo durante el resto de su “vida”. La cantidad de sal ganada influye sobre aspectos tan importantes como los sensoriales (sabor salado, grado de proteolisis y lipólisis que afecta tanto a la textura como al sabor y al aroma) y los relativos a la seguridad alimentaria (crecimiento de microorganismos y conservación). Estudios previos llevados a cabo con lomos y piezas pequeñas permiten definir una serie de medidas que pueden realizarse en línea, siempre que el salado se realice en una salmuera, relacionadas con la concentración de sal de dichos productos. Salting stage: this stage is critical, since during the same the product will gain the salt that will remain in it for the rest of its “life”. The amount of salt gained influences such important aspects as sensory (salty taste, degree of proteolysis and lipolysis that affects both texture and taste and aroma) and those related to food safety (growth of microorganisms and conservation). Previous studies carried out with loins and small parts allow to define a series of measures that can be carried out online, provided that the salting is carried out in a brine, related to the salt concentration of said products.
- --
- Etapa de post-salado: esta etapa se realiza para permitir que la sal presente en el jamón penetre de la zona superficial hasta las zonas más profundas, de modo que al pasar a las etapas posteriores en las que se eleva la temperatura haya un cierto nivel de seguridad microbiológica que evite la putrefacción de los jamones. Post-salting stage: this stage is carried out to allow the salt present in the ham to penetrate from the surface area to the deepest areas, so that when going to the later stages in which the temperature rises there is a certain level of microbiological safety that prevents the rot of hams.
- --
- Etapa de secado: en esta etapa es importante la detección de posibles desarrollos microbianos que puedan alterar el producto en profundidad, así como monitorizar la evolución del curado del jamón. Drying stage: in this stage it is important to detect possible microbial developments that can alter the product in depth, as well as monitor the evolution of ham curing.
Los sistemas de medida no destructivos que se están probando para la determinación de la cantidad de sal en el interior de los jamones, así como su evolución a lo largo del tiempo son el empleo de la resonancia magnética nuclear (RMN), aplicación de rayos X (“computed tomography”) y la aplicación de ultrasonidos y microondas. En los dos primeros casos, la posibilidad de determinar perfiles de sal y su evolución a lo largo del tiempo en el interior del jamón es bastante elevada, sin embargo el elevado coste de estos sistemas, las exigencias de seguridad para los operarios, gran tamaño de los equipos requeridos, así como la necesidad de hacer pasar cada pieza por el equipo en cuestión para hacer las determinaciones, hace muy difícil su aplicación a nivel industrial, fundamentalmente por los elevadísimos costes finales que la aplicación supondría. En los otros dos casos (microondas y ultrasonidos), no está claro su posible uso para determinar una concentración puntual al aplicarlos a un sistema tan heterogéneo y con los perfiles de concentración establecidos, tal y como es el caso de los jamones. En cualquier caso, también sería necesario trasladar cada vez el producto en cuestión y realizar las medidas pertinentes. The non-destructive measurement systems that are being tested for the determination of the amount of salt inside the hams, as well as their evolution over time are the use of nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray application ("Computed tomography") and the application of ultrasound and microwave. In the first two cases, the possibility of determining salt profiles and their evolution over time inside the ham is quite high, however the high cost of these systems, the safety requirements for the operators, large size of The required equipment, as well as the need to pass each piece through the equipment in question to make the determinations, makes its application at the industrial level very difficult, mainly due to the very high final costs that the application would entail. In the other two cases (microwaves and ultrasounds), it is not clear their possible use to determine a specific concentration when applied to such a heterogeneous system and with established concentration profiles, as is the case of hams. In any case, it would also be necessary to move the product in question each time and take the appropriate measures.
La presente invención permite monitorizar el grado de curado, así como los perfiles de sal en el interior de productos seco-salados por medidas puntuales no destructivas a lo largo de todo el proceso productivo (incluido el control y clasificación de la materia prima), con un bajo coste, tanto de adquisición como de mantenimiento del sistema, y posibilitando el trabajo en red con un sistema de multisensores. Y más concretamente, la utilización de la presente invención permitiría tener una mayor seguridad en la definición correcta del fin de la etapa de postsalado en jamones. The present invention allows the degree of curing to be monitored, as well as the salt profiles inside dry-salted products by specific non-destructive measures throughout the entire production process (including control and classification of the raw material), with a low cost, both of acquisition and maintenance of the system, and enabling networking with a multi-sensor system. And more specifically, the use of the present invention would allow greater security in the correct definition of the end of the post-drying stage in hams.
Descripción de la invención Description of the invention
Descripción breve brief description
El objeto de la presente invención es un sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y evolución de la composición en alimentos seco-salados que comprende 3 subsistemas: The object of the present invention is a system for measuring and / or monitoring the degree of cure and evolution of the composition in dry-salty foods comprising 3 subsystems:
- • •
- Elementos de medida (electrodos, sensores o celdas de medida). Measuring elements (electrodes, sensors or measuring cells).
- • •
- Subsistema de procesamiento y control de datos. Data processing and control subsystem.
- • •
- Subsistema de coordinación de multisensores. Multi-sensor coordination subsystem.
Los elementos de medida, principalmente agujas coaxiales, que pueden estar integradas en un sistema multisensor de múltiples electrodos electroquímicos (con la posibilidad de incorporar un electrodo de referencia) se colocan en el punto de interés de las piezas y permiten obtener datos que, una vez procesados en el subsistema de procesamiento y control de datos correspondiente, permiten conocer el grado de curación, composición -concentración de sal, humedad y crecimiento microbiano-de forma continua y/o discontinua a lo largo del proceso. El diseño de los elementos de medida empleados permite su miniaturización, por lo que permite mantener la integridad anatómica de las piezas analizadas. La disposición de una fuente de generación de señales eléctricas de distinta Frecuencia en cada subsistema de adquisición de datos permite obtener un conjunto de medidas a partir de las cuales se pueden determinar, entre otros parámetros, la conductividad e impedancia del punto en el que se encuentra situado el elemento de medida. Asimismo, el conjunto de señales inespecíficas obtenidas por el conjunto de sensores puede ser analizada de forma que relacionen con el grado de curación y composición de los alimentos analizados. Esta relación se realizará preferentemente mediante el empleo de técnicas de análisis multivaríante, que analicen de forma simultánea la señal emitida por el conjunto de electrodos con su nivel de curado y composición. La disposición de un conjunto de elementos de medida y de subsistemas de procesamiento y control de datos, conectados en red mediante un subsistema de coordinación de multisensores, permitiría el control simultáneo de todo un lote de producción. Otra característica particular de la presente invención consiste en que el subsistema de coordinación de multisensores puede ser de tipo alámbrico The measuring elements, mainly coaxial needles, which can be integrated in a multi-sensor system of multiple electrochemical electrodes (with the possibility of incorporating a reference electrode) are placed at the point of interest of the parts and allow obtaining data that, once processed in the corresponding data processing and control subsystem, they allow to know the degree of cure, composition - salt concentration, humidity and microbial growth - continuously and / or discontinuously throughout the process. The design of the measurement elements used allows their miniaturization, so that it maintains the anatomical integrity of the analyzed pieces. The provision of a source for generating electrical signals of different frequency in each data acquisition subsystem allows obtaining a set of measurements from which, among other parameters, the conductivity and impedance of the point at which it is located can be determined. located the measuring element. Likewise, the set of nonspecific signals obtained by the set of sensors can be analyzed so that they relate to the degree of healing and composition of the analyzed foods. This relationship will preferably be carried out through the use of multivariate analysis techniques, which simultaneously analyze the signal emitted by the set of electrodes with their level of cure and composition. The provision of a set of measurement elements and data processing and control subsystems, networked through a multi-sensor coordination subsystem, would allow simultaneous control of a whole production batch. Another particular feature of the present invention is that the multi-sensor coordination subsystem can be of the wired type
o inalámbrico, lo que permite diseñar sistemas de medida fijos o móviles, y facilita el trabajar en red compuesta por múltiples elementos de medida. or wireless, which allows to design fixed or mobile measurement systems, and facilitates working in a network composed of multiple measuring elements.
Esta invención resulta particularmente de interés en la industria del jamón ya que permite definir correctamente el final de las distintas etapas de su procesado. This invention is particularly of interest in the ham industry since it allows the end of the different stages of its processing to be correctly defined.
Descripciones de las figuras Figure Descriptions
Figura 1.-Ejemplo de elemento de medida aplicable en la invención reivindicada: Esquema de la aguja coaxial formada por un tubo exterior o electrodo 2, un cable interior o electrodo1yun dieléctrico para separar a ambos. Figure 1.- Example of a measuring element applicable in the claimed invention: Scheme of the coaxial needle formed by an outer tube or electrode 2, an inner cable or dielectric electrode and a dielectric to separate both.
Figura 2.-Ejemplo de elemento de medida aplicable en la invención reivindicada: Esquema de un conjunto de sensores, entre los que se puede encontrar uno o varios sensores con la tipología que se observa en la figura 1. Figure 2.- Example of measurement element applicable in the claimed invention: Scheme of a set of sensors, among which one or several sensors can be found with the typology observed in Figure 1.
Figura 3.-Esquema del sistema de medida formado por los siguientes componentes: (1) electrodo ó aguja coaxial, Figure 3.-Scheme of the measuring system formed by the following components: (1) electrode or coaxial needle,
- (2) (2)
- sensor de temperatura, (3.a) unidad de procesamiento y control, (3.b) generador de señales de frecuencia variables, temperature sensor, (3.a) processing and control unit, (3.b) variable frequency signal generator,
- (4) (4)
- unidad de visualización de datos, (5 y 7) unidades de emisión/recepción de datos y (6) fuente de alimentación. En el caso de sistema multielementos el conjunto se completa con un ordenador. data display unit, (5 and 7) data transmission / reception units and (6) power supply. In the case of multi-element system the set is completed with a computer.
Figura 4.-Muestra la variación de la conductancia medida respecto a la conductividad. Figure 4.- Shows the variation of the measured conductance with respect to the conductivity.
Figura 5.-Valores de la conductividad eléctrica de disoluciones de salmuera de distintas concentraciones expresadas en fracción másica de sal en la disolución (puntos unidos por la línea continua), junto con los valores de conductividad eléctrica obtenidos para trozos de carne picada a los que se les añadió sal y se dejaron homogeneizar antes de las medidas, Figure 5.-Values of the electrical conductivity of brine solutions of different concentrations expressed in mass fraction of salt in the solution (points joined by the continuous line), together with the values of electrical conductivity obtained for pieces of minced meat to which salt was added and allowed to homogenize before the measurements,
Figura 6.-Muestra los perfiles de la concentración de sal en carne durante la etapa de salado y las etapas posteriores de procesado ó reposo. Figure 6.- Shows the salt concentration profiles in meat during the salting stage and the subsequent processing or resting stages.
Figura 7. Gráfica de análisis de componentes principales realizada a partir de las medidas obtenidas con todos los electrodos empleados en el estudio (electrodos de cobre, oro, plata, plomo, carbón y zinc) para la clasificación de las muestras de lomo curado analizadas para las distintas formulaciones de sales empleadas para el curado. Figure 7. Graph of principal component analysis made from the measurements obtained with all the electrodes used in the study (copper, gold, silver, lead, carbon and zinc electrodes) for the classification of the cured loin samples analyzed for the different salt formulations used for curing.
Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention
El objeto de la presente invención es un sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y evolución de la composición en alimentos seco-salados, en adelante objeto de la presente invención, que comprende 3 subsistemas: The object of the present invention is a system for measuring and / or monitoring the degree of cure and evolution of the composition in dry-salted foods, hereinafter the object of the present invention, which comprises 3 subsystems:
- • •
- Elementos de medida (electrodos, sensores o celdas de medida). Measuring elements (electrodes, sensors or measuring cells).
- • •
- Subsistema de procesamiento y control de datos. Data processing and control subsystem.
- • •
- Subsistema de coordinación de multisensores. Multi-sensor coordination subsystem.
Cada elemento de medida se coloca en el punto de interés de una pieza y permite obtener una o varias señales de naturaleza electroquímica (potenciométrica, voltamperométrica, electrogravimetría, tensión eléctrica y/o de impedancia), una vez procesados en el subsistema de procesamiento y control de datos correspondiente, permiten conocer el nivel de curado, composición -concentración de sal, humedad y crecimiento microbiano-de forma continua y/o discontinua a lo largo del proceso. Las citadas señales de naturaleza electroquímica pueden registrarse a partir de la aplicación de señales eléctricas de distinta frecuencia, por medio de la fuente de generación de señales eléctricas del subsistema de procesamiento y control de datos lo que permite obtener un conjunto de valores que se pueden relacionar o bien de forma individual o tras su tratamiento conjunto con uno o varios de los parámetros definidos previamente (grado de curación y/o composición) en el punto en el que se encuentra situado el elemento de medida. El diseño propuesto para los sensores de medida permite su miniaturización, por lo que resulta idóneo para realizar las medidas sin prácticamente producir alteraciones en la estructura física del alimento en el que se utiliza, y por tanto, sin modificar la integridad anatómica de las piezas. La disposición de un conjunto de elementos de medida y subsistemas de procesamiento y control de datos, conectados en red junto con un subsistema de coordinación de multisensores permitiría el control simultáneo de todo un lote de producción. Each measuring element is placed at the point of interest of a piece and allows obtaining one or several electrochemical signals (potentiometric, voltammetric, electrogravimetry, electrical voltage and / or impedance), once processed in the processing and control subsystem of corresponding data, allow to know the level of curing, composition -concentration of salt, moisture and microbial growth- continuously and / or discontinuously throughout the process. The aforementioned signals of electrochemical nature can be recorded from the application of electrical signals of different frequency, by means of the source of generation of electrical signals of the data processing and control subsystem which allows obtaining a set of values that can be related either individually or after joint treatment with one or more of the previously defined parameters (degree of cure and / or composition) at the point where the measuring element is located. The proposed design for the measurement sensors allows their miniaturization, so it is ideal for carrying out the measurements without practically producing alterations in the physical structure of the food in which it is used, and therefore, without modifying the anatomical integrity of the pieces. The provision of a set of measurement elements and data processing and control subsystems, networked together with a multi-sensor coordination subsystem would allow simultaneous control of a whole production batch.
El sistema así descrito permite monitorizar la evolución de la medida, ó conjunto de medidas, a lo largo del tiempo en el punto de medida de cada pieza, con la consiguiente posibilidad de controlar el proceso. The system thus described allows monitoring the evolution of the measurement, or set of measures, over time at the measurement point of each piece, with the consequent possibility of controlling the process.
El fundamento científico del invento se basa en el aprovechamiento de los efectos eléctricos que se producen en los procesos físicos, químicos y bioquímicos que acontecen durante la degradación de los productos cárnicas y de la pesca a lo largo de su almacenamiento, salado y/o proceso de curación. Los electrodos son dispositivos que se utilizan para obtener señales procedentes de los efectos electroquímicos y se pueden considerar como sensores electroquímicos. Existen diversos efectos de naturaleza electroquímica que se aprovechan para obtener sensores, los más importantes son: potenciometría, voltamperometría, electrogravimetría y conductometría. The scientific basis of the invention is based on the use of the electrical effects that occur in the physical, chemical and biochemical processes that occur during the degradation of meat products and fisheries throughout their storage, salting and / or process Healing Electrodes are devices that are used to obtain signals from electrochemical effects and can be considered as electrochemical sensors. There are various effects of electrochemical nature that are used to obtain sensors, the most important are: potentiometry, voltammetry, electrogravimetry and conductometry.
La potenciometría se basa en la medida del potencial eléctrico que se genera espontáneamente al poner en contacto un electrodo en un medio líquido iónico (analito). La medida del potencial se realiza con respecto a otro electrodo denominado de referencia. Potentiometry is based on the measurement of the electrical potential that is generated spontaneously by contacting an electrode in an ionic liquid medium (analyte). The potential measurement is made with respect to another electrode called reference.
En la voltamperometría (conocida abreviadamente como voltametría) la información sobre el analito se deduce de la medida de la intensidad de corriente en función de un potencial aplicado al electrodo en condiciones que favorezcan la polarización de un electrodo indicador o de trabajo. In voltammetry (briefly known as voltammetry) the information on the analyte is deduced from the measurement of the current intensity as a function of the potential applied to the electrode under conditions that favor the polarization of an indicator or working electrode.
La culombimetría es un método de análisis en donde se mide la cantidad de electricidad que pasa por una muestra. El proceso se puede llevar a cabo de una de las tres maneras siguientes: (1) manteniendo constante el potencial aplicado, (2) manteniendo constante la intensidad de corriente de la electrólisis, o (3) manteniendo constante el potencial del electrodo de trabajo. Culombimetry is a method of analysis where the amount of electricity that passes through a sample is measured. The process can be carried out in one of the following three ways: (1) keeping the applied potential constant, (2) keeping the current intensity of the electrolysis constant, or (3) keeping the potential of the working electrode constant.
La conductometría consiste en determinar la capacidad conductora de la corriente eléctrica de una disolución midiendo su resistencia. Si se realiza la medida de la resistencia con dos electrodos conectados a una batería de corriente continua y un galvanómetro se producen caídas de potencial en las interfases entre electrodo y electrolito, y en consecuencia errores en la medida de la conductancia. Por este motivo, si la medidas se realizan por medio de una señal variable para que así no de tiempo a producirse los efectos de polarización. En tal caso, se mide realmente la impedancia de la disolución. Conductometry consists in determining the conductive capacity of the electric current of a solution by measuring its resistance. If the resistance measurement is made with two electrodes connected to a DC battery and a galvanometer, potential drops occur at the interfaces between electrode and electrolyte, and consequently errors in the measurement of conductance. For this reason, if the measurements are made by means of a variable signal so that the polarization effects do not take time. In such a case, the impedance of the solution is actually measured.
En una realización particular de la presente invención cada celda de medida está formada por una aguja coaxial de diámetro inferior a 0.5 mm (Figura 1), formada por un tubo exterior preferiblemente de acero inoxidable, que actúa de electrodo exterior y un hilo o cable interior, preferiblemente de acero o platino, que actúa de electrodo interior, separados por un dieléctrico, preferiblemente resina epoxy, que sirve de aislante. El resto del electrodo puede estar en contacto con el alimento cuya impedancia y/o conductividad se quiere conocer para obtener la señal deseada. En función de la profundidad de penetración del electrodo en el alimento, la determinación de la impedancia y/o la conductividad se puede realizar tanto a nivel superficial como a nivel interno de la pieza (Ejemplo 1). Este elemento de medida es el encargado de aplicar la señal generada por la fuente de generación de señales eléctricas al alimento. De esta manera, la diferencia de potencial eléctrico generado se transforma en medidas de impedancia siendo proporcional a la concentración de sal y a la humedad en el alimento. La relación de la señal registrada por el subsistema de procesamiento y control de datos con los parámetros a controlar en el alimento se realiza de forma directa a través del valor de impedancia eléctrica y a partir de la transformación de los datos obtenidos mediante el empleo de pulsos de distinta frecuencia, por obtención del valor de las propiedades del producto en el punto de medida. In a particular embodiment of the present invention each measuring cell is formed by a coaxial needle with a diameter of less than 0.5 mm (Figure 1), formed by an outer tube preferably made of stainless steel, which acts as an outer electrode and an inner wire or cable , preferably of steel or platinum, which acts as an inner electrode, separated by a dielectric, preferably epoxy resin, which serves as an insulator. The rest of the electrode may be in contact with the food whose impedance and / or conductivity is to be known to obtain the desired signal. Depending on the depth of penetration of the electrode in the food, the determination of impedance and / or conductivity can be performed both at the surface level and at the internal level of the part (Example 1). This measuring element is responsible for applying the signal generated by the source of generating electrical signals to the food. In this way, the difference in electrical potential generated is transformed into impedance measurements being proportional to the salt concentration and moisture in the food. The relationship of the signal recorded by the data processing and control subsystem with the parameters to be controlled in the food is carried out directly through the electrical impedance value and from the transformation of the data obtained by using pulses of different frequency, by obtaining the value of the product properties at the measurement point.
Desde el punto de vista electrónico este sistema, y comparado con otros sistemas de medida para alimentos, presenta la ventaja de su gran sencillez de diseño, lo que industrialmente supone un abaratamiento de los costes tanto en la fabricación del instrumento de medida como en el coste de adquisición del instrumento por parte del usuario. Los tipos de elementos de medida utilizados se pueden diseñar en función del alimento a medir, es decir pueden variar en tamaño y materiales base. El diseño electrónico utilizado permite fabricar instrumentos de medida de tamaño reducido y facilidad de uso e incluso un sistema mínimo que permita medir en continuo e in situ durante largos periodos de tiempo, recabando información temporal mediante técnicas de transmisión de señal. From the electronic point of view, this system, and compared to other food measurement systems, has the advantage of its great design simplicity, which industrially means lower costs both in the manufacture of the measuring instrument and in the cost of acquisition of the instrument by the user. The types of measuring elements used can be designed according to the food to be measured, that is, they can vary in size and base materials. The electronic design used makes it possible to manufacture measuring instruments of reduced size and ease of use and even a minimum system that allows continuous and on-site measurement for long periods of time, collecting temporary information using signal transmission techniques.
El sensor descrito en forma de aguja coaxial puede ser empleado sólo o conjuntamente con un número variable de electrodos, entre los que se pueden encontrar el oro, plata, cobre, níquel, plomo, zinc, carbón y algunos de sus óxidos (Figura 2). En algunos casos alguno de los electrodos, como por ejemplo el cobre, puede hacer función de referencia. The sensor described in the form of a coaxial needle can be used alone or in conjunction with a variable number of electrodes, among which gold, silver, copper, nickel, lead, zinc, carbon and some of its oxides can be found (Figure 2) . In some cases some of the electrodes, such as copper, can serve as a reference function.
En otra realización particular de la presente invención el subsistema de procesamiento y control de datos procesa las lecturas obtenidas por el elemento de medida. La fuente de generación de señales eléctricas (Figura 3.3a) se encarga de generar la señal periódica para excitar al elemento de medida (pudiendo generarse un conjunto de señales eléctricas de distintas frecuencias). Esta fuente de generación de señales puede ser un microcontrolador y/o un convertidor digital/analógico. In another particular embodiment of the present invention the data processing and control subsystem processes the readings obtained by the measuring element. The source of generating electrical signals (Figure 3.3a) is responsible for generating the periodic signal to excite the measuring element (a set of electrical signals of different frequencies can be generated). This signal generation source can be a microcontroller and / or a digital / analog converter.
Asimismo el subsistema de procesamiento y control de datos es capaz de medir la variación de tensión sufrida por la señal en la aguja, medir la temperatura mediante el sensor correspondiente y con estos datos, realizar los cálculos necesarios para conocer la conductividad (y en su caso la impedancia) en función de un algoritmo. La unidad que realiza la función de procesamiento y control es preferiblemente un microcontrolador, un microprocesador o un circuito integrado específico con un software informático propio (Figura 3.3b). Además, el subsistema de procesamiento y control de datos permite la calibración de la celda de medida utilizando una disolución patrón. Como ejemplo, se observa cómo el proceso de calibrado de la medida de la conductividad permite obtener una curva de respuesta (Figura 4) para el elemento de medida empleado (en nuestro caso de forma preferente una aguja coaxial). Likewise, the data processing and control subsystem is able to measure the variation of tension suffered by the signal in the needle, measure the temperature using the corresponding sensor and with these data, perform the necessary calculations to know the conductivity (and where appropriate impedance) based on an algorithm. The unit that performs the processing and control function is preferably a microcontroller, a microprocessor or a specific integrated circuit with its own computer software (Figure 3.3b). In addition, the data processing and control subsystem allows calibration of the measurement cell using a standard solution. As an example, it is observed how the conductivity measurement calibration process allows obtaining a response curve (Figure 4) for the measurement element used (in our case preferably a coaxial needle).
Una vez realizados los cálculos, los resultados se pueden enviar a una unidad de visualización de datos (Figura 3.4) o al un ordenador del subsistema de coordinación de multisensores. La unidad de visualización de datos es un elemento opcional del sistema que permite conocer la lectura tomada in situ. Esta unidad puede ser un semiconductor óptico integrado. Once the calculations have been made, the results can be sent to a data display unit (Figure 3.4) or to a computer in the multi-sensor coordination subsystem. The data display unit is an optional element of the system that allows to know the reading taken in situ. This unit can be an integrated optical semiconductor.
Este subsistema incluye un sensor de temperatura (Figura 3.2), que puede ser un semiconductor o un termopar, para compensar las variaciones de la señal medida debidas a dicho parámetro. Este sensor puede ser un elemento físicamente independiente o estar integrado en el elemento de medida junto al hilo interior. El subsistema de procesamiento y control de datos realiza las medidas de los parámetros correspondientes y mediante un algoritmo informático suministra el valor de la muestra a una temperatura de referencia (preferentemente 25ºC). This subsystem includes a temperature sensor (Figure 3.2), which can be a semiconductor or a thermocouple, to compensate for variations in the measured signal due to said parameter. This sensor can be a physically independent element or be integrated in the measuring element next to the inner wire. The data processing and control subsystem measures the corresponding parameters and, using a computer algorithm, supplies the sample value at a reference temperature (preferably 25 ° C).
La fuente de alimentación (Figura 3.6), se encarga de suministrar la energía a aquellas partes del sistema que lo necesitan. Por último, el subsistema de procesamiento y control de datos puede generar una única señal que excite la celda de medida obteniendo una única lectura de conductividad como dato puntual o puede programarse para generar cada cierto tiempo dicha señal y obtenerse un conjunto de lecturas de la misma pieza a lo largo del tiempo que permitan el control continuo de su procesado. Estas medidas pueden obtenerse asimismo, empleando señales eléctricas de distinta frecuencia, lo que permitiría obtener los valores de la impedancia del alimento en el punto de medida. The power supply (Figure 3.6), is responsible for supplying power to those parts of the system that need it. Finally, the data processing and control subsystem can generate a single signal that excites the measurement cell obtaining a single conductivity reading as a point data or it can be programmed to generate said signal from time to time and obtain a set of readings from it. piece over time that allow continuous control of its processing. These measurements can also be obtained, using electrical signals of different frequency, which would allow obtaining the impedance values of the food at the measurement point.
Otro objeto particular de la presente invención consiste en un subsistema de coordinación de multisensores de tipo alámbrico o inalámbrico, que permite diseñar sistemas de medida fijos o móviles, e incluso trabajar en red de múltiples elementos de medida ó multisensores. Another particular object of the present invention consists of a coordination subsystem of multisensors of the wired or wireless type, which allows to design fixed or mobile measurement systems, and even work in a network of multiple measurement elements or multisensors.
El subsistema coordinación de multisensores permite la recepción/emisión de señales entre cada subsistema de procesamiento y control de datos y un ordenador central. Dado que, normalmente, las unidades de transmisión encargadas de la recepción o emisión de señales están incluidas en los microcontroladores o en los ordenadores, el resto del subsistema es el medio físico de transmisión de señal: un cable, radiofrecuencia, radiación infrarroja, etc. De esta manera, dependiendo del tipo de señal utilizada en el diseño del subsistema de coordinación de multisensores del sistema, la conexión física entre los subsistemas de adquisición de datos y el ordenador central puede ser de tipo alámbrico o inalámbrico lo que permite diseñar el sistema con dispositivos fijos o móviles. The multi-sensor coordination subsystem allows the reception / emission of signals between each data processing and control subsystem and a central computer. Since, normally, the transmission units responsible for the reception or emission of signals are included in the microcontrollers or in the computers, the rest of the subsystem is the physical means of signal transmission: a cable, radiofrequency, infrared radiation, etc. In this way, depending on the type of signal used in the design of the multi-sensor coordination subsystem of the system, the physical connection between the data acquisition subsystems and the central computer can be wired or wireless, which allows the system to be designed with fixed or mobile devices.
Por otra parte, trabajar en red de multisensores permite controlar simultáneamente las diversas piezas objeto de estudio disponiendo de todo un conjunto de sensores de medida conectados cada uno con un subsistema de adquisición de datos y con una unidad central receptora. Así, se puede almacenar la información generada por un elevado número de piezas de forma simultánea y continua, y por tanto monitorizar el grado de curación, composición y control microbiológico de todas piezas objeto de estudio durante su procesado. On the other hand, working in a multi-sensor network allows simultaneous control of the various parts under study by having a whole set of measurement sensors connected each with a data acquisition subsystem and with a central receiving unit. Thus, the information generated by a large number of pieces can be stored simultaneously and continuously, and therefore monitor the degree of cure, composition and microbiological control of all parts under study during processing.
Cabe destacar que la transmisión inalámbrica de señal es una forma de transmisión limpia e higiénica, factor de máxima importancia en industrias alimentarias, al no requerir elementos físicos para su propagación. De esta manera, permite disponer de equipos, incluso portátiles, de uso en este tipo de industria sin comprometer ni complicar las medidas higiénicas. It should be noted that wireless signal transmission is a form of clean and hygienic transmission, a factor of utmost importance in food industries, as it does not require physical elements for its propagation. In this way, it allows to have equipment, even portable, for use in this type of industry without compromising or complicating hygienic measures.
Un último objeto de la presente invención consiste en que el sistema propuesto realiza medidas de señal eléctrica que se pueden traducir en determinaciones de grado de curación, sal, humedad y/o contaminación microbiana tanto en alimentos sólidos como no sólidos, bien productos cárnicos, de la pesca, etc. La posibilidad de modificar el tamaño y tipo de materiales base del elemento de medida resulta particularmente interesante en productos en que guardar la integridad anatómica de las piezas confiera un valor añadido al producto final. A final object of the present invention is that the proposed system performs electrical signal measurements that can be translated into determinations of degree of cure, salt, moisture and / or microbial contamination in both solid and non-solid foods, or meat products, of fishing, etc. The possibility of modifying the size and type of base materials of the measuring element is particularly interesting in products in which keeping the anatomical integrity of the pieces confers an added value to the final product.
En el caso de jamones la determinación de la concentración de sal a lo largo del tiempo permitiría tener una mayor seguridad para definir correctamente el fin de la etapa de post-salado. Eventualmente podría servir para monitorizar la evolución de la humedad, así como detectar la aparición de alteraciones microbianas en el interior del jamón, y conocer el grado de maduración del producto. In the case of hams, the determination of the salt concentration over time would allow for greater security to correctly define the end of the post-salting stage. Eventually it could be used to monitor the evolution of moisture, as well as detect the appearance of microbial alterations inside the ham, and know the degree of ripening of the product.
Ejemplos de realización de la invención Examples of embodiment of the invention
Ejemplo 1 Example 1
Determinación de perfiles de concentración de sal en carne Determination of salt concentration profiles in meat
El sistema objeto de la invención fue empleado para determinar los perfiles de concentración de sal en piezas de carne, con la particularidad de que dichas medidas fueron no-destructivas. The system object of the invention was used to determine the salt concentration profiles in pieces of meat, with the particularity that said measures were non-destructive.
La determinación de dichos perfiles permitiría conocer la evolución de las zonas interiores de la carne, en cuanto a la cantidad de sal penetrada, lo que trasladado a la industria de procesado de jamones, permitiría conocer la evolución del post-salado en zonas profundas del jamón, en las que es crítico el conocimiento de la concentración de sal, actividad de agua y posible aparición de crecimientos microbianos excesivos. The determination of these profiles would allow to know the evolution of the interior areas of the meat, in terms of the amount of salt penetrated, which transferred to the ham processing industry, would allow to know the evolution of post-salting in deep areas of the ham , in which the knowledge of salt concentration, water activity and possible occurrence of excessive microbial growth is critical.
Materiales y métodos Materials and methods
Para realizar este estudio se empleó carne procedente de tapa de cerdo (zona del jamón) cortada en forma de láminas de 2,5 cm de espesor. Esta carne fue salada en lecho de sal durante 4 horas, y el elemento de medida formado por una aguja coaxial, se insertó en la carne a distintos niveles de profundidad (0, 0.5, 1, 1.5, 2 y 2.5 cm), justo al final del salado (0 d) y tras 10 días de reposo en refrigeración (10 d), simulando el proceso de post-salado que sufren los jamones tras la etapa de salado. To carry out this study, meat from pork lid (ham area) cut in the form of 2.5 cm thick sheets was used. This meat was salted in a bed of salt for 4 hours, and the measuring element formed by a coaxial needle was inserted into the meat at different levels of depth (0, 0.5, 1, 1.5, 2 and 2.5 cm), just at end of salting (0 d) and after 10 days of rest in refrigeration (10 d), simulating the post-salting process suffered by hams after the salting stage.
Resultados y discusión Results and Discussion
En la figura 4 se muestran los valores de conductividad de la loncha de carne durante la etapa de salado y las etapas posteriores de procesado ó reposo. Figure 4 shows the conductivity values of the meat slice during the salting stage and the subsequent processing or resting stages.
Tal y como se observa en la figura 6, mediante el equipo empleado, que es objeto de la patente, se pueden determinar los perfiles de conductividad a lo largo del tiempo, y por lo tanto los perfiles de concentración de sal. Las medidas muestran perfiles típicos de este tipo de procesos, en los que al final del salado la mayor parte de la sal está acumulada en la superficie. As can be seen in Figure 6, by means of the equipment used, which is the object of the patent, the conductivity profiles can be determined over time, and therefore the salt concentration profiles. The measurements show typical profiles of this type of process, in which at the end of the salt the majority of the salt is accumulated on the surface.
Ejemplo 2 Example 2
Medida del grado de curación de productos cárnicos y de la pesca Measurement of the degree of cure of meat and fishery products
En cuanto al grado de curación de productos cárnicos y de la pesca, también se han empleado diversos electrodos para monitorizar los distintos niveles de curación de los mismos. En la figura 7 se muestra una gráfica de análisis de componentes principales realizada a partir de las medidas obtenidas con todos los electrodos empleados en el estudio (electrodos de cobre, oro, plata, plomo, carbón y zinc). Tal y como se observa, mediante el análisis de las señales emitidas por el conjunto de dispositivos de medida empleados, que actúan a modo de lengua electrónica, se pueden diferenciar los distintos niveles de curación de lomos de cerdo salados con distintas mezclas de sales. As for the degree of healing of meat and fish products, various electrodes have also been used to monitor the different levels of cure. Figure 7 shows a graph of principal component analysis based on the measurements obtained with all the electrodes used in the study (copper, gold, silver, lead, carbon and zinc electrodes). As can be seen, by analyzing the signals emitted by the set of measuring devices used, which act as an electronic language, the different levels of healing of salted pork loins can be differentiated with different salt mixtures.
Asimismo, se han realizado experiencias con otros electrodos cuyas medidas se basan en señales de naturaleza voltamperométrica, electrogravimetria y/o de impedancia. En dichas experiencias también se han podido encontrar relaciones entre las señales emitidas por los electrodos, tratados en su conjunto y analizando los datos mediante técnicas de análisis multivariante, y los parámetros de curación analizados mediante métodos “convencionales”. Also, experiences have been carried out with other electrodes whose measurements are based on voltammetric, electrogravimetry and / or impedance signals. In these experiences, it has also been possible to find relationships between the signals emitted by the electrodes, treated as a whole and analyzing the data through multivariate analysis techniques, and the healing parameters analyzed by means of "conventional" methods.
Bajo estos resultados experimentales se ha desarrollado el sistema de medida objeto de la presente patente. Under these experimental results the measurement system object of the present patent has been developed.
Claims (12)
- 1. one.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en el interior de productos cárnicos y de la pesca, y otros productos seco-salados durante su procesado, caracterizado por que comprende al menos un elemento de medida constituido por un elemento seleccionado entre un electrodo, un sensor, y una celda de medida, y dotado de una configuración que se inserta en el punto a medir manteniendo la integridad física del producto a medir; al menos un subsistema de procesamiento y control de datos que comprende un microcontrolador que está conectado al elemento de medida y configurado para obtener un parámetro seleccionado entre nivel de curado, composiciónconcentración de sal, humedad, crecimiento microbiano y combinación de las anteriores. Measuring and / or monitoring system for the degree of cure and composition inside meat and fish products, and other dry-salted products during processing, characterized in that it comprises at least one measuring element consisting of an element selected from an electrode, a sensor, and a measuring cell, and equipped with a configuration that is inserted at the point to be measured while maintaining the physical integrity of the product to be measured; At least one data processing and control subsystem comprising a microcontroller that is connected to the measuring element and configured to obtain a parameter selected between cure level, salt concentration composition, humidity, microbial growth and combination of the above.
- 2. 2.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicación 1, caracterizado por que comprende una pluralidad de elementos de medida, cada uno de ellos conectado al microcontrolador de un subsistema de procesamiento y control de datos; y además comprende un subsistema de coordinación de multisensores, constituido por un ordenador central; y comprendiendo además medios de comunicación entre los diferentes microcontroladores y el ordenador central, el cual está configurado para realizar el control continuo y simultaneo de los parámetros obtenidos por los microcontroladores. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of measuring elements, each connected to the microcontroller of a data processing and control subsystem ; and also comprises a multi-sensor coordination subsystem, consisting of a central computer; and also comprising means of communication between the different microcontrollers and the central computer, which is configured to carry out continuous and simultaneous control of the parameters obtained by the microcontrollers.
- 3. 3.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el elemento de medida presenta una configuración rígida materializada en un material seleccionado entre acero inoxidable, oro, plata, platino cobre, níquel, plomo, zinc, carbón y sus óxidos. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claims 1 or 2, characterized in that the measuring element has a rigid configuration materialized in a material selected from stainless steel, gold, silver, platinum copper, nickel, lead, zinc, coal and their oxides.
- 4. Four.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicación 3, caracterizado por que el elemento de medida presenta una configuración coaxial, determinada por un cuerpo cilíndrico, a modo de aguja, en cuyo interior está alojado un hilo, separado del cuerpo cilíndrico por un dieléctrico, formando un electrodo electroquímico insertable a diferentes profundidades. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claim 3, characterized in that the measuring element has a coaxial configuration, determined by a cylindrical body, as a needle, in which it is lodged a wire, separated from the cylindrical body by a dielectric, forming an electrochemical electrode insertable at different depths.
- 5. 5.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicación 4, caracterizado por que el cuerpo cilíndrico del elemento de medida presenta un diámetro inferior a 0,5 mm. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claim 4, characterized in that the cylindrical body of the measuring element has a diameter of less than 0.5 mm.
- 6. 6.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicaciones 1 o 4, caracterizado por que el elemento de medida comprende un sensor de temperatura, seleccionado entre un sensor independiente y un sensor integrado en el interior de cuerpo cilíndrico del sensor de configuración coaxial, y que está conectado al microcontrolador del subsistema de procesado y control de datos, el cual está configurado para relacionar la medida, la temperatura y la variable del objeto a medir. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claims 1 or 4, characterized in that the measuring element comprises a temperature sensor, selected from an independent sensor and an integrated sensor inside with a cylindrical body of the coaxial configuration sensor, and which is connected to the microcontroller of the data processing and control subsystem, which is configured to relate the measurement, temperature and variable of the object to be measured.
- 7. 7.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicaciones1o2, caracterizado por que el subsistema de procesamiento y control de datos comprende una fuente de generación de señales eléctricas de diferente frecuencia que se aplican al elemento de medida y además comprende una subunidad de visualización de datos. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claims 1, characterized in that the data processing and control subsystem comprises a source of generating electrical signals of different frequency that are applied to the element of measure and also includes a subunit of data visualization.
- 8. 8.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicación 2, caracterizado por que los medios de comunicación entre los diferentes microcontroladores y el ordenador central están seleccionados entre alámbricos e inalámbricos. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claim 2, characterized in that the communication means between the different microcontrollers and the central computer are selected from wired and wireless.
- 9. 9.
- Sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicación 3, caracterizado por que el sensor está seleccionado entre un sensor de efecto de potenciometría, voltamperometría, electrogravimetría y conductometría. System for measuring and / or monitoring the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claim 3, characterized in that the sensor is selected from a potentiometry, voltammetry, electrogravimetry and conductometry effect sensor.
- 10. 10.
- Uso del sistema de medida y/o monitorización del grado de curación y composición en productos seco-salados, según reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que se emplea tanto en alimentos sólidos como no sólidos, en productos cárnicos, jamones y productos de pesca. Use of the system of measurement and / or monitoring of the degree of cure and composition in dry-salted products, according to claims 1 to 9, characterized in that it is used in both solid and non-solid foods, in meat products, hams and fishery products.
- Categoría Category
- Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected
- X X
- ES 2130939 A1 (NTE S A ) 01/07/1999, 1-6,8-10 ES 2130939 A1 (NTE S A) 07/01/1999, 1-6,8-10
- columna 1, línea 37-columna 2, línea 11; figuras column 1, line 37-column 2, line 11; figures
- X X
- ES 2184609 A1 (NTE S A ) 01/04/2003, 1-3,6-10 EN 2184609 A1 (NTE S A) 04/01/2003, 1-3.6-10
- columna 1, líneas 19-31; columna 2, líneas 7-51; columna 4, líneas 1-50; columna 5, líneas 13-40; column 1, lines 19-31; column 2, lines 7-51; column 4, lines 1-50; column 5, lines 13-40;
- columna 8, líneas 8-26; columna 11, línea 11-columna 12, línea 19; figuras 2,3,5-9 column 8, lines 8-26; column 11, line 11-column 12, line 19; Figures 2,3,5-9
- X X
- WO 9901754 A1 (SLAGTERIERNES FORSKNINGSINST ET AL.) 14/01/1999, 1-3,7-10 WO 9901754 A1 (SLAGTERIERNES FORSKNINGSINST ET AL.) 01/14/1999, 1-3,7-10
- página 2, línea 7-página 5, línea 17; página 7, línea 1-página 8, línea 14; figuras page 2, line 7-page 5, line 17; page 7, line 1-page 8, line 14; figures
- X X
- ES 1026055 U (BASSOLS) 01/03/1994, 1,3,9,10 ES 1026055 U (BASSOLS) 03/01/1994, 1,3,9,10
- columna 1, líneas 5-24; columna 1, líneas 60-68 column 1, lines 5-24; column 1, lines 60-68
- X X
- JP 9051758 A (SHOKUHIN) 25/02/1997, 1,3,10 JP 9051758 A (SHOKUHIN) 02/25/1997, 1,3,10
- figuras 2,3; resumen figures 2,3; summary
- X X
- FR 2618902 A1 (ROYANT PATRICE ) 03/02/1989, 1,3,10 FR 2618902 A1 (ROYANT PATRICE) 03/02/1989, 1,3,10
- página 3, línea 6-página 4, línea 3; figura 2 page 3, line 6-page 4, line 3; figure 2
- A TO
- WO 2005116634 A1 (PROBE INC M ET AL.) 08/12/2005, 3 WO 2005116634 A1 (PROBE INC M ET AL.) 12/08/2005, 3
- página 4, líneas 13,14; resumen page 4, lines 13,14; summary
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
- Fecha de realización del informe 01.12.2011 Date of realization of the report 01.12.2011
- Examinador F. J. Olalde Sánchez Página 1/4 Examiner F. J. Olalde Sánchez Page 1/4
- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 2,5, 8 1-4,6-10 SI NO Claims Claims 2.5, 8 1-4.6-10 IF NOT
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-10 SI NO Claims Claims 1-10 IF NOT
- 1.one.
- Documentos considerados. A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión. Documents considered. The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.
- 2.2.
- Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement
- Documento Document
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date
- D01 D01
- ES 2130939 A1 01.07.1999 ES 2130939 A1 01.07.1999
- D02 D02
- ES 2184609 A1 01.04.2003 ES 2184609 A1 04.01.2003
- D03 D03
- WO 9901754 A1 14.01.1999 WO 9901754 A1 14.01.1999
- D04 D04
- ES 1026055 U 01.03.1994 ES 1026055 U 01.03.1994
- D05 D05
- JP 9051758 A 25.02.1997 JP 9051758 A 25.02.1997
- D06 D06
- FR 2618902 A1 03.02.1989 FR 2618902 A1 03.02.1989
- D07 D07
- WO 2005116634 A1 08.12.2005 WO 2005116634 A1 08.12.2005
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801433A ES2371180B1 (en) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | SYSTEM OF MEASUREMENT AND / OR MONITORING OF THE DEGREE OF CURING AND COMPOSITION INSIDE MEAT AND FISHING PRODUCTS, AND OTHER DRIED-SALTED PRODUCTS DURING PROCESSING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801433A ES2371180B1 (en) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | SYSTEM OF MEASUREMENT AND / OR MONITORING OF THE DEGREE OF CURING AND COMPOSITION INSIDE MEAT AND FISHING PRODUCTS, AND OTHER DRIED-SALTED PRODUCTS DURING PROCESSING |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2371180A1 ES2371180A1 (en) | 2011-12-28 |
| ES2371180B1 true ES2371180B1 (en) | 2012-11-16 |
Family
ID=45220061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200801433A Expired - Fee Related ES2371180B1 (en) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | SYSTEM OF MEASUREMENT AND / OR MONITORING OF THE DEGREE OF CURING AND COMPOSITION INSIDE MEAT AND FISHING PRODUCTS, AND OTHER DRIED-SALTED PRODUCTS DURING PROCESSING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2371180B1 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2618902B3 (en) * | 1987-07-30 | 1989-10-20 | Royant Patrice | METHOD FOR MONITORING AND SORTING THE TECHNOLOGICAL QUALITY OF HAMS, AND DEVICE FOR CARRYING OUT SUCH A METHOD |
| ES1026055Y (en) * | 1993-10-25 | 1994-09-16 | I Pararols Vicenc Bassols | MACHINE FOR MEASURING PH OF PIECES OF HAM. |
| JPH0951758A (en) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Shokuhin Sangyo Intelligence Control Gijutsu Kenkyu Kumiai | Evaluation of progress degree of curing of cured meat treated by pickle injecting method |
| ES2130939B1 (en) * | 1996-06-04 | 2000-01-16 | Nte Sa | APPARATUS TO CONTROL THE TECHNOLOGICAL QUALITY OF THE MEAT. |
| DK172777B1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-07-12 | Slagteriernes Forskningsinst | Apparatus and method for measuring the content of intramuscular fat in carcasses or carcass parts, or total contents |
| ES2184609B1 (en) * | 2001-04-27 | 2004-06-16 | Nte S.A. | METHOD AND APPARATUS FOR OBTAINING PHYSICAL AND / OR CHEMICAL CHARACTERISTICS OF A BIOLOGICAL ENVIRONMENT. |
| FR2869687B1 (en) * | 2004-04-30 | 2006-12-22 | Probe Inc M | METHOD, PROBE AND SENSOR FOR DETERMINING THE QUALITY OF A NUTRIENT, IN PARTICULAR A NUTRIENT OF NATURE CARNEE |
-
2008
- 2008-05-08 ES ES200801433A patent/ES2371180B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2371180A1 (en) | 2011-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Electrical impedance spectroscopy for quality assessment of meat and fish: A review on basic principles, measurement methods, and recent advances | |
| Damez et al. | Beef meat electrical impedance spectroscopy and anisotropy sensing for non-invasive early assessment of meat ageing | |
| Castro-Giráldez et al. | Low-frequency dielectric spectrum to determine pork meat quality | |
| Bertram et al. | Elucidation of the relationship between cooking temperature, water distribution and sensory attributes of pork–a combined NMR and sensory study | |
| Pérez-Esteve et al. | Use of impedance spectroscopy for predicting freshness of sea bream (Sparus aurata) | |
| BRPI0707009A2 (en) | method and system for defining flavor and freshness, and assessing organ vitality | |
| Aheto et al. | Investigation into crystal size effect on sodium chloride uptake and water activity of pork meat using hyperspectral imaging | |
| Bar-on et al. | Four point probe electrical spectroscopy based system for plant monitoring | |
| Schivazappa et al. | Application of the magnetic induction technique for the non-destructive assessment of salt gain after the salting process of Parma ham | |
| Fulladosa et al. | Estimation of dry-cured ham composition using dielectric time domain reflectometry | |
| ES2371180B1 (en) | SYSTEM OF MEASUREMENT AND / OR MONITORING OF THE DEGREE OF CURING AND COMPOSITION INSIDE MEAT AND FISHING PRODUCTS, AND OTHER DRIED-SALTED PRODUCTS DURING PROCESSING | |
| Chevalier et al. | Development of a non-destructive salt and moisture measurement method in salmon (Salmo salar) fillets using impedance technology | |
| Castro-Giráldez et al. | Physical sensors for quality control during processing | |
| CN101680866A (en) | Determination of the safety of foodstuffs for consumption | |
| JP2020153774A (en) | Method of evaluating dry state of processed food | |
| Kaltenecker et al. | Determination of salt content in various depth of pork chop by electrical impedance spectroscopy | |
| Muradov et al. | Online non-destructive monitoring of meat drying using microwave spectroscopy | |
| Ma et al. | Evaluating quality indices of pickled garlic based on electrical properties | |
| Krupa et al. | Measurement-based stochastic models of biological materials | |
| Careche et al. | Quality and quality changes assessment of processed fish | |
| CN114705727B (en) | Meat spoilage detection method considering multilayer space-time-impedance difference | |
| ES2535280B1 (en) | Method, device and food quality control system | |
| Denny et al. | Investigation of the Milkfish (Chanos Chanos sp) Freshness by Infra-Red Spectroscopy | |
| ES2382268B2 (en) | METHOD OF DISCRIMINATION OF FRUIT PARTS ACCORDING TO THEIR DEGREE OF MATURITY, PROCEDURE FOR CALIBRATION OF SUCH METHOD AND DEVICE THAT CARRIES OUT SUCH DISCRIMINATION | |
| Jun et al. | Determination of Freshness of Freshwater Fish based on BP-ANN and Bio-impedance Characteristics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2371180 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20121116 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20190607 |