ITBO20080563A1 - Metodo e rete di controllo di una filiera produttiva del latte. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

METODO E RETE DI CONTROLLO DI UNA FILIERA PRODUTTIVA DEL LATTE.

Il presente trovato concerne un metodo ed una rete di controllo di una filiera produttiva del latte.

Nell'ambito dei processi automatizzati di mungitura, il latte crudo, munto da apposite macchine nelle stalle, viene convogliato, mediante circuiti formati da condutture, pompe, filtri e scambiatori di calore, all'interno di cisterne di accumulo, note come "tank", dove viene raffreddato e conservato ad una temperatura di 3-4 °C. Ad intervalli di tempo regolari il latte viene poi trasferito su autobotti coibentate, che lo trasportano alle centrali del latte, ai caseifici oppure agli stabilimenti per la trasformazione in prodotto finito.

L'intero processo produttivo richiede un continuo monitoraggio delle temperature per evitare che la piccola carica batterica presente nel latte crudo possa proliferare al punto da degradare la qualità del latte. Inoltre, tutto ciò che viene a contatto del latte, lungo il circuito di trasporto dalla stazione di mungitura a quella di trasformazione, deve essere sottoposto a frequenti controlli e ad interventi di manutenzione al fine di garantire il mantenimento delle perfette condizioni igieniche. In particolare, varie parti della filiera produttiva devono essere periodicamente sottoposte ad operazioni di pulizia e sanitizzazione in modo da evitare la proliferazione microbica.

Attualmente si eseguono procedure di manutenzione preventiva con una frequenza predeterminata, indipendentemente dal fatto che ogni singolo componente della filiera debba essere smontato per eseguire la pulizia o possegga dispositivi di sanitizzazione integrati e automatici.

Le suddette procedure di manutenzione preventiva non possono però garantire la totale igienicità del latte. Infatti, eventi di natura non ordinaria, che possono intervenire durante il ciclo produttivo o, addirittura, durante lo svolgimento della pulizia manuale, espongono facilmente i componenti della filiera alla contaminazione microbica e conducono alla successiva contaminazione del latte.

Benché esistano metodi per stimare la massa cellulare di una popolazione batterica, tali metodi richiedono analisi di laboratorio, costi elevati, tempi molto lunghi e vengono quindi applicati solo per effettuare controlli non sistematici ovvero a campione.

Inoltre, poiché le procedure di manutenzione preventiva sono attuate senza effettuare alcuna analisi preliminare, è possibile che esse vengano eseguite quando non sarebbe in realtà necessario, con conseguente spreco di tempo e costi.

Scopo del presente trovato è pertanto quello di fornire un metodo ed ima rete di controllo di una filiera produttiva del latte che consentano, da un lato, di monitorare continuamente le condizioni igieniche delle varie parti componenti la filiera e, dall'altro, di intervenire in modo tempestivo e coordinato, in modo che possano essere affrontate molto rapidamente le situazioni che maggiormente mettono a rischio la qualità del latte.

In accordo con il trovato, tale scopo viene raggiunto da un metodo e da una rete di controllo di una filiera produttiva del latte comprendenti le caratteristiche presenti in una o più delle rispettive rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo il suddetto scopo, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra, mediante uno schema a blocchi, una rete di controllo di una filiera produttiva del latte, realizzata in accordo con il presente trovato;

la figura 2 illustra più in dettaglio, sempre mediante uno schema a blocchi, una porzione della rete di controllo di figura 1;

le figure 3, 3a, 3b mostrano, rispettivamente, una vista in pianta dall'alto, una sezione A-A di cui alla figura 3, ed una sezione B-B di cui a figura 3, di un sensore facente parte della rete di controllo di figura 1; e

- le figure da 4 a 7 mostrano esempi di grafici da cui ricavare i rispettivi dati rilevati dalla rete di controllo di figura 1.

Conformemente alla figura 1, con il numero 1 di riferimento è stata complessivamente indicata una rete di controllo di una filiera 2 produttiva del latte.

Al pari della rete 1 di controllo, anche la filiera 2 è illustrata con uno schema a blocchi e comprende una pluralità di macchine mungitrici 3 ed una pluralità di circuiti 4 mediante i quali il latte crudo viene convogliato dalle macchine mungitrici 3 ad una pluralità di cisterne 5 di accumulo.

I circuiti 4 di convogllamento del latte comprendono a loro volta una pluralità di condutture 6, di pompe 7, di filtri 8 e di scambiatori di calore 9.

Della filiera 2 fa inoltre parte una rete 10 di trasporto del latte dalle cisterne 5 di accumulo ai caseifici 11, dove il latte crudo viene trasformato in prodotto finito a mezzo di apposite apparecchiature 12. La rete 10 di trasporto comprende, in particolare, una pluralità di autobotti 13, provviste di cisterne 14 coibentate e/o refrigerate.

Più in generale, le macchine mungitrici 3, i circuiti 4, le cisterne 5, le condutture 6 , le pompe 7, i filtri 8, gli scambiatori di calore 9, le apparecchiature 12 e le cisterne 14 rientrano nell'insieme dei componenti 15 della filiera 2 che vengono a contatto del latte durante il ciclo produttivo.

in corrispondenza di tutti i componenti 15, o di una parte selezionata di essi, la sopracitata rete 1 comprende rispettivi dispositivi 16 di controllo della carica batterica del latte.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, ciascun dispositivo 16 di controllo comprende una camera di analisi 17, all'interno della quale il latte, spillato dal relativo componente 15, viene a contatto con un biosensore 18. Quest'ultimo è collegato ad una sezione elettronica 19 che trasduce il parametro fisico costituito dalla carica batterica in una grandezza elettrica, in particolare in una impedenza o in una resistenza .

In accordo con un primo tipo di procedimento di analisi, una singola misura dell'impedenza, o resistenza, viene direttamente correlata alla carica batterica presente. Tale primo tipo di procedimento fornisce un risultato immediato e può essere eseguito con il latte rapidamente in transito attraverso la camera di analisi 17.

Alternativamente, in accordo con un secondo tipo di procedimento di analisi, vengono effettuate più misure successive di impedenza, o resistenza, ottenendo una curva di impedenza, o resistenza, in funzione del tempo, l'andamento della quale curva è riconducibile al valore di carica batterica. Infatti, la velocità di incremento dei batteri dipende anche dalla concentrazione iniziale dei batteri stessi. Il secondo procedimento citato si basa pertanto sulla misurazione delle modificazioni delle proprietà elettriche del latte indotte dalla moltiplicazione dei microrganismi (figure 4, 5, 6 e 7).

Più in particolare i grafici illustrati nelle figure da 4 a 7, riportano l'andamento dell'impedenza Z espressa in Ohm, in funzione del tempo, all'interno del latte crudo. In alternativa poteva essere impiegata una misura di resistenza. Le due grandezze definiscono e caratterizzano il comportamento di un circuito elettrico (in cui la parte resistiva è proprio il latte che varia al variare del titolo batterico) in relazione alle modalità con la quale esso si lascia attraversare dalla corrente (d.d.p. differenza di potenziale applicato al latte stesso) e vengono poi misurate in Ohm.

Con riferimento a tali grafici, si osservi che la freccia F indica il punto di inizio della variazione di pendenza della curva ed individua pertanto il tempo richiesto dallo strumento per evidenziare lo sviluppo microbico (Time to Dectect), che nei casi riportati risulta compreso pari fra 55 e 160 minuti.

Tale secondo tipo di procedimento viene preferibilmente impiegato con un campione di latte da trattare "a latere", ovvero con una quantità predefinita di latte spillata dal componente 15 ed immessa per un intervallo di tempo determinato nella camera di analisi 17.

In questo caso, al fine di accelerare la replicazione batterica e di diminuire i tempi dell'analisi, la camera di analisi 17 è preferibilmente provvista di mezzi di riscaldamento 20, che servono a portare la citata quantità predefinita di latte fino ad una temperatura T predeterminata, indicativamente compresa tra 20 °C e 38 °C, e preferibilmente a 35 °C.

Secondo quanto illustrato nelle figure 3, 3a, 3b, la camera di analisi 17 è definita da un condotto 21 cilindrico, ricavato all'interno di un corpo scatolare 22 .

Il condotto 21 presenta estremità opposte 23 richiudibili per mezzo di rispettive valvole 24, attraverso le quali il condotto 21 viene posto in comunicazione con il dispositivo 15.

Il bio-sensore 18 è inserito nel condotto 21 attraverso una parete del corpo scatolare 22 e si estende perpendicolare rispetto all'asse longitudinale X del condotto 21 stesso.

Le valvole 24 vengono comandate in modo coordinato con ulteriori valvole 25 mediante le quali il condotto 21 viene alternativamente posto in comunicazione con un dispositivo 26 di sanitizzazione, di tipo noto e non illustrato nel dettaglio.

Si osservi che con 32 viene indicata la sede di accoglimento per un sensore di temperatura, non illustrato .

Il dispositivo 26, al termine di una operazione di rilevamento della carica batterica, provvede ad espellere la quantità di latte contenuta nella camera 17 di analisi ed a lavare quest'ultima in modo da eliminare gli eventuali batteri ivi accumulatisi e renderla pronta per una nuova misura.

Relativamente a ciascun dispositivo 16 di controllo, la sezione elettronica 19 fa capo ad un modulo 29 di gestione del dispositivo 16 stesso, al quale sono inoltre asservite le valvole 24 e 25.

Il modulo 29 di gestione è operativamente associato alla sezione elettronica 19 per ricevere il suddetto valore di impedenza, o di resistenza, correlato al valore della carica batterica, eventualmente confrontarlo con un valore di riferimento ed inviarlo, in funzione o meno dell'esito di tale confronto, ad una unità di elaborazione remota 28 attraverso una unità di interfacciamento 27.

In altre parole, il modulo di gestione 29 si configura come un modulo di elaborazione locale.

In virtù del continuo monitoraggio della carica batterica effettuato dai dispositivi 16 di controllo dislocati sul territorio, l’unità di elaborazione remota 28 ha a disposizione le informazioni sulla igienicità di tutta la filiera; e non solamente il quadro della situazione descrittivo del momento in cui viene effettuato un rilevamento ma anche l'evoluzione temporale di tale situazione.

Al fine di inviare i dati all'unità di elaborazione remota 28, l'unità di interfacciamento 27 è provvista di un modulo di comunicazione 30.

Preferibilmente, il modulo di comunicazione 30 è pilotabile tra una condizione di riposo, in cui non trasmette segnali, ed una condizione operativa in cui trasmette segnali.

Più in particolare, il modulo di comunicazione 30 è normalmente in condizione di riposo; quando il modulo di gestione 29 deve inviare dati all'unità di elaborazione remota 28, provvede a "risvegliare" il modulo di comunicazione 30 ed a fornire allo stesso i dati da trasmettere .

In pratica il modulo di comunicazione 30 può essere un modem GSM/GPRS, un modem ADSL, un modem ISDN o un modulo Ethernet .

Il modulo di comunicazione 30 può anche essere un modulo di connessione ad una rete locale, a sua volta collegabile ad una rete che consente un collegamento remoto alla citata unità di elaborazione remota 28; si tratta per esempio di moduli wireless (WiFi, Bluetooth, Zigbee, ecc.).

In generale, il modulo di comunicazione 30 si configura come un "ponte" che consente, in maniera diretta o indiretta, l'accesso all'ISP più vicino, così che l'unità di elaborazione remota 28 possa essere raggiungibile tramite la rete internet.

Vantaggiosamente, il modulo di gestione 29 può essere predisposto, al verificarsi di particolari eventi di allarme, oltre che a svolgere le operazioni sopra descritte per fornire all’unità di elaborazione remota 28 tutti i dati del caso, anche ad inviare in maniera automatica un SMS ad un dispositivo GSM di un operatore addetto, così che quest'ultimo possa essere allertato in maniera immediata.

va notato che il messaggio SMS può essere inviato direttamente dal modulo di gestione 29, oppure può essere inviato dall'unità di elaborazione remota 28, a seguito dei dati ricevuti dal modulo di gestione 29 stesso.

Vantaggiosamente, anche la comunicazione dall'unità di elaborazione remota 28 al modulo di gestione 29 avviene tramite il modulo di comunicazione 30. Questo consente di intervenire da remoto sul software dei dispositivi 16 di controllo e/o di pilotare da remoto i lavaggi delle camere di analisi 17.

Come sopra accennato, in particolare nel caso in cui il modulo di comunicazione 30 utilizzi la connettività GPRS , il modulo di comunicazione 30 stesso è normalmente nella condizione di riposo, così che non possa inoltrare al modulo di gestione 29 eventuali segnali remoti di comando ricevuti.

Quando l'unità di elaborazione remota 28 deve inviare un segnale remoto al modulo di gestione 29, provvede prima a ''risvegliare" il modulo di comunicazione 30 tramite un opportuno segnale di richiesta di connessione.

in pratica, il segnale di richiesta connessione può consistere in una vera e propria chiamata telefonica; il modulo di comunicazione 30, provvisto per esempio di un'opportuna SIM card, a fronte di tale chiamata telefonica si attiva, portandosi nella propria condizione operativa così da poter ricevere il segnale remoto di comando ed inoltrarlo al modulo di gestione 29 .

Gli operatori addetti al controllo possono accedere, tramite la rete internet ed un rispettivo PC remoto 31, a quanto messo a disposizione dall'unità di elaborazione remota 28.

In tal modo, l'unità di elaborazione 28 remota funge da server, mettendo a disposizione i vari dati ricevuti dai moduli di gestione 29 tramite la rete internet, secondo criteri di accessibilità selettiva per impedire che i vari dati siano resi fruibili anche ad individui non interessati .

In altre parole, l'unità di elaborazione remota 28 si configura come un centro servizi, ossia come una architettura hardware/software (server e programmi applicativi) che raccoglie le informazioni dai moduli di comunicazione 30, le analizza, le struttura in forma tabellare e/o grafica e le rende disponibili via internet, tramite la creazione di pagine web o tramite un portale raggiungibili da qualunque entità autorizzata, nel mondo, attraverso i PC remoti 31 secondo vari livelli di accesso.

In uso, il valore rilevato di carica batterica viene confrontato nel modulo 29 di gestione con un valore di riferimento o con un intervallo di riferimento preimpostato. Se il valore rilevato di carica batterica supera il valore di riferimento o cade al di fuori dell'intervallo di riferimento pre-impostato, il modulo 29 di gestione provvede ad inviare un segnale all'unità di elaborazione remota 28 attraverso il modulo di comunicazione 30, per avvisare gli operatori addetti al controllo .

La presente invenzione raggiunge lo scopo proposto e fornisce notevoli vantaggi.

Infatti, la possibilità di rilevare la carica batterica direttamente e con continuità sul territorio della filiera del latte, ossia in tempo reale ed in-situ, in corrispondenza di una pluralità di stazioni di rilevamento geograficamente distribuite lungo la filiera stessa, permette di assicurare la totale igienicità del latte. Inoltre, la possibilità di monitorare e controllare la filiera da posizione remota consente di affrontare molto rapidamente le situazioni che maggiormente mettono a rischio la qualità del latte.

L'invenzione così concepita è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo di una filiera (2) produttiva del latte, comprendente le fasi di rilevare la carica batterica presente nel latte in corrispondenza di una pluralità di componenti (15) della filiera (2), geograficamente distribuiti, che vengono a contatto del latte durante il ciclo produttivo; elaborare in loco i dati relativi alla carica batterica; trasmettere il risultato dell'elaborazione ad una unità di elaborazione remota (28).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il risultato dell'elaborazione eseguita in loco in corrispondenza del singolo componente (15) della filiera (2) viene inviato alla unità di elaborazione remota (28) attraverso la rete internet.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il risultato dell'elaborazione eseguita in loco in corrispondenza del singolo componente (15) della filiera (2) viene inviato alla unità di elaborazione remota (28) attraverso un modulo di comunicazione (30) definito da un modem GSM/GPRS o da un modem ADSL o da un modem ISDN o da un modulo Ethernet o da un modulo di connessione ad una rete locale, a sua volta collegabile ad una rete che consente un collegamento remoto a detta unità di elaborazione remota (28).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta unità di elaborazione remota (28) funge da server e da centro servizi per una pluralità di utenze autorizzate che possono accedere alla stessa unità di elaborazione remota (28) a mezzo di rispettivi PC remoti (31) ed attraverso la rete internet.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che la detta fase di rilevamento della carica batterica viene realizzata a mezzo di un bio-sensore (18) associato al rispettivo componente (15) della filiera (2).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto bio-sensore (18) esegue un solo rilevamento nell'ambito di un ciclo di misura; il valore di carica batterica rilevato essendo poi convertito in una grandezza elettrica, in particolare in una impedenza 0 in una resistenza, per la successiva elaborazione dei dati .
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto bio-sensore (18) esegue una successione di rilevamenti nell'ambito di un ciclo di misura; ciascun valore di carica batterica rilevato essendo poi convertito in una grandezza elettrica, in particolare in una impedenza o in una resistenza, per la successiva elaborazione dei dati.
8. 8. Rete di controllo di una filiera (2) produttiva del latte, comprendente una pluralità di dispositivi di controllo (16), ciascuno dei quali è associato ad un rispettivo componente (15) della filiera (2) che viene a contatto del latte durante il ciclo produttivo per rilevare la carica batterica presente nel latte in corrispondenza del componente (15) stesso; detti dispositivi di controllo (16), geograficamente distribuiti lungo la filiera (2), essendo collegati in loco a rispettivi moduli di gestione (29) per elaborare 1 dati relativi alla carica batterica, e detti moduli di gestione (29) essendo collegati in loco a rispettivi moduli di comunicazione (30) per trasmettere il risultato dell'elaborazione ad una unità di elaborazione remota (28).
9. 9. Rete di controllo secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detti moduli di comunicazione (30) e detta unità di elaborazione remota (28) sono fra loro connessi attraverso la rete internet.
10. 10. Rete di controllo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzata dal fatto che ciascun modulo di comunicazione (30) è definito da un modem GSM/GPRS o da un modem ADSL o da un modem ISDN o da un modulo Ethernet o da un modulo di connessione ad una rete locale, a sua volta collegabile ad una rete che consente un collegamento remoto a detta unità di elaborazione remota (28).
11. 11. Rete di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 8 a 10, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di PC remoti (31), facenti capo a rispettive utenze autorizzate, collegati a detta unità di elaborazione remota (28) attraverso la rete internet; detta unità di elaborazione remota (28) fungendo da server e da centro servizi per dette utenze.
12. 12. Rete di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 8 a 11, caratterizzata dal fatto che ciascun detto dispositivo di controllo (16) comprende un bio-sensore (18) associato al rispettivo componente (15) della filiera (2).
13. 13. Rete di controllo secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che ciascun detto dispositivo di controllo (16) comprende una camera di analisi (17) all'interno della quale il latte spillato dal relativo componente (15) della filiera (2) viene a contatto con detto bio-sensore (18) .
14. 14. Rete di controllo secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detta camera di analisi (17) è provvista di mezzi di riscaldamento (20) per portare il latte fino ad una temperatura predeterminata.