WO2008104627A1

WO2008104627A1 - Sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre

Info

Publication number: WO2008104627A1
Application number: PCT/ES2008/070030
Authority: WO
Inventors: Philippe Gabriel Rene Blanc; Jose Blasco Ivars; Enrique Molto Garcia; Juan Gomez Sanchis; Sergio Cubero Garcia
Original assignee: Roda Iberica, S.L.U.
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2008-09-04
Also published as: US20100121484A1; EP2133157B1; CN101678405B; ES2325199B1; PT2133157E; EP2133157A4; ES2325199A1; ES2324324B1; TR200903461T1; EP2133157A1; ES2324324B9; EP2133157B2; CN101678405A; US9174245B2; MA30862B1; ES2441042T3; ES2324324A1; ZA200905603B

Abstract

La invención desarrolla un sistema concebido y diseñado para identificar las piezas de fruta, especialmente cítricos, afectados por algún grado de podredumbre, y determinar la expulsión automática de estas piezas desde el transportar que las mueve a lo largo de la instalación. El sistema comprende iluminar las frutas con luz de la banda UV-A en una unidad de visión artificial, y capturar imágenes de las frutas iluminadas mediante una cámara para su envío a un órgano de control general, a efectos de determinar la existencia de fluorescencias asociadas al efecto de podredumbre. Las frutas identificadas son expulsadas automáticamente del transportador en una unidad de expulsión, siendo la posición de la fruta defectuosa determinada con la ayuda de un encóder asociado al transportador. El órgano de control general es un ordenador de tipo PC, equipado con un software apropiado de aplicación específica.

Description

Descripción

SISTEMA PARA LA SEPARACIÓN SELECTIVA AUTOMÁTICA DE CÍTRICOS AFECTADOS POR PODREDUMBRE

DESCRIPCIÓN

[ 1 ] Obj eto de la Invención

[2] La presente invención se refiere a un sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de la técnica.

[3] Más en particular, la invención propone el desarrollo de un sistema altamente eficaz para la identificación de las piezas de cítricos afectadas por problemas de podredumbre, y su retirada automática desde una línea de clasificación de productos con anterioridad al envasado de los cítricos, a cuyo efecto el sistema incorpora una unidad de emisión de luz UV, cerrada al exterior, constitutiva de la unidad de visión en la que se proyecta luz UV sobre las piezas de cítricos que la atraviesan sobre un transportador, y se determina el estado de los cítricos en virtud de la naturaleza de la fluorescencia observada sobre los mismos y captada por una cámara después de ser filtrada. Un codificador controla la posición de las piezas indeseadas para su separación automática cuando alcanzan la unidad de expulsión situada a continuación de la citada unidad de visión. En una forma de realización alternativa, la identificación de los frutos dañados se realiza por una acción combinada de un efecto de fluorescencia y de un efecto de pérdida de imagen, en relación con las imágenes captadas por medio de dos cámaras incorporadas en la unidad de visión en posiciones alineadas opuestas con relación a una línea transversal al desplazamiento de los frutos.

[4] El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector industrial dedicado a la construcción e instalación de dispositivos automáticos de clasificación y reconocimiento, en particular los destinados al sector hortofrutícola.

[5] Antecedentes y Sumario de la Invención

[6] Los expertos en la materia son conocedores de que el cultivo de los cítricos constituye el principal sector frutícola nacional. La mitad de los cítricos que se producen en España están destinados a la exportación, por lo que los cítricos españoles ocupan un lugar muy importante en el contexto de los países productores. Sin embargo, los bajos costes de producción de los países no europeos del área mediterránea, permiten que su citricultura compita con ventaja en el mercado frente a nuestras producciones. Si a ello se añade la progresiva apertura de los mercados de la Unión Europea a estos países, las únicas alternativas que parecen posibles para mantener la cuota de mercado consisten en ofrecer un producto de mayor calidad que los países competidores, junto con un abaratamiento de los costes de producción.

[7] La calidad de la fruta viene determinada por aspectos tales como la presentación, la apariencia, la uniformidad, la madurez y la frescura, todos ellos componentes esenciales de la decisión de compra. La calidad de los frutos puede verse afectada por diversas causas, dando lugar a defectos morfológicos y fisiológicos que devalúan el producto. Entre las causas más preocupantes se encuentran aquéllas que originan defectos en el fruto durante, o después de, la preparación para el mercado, y que se manifiestan en los lugares de venta. Los daños mecánicos o lesiones que tienen lugar durante la manipulación del producto, son la puerta de entrada para multitud de patógenos causantes de podredumbres, tales como los hongos de los géneros Botrytis, Rhizopus, Alternaría, Geotrichum, pero sobre todo los hongos Penicilium digitatum (podredumbre verde) y Penicilium italicum (podredumbre azul), causantes de la mayor parte de las infecciones en post-cosecha.

[8] Las pérdidas por podredumbre son del orden del 3-5% de todos los frutos manejados en las centrales, llegando a ser en los años de climatología anormal, del orden de un 7-12%. Para reducir estas pérdidas, se realizan varias trías en la planta de procesado de la fruta, atendiendo a criterios tales como defectos en la piel, presencia de insectos, daños por granizo, frutos deformes, etc. Sin embargo, esta operación no siempre es eficaz, debido a la posibilidad de que, en el momento de la tría, el daño causado por la podredumbre no sea todavía visible externamente. En estas condiciones, el hongo se desarrollará durante el almacenamiento y transporte, diseminando la infección por toda la partida y causando elevadas pérdidas económicas. Una rápida detección de la infección será especialmente importante para mantener la calidad del producto y evitar pérdidas económicas para poder, de ese modo, competir en mejores condiciones en el mercado.

[9] Se conoce actualmente en el estado de la técnica la utilización de luz ultravioleta para detectar la infección en el fruto antes de que se desarrolle externamente. El método conocido se basa esencialmente en que, al evolucionar la infección producida por el hongo, se altera la composición química de los tejidos del fruto, derramándose los aceites esenciales contenidos en las glándulas de la piel; la iluminación de estos tejidos con luz UV pone de manifiesto su fluorescencia, haciendo que sean visibles daños que todavía están latentes.

[10] Los rayos UV constituyen la franja del espectro electromagnético comprendida entre

100 - 400 nm, lindando con los rayos X y con la franja visible. La luz se divide por lo general en tres bandas con las siguientes longitudes de onda: UV-C, 100-280 nm; UV- B, 280-315 nm; UV-A, 315-400 nm. [11] La operación de tría aprovechando la luz UV se realiza de forma manual en cámaras de inspección especiales situadas en la línea de procesado, y que se conocen usualmente como 'discotecas'. Estas cámaras consisten en cabinas oscuras, de pequeñas dimensiones, iluminadas únicamente con tubos de luz negra; estos tubos emiten una longitud de onda que se corresponde con la franja UV-A. La fruta que desarrolla una fluorescencia al pasar por la cabina, indica que la infección está latente, y será eliminada inmediatamente de la línea. Las frutas pasan por encima de unos rodillos que giran y hacen girar las frutas de modo que se puede apreciar sustancialmente toda la superficie de la fruta.

[12] Sin embargo, la utilización de la luz UV en este modo de inspección plantea algunos inconvenientes. De hecho, las radiaciones UV son, entre las radiaciones no ionizantes, las de mayor contenido energético. Este contenido energético relativamente alto hace que sean capaces de reaccionar químicamente con la materia, produciendo las llamadas reacciones fotoquímicas. Los efectos biológicos de los rayos UV afectan principalmente a la piel, provocando eritemas, pérdida de elasticidad y melanogénesis retardada. Este tipo de radiación también puede provocar enfermedades oftálmicas tales como queratitis, conjuntivitis y cataratas. Por estas razones, las lámparas de UV son consideradas de riesgo Grupo I por la Sociedad de la Ingeniería que Ilumina ( ANSMESNA RP-27.3-96).

[13] Se han establecido unas recomendaciones prácticas para el uso fotobiológico seguro de las lámparas de luz UV. Estas recomendaciones están basadas en límites de radiación tolerables. Así, para lámparas que emiten radiación con longitudes de onda comprendidas entre 320 y 400 nm, el flujo de energía no debe superar 1 mW/cm y se debe limitar el tiempo de exposición, en mayor medida cuanto menor sea la distancia al foco emisor. Siguiendo estas recomendaciones, los operarios que trabajan en estas cabinas de inspección están haciendo turnos para no permanecer en las cabinas durante un tiempo superior a una hora. Otra de las recomendaciones consiste en la utilización de gafas y guantes de protección que absorban la radiación UV recibida, reduciendo la exposición del operario a niveles no peligrosos (RD-773/1997 y RD- 1002/2002). Para el control de estos aspectos se realizarán mediciones de radiación y reconocimientos médicos específicos y periódicos.

[14] El trabajo de selección manual en estas condiciones, es tedioso y repetitivo para los operarios. Adicionalmente, esta mano de obra representa un coste importante para la empresa.

[15] Por todo ello, las técnicas de análisis han ido evolucionando durante los últimos años, con vistas a conseguir sistemas de clasificación y rechazo de fruta que permitan reducir los elevados costes de personal directamente relacionado con este proceso. En este sentido, la automatización de estas labores permitirá mejorar la calidad del trabajo de estos operarios, al realizarse de forma automática, limitándose la tarea del operario a supervisar el correcto funcionamiento del sistema, desde el exterior, a través de monitores de control.

[16] En la actualidad, no se tiene conocimiento de la existencia en el mercado de un sistema automático que permita detectar la podredumbre de las frutas aprovechando la fluorescencia de los aceites esenciales al aplicar luz UV, a pesar de las intensas investigaciones que se están realizando en relación con este tipo de sistemas.

[17] La presente invención pertenece al sector de los sistemas encargados de la detección de piezas de fruta, especialmente cítricos, que presentan algún grado de podredumbre, y ha sido desarrollada con el objetivo de aportar soluciones efectivas a los problemas existentes en las instalaciones del estado actual de la técnica. Este objetivo ha sido plenamente alcanzado mediante el sistema cuyas formas de realización van a ser objeto de descripción en lo que sigue, y cuyas características principales se encuentran recopiladas en la porción caracterizadora de la reivindicación 1 anexa. Las reivindicaciones dependientes definen los detalles y particularizaciones del sistema de la invención.

[18] En esencia, el sistema de la invención está destinado a la separación física de las frutas que presentan algún tipo de podredumbre que pasan por una línea de tratamiento y calibración, mediante expulsión automática de las frutas afectadas, y por tanto realiza automáticamente la misma tarea que hasta ahora se está llevando a cabo manualmente.

[19] El principio de funcionamiento del sistema está basado en la utilización de luz negra, más concretamente de luz perteneciente a la banda UV-A, para detectar la podredumbre que se pueda estar desarrollando en los cítricos, del mismo modo que se utiliza en la tría manual. Para ello, el sistema utiliza la característica observada de que los aceites esenciales que se desprenden durante el desarrollo de la podredumbre, reaccionan cuando incide luz UV sobre los mismos, emitiendo una fluorescencia. Esta fluorescencia es una radiación de intensidad bastante baja, y con una componente muy importante de longitudes de onda centradas en la banda del verde-amarillo. Esta fluorescencia es la que se identifica en las imágenes capturadas por una cámara para determinar si la fruta está afectada por algún tipo de podredumbre.

[20] Para la consecución de este objetivo, se ha diseñado un sistema que en su forma de realización preferida, comprende una primera unidad que hace las veces de órgano de visión artificial, en el que la fruta que está pasando sobre un medio transportador, es iluminada con luz ultravioleta, de manera que en caso de que se detecte alguna podredumbre sobre una o más piezas concretas, la fluorescencia emitida por estas últimas será captada por el sistema de visión artificial. Esta situación es detectada por el órgano de identificación y control, con preferencia un ordenador, desde donde se envía una orden a un conjunto de expulsión incorporado en una unidad correspondiente situada a continuación de la unidad de visión artificial, de manera que la pieza (o piezas) de cítrico identificadas como afectadas por podredumbre, son expulsadas del medio transportador cuando alcanzan la posición correspondiente. La posición exacta de la pieza de fruta que debe ser expulsada, se determina con la ayuda de un encóder convencional.

[21] De esta manera, simple pero altamente eficaz, el sistema identifica la pieza de fruta afectada por podredumbre y la expulsa automáticamente del medio transportador sin necesidad de intervención humana.

[22] Adicionalmente, en una forma de realización alternativa de la invención que ha sido desarrollada para llevar a cabo una identificación más precisa de los frutos dañados, la invención ha previsto algunas modificaciones destinadas a mejorar la funcionalidad del sistema descrito, mediante la provisión de otras capacidades alternativas complementar ias con las implementadas por la primera realización, y dirigidas a una visión más perfecta de las frutas a su paso a lo largo la instalación con garantías de una mejor selección.

[23] En esencia, estas mejoras que propone la segunda forma de realización de la presente invención consisten básicamente en un cambio del número y de la posición de los órganos de visión artificial, de tal modo que en vez de un solo órgano de visión se utilizan dos órganos distintos, situados en posiciones opuestas alineadas según una línea transversal al paso de los frutos, separadas por una cierta distancia, de tal modo que los frutos iluminados adecuadamente, son visualizados desde posiciones distintas, garantizando con ello que se visualiza en cada caso una superficie de cada fruto mucho más amplia, eliminando de ese modo posibles errores de clasificación derivados de eventuales 'zonas muertas' que no pudieran ser observadas con la utilización de un sólo órgano de visión artificial, a pesar de que los frutos puedan ser girados al avanzar a lo largo de la instalación.

[24] Además, para la implementación de dicha segunda forma de realización, se ha realizado una selección exhaustiva de los órganos de visión artificial, materializada en base a cámaras de tipo MAF equipadas con 2 sensores monocromáticos, de los que uno de ellos se destina a la detección de fluorescencias y el otro, equipado con filtros NIR adecuados, permite observar variaciones leves en las imágenes provocadas por la incidencia sobre la zona dañada de la ligera componente de IR cercano inherente a la luz de UV emitida para iluminar los frutos a su paso por la zona de detección.

[25] Breve Descripción de los Dibujos

[26] Estas y otras características y ventajas de la invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que: [27] La Figura 1 representa un diagrama esquemático del conjunto de sistema de acuerdo con una primera realización de la invención;

[28] La Figura 2 muestra una vista esquemática general, en alzado lateral, de la zona correspondiente a la sección de visión artificial del sistema de acuerdo con una segunda realización del mismo, y

[29] La Figura 3 es asimismo una ilustración esquemática transversal a la unidad de visión artificial de acuerdo con la segunda forma de realización del sistema, mostrando la posición de enfoque de los órganos de visión hacia la línea de paso de los frutos que van a ser observados.

[30] Descripción de una Forma de Realización Preferida

[31] Tal y como se ha mencionado en lo que antecede, la descripción detallada de las formas de realización preferidas de la presente invención, va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de los dibujos que anexos, en cuya Figura 1 se muestra una representación esquemática de una primera realización del sistema de la invención. Si se observa la representación gráfica de dicha Figura 1, se puede ver que el conjunto representado comprende varias secciones diferenciadas, cada una de las cuales ha sido incluida para cumplir con una misión específica, y entre las que se distingue:

[32] - un transportador 1 extendido entre rodillos 2 extremos, que se mueve arrastrado en una dirección de avance de la fruta que, en el ejemplo representado, corresponde con el sentido de la flecha F;

[33] - una primera unidad constitutiva del órgano de visión artificial, designada en general con 3, prevista tanto para la iluminación de los cítricos como para la captación de imágenes en relación con las eventuales fluorescencias mostradas por las piezas de fruta defectuosas;

[34] - una unidad de expulsión, designada con la referencia numérica 4, y situada corriente abajo de la primera unidad 3, en la que se han incorporado medios para expulsar del transportador 1 las piezas de fruta identificadas como afectadas por podredumbre;

[35] - un dispositivo de encóder 5, destinado a determinar con exactitud la posición de las piezas de fruta afectadas por podredumbre y que deben ser expulsadas del transportador al pasar por la unidad 4 de expulsión, y

[36] - una unidad de control 6, consistente preferentemente en un ordenador de tipo PC, y dotado de un software de aplicación específica diseñado en concordancia con las distintas funciones del sistema.

[37] El dispositivo transportador 1, representado únicamente de forma esquemática, puede ser elegido entre una pluralidad de transportadores conocidos en el estado de la técnica, siempre que sea capaz de proporcionar una rotación de las piezas de cítricos suficiente que permita determinar aquellas que, según se ha explicado anteriormente, puedan estar eventualmente afectadas por problemas de podredumbre. En una forma preferida de implementación del sistema de la invención correspondiente con esta primera realización representada en la Figura 1, el transportador consiste en un elemento de transporte y rotación de la fruta del tipo de los que incorporan biconos y expulsores de palanca (fabricados y comercializados por la firma MAF RODA). El conjunto transportador consiste esencialmente en cadenas de trasporte apoyadas en guías, a cuyas cadenas se acoplan cilindros de forma bicónica, revestidos de goma, conocidos como 'biconos', susceptibles de girar libremente. Debido a la forma de los biconos y de la fruta, se consigue disponer todas las frutas alineadas, unas a continuación de otras. Antes de alcanzar la cámara de la primera unidad 1, los mencionados biconos se hacen rotar sobre su eje de modo que se singularicen las frutas, y cada hueco entre biconos esté ocupado solamente por una pieza de fruta.

[38] En una variante de realización del transportador, los biconos giratorios afectan solamente a la parte del recorrido correspondiente a la unidad de visión artificial, constituyendo en sí misma una porción de transportador independiente del resto, estando el funcionamiento de todos los tramos de transportador debidamente sincronizados con el fin de permitir una identificación segura y precisa de cualquier pieza de fruta defectuosa.

[39] El tipo de transportador mencionado anteriormente en relación con la forma de realización de la invención, es solamente ilustrativo puesto que admite ser sustituido por otras versiones igualmente efectivas. Así, se conoce un sistema de transporte en el que la expulsión de las piezas de fruta situadas entre los biconos se realiza mediante un soplido de aire a presión en vez de utilizar palancas mecánicas como se ha descrito anteriormente. En este caso, el sistema podrá incluir una electroválvula controlada mediante un dispositivo electrónico, de modo que cuando la pieza de fruta afectada por podredumbre se enfrenta a la posición de la electroválvula, el dispositivo electrónico determina la apertura de esta última para la aplicación de un chorro de aire a presión que impulsa la expulsión de la pieza de fruta desde el transportador principal hacia su recogida por otro transportador secundario.

[40] En otra forma de realización, el conjunto de transporte puede consistir en uno conocido técnicamente como transportador por 'manos', en el que existe un tramo previo en el que se realiza la rotación de las frutas, pasando a continuación al mencionado transportador por 'manos', donde unas piezas con la forma de unas manos, posicionadas horizontalmente con concavidad hacia arriba, son las encargadas de llevar las piezas de fruta (una pieza por cada mano) hacia el final del recorrido donde dichas manos son accionadas por medio de un electroimán para girar e invertir la posición (horizontal con la concavidad hacia abajo) y dejar caer la fruta, volviendo a continuación a la posición horizontal hacia arriba de modo que estén de nuevo operativas cuando lleguen al principio del recorrido.

[41] También, como conjunto transportador alternativo a los mencionados en lo que antecede y con aplicación específica a la presente invención, se podría elegir el que se conoce como transportador por 'tazas', de desarrollo similar al anterior, en el que existen soportes para la fruta en forma de 'taza'. El giro de las tazas en la posición correspondiente se realiza por activación de una palanca que libera la parte trasera de la taza y le permite balancear hacia atrás por efecto del peso.

[42] Continuando con la descripción del sistema que aparece esquemáticamente en el dibujo, se aprecia la unidad de visión artificial, la cual se ha referenciado con 3, y mediante la que se proporciona un recinto cuyo espacio interior está iluminado mediante uno o más grupos de tubos fluorescentes 3a, que emiten luz de la banda UV- A, encontrándose además instalada en el interior del recinto una cámara 7 de captación de imágenes de la parte superior de la fruta que arrastrada por el transportador 1, pasa por el interior de la unidad. Las imágenes captadas por la cámara son enviadas hasta el órgano de control 6 a través de una tarjeta de adquisición de imágenes (no representada), para su procesamiento con los programas de software incorporados. Los biconos del transportador son rotados cuando pasan por el interior de la unidad 3, con el fin de que las imágenes de las frutas puedan ser captadas desde las distintas porciones superficiales de las mismas. De acuerdo con la invención, se toman varias imágenes de cada una de las frutas para componer el software de la superficie completa de cada pieza de fruta.

[43] El compartimento en el que se encuentran instalados los grupos 3a de iluminación, está completamente cerrado con el fin de evitar la influencia negativa de la luz ambiental en la operación de detección de la podredumbre. Ello se debe a que la fluorescencia creada por el efecto de podredumbre en la piel del cítrico, emite en la franja del espectro visible, de donde se desprende que cualquier perturbación exterior supondría una fuente de ruido durante la medición de la fluorescencia.

[44] Según se dijo anteriormente, la fuente de luz UV apropiada para poder excitar la fluorescencia de los podridos, es la emitida en una banda ancha del ultravioleta, concretamente en un rango de entre 320 nm y 400 nm.

[45] En cuanto a la cámara 7, se prefiere el empleo de un tipo de cámara basada en tecnología CMOS, aunque ello no sea imprescindible para la captura de las imágenes. En principio, la cámara 7 captura imágenes en la banda de luz visible, a la que se ha acoplado un filtro óptico que deja pasar principalmente la luz comprendida en la banda del color amarillo, por ser ésta la banda de la radiación en la que se observa la fluorescencia del efecto de la podredumbre.

[46] La conexión entre la cámara y el órgano de control (es decir, el ordenador 6), se realiza a través de un cable y una tarjeta digital (no representados), estando dicha tarjeta diseñada y desarrollada específicamente para controlar desde el ordenador 6, la captura y adquisición de las imágenes captadas por la citada cámara 7.

[47] Continuando en el sentido de avance del transportador 1, las frutas alcanzan la posición de la unidad 4 de expulsión. Esta unidad 4 tiene la misión de extraer físicamente del transportador las piezas de fruta que han sido detectadas como afectadas por podredumbre. El conjunto incorpora un dispositivo electrónico 4a de interacción con el ordenador 6 de control, así como un electroimán conectado al citado dispositivo electrónico 4a, de manera que cuando se activa dicho electroimán, hace girar una palanca (no visible en la Figura). Cada pieza de fruta situada entre biconos adyacentes, apoya directamente sobre un elemento expulsor que al pasar por encima del electroimán cuando este último está activado, se eleva expulsando con ello la mencionada pieza de fruta. Por lo tanto, para la expulsión de una pieza de fruta, se produce una secuencia que consta de los siguientes pasos:

[48] - identificación por el ordenador 6 de una pieza con podredumbre;

[49] - cálculo por parte de dicho ordenador 6 del momento en que esta pieza con podredumbre alcanzará la posición del electroimán incorporado en la unidad 4 de expulsión;

[50] - envío de una señal apropiada desde el ordenador 6 de control hasta el dispositivo electrónico 4a de activación del electroimán de la unidad 4 de expulsión, un instante antes de que la pieza de fruta llegue a la mencionada posición de expulsión.

[51] Según es habitual, un segundo transportador (no representado) se encarga de recoger las frutas expulsadas y conducirlas hasta un lugar de recepción y/o almacenaje.

[52] Según se ha mencionado anteriormente, el sistema incluye la incorporación de un dispositivo de encóder 5 asociado al transportador 1. Ello permite, de una manera eficaz y segura, identificar la pieza de fruta que al pasar por el interior del compartimento de la unidad 3 de visión artificial, se haya comprobado que está afectada por podredumbre. El control se lleva a cabo mediante el ordenador 6, al que se encuentra conectado dicho encóder 5 preferentemente por medio de un puerto serie. Los pulsos enviados desde el encóder hasta el ordenador 6 de control, son de una frecuencia proporcional a la velocidad del transportador 1, de manera que al ser conocido el número de pulsos enviados en correspondencia con el avance equivalente a la distancia de un bicono, el software instalado en el órgano de control 6 permite conocer de manera precisa la posición de cada pieza de fruta en todo momento.

[53] Por último, según se ha definido anteriormente, la unidad de control 6 prevista por el sistema comprende un ordenador conectado a los diferentes órganos de dicho sistema. Dicho ordenador 6 integra el software apropiado para el procesamiento de las diferentes informaciones y el envío de las señales correspondientes hasta los órganos que interese, a partir de las imágenes captadas por la cámara 7 y recibidas a través de la tarjeta de adquisición de imágenes correspondiente, hasta la activación en el momento justo de los medios necesarios para la expulsión de una o más piezas de fruta afectadas de podredumbre y la reposición del sistema a su estado operativo normal. Se comprenderá que, a partir de los principios expuestos en la descripción que antecede, un experto en la materia podrá llevar a cabo la adaptación del sistema para el control de varias cámaras 7 mediante un único ordenador 6, con la adaptación correspondiente del software, de manera que se pueda trabajar simultáneamente con varias líneas de producción.

[54] Si se atiende ahora a las Figuras 2 y 3 de los dibujos, se puede apreciar la representación de unas vistas en alzado longitudinal y transversal de la zona de visión correspondiente a una segunda forma de realización del sistema propuesto por la invención. Para la identificación de las diferentes partes que integran esta segunda realización del sistema, se han elegido referencias numéricas equivalentes a las usadas en relación con la primera forma de realización descrita, a efectos de permitir mejor comprensión de la descripción y una identificación más fácil de los diferentes elementos. Así, atendiendo en primer lugar a la representación de la Figura 2, se puede apreciar una vista esquemática general, en alzado lateral, de la sección de la instalación correspondiente a la unidad de visión artificial, montado por encima de un transportador 1 de cualquiera de los tipos especificados en la descripción realizada anteriormente, prevista para el arrastre de los productos P en la dirección longitudinal de la misma tal y como se indica mediante la flecha F. De acuerdo con esta forma de realización, los productos son iluminados por medio de luz UV procedente de fuentes 3a dispuestas ahora en posiciones tales que dirigen la mayor potencia de iluminación hacia la zona central de paso obligado para los productos P por el interior de la unidad.

[55] Por otra parte, según se ha dicho en la descripción que antecede, los órganos de vi- sualización están ahora compuestos por dos cámaras en vez de una sola cámara como en el caso de la primera forma de realización descrita. La utilización de dos cámaras ubicadas en posiciones previamente elegidas al efecto, se ha determinado con el fin de asegurar que los productos puedan ser observados en una cantidad de superficie muy superior a la que puede ser vista con una sola cámara, y para ello, la posición elegida para ambas cámaras es tal y como se muestra en la Figura 3, en la que aparecen ambas cámaras señaladas con la referencia 7', situadas a ambos lados de la zona de arrastre de los productos, es decir, una cámara 7' en el ángulo superior izquierdo y otra cámara 7' en el ángulo superior derecho, enfrentadas según una línea transversal, y de manera que el campo de visión se solapa en una zona C común de visión para ambas cámaras. Con una realización como la mostrada, las imágenes son tomadas sobre porciones superficiales que afectan a una amplia zona de ambos lados de los frutos, con lo que se proporcionan imágenes de ambos lados sincronizadas con la misma señal de pulsos proporcional a la velocidad de desplazamiento del transportador de frutos, siendo estas imágenes enviadas al órgano de control (un ordenador, representado en la Figura 1), para un tratamiento y una interpretación que permita la confección de la imagen completa de cada producto. Así, como se comprenderá, la utilización de dos cámaras 7' a ambos lados de la línea de paso en sustitución de una sola cámara como en el caso de la primera realización descrita, permite evitar zonas 'muertas' que en otro caso podrían suponer pérdidas de información para el sistema, con la consiguiente generación de errores indeseados.

[56] Pero existe otra circunstancia que ha contribuido favorablemente a una mejor identificación de zonas superficiales en las que se presentan signos indicativos de podredumbre, y que ha podido ser ventajosamente observada durante las investigaciones realizadas, con una selección adecuada de cámaras MAF constitutivas de cada uno de los órganos de visión 7' incorporados en esta realización de la invención. En efecto, las cámaras habituales constan, según se ha dicho, de dos sensores distintos, de los que uno de ellos es de tipo monocromático y el otro es de tipo tricolor RGB. Hasta ahora, se utilizaba solamente el sensor monocromático, equipado con dos filtros diferentes de los que un primer filtro deja pasar una banda de luz visible (entre 400 nm y 700 nm) y el otro filtro es de tipo pasa-alto y deja pasar la luz de la zona espectral situada por encima del verde. El aprovechamiento de ambos sensores en una realización como la mostrada por la presente invención, se suponía en principio que podía mejorar las características de visión del sistema, puesto que uno de los sensores sería aprovechable para detectar la fluorescencia que emana de las zonas dañadas cuando son iluminadas por la luz UV, y el otro sensor sería aprovechado para disponer de una imagen de referencia en la zona del azul, de modo que realizando una comparación entre ambas imágenes obtenidas, se pudiera destacar solamente las zonas con podredumbres. Sin embargo, esta forma de observación presentó inconvenientes derivados del hecho de que la emisión de la luz desde los tubos de UV directamente sobre las frutas, da lugar a la creación de zonas de brillos y sombras que afectan negativamente a la imagen.

[57] No obstante lo anterior, la suposición inicial de mejorar la imagen con la utilización de ambos sensores asociados a cada una de las cámaras 7', ha sido posible mediante una selección apropiada de las mismas. Para ello, se han elegido cámaras MAF en las que ambos sensores son de tipo monocromático, y se ha observado que destinando uno de ellos para la observación de fluorescencias de la manera habitual, y acoplando filtros apropiados de NIR (Infrarrojo cercano) al otro sensor para la observación de la pequeña porción componente de luz de IR emitida por estos tubos de UV, se aprecia una pérdida leve de la imagen de infrarrojo cuando se ilumina la zona con podredumbre. Por lo tanto, la coincidencia simultánea de ambas características (emisión de fluorescencia y leve pérdida de la imagen de infrarrojo), indica inequívocamente que en esa posición existe una zona de podredumbre, eliminando con ello cualquier posibilidad de incertidumbre o error asociado a la interpretación de los datos obtenidos.

[58] Como se comprenderá, la forma de realización del sistema que se acaba de describir permite identificar con absoluta certeza los cítricos que presentan alguna porción de superficie afectada por podredumbre, con la consiguiente expulsión de esas piezas de la cadena de envasado.

[59] No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma. En cualquier caso, puesto que el sistema ha sido descrito en relación con una forma de realización preferida del mismo, la implementación práctica podrá ser susceptible de variaciones de detalle, que podrán afectar a los tipos y características de los órganos que lo integran, sin apartarse por ello del alcance de la invención definido por el contenido de las reivindicaciones anexas.

Claims

Reivindicaciones

[1] Sistema para la separación selectiva automática de cítricos afectados por podredumbre, en particular un sistema diseñado para identificar las piezas de fruta afectadas por podredumbre que situadas sobre un transportador (1) de tipo convencional son desplazadas a lo largo de una línea de procesado, con rotación simultánea de las piezas de fruta al menos en la porción de recorrido correspondiente al órgano de observación y visualización, cuya eventual afectación de podredumbre en las piezas de fruta se determina con la ayuda de grupos de iluminación de luz comprendida en la banda UV-A del espectro, caracterizado porque comprende, sucesivamente a lo largo del recorrido de las frutas: una unidad (3) de visualización artificial de las piezas de fruta transportadas; una unidad (4) de expulsión automática de las piezas de fruta identificadas como afectadas por podredumbre; un dispositivo (5) de control de posición de cada una de las piezas de fruta identificadas como afectadas por podredumbre, y un órgano (6) de control general del sistema, conectado a todos y cada uno de los elementos operativos que integran a este último.

[2] Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la citada unidad

(3) de visión artificial consiste en un compartimento cerrado al exterior, por cuyo interior discurre el transportador (1), que comprende grupos (3a) de emisión de luz UV-A proyectados sobre las frutas, y una cámara (7) de captación de las fluorescencias emitidas por las frutas como consecuencia de la luz UV-A proyectada sobre las mismas, estando la mencionada cámara 7 equipada con una tarjeta de adquisición de imágenes para el envío de las imágenes captadas por dicha cámara (7) hasta el órgano (6) de control general.

[3] Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (4) de expulsión automática de las piezas de fruta en las que se ha detectado podredumbre comprende un circuito electrónico (4a) controlado desde el órgano (6) de control general, estando dicho circuito electrónico (4a) previsto para la activación de los elementos expulsores asociados al transportador (1).

[4] Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el órgano (5) de control de la posición de cada pieza de fruta es un encóder conectado al órgano (6) general de control.

[5] Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el órgano (6) de control general es un ordenador, con preferencia de tipo PC, equipado con un software de aplicación específica adaptado a las exigencias del sistema.

[6] Sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque las fluorescencias emitidas por las frutas por iluminación con los grupos (3a) de luz UV-A en el interior de la unidad (3) de visión artificial, son de color amarillo, a cuyo efecto, la cámara (7) de captación de imágenes ha sido equipada con un filtro que permite el paso principalmente de luz correspondiente a esta banda espectral.

[7] Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque el conjunto expulsor de las piezas de fruta afectadas por podredumbre controlado desde el órgano (6) de control general consiste, en una forma de realización, en un electroimán que acciona una palanca situada entre biconos del medio transportador y sobre la que descansa la pieza de fruta, en el momento en que la pieza de fruta defectuosa alcanza la posición de expulsión, para provocar físicamente la expulsión automática de esta última hacia un segundo transportador de recogida de las frutas expulsadas.

[8] Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque en una forma de realización alternativa el transportador (1) asociado al sistema es del tipo de biconos y cilindros, en el que los medios expulsores incluidos en el transportador (1) consisten en una electroválvula que proyecta un chorro de aire a presión durante un tiempo predeterminado sobre la pieza defectuosa, cuando ésta alcanza la posición de expulsión.

[9] Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque el transportador (1) es del tipo de 'manos', en el que unas piezas de soporte en forma de mano, posicionadas horizontalmente hacia arriba, transportan las respectivas piezas de fruta durante el recorrido hasta la posición en la que deben ser descargadas mediante la inversión de las 'manos' para su posicionamiento hacia abajo, con la consiguiente caída de la fruta.

[10] Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque el transportador (1) es del tipo conocido como transportador de 'tazas', en el que las piezas de fruta son soportadas y transportadas por elementos del transportador configurados a modo de 'tazas', y capacitados para bascular hacia atrás y dejar caer las piezas respectivas de fruta cuando dichos elementos de soporte alcanzan una posición predeterminada y se produce la liberación de una palanca que deja libre la parte trasera para bascular por efecto del peso en ese sentido.

[11] Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha unidad (3) de visión de los frutos (P) que pasan arrastrados por un transportador (1) en la dirección longitudinal de la misma, comprende: lámparas (3a) de iluminación de UV, situadas en posición centrada y que proyectan una potencia considerable de luz dirigida de forma concentrada hacia una zona (C) de paso obligado de los frutos, y dos órganos de visión (V), situados uno en el lado izquierdo y otro en el lado derecho de la zona de paso, con solapamiento de visión hacia una zona común (C) de paso, alineados en posiciones opuestas de una línea transversal de paso, de modo que permiten observar porciones superficiales amplias de los frutos transportados a lo largo de la unidad (3).

[12] Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque ambos órganos de visión consisten en cámaras de tipo MAF con dos sensores monocromáticos, de los que uno de dichos sensores detecta las fluorescencias emitidas por las zonas de podredumbre en respuesta a la iluminación de las lámparas (3a) de UV, y el otro sensor se ha equipado con filtros de NIR (infrarrojo cercano), para detectar la componente de IR asociada a la emisión de la luz UV, y permite apreciar una leve pérdida en la imagen generada cuando se enfrenta a una zona con podredumbre. [13] Sistema según las reivindicaciones 11 y 12, que se caracteriza porque ambas cámaras (V) generan imágenes sincronizadas con una misma señal de pulsos proporcional a la velocidad del transportador (1) de los frutos, susceptibles de ser interpretadas con un software de aplicación incorporado en un dispositivo de control apropiado.