WO2012113944A1 - Aparato para análisis de productos vegetales durante el procesado de los mismo - Google Patents

Aparato para análisis de productos vegetales durante el procesado de los mismo Download PDF

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Jose M° URTASUN ABÁRZUZA
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Urtasun Tecnología Alimentaria, S.L.
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    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

Definitions

  • the present invention is related to the control devices in food production lines, proposing a device that allows the analysis of the properties of plant products in a continuous way in the process of preparing them.
  • these controls are carried out promptly and after finishing a process, at intervals ranging from fifteen minutes to one week, depending on the product and the property to be verified, being able to perform the analyzes in the production facility itself or in an external laboratory, with what the final result of the controls expands over time while the product continues to be processed.
  • the delay in obtaining the results of the control analyzes directly influences the quality of the final product, since the readjustment of the processing is not carried out until the defects are detected by means of the control analysis.
  • an apparatus for analysis of plant products is proposed during the processing process, this apparatus allowing the control of the productive process of the products, in real time and continuously, by analyzing one or more properties of the products that are analyzed.
  • This analysis apparatus object of the invention consists of a conveyor belt, above which is arranged a control system that has a computer in relation to a spectrometer associated with a light source and a measurement probe, and through a PLC with a set of probes for detecting circumstantial variables, and a touch control screen is associated with the computer.
  • a control system that has a computer in relation to a spectrometer associated with a light source and a measurement probe, and through a PLC with a set of probes for detecting circumstantial variables, and a touch control screen is associated with the computer.
  • the probes of circumstantial variables measure certain variables that affect the measurement performed by the spectrophotometer, such as the quantity, temperature, pH and color of the product under analysis, the signals of said probes being collected by the PLC, which sends these signals to the system computer, which has a computer program that collects the data sent by the spectrophotometer and compensates them with the measurements of the circumstantial variables, to store the results in files or display them through the touch screen, by means of which the user can also control the system through an interface.
  • variables that affect the measurement performed by the spectrophotometer such as the quantity, temperature, pH and color of the product under analysis
  • the signals of said probes being collected by the PLC, which sends these signals to the system computer, which has a computer program that collects the data sent by the spectrophotometer and compensates them with the measurements of the circumstantial variables, to store the results in files or display them through the touch screen, by means of which the user can also control the system through an interface.
  • the device continuously analyzes the product during its processing, so it allows real-time production systems to be readjusted, minimizing deviations due to process mismatches, and in addition the product defects are detected in real time, allowing the necessary measures to be taken immediately on the defective product, which significantly speeds up the overall processing of the processing and minimizes the amount of product that needs to be reprocessed or discarded.
  • said apparatus object of the invention is of certain advantageous characteristics, acquiring its own life and preferential character for the function of analysis of plant products to which it is intended.
  • Figure 1 shows a general scheme of the recommended apparatus.
  • Figure 2 shows a block diagram of the apparatus control system, according to an exemplary embodiment.
  • the object of the invention relates to an apparatus for analysis of plant products, with some characteristics of realization that allow its continuous operation in the same process of elaboration of the products that are analyzed.
  • the recommended apparatus comprises a conveyor belt (1), above which a control system (2) is arranged, so that the product (3) to be analyzed is carried by the conveyor belt (1), passing below the control system (2), which continuously analyzes the product (3), detecting at the moment any defect thereof.
  • the control system (2) consists of a spectrophotometer (4), to which a lighting source (5) and a measuring probe (6) are associated, said spectrophotometer (4) being related to a computer (7), with which in turn, through a PLC (8), a set of probes (9) detecting circumstantial variables, while in relation to said computer (7) a touch screen (10) is also arranged.
  • said control system (2) performs an operational function in which the light source (5) emits a light beam in a controlled and adjustable wave frequency range, said light beam being conducted through the measuring probe (6), to project it by means of a transmitter (11) on the product (3), which absorbs part of the light, reflecting the rest that is collected again by the measuring probe (6) and led to the spectrophotometer (4), which depending on the amount of reflected light generates a signal that is sent to the computer (7).
  • the PLC (8) collects the signals that are provided by the probes (9) detecting circumstantial variables, sending those signals in turn to the computer (7).
  • the signals provided by the probes (9) determine the conditions under which the product (3) to be analyzed is introduced, preferably comprising the following probes:
  • a height probe (9.1) preferably consisting of a high precision laser, which detects the thickness of the product layer (3) that goes over the conveyor belt (1).
  • the user can interact with the computer (7), allowing to control the control system (2), as well as visualize the data resulting from the analysis being performed or from others that are registered.
  • the computer (7) has a software installed, by which the data provided by the spectrophotometer (4) is collected and corrected according to the signals provided by the probes (9), determining results that can be shown on the screen touch (10) and stored in computer files (7) for later reference.
  • Said computer (7) is therefore the reference of all the functional elements of the apparatus, being responsible for analyzing, by means of its software, the data sent by all the functional elements and displaying them in the form of a table or graph. And, in addition, a data log file is created automatically.
  • This computer software (7) also controls the machines in the product processing line (3), to optimize it according to the required quality standards.

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Abstract

Aparato para análisis de productos vegetales durante el procesado de los mismos, formado por una cinta transportadora (1), por encima de la cual va dispuesto un sistema de control (2) que comprende, en relación con un ordenador (7), un espectrofotómetro (4) y unas sondas (9) detectoras de variables circunstanciales,relacionándose con el espectrofotómetro (4) una fuente de iluminación (5) y una sonda de medición (6), mediante las cuales se hace incidir un haz de luz sobre el producto (3) a analizar que es llevado por la cinta transportadora (1), para en función del reflejo que se producen y en combinación con los datos de las variables circunstanciales medidas, determinar las condiciones del producto (3).

Description

APARATO PARA ANÁLISIS DE PRODUCTOS VEGETALES DURANTE EL
PROCESADO DE LOS MISMOS
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con los dispositivos de control en lineas de producción de alimentos, proponiendo un dispositivo que permite el análisis de las propiedades de productos vegetales de manera continua en el procesado de elaboración de los mismos .
Estado de la técnica
En la industria alimentaria generalmente se realizan diversos procesos sobre la materia prima para la obtención de un producto final, que en el caso de productos vegetales usualmente incluyen lavado, troceado, cocido y congelado.
Estos procesos pueden necesitar una serie de ajustes como el tiempo de elaboración, etc., los cuales pueden depender del estado de la materia prima utilizada, asi como de otros parámetros de contorno, por lo que se hace necesario su ajuste en función de la experiencia previa y del resultado de los productos obtenidos . Con el objeto de mantener un ajuste óptimo de los diferentes procesos de elaboración, manteniendo asi la máxima calidad en el producto final, asi como de dar respuesta a la cada vez más estricta normativa sobre calidad y seguridad alimentaria, se establecen ciertos controles en el procesado, mediante los cuales se determina si alguno de los parámetros del producto se encuentra fuera del rango admisible.
Convencionalmente, estos controles se realizan puntualmente y tras finalizar un proceso, a intervalos que oscilan entre quince minutos y una semana, dependiendo del producto y la propiedad a verificar, pudiéndose realizar los análisis en la propia instalación productora o bien en un laboratorio externo, con lo que el resultado final de los controles se dilata en el tiempo mientras el producto sigue procesándose .
Con ello, en el caso de la aparición de un positivo en el control, es decir la detección de un defecto en el producto, es necesario localizar el lote al que pertenece la muestra defectuosa y separar dicho lote completo para su reprocesado o para su eliminación. Por lo tanto, cuanto mayor es el tiempo en la obtención del resultado de los análisis, mayor es el esfuerzo de localización de los lotes defectuosos, y mayor el riesgo de que más lotes se vean afectados por el mismo problema.
Por otro lado, la demora en la obtención de los resultados de los análisis de control, influye directamente en la calidad del producto final, ya que el reajuste del procesado no se realiza hasta que se detectan los defectos mediante el análisis de control.
Objeto de la invención
De acuerdo con la presente invención se propone un aparato para análisis de productos vegetales durante el procesado de elaboración, permitiendo este aparato el control del proceso productivo de los productos, en tiempo real y de manera continua, mediante el análisis de una o varias propiedades de los productos que se analizan .
Este aparato de análisis objeto de la invención consta de una cinta transportadora, por encima de la cual va dispuesto un sistema de control que dispone de un ordenador en relación con un espectrómetro asociado a una fuente de iluminación y una sonda de medición, y a través de un PLC con un conjunto de sondas detectoras de variables circunstanciales, yendo asociada al ordenador además una pantalla táctil de control. Se tiene asi un aparato en el que el producto a analizar es llevado por la cinta transportadora, pasando por debajo del sistema de control, de manera que el espectrofotómetro analiza la reflexión de un haz de luz que es proyectado sobre el producto por la fuente de iluminación, la cual consta de un emisor de luz regulable en un rango de longitudes de onda determinado y que va en relación con la sonda de medición, la cual dirige el haz de luz hacia el producto y recoge el reflejo dirigiéndolo hasta el espectrofotómetro .
Las sondas detectoras de variables circunstanciales miden ciertas variables que afectan a la medida que realiza el espectrofotómetro, como la cantidad, la temperatura, el pH y el color del producto objeto de análisis, siendo recogidas las señales de dichas sondas por el PLC, el cual envía esas señales al ordenador del sistema, el cual dispone de un programa informático que recoge los datos enviados por el espectrofotómetro y los compensa con las medidas de las variables circunstanciales, para almacenar los resultados en archivos o mostrarlos a través de la pantalla táctil, por medio de la cual el usuario puede además controlar el sistema a través de un interfaz.
De este modo el aparato analiza de manera continua el producto durante el procesado de elaboración del mismo, por lo que permite reajustar los sistemas productivos en tiempo real, minimizando las desviaciones debidas a desajustes en los procesos, y además los defectos del producto se detectan en tiempo real, permitiendo tomar inmediatamente las medidas necesarias sobre el producto defectuoso, con lo cual se agiliza significativamente el procesado global de la elaboración y se minimiza la cantidad de producto que es necesario reprocesar o desechar.
Por todo lo cual, dicho aparato objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la función de análisis de productos vegetales a la que está destinado.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra un esquema general del aparato preconizado .
La figura 2 muestra un esquema en bloques del sistema de control del aparato, según un ejemplo de realización .
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un aparato para análisis de productos vegetales, con unas características de realización que permiten su funcionamiento de manera continua en el mismo procesado de elaboración de los productos que se analizan.
El aparato preconizado comprende una cinta transportadora (1), por encima de la cual va dispuesto un sistema de control (2), de manera que el producto (3) a analizar es llevado por la cinta transportadora (1) , pasando por debajo del sistema de control (2) , el cual analiza de manera continua el producto (3), detectando en el momento cualquier defecto del mismo.
El sistema de control (2) consta de un espectrofotómetro (4), al cual van asociadas una fuente de iluminación (5) y una sonda de medición (6), yendo relacionado dicho espectrofotómetro (4) con un ordenador (7), con el cual se relacionan a su vez, a través de un PLC (8), un conjunto de sondas (9) detectoras de variables circunstanciales, mientras que en relación con dicho ordenador (7) va también dispuesta una pantalla táctil (10) .
Con ello así, dicho sistema de control (2) realiza una función operativa en la que la fuente de iluminación (5) emite un haz de luz en un rango de frecuencias de onda controlado y ajustable, siendo conducido dicho haz de luz a través de la sonda de medición (6), para proyectarle por medio de un emisor (11) sobre el producto (3), el cual absorbe parte de la luz, reflejando el resto que es recogido de nuevo por la sonda de medición (6) y conducido hasta el espectrofotómetro (4), el cual en función de la cantidad de luz reflejada genera una señal que es enviada al ordenador (7) . Por otro lado, el PLC (8) recoge las señales que son proporcionadas por las sondas (9) detectoras de variables circunstanciales, enviando esas señales a su vez al ordenador (7) .
Las señales que proporcionan las sondas (9) determinan las condiciones en las que se introduce el producto (3) que va a ser analizado, comprendiendo preferentemente las sondas siguientes:
• Una sonda de altura (9.1), constituida preferentemente por un láser de alta precisión, la cual detecta el grosor de la capa de producto (3) que va sobre la cinta transportadora (1) .
• Una sonda de temperatura (9.2), la cual mide la temperatura del producto (3).
• Una sonda de pH (9.3), la cual detecta el nivel del pH del producto (3) .
• Una sonda de color (9.4), la cual detecta el tono de color del producto (3) .
Por medio de la pantalla táctil (10) el usuario puede interactuar con el ordenador (7), permitiendo comandar el sistema de control (2), asi como visualizar los datos resultantes del análisis que se esté realizando o de otros que se hallen registrados.
El ordenador (7) lleva instalado un software, por el cual se recogen los datos que proporciona el espectrofotómetro (4) y los corrige en función de las señales que aportan las sondas (9), determinando unos resultados que pueden ser mostrados en la pantalla táctil (10) y almacenados en archivos del ordenador (7) para consultas posteriores. Dicho ordenador (7) es por lo tanto la referencia de todos los elementos funcionales del aparato, encargándose de analizar, mediante su software, los datos que envían todos los elementos funcionales y mostrarlos en forma de tabla o gráfico. Y, además, se crea automáticamente un fichero de registro de datos.
Ese software del ordenador (7) controla también las máquinas de la línea de procesado del producto (3) , para optimizar el mismo en función de las normas de calidad exigidas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. - Aparato para análisis de productos vegetales durante el procesado de los mismos, caracterizado en que comprende una cinta transportadora (1), por encima de la cual va dispuesto un sistema de control (2) que dispone de un espectrofotómetro (4) en relación con una fuente de iluminación (5) y una sonda de medición (6), para hacer incidir sobre el producto (3) a analizar un haz de luz de longitud de onda controlada y recoger su reflejo, yendo relacionado el espectrofotómetro (4) con un ordenador (7), provisto de un software de gestión de datos, con el cual se relacionan a su vez, a través de un PLC (8), un conjunto de sondas (9) detectoras de variables circunstanciales, mientras que en relación con dicho ordenador (7) va también dispuesta una pantalla táctil (10).
2. - Aparato para análisis de productos vegetales durante el procesado de los mismos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que el conjunto de sondas (9) detectoras de variables circunstanciales comprende una sonda de altura (9.1), una sonda de temperatura (9.2), una sonda de pH (9.3) y una sonda de color (9.4), las cuales miden esas variables respecto del producto (3) a analizar.
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