WO2015107234A2 - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos e instalación correspondiente - Google Patents

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WO2015107234A2
WO2015107234A2 PCT/ES2014/070972 ES2014070972W WO2015107234A2 WO 2015107234 A2 WO2015107234 A2 WO 2015107234A2 ES 2014070972 W ES2014070972 W ES 2014070972W WO 2015107234 A2 WO2015107234 A2 WO 2015107234A2
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meat product
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products according
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Rodríguez Ventura JUAN MANUEL
Álvarez García JACOBO
Williams Hallows MARK RICHARD
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Lenz Instruments S.L.
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    • 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
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/023—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil
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    • A22—BUTCHERING; MEAT TREATMENT; PROCESSING POULTRY OR FISH
    • A22C—PROCESSING MEAT, POULTRY, OR FISH
    • A22C17/00—Other devices for processing meat or bones
    • A22C17/0073—Other devices for processing meat or bones using visual recognition, X-rays, ultrasounds, or other contactless means to determine quality or size of portioned meat
    • A22C17/008—Other devices for processing meat or bones using visual recognition, X-rays, ultrasounds, or other contactless means to determine quality or size of portioned meat for measuring quality, e.g. to determine further processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N33/02—Food
    • G01N33/12—Meat; Fish

Definitions

  • the invention relates to a method for determining quality parameters in meat products comprising the steps of providing at least one emitting coil and at least one receiving coil, generating a time-varying primary electromagnetic field by means of said at least one emitting coil, subjecting said meat product to the effects of said primary electromagnetic field to generate induced currents in said meat product, and establishing a secondary electromagnetic field, and detecting by means of at least one receiving coil the total electromagnetic field.
  • the invention relates to an installation for determining quality parameters in meat products comprising at least one emitting coil, at least one receiving coil, generating means of a primary electromagnetic field that varies over time in said at least a transmitter coil, means of determination, in said at least one receiver coil of the components in phase and / or quadrature of the total electromagnetic field.
  • meat products in the present invention should be interpreted broadly.
  • the concept includes all fresh, processed or semi-processed meat products, including pork, beef, lamb, chicken, turkey and horse.
  • meat pieces from the exploded view (such as hams, shoulders, bacon, loins or others), cuts of meat, minced meat or any other specialty of the charcutero sector .
  • product meat means meat from any animal intended for human consumption, such as fish meat.
  • the concept of "absorption of salt in lean” refers to the amount of salt absorbed in the lean of the meat product after being subjected to a dry salting process (as it would be the case of the serrano ham) or in brine ( as, for example, the application of brine injection for cooked ham).
  • intramuscular fat refers to fat infiltrated in the muscle fibers of lean tissue.
  • Primary electromagnetic field electromagnetic field generated in space by at least one emitting coil as a result of the circulation in said emitting coil of a current of varying amplitude in time .
  • Secondary electromagnetic field electromagnetic field generated in space by the currents induced in the meat product as a result of being subjected to the action of the primary electromagnetic field.
  • Total electromagnetic field electromagnetic field resulting from the superimposition of the primary electromagnetic field and the secondary electromagnetic field, and which is detected from the current induced in said at least one receiving coil.
  • Components in phase and quadrature of the total electromagnetic field components resulting from the vector decomposition of the total electromagnetic field, and presenting a lag of 0 e and 90 e , respectively, with respect to the primary electromagnetic field.
  • this parameter is mainly conditioned by a series of processes such as the chemical breakdown of glycogen present in the muscle after sacrifice, the formation of lactic acid, and the evolution of the pH of muscle tissue . Associated with these changes, changes in the cellular structure of the meat product occur at the level of the cell membrane. Such physical-chemical processes and structural modifications ultimately determine the ability of the meat product to retain water inside its structure.
  • the salting process of a meat product also involves important variations in its properties. At the physical-chemical level, this process evolves through a double diffusion process, whereby there is a diffusion of salt into the product, and a diffusion of water towards the surface. In addition, as a result of the interaction of muscle tissue with salt ions and introduced additives, chemical and enzymatic reactions occur, as well as changes in the cellular structure of the product. Finally, the intramuscular fat content of a meat product is directly related to the distribution of fatty and muscular tissue inside the product. In many cases, as in the case of Iberian hams, the distribution of intramuscular fat is not homogeneous, and does not present a direct relationship with the total fat content of the product.
  • the determination of the quality parameters of meat products is very important to be able to adjust the production processes and ensure a quality of uniform product. This also allows the establishment of production segmentation strategies, and in many cases, maximizes the industrial performance of the production process.
  • the monitoring of these quality parameters is only possible through destructive and / or invasive methods. These methods have various limitations in terms of analysis time, automation for online implementation, cost, maintenance, risk of cross contamination, and / or accuracy. Despite these limitations, the complex relationship between the mentioned quality parameters and the properties of the product has hindered the development of non-destructive inspection methods.
  • the water retention capacity is particularly relevant, since it has a remarkable effect both on the organoleptic quality of the final product, and on the performance of many industrial manufacturing processes.
  • the raw material that has insufficient water retention such as soft and exudative meats, also called PSE meats (English acronym for Palé, Soft and Exudative) or that has excessive water retention such as dark and firm meats or also called DFD meats (English acronym for Dark, Firm and Dry), cause defects in the final product, whether fresh or processed.
  • PSE meats Korean acronym for Palé, Soft and Exudative
  • DFD meats American acronym for Dark, Firm and Dry
  • the main defects are excessive weight loss, textural problems, stability and food safety problems, discoloration, inadequate salt absorption, defects when slicing the product such as breaks, cracks, holes, etc.
  • the water retention capacity is estimated by monitoring the evolution of the pH of the meat after slaughter, typically at 45 minutes (pH 45 ) and / or 24 hours (pH 24 ).
  • the monitoring is carried out by means of electrodes, in the form of a needle, which are subject to wear and eventual oxidation.
  • this system presents the added problem that the measurement is only representative of a limited volume of the piece of meat analyzed.
  • the water retention capacity can be estimated by a mean color in the area of the lean.
  • the color measurement can be performed objectively with a colorimeter of the Minolta CR-400 type (or similar) or by a subjective visual inspection with trained operators.
  • a limitation of the measurement method using the colorimeter is the error introduced in the color measurement due to the presence of connective tissue and / or fat.
  • this procedure alone does not allow to determine certain types of meats that have a water retention problem such as red, soft and exudative meats or CSR (English acronym for Red, Soft and Exudative). This type of meat is present in a high percentage of pork production, around 35%.
  • intramuscular fat content is an important quality parameter, since it is closely related to the flavor, aroma and tenderness of the meat.
  • a minimum of intramuscular fat typically 2%) is necessary to obtain an optimal sensory quality of fresh meat. Usually, values between 3 and 4% are more suitable for meat destined for cured products.
  • intramuscular fat acts as a physical barrier to water leakage, preventing the meat parts from becoming excessively dehydrated. On the other hand, it also acts as a physical barrier to the entry of salt into the internal parts of the ham, making salting and curing times longer.
  • the determination of the content of intramuscular fat in meat pieces in addition to enabling a segmentation of the raw material and making an optimal adjustment of the production processes, allows the meat processor to establish a fair payment criteria with the supplier of said raw material, in based on its quality.
  • NIRS near-infrared Spectroscopy
  • the purpose of the invention is to provide a method and an installation of the type indicated at the beginning, which allow to determine quality parameters in meat products by non-invasive methods and which also offer a most representative information of the whole product.
  • the invention has as its main objective the determination of the water retention capacity and / or the absorption of salt in lean and / or the intramuscular fat content in any type of meat products, whether fresh or semi-fresh pieces -worked or cured or salted products.
  • the purpose of the invention is achieved by means of a method for determining quality parameters in meat products of the type indicated at the beginning, characterized in that it also comprises the steps of obtaining in phase and quadrature components of the total electromagnetic field from said receiving coil, and obtain an estimate of said quality parameters of said meat product from said components in phase and / or quadrature of the total electromagnetic field, using previously established correlation models between said components in phase and / or quadrature of the electromagnetic field total and at least one parameter of the group formed by the water retention capacity, the salt absorption in lean and / or the intramuscular fat content, where said correlation models have been obtained from previous experimental tests.
  • the procedure could include the determination of the module and the phase of the signal induced in the receiving coil or, if necessary, multiple receiving coils.
  • the method according to the invention has multiple advantages over invasive methods.
  • meat products remain intact and the risk of cross contamination between different products is eliminated, since no probes are used to pierce them.
  • the aforementioned problem of the global estimate is also solved from a local sample or a surface measure, since the present procedure allows to analyze all the product as a whole.
  • the system allows to gain inspection speed, thus allowing its implementation in fully automated classification lines.
  • the described procedure constitutes a powerful characterization method that allows the determination of quality parameters in meat products, as it has been experimentally verified. In general, the relationship between these quality parameters and the electromagnetic response of the meat product is complex.
  • the procedure described in the present invention is based on the analysis of the variables that affect the quality parameters in meat products, and on the observation that these variables modify to a greater or lesser extent the magnitude and spatial distribution of the flow of induced currents in the meat product subjected to the action of a primary electromagnetic field variable in time.
  • the technique developed preferably comprises the use of various excitation frequencies, which allows characterizing the response of the meat product by privileging a certain driving mechanism.
  • kHz kilohertz
  • tens of kHz are suitable for the characterization of ionic conduction mechanisms, as well as the distribution and morphology of product tissues.
  • the frequency range from 100 kHz to 100 MHz (megahertz) allows characterizing the cellular structure of the meat product, through the dispersion mechanism associated with the cell membrane of the constituent tissues, commonly known as the ⁇ dispersion mechanism. Therefore, the use of multiple frequencies makes it possible to indirectly evaluate the physical-chemical and structural properties of the meat product based on its electromagnetic response.
  • the procedure developed is based on experimentally establishing correlation models between the response electromagnetic of the meat product - through the phase and quadrature components of the total electromagnetic field, and the quality parameters described above.
  • the decomposition of the total electromagnetic field into its components in phase and quadrature with respect to the primary electromagnetic field is particularly advantageous, since it allows the contributions to the secondary electromagnetic field associated with the real (phase component) and imaginary part (quadrature component) of the dielectric constant of the meat product.
  • the invention encompasses a series of preferred features that are the subject of the dependent claims and whose usefulness will be highlighted later in the detailed description of an embodiment of the invention.
  • the method further comprises the steps of obtaining the initial weight of said meat product, adding said initial weight to said correlation models and obtaining an estimated value of water retention capacity and / or absorption of salt in lean and / or the intramuscular fat content of said meat product from these correlation models.
  • the initial weight can be obtained in a simple way, since it is either known at the entrance of the installation or the installation can be equipped with a scale or weighing system.
  • the initial weight parameter makes it possible to significantly improve the online estimation of WHC, lean salt absorption and intramuscular fat content. Such improvement is fundamentally related to the fact that the mutual inductance between the meat product and the emitting and receiving coils increases with the volume of the sample.
  • the method further comprises the steps of obtaining weight loss after salting as a difference between the initial weight of said meat product and the final weight after salting, adding said weight loss to said correlation models and obtaining an estimated value of the lean salt absorption of said meat product from said correlation models.
  • the loss of weight after the salting process provides a direct measure of the amount of water that the product has lost as a result of the diffusion of water to the surface. The inclusion of this variable in the correlation models makes it possible to solve the indeterminacy associated with the fact that the dielectric properties of the meat product depend on both the absorption of salt and the loss of water in the diffusion process. Consequently, the prediction error of the models for the prediction of salt absorption in lean decreases significantly.
  • the process comprises the steps of obtaining the initial weight percentage of lean and / or fat of said meat product, adding said initial weight percentage of lean and / or fat to said correlation models and obtaining an estimated value of the water retention capacity and / or the absorption of salt in lean and / or the intramuscular fat content of said meat product from said correlation models.
  • This additional parameter lies in the fact that the dielectric properties of the meat product, particularly at frequencies above 100kHz, depend on the amount of muscle tissue present in the meat product. Therefore, the normalization of the quadrature components to the lean tissue mass makes it possible to decouple this effect, improving the predictability of the quality parameters of the meat product.
  • the method comprises the step of providing first and second coils.
  • emitters and first and second receiving coils, and the primary electromagnetic fields generated by said two emitting coils are offset 0 or 180 e , depending on the winding direction of their turns and the estimation of the secondary electromagnetic field is made based on the sum or to the subtraction of the secondary electromagnetic fields obtained from said two receiving coils.
  • the two emitting coils are energized with signals phase shifted from each other 180 e, such that the primary field formed by the superposition of the fields of each of the radiator coils has the particularity of being strongly confined in the space between The two coils.
  • the improvement in the directivity of the reception system is achieved by subtracting the signals received in the two receiving coils.
  • the process according to the invention comprises the steps of generating in said at least one emitting coil a plurality of primary electromagnetic fields at different excitation frequencies and determining by means of said at least one receiving coil the components in phase and / or in quadrature of the total electromagnetic fields, for each of said excitation frequencies, obtain a correlation model comprising said components in phase and / or quadrature of each of said total electromagnetic fields, for each of said frequencies of excitation, and obtain an estimated value of the water retention capacity and / or the absorption of salt in lean and / or the intramuscular fat content of said meat product from each of said correlation models.
  • the process comprises the implementation of said at least one emitting coil and said at least one receiving coil in the form of tunable coils, which allows obtaining the response of the meat product at multiple excitation frequencies even in the case of using a single transmitter coil and a single receiver coil.
  • the excitation frequencies are in a range between 1 kHz to 100 MHz.
  • the process according to the invention comprises the steps of obtaining the total electromagnetic field in the absence of meat product by determining in said at least one receiver coil of the components in phase and quadrature of the total electromagnetic field in the absence of said meat product, determine the offset between the total electromagnetic field and the primary electromagnetic field in the absence of said meat product, and correct said offset.
  • the method also further comprises the steps of obtaining the total electromagnetic field in the absence of meat product by determining in said at least one receiver coil of the component in phase and / or quadrature of said total electromagnetic field in the absence of said meat product, generate an electrical compensation signal with phase and quadrature such that they annul the phase and quadrature components of the total electromagnetic field in said at least one receiving coil due to the primary electromagnetic field in the absence of meat product.
  • the primary electromagnetic field is of much greater intensity than the secondary electromagnetic field generated in the meat product (typically, several orders of greater magnitude).
  • the total electromagnetic field is formed by the superposition of a component associated with the secondary electromagnetic field generated in the meat product, and an additional component associated with the primary electromagnetic field, which masks the interest contribution associated to the secondary field.
  • the signal detected in the receiving coil corresponds only to that produced by the meat product and this can be amplified for convenience, taking advantage of the entire dynamic range of the acquisition system, and improving the measurement accuracy substantially.
  • the method further comprises the steps of obtaining the amplitude of the electrical signal of compensation necessary to cancel the total electromagnetic field in the absence of meat product, normalize the values of the components in phase and quadrature of the total field in the presence of meat product, by the process of dividing said components in phase and in quadrature by the value of said amplitude of the electrical compensation signal, obtaining a correlation model comprising said components in phase and / or quadrature of the total standard electromagnetic field, for each of said excitation frequencies, and obtaining an estimated value of the holding capacity of water and / or the absorption of salt in lean and / or the intramuscular fat content of said meat product from each of said correlation models.
  • This standardization procedure allows compensation of possible system drifts, improving the reproducibility and reliability of the measurement.
  • the method also comprises the steps of providing vision means, determining by means of said vision means at least one morphological parameter of said meat product selected from the height, length, width, area and / or volume of said meat product, and adding one or more of said morphological parameters to said correlation model and obtaining an estimated value of water retention capacity and / or lean salt absorption and / or intramuscular fat content of said meat product from of these correlation models.
  • the use of said morphological parameters allows to improve the accuracy of the correlation models, based on the dependence with the geometry of the meat product, on the coefficient of mutual induction between emitting coil, product meat and receiver coil. Given a certain configuration, it is possible to establish correlation terms of the correlation models based on the modeling of the response of the system, either through analytical techniques and / or empirical procedures based on simulation by finite elements.
  • the method also comprises the steps of providing viewing means, determining by means of said viewing means at least one color parameter, expressed in the CIELAB color space, in the area of the lean of said meat product selected between the luminance (L * ) and / or the red / green level (a * ) and / or the blue / yellow level (b * ) of said meat product, and add one or more of said color parameters (L * a * b * ) to said correlation model and obtaining an estimated value of the water retention capacity of said meat product from said correlation models.
  • the inclusion of said color coordinates improves the correlation obtained, since during the development of the invention, it has been found that this group of variables and in particular the luminance (L * ), constitutes a good estimator of the water retention capacity .
  • the CIELAB color space refers to the chromatic model used to describe all colors perceptible by the human eye.
  • the process according to the invention comprises a step of prior image processing which consists in eliminating from the image obtained by said viewing means the pixels corresponding to connective tissue and intramuscular fat, before determining said color parameter.
  • the invention also proposes an installation of the type indicated at the beginning for the implementation of the invention, which in its most generic form apart from the characteristics described at the beginning of the description is characterized in that it also comprises a magnetic circuit of a material chosen from among ferromagnetic, ferrimagnetic and / or superparamagnetic, said magnetic circuit being able to confine the electromagnetic flux between said at least one emitting coil and said at least one receiving coil in an inspection volume, said inspection volume being configured in such a way which allows subjecting said meat product to the effects of said primary electromagnetic field to induce currents in said meat product, generate a secondary electromagnetic field, and detect the total electromagnetic field in said at least one receiving coil.
  • This magnetic circuit is intended to confine the electromagnetic field within the inspection volume of the meat product so that it directs the magnetic flux from the emitting coil to the receiving coil in a controlled and homogeneous manner. This results in an improvement of an order of magnitude in the sensitivity of the system and therefore an increase in the accuracy of the installation. At the same time, said magnetic circuit also minimizes the generation of induced currents in other parts or nearby structural elements that could affect the sensitivity and / or reproducibility of the measurement, thereby improving the reliability of the measurement. Thanks to this, relatively large and nearby meat products can be inspected with satisfactory and representative results of the product as a whole much more reliably than with prior art devices. Furthermore, in its preferred embodiments, the magnetic circuit has an O-shaped or C-shaped configuration, also including the inverted C-shape.
  • One of the important objectives of the installation according to the invention is the measurement accuracy.
  • the precision is greatly improved when preferably said at least one emitting and receiving coil are mutually facing each other, centered on said installation, which allows to increase the flow of primary electromagnetic field in the area central installation and therefore improve accuracy.
  • the installation according to the invention comprises a conveyor belt defining a longitudinal direction of transport and because said at least one emitting coil is provided below said conveyor belt, while said at least one receiving coil is provided above of said conveyor belt.
  • said at least one emitting coil and said at least one receiving coil may be interchanged, so that said at least one receiving coil is provided below the conveyor belt, and said at least one emitting coil by it is provided above said conveyor belt.
  • One way to achieve said homogeneity is to use a configuration in which said at least one emitting and receiving coil have a configuration such that its width is at least 20% greater than the width of the meat product, said width being defined in the transport plane according to the direction perpendicular to the longitudinal direction of advance of said conveyor belt. This guarantees that the flux density associated with the primary electromagnetic field is homogeneous within a cross section greater than that occupied by the meat product, improving the accuracy and reproducibility of the measurement.
  • a preferred implementation of the system is based on the fact that said at least one emitting and receiving coil are rectangular, its width being greater than its length, and being oriented such that its width is perpendicular to the longitudinal direction of advance.
  • the installation according to the invention comprises a plurality of emitting and receiving coils in identical numbers and because said emitting coils are simultaneously or sequentially excitable.
  • the installation comprises the use of said at least one emitting coil and at least one tunable receiving coil, which allows characterizing the response of the meat product at multiple frequencies using a reduced number of emitting coils and receiving coils.
  • the installation according to the invention comprises viewing means for determining in said meat piece morphological parameters selected from the height, length, width, area and / or volume of said meat product.
  • the installation according to the invention comprises viewing means for determining in said meat piece its color coordinates in CIELAB so that the water retention capacity can be determined.
  • FIG. 1 a longitudinally cut schematic side view of an installation for determining quality parameters in meat products according to the invention.
  • Fig. 2 a schematic front view of the installation of figure 1.
  • Fig. 3 a schematic front view of a second embodiment of the installation according to the invention.
  • Fig. 4 a longitudinally cut schematic side view of a third embodiment of the installation according to the invention.
  • Fig. 5 a longitudinally cut schematic side view of a fourth embodiment of the installation according to the invention.
  • Fig. 6 the estimated values of lean salt concentration in hams, obtained using a partial least squares Regression (PLSR) model, using 5 main components.
  • Fig. 7 the estimated values of "Drip Loss” (drip water loss) on loins, from a 7-component PLSR model.
  • PLSR partial least squares Regression
  • Fig. 8 the estimated values of Intramuscular Fat in hams from a PSLR model of 5 main components.
  • Figure 1 shows schematically an installation 1 for determining quality parameters in meat products according to the invention.
  • the installation 1 has a longitudinal direction of transport 12 defined from a conveyor belt 18 on which the meat product 50 rests, which in this embodiment is a ham.
  • the installation comprises a scale 26 to determine the weight of the meat product 50 that passes through the installation 1.
  • online weight determination is not essential for the invention, since it could be carried out in another separate installation.
  • the conveyor belt 18 is also not essential, since for low capacity installations, such as laboratory facilities, the procedure according to the invention could be performed interrupted in an installation without displacement of the meat product.
  • a transmitter coil 2 is provided, while above, a receiving coil 4 is provided.
  • both coils 2, 4 are mutually facing each other in the vertical direction of the installation.
  • the winding axis 14 of the sending and receiving coils 2, 4 is transverse to the longitudinal direction 12, and in this case more specifically perpendicular to the plane passing through the support surface of the meat product 50 on the conveyor belt 18.
  • the position of the sending and receiving coils 2, 4 could be interchanged, the receiving coil being provided above the conveyor belt 18 and the Receiver 4 below.
  • this configuration generates a very homogeneous electromagnetic field in the vertical direction, especially in the central area of the coils 2, 4. With this, considerably reduce measurement errors due to the variation in the cross section of the meat product 50.
  • the installation 1 also has generating means 6 connected to the emitting coil 2.
  • these generating means 6 will be a multi-frequency electric signal generator to be able to carry out a frequency sweep, improving of this forms the characterization of the dielectric properties of the meat product 50, and an improvement in the predictability of the correlation models is obtained.
  • the coils 2, 4 are tunable.
  • the installation has means for determining 10 of the components in phase and / or quadrature of the total electromagnetic field with respect to the primary electromagnetic field from the emitting coil 2.
  • the installation 1 comprises a magnetic circuit 16 of square cross-section, with its axis oriented parallel to the longitudinal direction 12, describing an O-shape.
  • the magnetic circuit 16 is of a material selected from the ferromagnetic, ferrimagnetic and superparamagnetic entities. or combinations thereof.
  • FIG. 9 schematically shows the effect of the magnetic circuit 16 with a emitting coil 2.
  • the emitting and receiving coils 2, 4 are rectangular and wider than the meat product 50 and especially preferably at least 20% wider than the width of the meat product 50. In addition, they are arranged so that its width is perpendicular to the longitudinal direction 12.
  • the installation 1 comprises viewing means 24 as cameras connected to the determination means 10. These cameras determine in the meat product 50 morphological parameters such as height, length, width, area and / or volume. As the procedure according to the invention states, they can be added to the correlation models to gain precision in the estimation of the quality parameters.
  • the viewing means 24 can be used in a complementary manner to determine color parameters of the meat product 50. Especially preferably the color parameter is expressed in the CIELAB color space. This color parameter, in the area of the lean of the meat product 50 is selected between the luminance L * and / or the level of red / green a * and / or the level of blue / yellow b * of the meat product 50.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment in which the magnetic circuit 16 has a C-shape with the sending and receiving coils 2, 4 facing each other on both sides of the conveyor belt 18 in the vertical direction.
  • the C-shaped configuration can be both conventional C-shaped or O-shaped (C inverted to the left), without varying the scope of protection of the invention.
  • FIG 4 a third embodiment of the invention is appreciated which is substantially similar to that of Figures 1 and 2.
  • the sending and receiving coils 2, 4 are both below the tape Conveyor 18 and joined together by the magnetic circuit 16. This confers flexibility to the installation 1 since, thanks to this configuration, higher volume meat products can be analyzed without the limitation of passing through the magnetic circuit 16.
  • FIG 5 shows a fourth embodiment of the installation 1 of the invention in which two emitting coils 2 and two receiving coils 4 are provided.
  • a transmitter coil 2 and a receiver 4 are located at the bottom of the conveyor belt 18 , while the other two coils 2, 4 are located at the top.
  • each receiving coil 4 can partially overlap with its corresponding emitting coil 2, which partially compensates for the induced field in the receiving coils 4 as a result of the primary field.
  • This configuration allows cancel radial components of the electromagnetic field when electrical signals which excite the radiator coils 180 and are offset from one another, achieving a very homogenous electromagnetic field in the axial direction of the coils and confining the longitudinal direction. This effect can be seen more clearly in Figure 10, which shows the greater homogeneity of the electromagnetic field.
  • Figure 6 shows the results obtained with the process according to the invention in a first embodiment for the determination of the salt absorption in lean, NaCI.
  • the absorption of salt in lean in sixty Parma hams was analyzed.
  • the hams were subjected to an individual salting process for a period of 15 days. After salting with common salt, the hams were brushed and washed to remove the remains of salt on the surface. The measurement of salt absorption in lean NaCl was performed by analytical determination, following standardized protocols. In a previous phase, the initial weight W of the ham was determined before salting. Then, the weight loss WL after salting was determined as a difference between the initial weight W of the ham and the final weight after salting.
  • the hams were subjected to the effects of the primary electromagnetic field generated by the emitting coil 2.
  • the electromagnetic response was obtained by determining the components in phase I and quadrature Q of the total electromagnetic field to two different frequencies: 1900 kHz and 725 kHz.
  • morphological parameters of the pieces were obtained (height, width, and maximum length).
  • Figure 6 shows the curve obtained from which the absorption of salt in lean can be determined using the above equation.
  • the excitation frequencies used were: 25 kHz, 40 kHz, 50 kHz, 85 kHz, 100 kHz, 200 kHz, 300 kHz, 400 kHz, 600 kHz and 850 kHz.
  • DL% the objective variable
  • a multilinear model was used, including the following ratios Q100 / 40, Q300 / 85 and Q600 / 400.
  • PLS Partial least squares regression "
  • the optimal number of variables in the model is 7 (number of main components).
  • a third embodiment of the method according to the invention is shown in Figure 8 in the case of the determination of the determination of intramuscular fat.
  • a total of 30 hams with a percentage of intramuscular fat between 1 and 10% were analyzed.
  • the percentage of intramuscular fat was determined by the Soxhlet chemical extraction method, considered as an industry standard procedure for the determination of fat content.
  • the excitation frequencies used were: 25 kHz, 40 kHz, 50 kHz, 85 kHz, 100 kHz, 200 kHz, 300 kHz, 400 kHz, 600 kHz and 850 kHz.

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Abstract

Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos e instalación correspondiente. El procedimiento comprende las etapas de proporcionar por lo menos una bobina emisora (2) y una bobina receptora (4), generar un campo electromagnético primario variable dicha bobina emisora (2), someter el producto cárnico (50) al campo primario generando corrientes inducidas en el producto cárnico (50) y detectar mediante dicha bobina receptora (4) el campo electromagnético total resultante. Además prevé las etapas de obtener las componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total, y obtener una estimación de los parámetros de calidad de dicho producto cárnico (50) a partir de las componentes en fase y/o en cuadratura del campo total, utilizando unos modelos de correlación previamente establecidos entre las componentes en fase y/o en cuadratura y un parámetro del grupo formado por la capacidad de retención de agua, la absorción de sal en magro y/o el contenido de grasa intramuscular.

Description

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR PARÁMETROS DE CALIDAD EN PRODUCTOS CÁRNICOS E INSTALACIÓN CORRESPONDIENTE
DESCRIPCION
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos que comprende las etapas de proporcionar por lo menos una bobina emisora y por lo menos una bobina receptora, generar un campo electromagnético primario variable en el tiempo mediante dicha por lo menos una bobina emisora, someter dicho producto cárnico a los efectos de dicho campo electromagnético primario para generar corrientes inducidas en dicho producto cárnico, y establecer un campo electromagnético secundario, y detectar mediante dicha por lo menos una bobina receptora el campo electromagnético total.
Asimismo, la invención se refiere a una instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos que comprende por lo menos una bobina emisora, por lo menos una bobina receptora, unos medios generadores de un campo electromagnético primario variable en el tiempo en dicha por lo menos una bobina emisora, unos medios de determinación, en dicha por lo menos una bobina receptora de las componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total. Definiciones
El concepto "productos cárnicos" en la presente invención debe interpretarse de forma amplia. Así, el concepto incluye todos los productos de la industria cárnica en fresco, elaborados o semi-elaborados, incluyendo carne de cerdo, ternera, cordero, pollo, pavo y caballo. Por ejemplo, en el caso de la carne de cerdo, la invención es aplicable, a piezas cárnicas provenientes del despiece (tales como jamones, paletas, pancetas, lomos u otros), recortes de carne, carne picada o cualquier otra especialidad del sector charcutero. Por otro lado, dentro del concepto "producto cárnico" cabe considerar la carne procedente de cualquier animal destinada al consumo humano, tal como la carne de pescado.
En la invención el concepto de "absorción de sal en magro" se refiere a la cantidad de sal absorbida en el magro del producto cárnico tras ser sometido a un proceso de salado en seco (como sería el caso del jamón serrano) o en salmuera (como, por ejemplo, la aplicación de inyección de salmuera para jamón cocido).
También, en la invención el concepto de "grasa intramuscular" se refiere a la grasa infiltrada en las fibras musculares del tejido magro.
Adicionalmente, con objeto de evitar ambigüedades, se exponen las siguientes definiciones: Campo electromagnético primario: campo electromagnético generado en el espacio por la por lo menos una bobina emisora como resultado de la circulación en dicha bobina emisora de una corriente de amplitud variable en el tiempo.
Campo electromagnético secundario: campo electromagnético generado en el espacio por las corrientes inducidas en el producto cárnico como resultado de estar sometido a la acción del campo electromagnético primario.
Campo electromagnético total: campo electromagnético resultante de la superposición del campo electromagnético primario y del campo electromagnético secundario, y que es detectado a partir de la corriente inducida en dicha por lo menos una bobina receptora.
Componentes en fase y cuadratura del campo electromagnético total: componentes resultantes de la descomposición vectorial del campo electromagnético total, y que presentan un desfase de 0e y 90e, respectivamente, respecto del campo electromagnético primario. Estado de la técnica
Además de la composición química de un producto cárnico en términos de su contenido total de grasa y magro, existen diversas variables que se relacionan con su calidad final. Entre éstas, cabe destacar un grupo de parámetros que se encuentran relacionados de manera compleja tanto con las características físico- químicas del producto cárnico, como con su estructura tisular y celular: (a) la capacidad de retención de agua, también denominada WHC (acrónimo inglés de Water Holding Capacity), (b) la absorción de sal en magro, definida en base a la cantidad de sal absorbida en el tejido muscular (magro) del producto, una vez sometido a un proceso de salado, y (c) el contenido de grasa intramuscular en el producto. En general, la relación entre estos parámetros de calidad y las propiedades físico- químicas y estructurales del producto es compleja. En el caso de la capacidad de retención de agua, este parámetro está condicionado fundamentalmente por una serie de procesos tales como la descomposición química del glucógeno presente en el músculo después del sacrificio, la formación de ácido láctico, y la evolución del pH del tejido muscular. Asociados a dichos cambios, se producen cambios en la estructura celular del producto cárnico a nivel de la membrana celular. Tales procesos físico-químicos y modificaciones estructurales, determinan en último término la capacidad del producto cárnico para retener agua en el interior de su estructura.
De forma análoga, el proceso de salado de un producto cárnico comporta también variaciones importantes en sus propiedades. A nivel físico-químico, este proceso evoluciona a través de un doble proceso de difusión, por el cual se produce una difusión de sal hacia el interior del producto, y una difusión de agua hacia la superficie. Además, como resultado de la interacción del tejido muscular con los iones de la sal y aditivos introducidos, se producen reacciones químicas, y enzimáticas, así como cambios en la estructura celular del producto. Finalmente, el contenido de grasa intramuscular de un producto cárnico está directamente relacionado con la distribución de tejido graso y muscular en el interior del producto. En muchas ocasiones, tal como en el caso del jamones ibéricos, la distribución de la grasa intramuscular no es homogénea, y no presenta una relación directa con el contenido total de grasa del producto.
En la industria cárnica, la determinación de los parámetros de calidad de los productos cárnicos (capacidad de retención de agua, absorción de sal en magro y contenido de grasa intramuscular) es de suma importancia para poder ajustar los procesos de producción y garantizar una calidad de producto uniforme. Además esto permite establecer estrategias de segmentación de la producción, y en muchos casos, maximizar el rendimiento industrial del proceso productivo. Actualmente, la monitorización de estos parámetros de calidad únicamente es posible mediante métodos destructivos y/o invasivos. Estos métodos presentan diversas limitaciones en términos de tiempo de análisis, automatización para su implementación en línea, coste, mantenimiento, riesgo de contaminación cruzada, y/o precisión. A pesar de tales limitaciones, la compleja relación existente entre los parámetros de calidad mencionados y las propiedades del producto ha dificultado el desarrollo de métodos de inspección no destructivos.
Dentro de los parámetros de calidad considerados, la capacidad de retención de agua es particularmente relevante, ya que tiene un notable efecto tanto en la calidad organoléptica del producto final, como en el rendimiento de muchos procesos industriales de elaboración. La materia prima que presenta una retención de agua insuficiente, tal como las carnes blandas y exudativas, también llamadas carnes PSE (acrónimo inglés de Palé, Soft and Exudative) o que presenta una retención de agua excesiva tales como las carnes oscuras y firmes o también llamadas carnes DFD (acrónimo inglés de Dark, Firm and Dry), provocan defectos en el producto final ya sea fresco o elaborado. Estos defectos merman la calidad organoléptica del producto y reducen el rendimiento industrial. Los principales defectos son la pérdida de peso excesiva, problemas texturales, problemas de estabilidad y seguridad alimentaria, descoloración, absorción de sal inadecuada, defectos al lonchear el producto tales como roturas, grietas, agujeros, etc. Actualmente, la estimación de la capacidad de retención de agua se realiza mediante la monitorización de la evolución del pH de la carne después de su sacrificio, típicamente a 45 minutos (pH45) y/o a 24 horas (pH24). La monitorización se lleva a cabo mediante electrodos, en forma de aguja, que están sometidos a desgaste y eventual oxidación. Además, este sistema presenta el problema añadido de que la medición, sólo es representativa de un volumen limitado de la pieza de carne analizada. De forma alternativa, en algunos casos la capacidad de retención de agua puede estimarse mediante una media de color en la zona del magro. La medida de color puede realizarse de forma objetiva con un colorímetro del tipo Minolta CR-400 (o similares) o mediante una inspección visual subjetiva con operarios entrenados. Una limitación del método de medida mediante el colorímetro es el error introducido en la medida de color debido a la presencia de tejido conectivo y/o grasa. Por otro lado, este procedimiento por sí solo no permite determinar cierto tipo de carnes que presentan un problema de retención de agua tales como las carnes rojas, blandas y exudativas o RSE (Acrónimo Inglés de Red, Soft and Exudative). Este tipo de carnes está presente en un porcentaje elevado en la producción de carne de cerdo, alrededor del 35%.
Por otra parte, y referente a los procesos de elaboración de productos curados y salados, es importante determinar la cantidad de sal absorbida por la carne elaborada con el objetivo de asegurar una determinada calidad y seguridad alimentaria. Si bien existen diversos métodos experimentales para la determinación del contenido y distribución de sal en productos cárnicos, tales como la Imagen por Resonancia Magnética Nuclear, la mayoría de ellos son complejos y costosos de implementar como métodos de control de calidad en líneas de producción. Actualmente, el método comúnmente utilizado en la industria cárnica se basa en el uso del salinómetro, consistente en una sonda invasiva que permite evaluar la conductividad de la pieza. Sin embargo, igual que en el caso de la medida de la capacidad de retención de agua, estas medidas sólo proporcionan información correspondiente a un volumen limitado de la muestra, y están además sujetas a errores asociados a la variabilidad de la resistencia de contacto entre el electrodo y el medio, y a la geometría de la pieza.
Otro de los problemas asociados a la medición de estos parámetros de calidad con las sondas explicadas consiste en la dificultad de automatización de los procesos de determinación de estos parámetros.
Por otra parte, el contenido de grasa intramuscular es un parámetro de calidad importante, ya que está estrechamente relacionado con el sabor, el aroma y la terneza de la carne. Un mínimo de grasa intramuscular (típicamente del 2%) es necesario para obtener una calidad sensorial óptima de la carne fresca. Habitualmente, los valores comprendidos entre el 3 y el 4% son más adecuados para carne destinada a productos curados. Por otra parte, en la producción de carne curada (jamón, lomo, etc.), la grasa intramuscular actúa como una barrera física a la salida de agua, evitando que las piezas cárnicas se deshidraten de forma excesiva. Por otra parte, también actúa como barrera física a la entrada de sal hacia las partes internas del jamón, haciendo que los tiempos de salado y curado sean mayores. La determinación del contenido de grasa intramuscular en piezas cárnicas, además de posibilitar una segmentación de la materia prima y realizar un ajuste óptimo de los procesos de producción, permite al procesador cárnico establecer un criterio de pago justo con el proveedor de dicha materia prima, en base a su calidad.
Los métodos experimentales para la determinación de grasa intramuscular son destructivos, incluyendo la extracción química o la determinación por espectroscopia de infrarrojo cercano, también denominada como NIRS (acrónimo inglés de Near-lnfrared Spectroscopy) entre otras.
Sumario de la invención
La invención tiene como finalidad proporcionar un procedimiento y una instalación del tipo indicado al principio, que permitan determinar parámetros de calidad en productos cárnicos por métodos no invasivos y que además ofrezcan una información más representativa del conjunto del producto. En particular, la invención tiene como objetivo principal la determinación de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular en cualquier tipo de productos cárnicos, ya sean piezas en fresco o semi-elaboradas o bien productos curados o salados.
En referencia a la instalación, no se descarta que ésta permita determinar otros parámetros de calidad distintos de los del procedimiento según la invención. La finalidad de la invención se consigue mediante un procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos del tipo indicado al principio, caracterizado porque además comprende las etapas de obtener a partir de dicha bobina receptora las componentes en fase y en cuadratura del campo electromagnético total, y obtener una estimación de dichos parámetros de calidad de dicho producto cárnico a partir de dichas componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total, utilizando unos modelos de correlación previamente establecidos entre dichas componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total y por lo menos un parámetro del grupo formado por la capacidad de retención de agua, la absorción de sal en magro y/o el contenido de grasa intramuscular, donde dichos modelos de correlación han sido obtenidos a partir de ensayos experimentales previos.
De forma equivalente a la determinación de las componentes en fase y en cuadratura, el procedimiento podría incluir la determinación del módulo y de la fase de la señal inducida en la bobina receptora o dado el caso múltiples bobinas receptoras.
El procedimiento según la invención presenta múltiples ventajas respecto a los métodos invasivos. En primer lugar, los productos cárnicos se mantienen intactos y además se elimina el riesgo de contaminaciones cruzadas entre distintos productos, ya que no se utilizan sondas que los perforen. Por otra parte, se resuelve también el problema mencionado de la estimación global a partir de una muestra local o una medida superficial, ya que el presente procedimiento permite analizar todo el producto en su conjunto. Además, debido a que el producto cárnico no se manipula con la sonda, el sistema permite ganar velocidad de inspección, permitiendo de esta forma su implementación en líneas de clasificación totalmente automatizadas. El procedimiento descrito constituye un potente método de caracterización que permite la determinación de parámetros de calidad en productos cárnicos, tal y como se ha podido constatar experimentalmente. En general, la relación entre dichos parámetros de calidad y la respuesta electromagnética del producto cárnico es compleja. En primer lugar, es necesario tener en cuenta que no es posible establecer una relación simple entre los parámetros de calidad del producto cárnico, y sus propiedades físico-químicas y estructurales. Por otro lado, las variaciones en la respuesta electromagnética del producto como resultado de cambios físico- químicos y estructurales tampoco pueden establecerse a priori de forma trivial. El procedimiento descrito en la presente invención se fundamenta en el análisis de las variables que afectan a los parámetros de calidad en productos cárnicos, y en la observación de que estas variables modifican en mayor o menor medida la magnitud y distribución espacial del flujo de corrientes inducidas en el producto cárnico sometido a la acción de un campo electromagnético primario variable en el tiempo. La técnica desarrollada comprende preferentemente la utilización de diversas frecuencias de excitación, lo que permite caracterizar la respuesta del producto cárnico privilegiando un determinado mecanismo de conducción. En general, las frecuencias de trabajo en el rango de kHz (kilohercios) o de decenas de kHz son adecuadas para la caracterización de los mecanismos de conducción iónica, así como la distribución y morfología de los tejidos del producto. De manera complementaria, el rango de frecuencias de 100 kHz hasta 100 MHz (megahercios) permite caracterizar la estructura celular del producto cárnico, a través del mecanismo de dispersión asociado a la membrana celular de los tejidos constituyentes, comúnmente conocido como mecanismo de dispersión β. Por lo tanto, la utilización de múltiples frecuencias permite evaluar indirectamente las propiedades físico-químicas y estructurales del producto cárnico en base a su respuesta electromagnética. De esta forma, el procedimiento desarrollado se basa en establecer experimentalmente modelos de correlación entre la respuesta electromagnética del producto cárnico - a través de las componentes en fase y cuadratura del campo electromagnético total, y los parámetros de calidad anteriormente descritos. Asimismo, cabe señalar que la descomposición del campo electromagnético total en sus componentes en fase y en cuadratura respecto del campo electromagnético primario es particularmente ventajosa, ya que permite separar las contribuciones al campo electromagnético secundario asociadas a la parte real (componente en fase) e imaginaria (componente en cuadratura) de la constante dieléctrica del producto cárnico. Además, la invención abarca una serie de características preferentes que son objeto de las reivindicaciones dependientes y cuya utilidad se pondrá de relieve más adelante en la descripción detallada de una forma de realización de la invención. En una forma de realización preferente, el procedimiento además comprende las etapas de obtener el peso inicial de dicho producto cárnico, añadir dicho peso inicial a dichos modelos de correlación y obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico a partir de a partir de dichos modelos de correlación. El peso inicial se puede obtener de forma simple, ya que o bien es conocido a la entrada de la instalación o bien puede equiparse la instalación con una báscula o un sistema de pesaje. Como ventaja destacable, el parámetro de peso inicial permite mejorar notablemente la estimación en línea de la WHC, de la absorción de sal en magro y del contenido de grasa intramuscular. Tal mejora está relacionada fundamentalmente con el hecho de que la inductancia mutua entre el producto cárnico y las bobinas emisora y receptora, aumentan con el volumen de la muestra. Añadido a este factor, hay que tener en cuenta también que la amplitud del campo electromagnético secundario aumenta con la masa del producto. De esta forma, la introducción de términos lineales y/o no lineales que incluyen el peso del producto permite establecer modelos de correlación más precisos.
En una forma de realización preferente, el procedimiento además comprende las etapas de obtener la pérdida de peso después del salado como diferencia entre el peso inicial de dicho producto cárnico y el peso final tras el salado, añadir dicha pérdida de peso a dichos modelos de correlación y obtener un valor estimado de la absorción de sal en magro de dicho producto cárnico a partir de dichos modelos de correlación. La pérdida de peso tras el proceso de salado proporciona una medida directa de la cantidad de agua que el producto ha perdido como consecuencia de la difusión de agua hacia la superficie. La inclusión de esta variable en los modelos de correlación permite resolver la indeterminación asociada al hecho de que las propiedades dieléctricas del producto cárnico dependen tanto de la absorción de sal como de la pérdida de agua en el proceso de difusión. En consecuencia, el error de predicción de los modelos para la predicción de la absorción de sal en magro disminuye sensiblemente.
En otra forma de realización preferente el procedimiento comprende las etapas de obtener el porcentaje en peso inicial de magro y/o de grasa de dicho producto cárnico, añadir dicho porcentaje en peso inicial de magro y/o de grasa a dichos modelos de correlación y obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico a partir de dichos modelos de correlación. La importancia de este parámetro adicional radica en el hecho de que las propiedades dieléctricas del producto cárnico, particularmente a frecuencias por encima de 100kHz, dependen de la cantidad de tejido muscular presente en el producto cárnico. Por lo tanto, la normalización de las componentes de cuadratura a la masa de tejido magro permite desacoplar este efecto, mejorando la capacidad de predicción de los parámetros de calidad del producto cárnico.
Por otra parte, con el objetivo de conseguir una mayor directividad y homogeneidad del campo electromagnético primario, así como una mayor directividad en la detección del campo electromagnético total, en una forma de realización preferente el procedimiento comprende la etapa de proporcionar unas primera y segunda bobinas emisoras y unas primera y segunda bobinas receptoras, y los campos electromagnéticos primarios generados por dichas dos bobinas emisoras están desfasados 0 ó 180e, dependiendo de la dirección de arrollamiento de sus espiras y la estimación del campo electromagnético secundario se efectúa en base a la suma o a la resta de los campos electromagnéticos secundarios obtenidos de dichas dos bobinas receptoras. En esta configuración, las dos bobinas emisoras se excitan con señales desfasadas entre sí 180e, de tal manera que el campo primario constituido por la superposición de los campos de cada una de las bobinas emisoras tiene la particularidad de estar fuertemente confinado en el espacio entre las dos bobinas. De modo análogo, la mejora en la directividad del sistema de recepción se consigue restando las señales recibidas en las dos bobinas receptoras. Para ilustrar gráficamente el efecto de confinamiento del campo electromagnético primario, en la figura 10 se muestran la simulación de las distribuciones de las líneas de campo obtenidas utilizando una única bobina emisora, y dos bobinas emisoras desfasadas 180e entre sí.
De forma especialmente preferente, el procedimiento según la invención comprende las etapas de generar en dicha por lo menos una bobina emisora una pluralidad de campos electromagnéticos primarios a distintas frecuencias de excitación y determinar mediante dicha por lo menos una bobina receptora las componentes en fase y/o en cuadratura de los campos electromagnéticos totales, para cada una de dichas frecuencias de excitación, obtener un modelo de correlación que comprende dichas componentes en fase y/o en cuadratura de cada uno de dichos campos electromagnéticos totales, para cada una de dichas frecuencias de excitación, y obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico a partir de cada uno de dichos modelos de correlación. De forma especialmente preferente, el procedimiento comprende la implementación de dicha por lo menos una bobina emisora y dicha por lo menos una bobina receptora en la forma de bobinas sintonizables, lo que permite obtener la respuesta del producto cárnico a múltiples frecuencias de excitación incluso en el caso de utilizar una única bobina emisora y una única bobina receptora. Por otra parte, se ha comprobado como especialmente ventajoso para los productos cárnicos que las frecuencias de excitación estén comprendidas en un rango comprendido entre 1 kHz a 100 MHz. También con el objetivo de calibrar la medida de las componentes de fase y cuadratura, el procedimiento según la invención comprende las etapas de obtener el campo electromagnético total en ausencia de producto cárnico mediante la determinación en dicha por lo menos una bobina receptora de las componentes en fase y en cuadratura del campo electromagnético total en ausencia de dicho producto cárnico, determinar el desfase entre el campo electromagnético total y el campo electromagnético primario en ausencia de dicho producto cárnico, y corregir dicho desfase. De forma preferente y con el objetivo de maximizar el margen dinámico de medida del instrumento, el procedimiento también comprende adicionalmente las etapas de obtener el campo electromagnético total en ausencia de producto cárnico mediante la determinación en dicha por lo menos una bobina receptora de la componente en fase y/o en cuadratura de dicho campo electromagnético total en ausencia de dicho producto cárnico, generar una señal eléctrica de compensación con fase y cuadratura tales que anulen las componentes en fase y cuadratura del campo electromagnético total en dicha por lo menos una bobina receptora debido al campo electromagnético primario en ausencia de producto cárnico. Comparativamente, el campo electromagnético primario es de mucha mayor intensidad que el campo electromagnético secundario generado en el producto cárnico (típicamente, varios órdenes de magnitud mayor). Como consecuencia, en ausencia de señal eléctrica de compensación, el campo electromagnético total está formado por la superposición de una componente asociada al campo electromagnético secundario generado en el producto cárnico, y una componente adicional asociada al campo electromagnético primario, que enmascara la contribución de interés asociada al campo secundario. Así, gracias a la señal eléctrica de compensación, la señal detectada en la bobina receptora corresponde únicamente a la producida por el producto cárnico y ésta puede ser amplificada a conveniencia, aprovechando todo el rango dinámico del sistema de adquisición, y mejorándose la precisión de medición de forma substancial.
En una forma de realización alternativa, el procedimiento comprende adicionalmente las etapas de obtener la amplitud de la señal eléctrica de compensación necesaria para anular el campo electromagnético total en ausencia de producto cárnico, normalizar los valores de las componentes en fase y en cuadratura del campo total en presencia de producto cárnico, mediante el proceso de dividir dichas componentes en fase y en cuadratura por el valor de dicha amplitud de la señal eléctrica de compensación, obtener un modelo de correlación que comprende dichas componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total normalizadas, para cada una de dichas frecuencias de excitación, y obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico a partir de cada uno de dichos modelos de correlación. Este procedimiento de normalización permite compensar posibles derivas del sistema, mejorando la reproducibilidad y la fiabilidad de la medida.
Opcionalmente, el procedimiento también comprende las etapas de proporcionar unos medios de visión, determinar mediante dichos medios de visión por lo menos un parámetro morfológico de dicho producto cárnico seleccionado entre la altura, longitud, anchura, área y/o volumen de dicho producto cárnico, y añadir uno o varios de dichos parámetros morfológicos a dicho modelo de correlación y obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico a partir de dichos modelos de correlación. De forma alternativa o complementaria al peso inicial del producto cárnico, la utilización de dichos parámetros morfológicos permite mejorar la precisión de los modelos de correlación, en base a la dependencia con la geometría del producto cárnico, del coeficiente de inducción mutua entre bobina emisora, producto cárnico y bobina receptora. Dada una configuración determinada, es posible establecer términos de corrección de los modelos de correlación en base al modelado de la respuesta del sistema, ya sea mediante técnicas analíticas y/o procedimientos empíricos basados en simulación por elementos finitos.
Opcionalmente, el procedimiento también comprende las etapas de proporcionar unos medios de visión, determinar mediante dichos medios de visión por lo menos un parámetro de color, expresado en el espacio de color CIELAB, en la zona del magro de dicho producto cárnico seleccionado entre la luminancia (L*) y/o el nivel de rojo/verde (a*) y/o el nivel de azul/amarillo (b*) de dicho producto cárnico, y añadir uno o varios de dichos parámetros de color (L*a*b*) a dicho modelo de correlación y obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua de dicho producto cárnico a partir de dichos modelos de correlación. La inclusión de dichas coordenadas de color mejora la correlación obtenida, ya que durante el desarrollo de la invención, se ha constatado que este grupo de variables y en particular la luminancia (L*), constituye un buen estimador de la capacidad de retención de agua. El espacio de color CIELAB se refiere al modelo cromático utilizado para describir todos los colores perceptibles por el ojo humano.
De forma especialmente preferente el procedimiento según la invención comprende una etapa de procesado de imagen previa que consiste en eliminar de la imagen obtenida por dichos medios de visión los pixeles correspondientes a tejido conectivo y grasa intramuscular, antes de determinar dicho parámetro de color.
La invención también plantea una instalación del tipo indicado al principio para la puesta en práctica de la invención que en su forma más genérica a parte de las características descritas al inicio de la descripción está caracterizada porque además comprende un circuito magnético de un material elegido de entre los ferromagnéticos, ferrimagnéticos y/o superparamagnéticos, siendo dicho circuito magnético apto para confinar el flujo electromagnético entre dicha por lo menos una bobina emisora y dicha por lo menos una bobina receptora en un volumen de inspección, estando dicho volumen de inspección configurado de tal manera que permite someter dicho producto cárnico a los efectos de dicho campo electromagnético primario para inducir corrientes en dicho producto cárnico, generar un campo electromagnético secundario, y detectar el campo electromagnético total en dicha por lo menos una bobina receptora. Este circuito magnético tiene por objeto confinar el campo electromagnético dentro del volumen de inspección del producto cárnico de modo que dirige de forma controlada y homogénea el flujo magnético desde la bobina emisora hasta la bobina receptora. Esto tiene como consecuencia una mejora de un orden de magnitud en la sensibilidad del sistema y por consiguiente un incremento de la precisión de la instalación. Al mismo tiempo, dicho circuito magnético también minimiza la generación de corrientes inducidas en otras piezas o elementos estructurales cercanos que podrían afectar a la sensibilidad y/o reproducibilidad de la medida, mejorando por tanto la fiabilidad de la medida. Gracias a ello se pueden inspeccionar productos cárnicos relativamente grandes y próximos entre sí con resultados satisfactorios y representativos del conjunto del producto de forma mucho más fiable que con los dispositivos del estado de la técnica. Además en sus formas de realización preferentes, el circuito magnético presenta una configuración en forma de O, o de C, incluyendo también la forma de C invertida.
Uno de los objetivos importantes de la instalación según la invención es la precisión de medición. Así, durante el desarrollo de la invención se ha comprobado que la precisión se mejora notablemente cuando preferentemente dichas por lo menos una bobina emisora y receptora están mutuamente enfrentadas, centradas en dicha instalación, lo cual permite aumentar el flujo de campo electromagnético primario en la zona central de la instalación y por consiguiente mejorar la precisión.
También, en especial cuando los productos cárnicos son voluminosos y de formas irregulares, como por ejemplo los jamones, la configuración de la disposición de las bobinas puede afectar negativamente a la precisión de las mediciones. Por otra parte, también es importante que la determinación de los parámetros de calidad se haga lo más rápido posible. Así, preferentemente la instalación según la invención comprende una cinta transportadora que define una dirección longitudinal de transporte y porque dicha por lo menos una bobina emisora está prevista por debajo de dicha cinta transportadora, mientras que dicha por lo menos una bobina receptora está prevista por encima de dicha cinta transportadora. Alternativamente, dicha por lo menos una bobina emisora y dicha por lo menos una bobina receptora pueden estar intercambiadas, de forma que la dicha por lo menos una bobina receptora está prevista debajo de la cinta transportadora, y la dicha por lo menos una bobina emisora por está prevista por encima de dicha cinta transportadora. Esta disposición es más favorable, ya que permite aprovechar el hecho de que la distancia de la pieza a las bobinas, una vez colocada sobre la cinta, es fija, evitándose así posibles errores asociados al posicionamiento de la pieza en la cinta.
Por otra parte, se ha comprobado que las variaciones en el posicionamiento de la pieza en el eje transversal de la cinta pueden afectar negativamente a la estimación de las características de la pieza. Para minimizar este efecto es particularmente importante maximizar la homogeneidad del campo electromagnético primario dentro del volumen de inspección. Una manera de conseguir dicha homogeneidad consiste en utilizar una configuración en la que dichas por lo menos una bobina emisora y receptora presentan una configuración tal que su anchura es por lo menos un 20% mayor que la anchura del producto cárnico, estando definida dicha anchura en el plano de transporte según la dirección perpendicular a la dirección longitudinal de avance de la dicha cinta transportadora. Esto garantiza que la densidad de flujo asociado al campo electromagnético primario sea homogénea dentro de una sección transversal mayor que la ocupada por el producto cárnico, mejorándose la precisión y reproducibilidad de la medida. De esta forma, una implementación preferente del sistema se basa en que dichas por lo menos una bobina emisora y receptora son rectangulares, siendo su anchura mayor que su longitud, y estando orientadas de modo que su anchura es perpendicular a la dirección longitudinal de avance. Preferentemente la instalación según la invención comprende una pluralidad de bobinas emisoras y receptoras en número idéntico y porque dichas bobinas emisoras son excitables de modo simultáneo o secuencial.
Preferentemente la instalación comprende la utilización de dichas por lo menos una bobina emisora y por lo menos una bobina receptora sintonizables, lo que permite caracterizar la respuesta del producto cárnico a múltiples frecuencias utilizando un número reducido de bobinas emisoras y bobinas receptoras. En una forma de realización alternativa, la instalación según la invención comprende unos medios de visión para la determinación en dicha pieza cárnica de parámetros morfológicos seleccionados entre la altura, longitud, anchura, área y/o volumen de dicho producto cárnico.
Finalmente, en una forma de realización alternativa, la instalación según la invención comprende unos medios de visión para la determinación en dicha pieza cárnica de sus coordenadas de color en CIELAB de manera que se puede determinar la capacidad de retención de agua.
Asimismo, la invención también abarca otras características de detalle ilustradas en la descripción detallada de una forma de realización de la invención y en las figuras que la acompañan. Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relatan unas formas preferentes de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran:
Fig. 1 , una vista lateral esquemática cortada longitudinalmente de una instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la invención. Fig. 2, una vista frontal esquemática de la instalación de la figura 1 .
Fig. 3, una vista frontal esquemática de una segunda forma de realización de la instalación según la invención.
Fig. 4, una vista lateral esquemática cortada longitudinalmente de una tercera forma de realización de la instalación según la invención.
Fig. 5, una vista lateral esquemática cortada longitudinalmente de una cuarta forma de realización de la instalación según la invención.
Fig. 6, los valores estimados de concentración de sal en magro en jamones, obtenidos mediante un modelo de Regresión por mínimos cuadrados parciales (PLSR), utilizando 5 componentes principales. Fig. 7, los valores estimados de "Drip Loss" (Pérdida de agua por goteo) en lomos, a partir de un modelo PLSR de 7 componentes principales.
Fig. 8, los valores estimados de Grasa Intramuscular en jamones a partir de un modelo PSLR de 5 componentes principales.
Fig. 9, simulación de la distribución de las líneas de campo electromagnético primario obtenidas a partir de una única bobina emisora.
Fig. 10, simulación de la distribución de las líneas de campo electromagnético primario obtenidas a partir de dos bobinas emisoras desfasadas 180e, según la disposición de bobinas de la figura 5.
Descripción detallada de unas formas de realización de la invención
La figura 1 , muestra de forma esquemática una instalación 1 para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la invención.
La instalación 1 presenta una dirección longitudinal 12 de transporte definida a partir de una cinta transportadora 18 sobre la que reposa el producto cárnico 50, que en esta forma de realización es un jamón. Al inicio de la cinta transportadora 18, la instalación comprende una báscula 26 para determinar el peso del producto cárnico 50 que pasa por la instalación 1 . No obstante, la determinación del peso en línea no es esencial para la invención, ya que se podría realizar en otra instalación separada. También cabe comentar que la cinta transportadora 18 tampoco es esencial, ya que para instalaciones de poca capacidad, como por ejemplo, instalaciones destinadas a laboratorio, se podrían realizar el procedimiento según la invención de forma interrumpida en una instalación sin desplazamiento del producto cárnico.
En la dirección vertical, por debajo de la cinta transportadora 18 está prevista una bobina emisora 2, mientras que por encima, está prevista una bobina receptora 4. En esta forma de realización ambas bobinas 2, 4 están mutuamente enfrentadas en la dirección vertical de la instalación. Por otra parte, se aprecia que el eje de arrollamiento 14 de las bobinas emisora y receptora 2, 4 es transversal a la dirección longitudinal 12, y en este caso más concretamente perpendicular al plano que pasa por la superficie de apoyo del producto cárnico 50 sobre la cinta transportadora 18. De forma alternativa, la posición de las bobinas emisora y receptora 2, 4 podría estar intercambiada, estando la bobina receptora prevista por encima de la cinta transportadora 18 y la receptora 4 por debajo.
Como se indica de forma esquemática en las figuras 1 y 2 a través de las líneas de campo 8, esta configuración genera un campo electromagnético muy homogéneo en la dirección vertical, especialmente en la zona central de las bobinas 2, 4. Con ello, se reducen considerablemente los errores de medición debidos a la variación de la sección transversal del producto cárnico 50.
En la figura 2, se aprecia que la instalación 1 presenta también unos medios generadores 6 conectados a la bobina emisora 2. De forma preferente estos medios generadores 6 serán un generador de señal eléctrica multifrecuencia para poder llevar a cabo un barrido de frecuencias, mejorándose de esta forma la caracterización de las propiedades dieléctricas del producto cárnico 50, y obteniéndose una mejora en la capacidad de predicción de los modelos de correlación. También de forma preferente, las bobinas 2, 4 son sintonizables. Por el lado de la bobina receptora 4, la instalación presenta unos medios de determinación 10 de las componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total respecto al campo electromagnético primario proveniente de la bobina emisora 2. Finalmente, en la figura 2, se aprecia que la instalación 1 comprende un circuito magnético 16 de sección transversal cuadrada, con su eje orientado paralelo a la dirección longitudinal 12, describiendo una forma de O. El circuito magnético 16 es de un material seleccionado de ente los ferromagnéticos, ferrimagnéticos y superparamagnéticos o combinaciones de los mismos.
Gracias a su configuración en O y a las características de permeabilidad de cualquier de estos tres materiales, el flujo electromagnético entre la bobina emisora 2 inferior y la bobina receptora 4 superior queda confinado, en un volumen de inspección 20 cerrado. El volumen de inspección 20 es lo más estrecho posible en la dirección longitudinal 12. A modo de ejemplo, la figura 9 muestra de forma esquemática el efecto del circuito magnético 16 con una bobina emisora 2. En la figura, se aprecia con claridad que el campo electromagnético primario queda confinado en el volumen de inspección gracias a la acción de una pantalla ferrimagnética de alta permeabilidad (μ=2000). Por consiguiente, gracias al circuito magnético 16 se mejora la homogeneidad del campo electromagnético frente a las variaciones de dimensión y/o posición del producto cárnico 50 respecto al eje transversal 22 y el campo queda más dirigido. Todo ello, aumenta la sensibilidad en como mínimo un orden de magnitud y permite inspeccionar piezas más grandes e irregulares.
También en la figura 2 las bobinas emisora y receptora 2, 4 son rectangulares y más anchas que el producto cárnico 50 y de forma especialmente preferente por lo menos un 20% más anchas que la anchura del producto cárnico 50. Además, están dispuestas de forma que su anchura es perpendicular a la dirección longitudinal 12.
Finalmente, en las figuras 1 a 2, se aprecia que la instalación 1 comprende unos medios de visión 24 a modo de cámaras conectadas con los medios de determinación 10. Estas cámaras determinan en el producto cárnico 50 parámetros morfológicos tales como la altura, longitud, anchura, área y/o volumen. Tal y como plantea el procedimiento según la invención pueden ser añadidos a los modelos de correlación para ganar precisión en la estimación de los parámetros de calidad. Los medios de visión 24 pueden ser utilizados de forma complementaria para determinar parámetros de color del producto cárnico 50. De forma especialmente preferente el parámetro de color se expresa en el espacio de color CIELAB. Este parámetro de color, en la zona del magro del producto cárnico 50 se selecciona entre la luminancia L* y/o el nivel de rojo/verde a* y/o el nivel de azul/amarillo b* del producto cárnico 50. Luego, estos parámetros de color L*, a*, b* se pueden añadir al modelo de correlación. A partir de este nuevo modelo de mayor precisión se puede obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua del producto cárnico 50. La figura 3 muestra una forma de realización alternativa en la que el circuito magnético 16 presenta forma de C con las bobinas emisora y receptora 2, 4 mutuamente enfrentadas a ambos lados de la cinta transportadora 18 en la dirección vertical. Evidentemente la configuración en forma de C puede ser tanto en forma de C convencional como de O (C invertida a la izquierda), sin que ello varíe el alcance de protección de la invención.
En la figura 4 se aprecia una tercera forma de realización de la invención que es sustancialmente similar a la de las figuras 1 y 2. No obstante, en este caso, las bobinas emisora y receptora 2, 4 se encuentran ambas por debajo de la cinta transportadora 18 y unidas entre sí mediante el circuito magnético 16. Esto confiere flexibilidad a la instalación 1 ya que gracias a esta configuración se pueden analizar productos cárnicos de mayor volumen sin la limitación de que pasen a través del circuito magnético 16.
La figura 5 muestra una cuarta forma de realización de la instalación 1 de la invención en la que están previstas dos bobinas emisoras 2 y dos bobinas receptoras 4. Una bobina emisora 2 y una receptora 4 se encuentran por la parte inferior de la cinta transportadora 18, mientras que las otras dos bobinas 2, 4 se encuentran por la parte superior. Además, cada bobina receptora 4 se puede solapar parcialmente con su correspondiente bobina emisora 2, lo que permite compensar parcialmente el campo inducido en las bobinas receptoras 4 como resultado del campo primario. Esta configuración, permite cancelar las componentes radiales del campo electromagnético cuando las señales eléctricas que excitan las bobinas emisoras están desfasadas 180e entre sí, consiguiendo un campo electromagnético muy homogéneo en la dirección axial de las bobinas, y confinándolo en la dirección longitudinal. Este efecto se aprecia con mayor claridad en la figura 10, en la que se aprecia la mayor homogeneidad del campo electromagnético.
La figura 6, muestra los resultados obtenidos con el procedimiento según la invención en una primera forma de realización para la determinación de la absorción de sal en magro, NaCI. En este ensayo se analizó la absorción de sal en magro en sesenta jamones de Parma.
Los jamones fueron sometidos a un proceso de salado individual durante un periodo de 15 días. Después del salado con sal común, los jamones se cepillaron y lavaron para eliminar los restos de sal en la superficie. La medida de la absorción de sal en magro NaCI se realizó mediante determinación analítica, siguiendo protocolos estandarizados. En una fase previa, se determinó el peso inicial W del jamón antes del salado. Luego, se determinó la pérdida de peso WL después del salado como diferencia entre el peso inicial W del jamón y el peso final tras el salado.
A continuación, en la instalación 1 los jamones se sometieron a los efectos del campo electromagnético primario generado por la bobina emisora 2. En la bobina receptora 4 se obtuvo la respuesta electromagnética determinándose las componentes en fase I y cuadratura Q del campo electromagnético total a dos frecuencias diferentes: 1900 kHz y 725 kHz. Asimismo, mediante un sistema de visión se obtuvieron parámetros morfológicos de las piezas (altura, anchura, y longitud máxima).
Los resultados obtenidos muestran que las componentes en fase y cuadratura del campo electromagnético total pueden ser utilizadas para establecer modelos de correlación para la predicción de la absorción de sal en magro. Asimismo, la inclusión de parámetros adicionales permite reducir el error de predicción de los modelos de correlación.
Remarcablemente, se ha comprobado experimentalmente que es posible obtener una buena correlación incluso utilizando únicamente la componente en cuadratura del campo electromagnético total a 1 ,9MHz, y la pérdida de peso tras el salado. A modo ilustrativo, se expone la ecuación de predicción obtenida en este caso en base a una ecuación multilineal. NaCI[g]=-35,5+31 ,17-WL[Kg]+2,06-Q[V]/W[kg]
En la figura 6 se aprecia la curva obtenida a partir de la que se puede determinar la absorción de sal en magro utilizando la ecuación anterior.
La utilización de métodos estadísticos avanzados, tales como la Regresión por Mínimos Cuadrados Parciales (PLSR, "Partial Least Square Regression") permite establecer modelos de correlación más precisos que incluyen las diversas variables consideradas. En base al análisis de los resultados experimentales se ha establecido que un modelo de correlación con 5 componentes principales permite reducir el error de predicción de la absorción de sal en magro hasta límites comparables a los del método de referencia, con coeficientes de determinación corregidos de Adj. R2 = 0.86 y con un error de predicción RMSE = 20g. En la figura 7 se muestra un segundo ejemplo de realización del procedimiento según la invención en el caso de la determinación de la capacidad de retención de agua.
En este segundo ejemplo se analizaron un total de 26 muestras de lomos de cerdo blanco. La capacidad de retención de agua se determinó evaluando la pérdida de agua en 24 horas, siguiendo el procedimiento normalizado del Reference Bag Dríp Method de Honikel, considerado como el procedimiento estándar en la industria para la determinación de la capacidad de retención de agua. Se determinan en cada caso los siguientes parámetros:
Pérdida de agua (del inglés Dríp Loss): DL%
Peso de la pieza: W
Coordenadas de color CIELAB de la superficie magra (L* a* b*) Señales eléctricas de fase y cuadratura a 10 frecuencias diferentes: { Ü Qj }
Las frecuencias de excitación utilizadas fueron de: 25 kHz, 40 kHz, 50 kHz, 85 kHz, 100 kHz, 200 kHz, 300 kHz, 400 kHz, 600 kHz y 850 kHz. Mediante modelos de correlación lineal se observa que el espectro de inducción está correlacionado con la variable objetivo (DL%), y en particular, las relaciones entre las señales de cuadratura a diferentes frecuencias. Por ejemplo, un modelo lineal simple que utiliza únicamente el peso y el cociente Q100/Q40, proporciona correlaciones de Adj. R2 = 0.76 y RMSE=2. Siendo Adj R2 el coeficiente de correlación corregido y el RMSE, el error medio estándar (del inglés Root Mean Square Error). Para mejorar la estimación de la capacidad de retención de agua se utilizó un modelo multilineal incluyendo los siguientes cocientes Q100/40, Q300/85 y Q600/400. Dicho modelo proporciona correlaciones de Adj. R2= 0.82 y RMSE=1 .7. Para obtener un modelo de correlación óptimo, se utiliza el método de Regresión de mínimos cuadrados parciales, más conocido por su acrónimo inglés PLS (Partial least squares regression"), en el que se incluyen todas las variables determinadas experimentalmente ((Qi/Qj) [26x45], L*, a*, b*, w). Se establece que el número óptimo de variables en el modelo es de 7 (número de componentes principales).
La correlación alcanzada con el modelo PLS es de Adj. R2 = 0,94, con un error de calibración de RMSE=1 %.
En la figura 8 se muestra un tercer ejemplo de realización del procedimiento según la invención en el caso de la determinación de la determinación de grasa intramuscular.
En este tercer ejemplo se analizaron un total de 30 jamones con un porcentaje de grasa intramuscular entre el 1 y el 10%. El porcentaje de grasa intramuscular se determinó mediante el método de extracción químico Soxhlet, considerado como un procedimiento estándar en la industria para la determinación de contenido de grasa.
Se determinaron en cada caso los siguientes parámetros:
• % de grasa intramuscular (del inglés Intramuscular fat o IMF) : IMF%
• Peso de la pieza: W • Señales eléctricas de fase y cuadratura a 10 frecuencias diferentes: {lj Qj)
Las frecuencias de excitación utilizadas fueron de: 25 kHz, 40 kHz, 50 kHz, 85 kHz, 100 kHz, 200 kHz, 300 kHz, 400 kHz, 600 kHz y 850 kHz.
Mediante modelos de correlación lineal se observa que el espectro de inducción está correlacionado con la variable objetivo (IMF%), y en particular, las relaciones entre las señales de cuadratura a diferentes frecuencias. Por ejemplo, un modelo lineal simple que utiliza únicamente el peso y el cociente Q850/Q40, proporciona correlaciones de Adj. R2 = 0,76 y RMSE=0.3
IMF [%] = 5,318 - (4,100-Q850/Q4o)/W Al igual que en los casos anteriores, la inclusión de todas las variables consideradas en el modelo mejora notablemente la correlación. En particular, un modelo basado en Regresión por Mínimos Cuadrados Parciales utilizando 5 componentes principales permite mejorar el coeficiente de determinación ajustado (Adj. R2 = 0,85), reduciendo el error de predicción hasta RMSE = 0.2. La figura 8 muestra los resultados obtenidos a partir de este modelo.

Claims

REIVINDICACIONES
1 .- Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos que comprende las etapas de
[a] proporcionar por lo menos una bobina emisora (2) y por lo menos una bobina receptora (4),
[b] generar un campo electromagnético primario variable en el tiempo mediante dicha por lo menos una bobina emisora (2),
[c] someter dicho producto cárnico (50) a los efectos de dicho campo electromagnético primario para generar corrientes inducidas en dicho producto cárnico (50), y establecer un campo electromagnético secundario, y
[d] detectar mediante dicha por lo menos una bobina receptora (4) el campo electromagnético total,
caracterizado porque además comprende las etapas de
[e] obtener a partir de dicha bobina receptora (4) las componentes en fase y en cuadratura del campo electromagnético total, y
[f] obtener una estimación de dichos parámetros de calidad de dicho producto cárnico (50) a partir de dichas componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total, utilizando unos modelos de correlación previamente establecidos entre
[i] dichas componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total y
[ii] por lo menos un parámetro del grupo formado por la capacidad de retención de agua, la absorción de sal en magro y/o el contenido de grasa intramuscular,
[g] donde dichos modelos de correlación han sido obtenidos a partir de ensayos experimentales previos.
2.- Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende las etapas de [a] obtener el peso inicial de dicho producto cárnico (50),
[b] añadir dicho peso inicial a dichos modelos de correlación y
[c] obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico (50) a partir de a partir de dichos modelos de correlación.
3.- Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende las etapas de
[a] obtener la pérdida de peso después del salado como diferencia entre el peso inicial de dicho producto cárnico (50) y el peso final tras el salado,
[b] añadir dicha pérdida de peso a dichos modelos de correlación y
[c] obtener un valor estimado de la absorción de sal en magro de dicho producto cárnico (50) a partir de dichos modelos de correlación.
4.- Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según las cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende las etapas de
[a] obtener el porcentaje en peso inicial de magro y/o de grasa de dicho producto cárnico (50),
[b] añadir dicho porcentaje en peso inicial de magro y/o de grasa a dichos modelos de correlación y
[c] obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico (50) a partir de dichos modelos de correlación.
5.- Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende la etapa de proporcionar unas primera y segunda bobinas emisoras (2) y unas primera y segunda bobinas receptoras (4), y porque los campos electromagnéticos primarios generados por dichas dos bobinas emisoras (2) están desfasados 0 ó 180e, dependiendo de la dirección de arrollamiento de sus espiras y porque la estimación del campo electromagnético secundario se efectúa en base a la suma o a la resta de los campos electromagnéticos secundarios obtenidos de dichas dos bobinas receptoras (4).
6. - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende las etapas de
[a] generar en dicha por lo menos una bobina emisora (2) una pluralidad de campos electromagnéticos primarios a distintas frecuencias de excitación y
[b] determinar mediante dicha por lo menos una bobina receptora (4) las componentes en fase y/o en cuadratura de los campos electromagnéticos totales, para cada una de dichas frecuencias de excitación,
[c] obtener un modelo de correlación que comprende dichas componentes en fase y/o en cuadratura de cada uno de dichos campos electromagnéticos totales, para cada una de dichas frecuencias de excitación, y
[d] obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico (50) a partir de cada uno de dichos modelos de correlación.
7. - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 6, caracterizado porque dichas distintas frecuencias de excitación están comprendidas en un rango comprendido entre 1 kHz a 100 MHz.
8. - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende las etapas de
[a] obtener el campo electromagnético total en ausencia de producto cárnico (50) mediante la determinación en dicha por lo menos una bobina receptora (4) de las componentes en fase y en cuadratura del campo electromagnético total en ausencia de dicho producto cárnico (50),
[b] determinar el desfase entre el campo electromagnético total y el campo electromagnético primario en ausencia de dicho producto cárnico (50), y [c] corregir dicho desfase.
9. - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende adicionalmente las etapas de
[a] obtener el campo electromagnético total en ausencia de producto cárnico (50) mediante la determinación en dicha por lo menos una bobina receptora (4) de la componente en fase y/o en cuadratura de dicho campo electromagnético total en ausencia de dicho producto cárnico (50),
[b] generar una señal eléctrica de compensación con fase y cuadratura tales que anulen las componentes en fase y cuadratura del campo electromagnético total en dicha por lo menos una bobina receptora (4) debido al campo electromagnético primario en ausencia de producto cárnico (50).
10. - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende adicionalmente las etapas de:
[a] obtener la amplitud de la señal eléctrica de compensación necesaria para anular el campo electromagnético total en ausencia de producto cárnico (50),
[b] normalizar los valores de las componentes en fase y en cuadratura del campo total en presencia de producto cárnico (50), mediante el proceso de dividir dichas componentes en fase y en cuadratura por el valor de dicha amplitud de la señal eléctrica de compensación,
[c] obtener un modelo de correlación que comprende dichas componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total normalizadas, para cada una de dichas frecuencias de excitación, y
[d] obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico (50) a partir de cada uno de dichos modelos de correlación.
1 1 . - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende las etapas de
[a] proporcionar unos medios de visión (24),
[b] determinar mediante dichos medios de visión (24) por lo menos un parámetro morfológico de dicho producto cárnico (50) seleccionado entre la altura, longitud, anchura, área y/o volumen de dicho producto cárnico (50), y [c] añadir uno o varios de dichos parámetros morfológicos a dicho modelo de correlación y
[d] obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua y/o de la absorción de sal en magro y/o del contenido de grasa intramuscular de dicho producto cárnico (50) a partir de dichos modelos de correlación.
12. - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 1 , caracterizado porque comprende las etapas de
[a] proporcionar unos medios de visión (24),
[b] determinar mediante dichos medios de visión (24) por lo menos un parámetro de color, expresado en el espacio de color CIELAB, en la zona del magro de dicho producto cárnico (50) seleccionado entre la luminancia
(L*) y/o el nivel de rojo/verde (a*) y/o el nivel de azul/amarillo (b*) de dicho producto cárnico (50), y
[c] añadir uno o varios de dichos parámetros de color (L*a*b*) a dicho modelo de correlación y
[d] obtener un valor estimado de la capacidad de retención de agua de dicho producto cárnico (50) a partir de dichos modelos de correlación.
13. - Procedimiento para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una etapa de procesado de imagen previa que consiste en eliminar de la imagen obtenida por dichos medios de visión (24) los pixeles correspondientes a tejido conectivo y grasa intramuscular, antes de determinar dicho parámetro de color.
14. - Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos que comprende
[a] por lo menos una bobina emisora (2),
[b] por lo menos una bobina receptora (4),
[c] unos medios generadores (6) de un campo electromagnético primario variable en el tiempo en dicha por lo menos una bobina emisora (2),
[d] unos medios de determinación (10), en dicha por lo menos una bobina receptora (4) de las componentes en fase y/o en cuadratura del campo electromagnético total,
caracterizada porque además comprende un circuito magnético (16) de un material elegido de entre los ferromagnéticos, ferrimagnéticos y/o superparamagnéticos, siendo dicho circuito magnético (16) apto para confinar el flujo electromagnético entre dicha por lo menos una bobina emisora (2) y dicha por lo menos una bobina receptora (4) en un volumen de inspección, estando dicho volumen de inspección (20) configurado de tal manera que permite someter dicho producto cárnico (50) a los efectos de dicho campo electromagnético primario para inducir corrientes en dicho producto cárnico (50), generar un campo electromagnético secundario, y detectar el campo electromagnético total en dicha por lo menos una bobina receptora (4).
15. - Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 14, caracterizada porque dicho circuito magnético (16) presenta una configuración en forma de O, o de C.
16.- Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizada porque dichas por lo menos una bobina emisora y receptora (2, 4) están mutuamente enfrentadas, centradas en dicha instalación.
17.- Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizada porque comprende una cinta transportadora (18) que define una dirección longitudinal de transporte y porque dicha por lo menos una bobina emisora (2) está prevista por debajo de dicha cinta transportadora (18), mientras que dicha por lo menos una bobina receptora (4) está prevista por encima de dicha cinta transportadora (18).
18. - Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 17, caracterizada porque dicha por lo menos una bobina emisora
(2) y dicha por lo menos una bobina receptora (4) están intercambiadas, de forma que dicha por lo menos una bobina receptora (4) está prevista debajo de la cinta transportadora (18), y la dicha por lo menos una bobina emisora (2) por está prevista por encima de dicha cinta transportadora (18).
19. - Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizada porque dichas por lo menos una bobina emisora y receptora (2, 4) presentan una configuración tal que su anchura es por lo menos un 20% mayor que la anchura del producto cárnico (50), estando definida dicha anchura en el plano de transporte según la dirección perpendicular a la dirección longitudinal de avance de la dicha cinta transportadora (18).
20. - Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según la reivindicación 19, caracterizada porque dichas por lo menos una bobina emisora y receptora (2, 4) son rectangulares, siendo su anchura mayor que su longitud, y estando orientadas de modo que su anchura es perpendicular a dicha dirección longitudinal.
21 .- Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, caracterizada porque comprende una pluralidad de bobinas emisoras y receptoras (2, 4) y porque dichas bobinas emisoras (2) son excitables de modo simultáneo o secuencial.
22.- Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21 , caracterizada porque comprende unos medios de visión (24) para la determinación en dicha pieza cárnica (50) de parámetros morfológicos seleccionados entre la altura, longitud, anchura, área y/o volumen de dicho producto cárnico (50).
23.- Instalación para determinar parámetros de calidad en productos cárnicos, según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, caracterizada porque comprende unos medios de visión (24) para la determinación en dicha pieza cárnica (50) de sus coordenadas de color en CIELAB, de manera que se puede mejorar el error de predicción de la capacidad de retención de agua.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109459486A (zh) * 2018-12-15 2019-03-12 吴峰源 一种利用电磁感应测量肉制品含水率的方法
CN112834541A (zh) * 2020-01-03 2021-05-25 上海纽迈电子科技有限公司 一种钠含量及钠分布的测试方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2729733B2 (es) * 2018-05-04 2020-06-03 Aira Robotics S L Sistema y procedimiento para determinar la calidad de un producto carnico
CN109200961A (zh) * 2018-08-16 2019-01-15 鸿微(昆山)工程技术有限公司 一种微反应器的连续流生产控制方法、装置和系统
CN111060660B (zh) * 2020-02-19 2020-12-01 聊城市孚德食品有限公司 一种用于肉类品质的检测装置
JP7125802B1 (ja) * 2021-06-15 2022-08-25 有限会社 ワーコム農業研究所 牛肉品質判定装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3735247A (en) * 1971-10-04 1973-05-22 Emme Comp Method and apparatus for measuring fat content in animal tissue either in vivo or in slaughtered and prepared form
GB1436900A (en) * 1972-05-26 1976-05-26 Heytow S Metal detector
GB8829617D0 (en) * 1988-12-20 1989-02-15 Loma Group Ltd Method and apparatus using a varying electromagnetic field for determining the nature,or a property of a material
CA2322037C (en) * 1998-02-20 2006-04-25 Colorado State University Research Foundation Meat color imaging system for palatability and yield prediction
FR2843636B1 (fr) * 2002-08-19 2005-08-05 Michel Franck Tri de viandes destructurees ou pse(pale, soft, exudative) par video-capture, et industrialisation du procede
DE102004014338B4 (de) * 2003-03-21 2010-04-29 Sequid Gmbh Verfahren zum Bestimmen der Eigenschaften einer Stoffprobe
EP1781110B1 (en) * 2004-07-09 2010-02-17 Carnitech A/S Quality control system
NZ534673A (en) * 2004-08-12 2006-03-31 Agres Ltd Non-invasive sensor and method of use for measuring the temperature and composition of frozen food products
GB2423366B (en) * 2005-02-16 2010-02-24 Cintex Ltd Metal detector
RU2440571C2 (ru) * 2010-01-11 2012-01-20 Государственное научное учреждение Сибирский физико-Технический ИНСТИТУТ аграрных проблем со Россельхозакадемии (ГНУ Сиб ФТИ СО Россельхозакадемии) Способ оценки влагосвязывающей способности мяса и устройство для его осуществления
ES2402510B1 (es) * 2011-10-07 2014-03-12 Institut De Recerca I Tecnologia Agroalimentàries Procedimiento de elaboración de piezas de productos cárnicos crudos curados de músculo entero

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109459486A (zh) * 2018-12-15 2019-03-12 吴峰源 一种利用电磁感应测量肉制品含水率的方法
CN109459486B (zh) * 2018-12-15 2024-03-12 吴峰源 一种利用电磁感应测量肉制品含水率的方法
CN112834541A (zh) * 2020-01-03 2021-05-25 上海纽迈电子科技有限公司 一种钠含量及钠分布的测试方法

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