ES2206015B1 - Real time analyzer, for olive oil peel, includes sensors monitoring oil extraction parameters with display and calculation assembly - Google Patents
Real time analyzer, for olive oil peel, includes sensors monitoring oil extraction parameters with display and calculation assemblyInfo
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Abstract
Description
Dispositivo de análisis en tiempo real de los orujos de aceite de oliva.Device for real-time analysis of olive oil pomace.
El objeto al cual se refiere la invención que se describe en esta Patente consiste en un dispositivo de análisis en tiempo real de los orujos de aceite en líneas de extracción de aceite de oliva. Dicho dispositivo proporciona medidas inferidas de las propiedades de los orujos en cualquier momento del proceso de extracción del aceite a partir de ciertas variables del proceso cuyos valores se obtienen mediante sensores físicos.The object to which the invention relates to described in this patent consists of an analysis device real-time oil pomace in extraction lines of olive oil. Said device provides inferred measurements of the properties of the pomace at any time during the process of oil extraction from certain process variables whose values are obtained by physical sensors.
El dispositivo de análisis objeto de la invención, proporciona cualquier medida de propiedades de los orujos que normalmente se determinan en laboratorio, tales como acidez, humedad, rendimiento graso y cualesquiera otras propiedades físico- químicas, organolépticas, etc., a partir de datos tomados en el proceso de extracción del aceite mediante sensores físicos (Ej.: medidores de temperatura, caudal, masa, etc.)The analysis device object of the invention, provides any measure of properties of the pomace that is normally determined in the laboratory, such as acidity, moisture, fat yield and any other properties physicochemical, organoleptic, etc., from data taken in the oil extraction process by physical sensors (Ex .: temperature, flow, mass, etc.)
Este dispositivo de análisis es especialmente útil situado a la salida del decánter situado en la almazara donde se extrae el aceite. El decánter es una máquina fundamental en el proceso actual de elaboración del aceite de oliva por el método de dos fases y el conocimiento de las propiedades de los orujos a su salida es fundamental para controlar un buen funcionamiento de todo el proceso de extracción.This analysis device is especially useful located at the exit of the decanter located in the oil mill where The oil is extracted. The decanter is a fundamental machine in the Current process of elaboration of olive oil by the method of two phases and knowledge of the properties of the pomace at its output is essential to control the proper functioning of The entire extraction process.
La aplicación de esta invención es obvia, ya que tiene especial relevancia en el proceso de extracción de aceite de oliva.The application of this invention is obvious, since It has special relevance in the oil extraction process of olive.
Resulta evidente que un buen conocimiento del estado de la línea de extracción de la almazara es fundamental para una correcta operación del proceso, bien sea de forma manual o automática. Se puede obtener gran cantidad de información de toda una serie de sensores que indiquen el valor de variables como caudales o temperaturas en distintas partes del proceso, pero esto no es suficiente. Además siempre será necesario realizar análisis tanto al producto final (aceite) corno a los subproductos (orujos). Los resultados de estos análisis proporcionan una valiosa información para determinar el correcto funcionamiento de la línea de extracción.It is clear that a good knowledge of status of the oil mill extraction line is essential for a correct operation of the process, either manually or automatic You can get a lot of information from all a series of sensors that indicate the value of variables such as flow rates or temperatures in different parts of the process, but this is not sufficient. In addition it will always be necessary to perform analysis both the final product (oil) and the by-products (pomace). The results of these analyzes provide valuable information to determine the correct functioning of the line Extraction
En concreto, las propiedades que resultan de mayor interés conocer en los orujos son el contenido graso y la cantidad de agua (humedad). A cada tipo de aceituna se le puede extraer una cantidad máxima de aceite, que dependerá de la operación del proceso de extracción, por lo que el conocimiento del contenido graso de los orujos indica la cantidad de aceite que se está desaprovechando. El conocimiento en tiempo real de este valor permite la toma de las acciones correctoras necesarias para mejorar la operación del proceso.Specifically, the properties that result from more interest to know in the pomace are the fat content and the amount of water (humidity). Each type of olive can be extract a maximum amount of oil, which will depend on the operation of the extraction process, so that knowledge of the content Oily grease indicates the amount of oil that is being wasting Real-time knowledge of this value allows the taking of the corrective actions necessary to improve The operation of the process.
La humedad es otra propiedad fundamental por dos motivos: por un lado sirve para poder calcular la cantidad de agua que hay que añadir a la masa de aceituna antes de entrar en el decánter, y por otro es una variable que hay que tener controlada entre ciertos límites, ya que el orujo húmedo debe ser enviado a la estación extractora de orujo que sólo admite orujos con un cierto grado de humedad.Moisture is another fundamental property for two reasons: on the one hand it serves to calculate the amount of water to be added to the olive dough before entering the decanter, and on the other it is a variable that must be controlled between certain limits, since the wet pomace must be sent to the Marc extractor station that only admits pomace with a certain degree of humidity.
Los análisis para conocer el contenido graso y la humedad de los orujos se han venido haciendo mediante toma de muestras y tratamiento en laboratorios, bien dentro de la Almazara o ajenos a ella. Pero estos procedimientos de control analítico presentan dificultades, debido al tiempo de respuesta de los laboratorios tras una toma previa de muestras que nunca deja de ser puntual y por tanto poco representativa del sistema en su conjunto. Hay que considerar que la muestra enviada a los laboratorios no suele estar disponible hasta el día siguiente (dependiendo de la disponibilidad de un laboratorio cercano a la almazara), con lo que la información se recibe tarde, cuando ya no es posible tomar acciones correctoras en la operación del proceso, ni por el operario ni por el sistema de control que pudiera existir. Este retraso en conocer información crucial para el funcionamiento del proceso se traduce en pérdidas en la producción de aceite, que podrían ser corregidas si la información llegara a tiempo.The analyzes to know the fat content and the Moisture of the pomace has been done by making samples and treatment in laboratories, well within the Almazara or alien to her. But these analytical control procedures present difficulties, due to the response time of the laboratories after a previous sampling that never stops be punctual and therefore not very representative of the system in its set. The sample sent to the labs are not usually available until the next day (depending on the availability of a laboratory close to the oil mill), so that information is received late, when it is no longer it is possible to take corrective actions in the operation of the process, neither by the operator nor by the control system that could exist. This delay in knowing crucial information for the operation of the process translates into production losses of oil, which could be corrected if the information reached weather.
Por tanto es imprescindible el empleo de modernos sistemas de análisis en línea (es decir, que proporcionen la medida en la propia instalación y no en el laboratorio) que funcionen de forma continua y cuya información sea representativa útil. En la actualidad se ofertan en el mercado sistemas de medida en línea de las propiedades de los orujos. Estos sistemas proporcionan en tiempo real (es decir, de forma instantánea) la humedad y el contenido graso de los orujos, basándose en la tecnología del infrarrojo cercano (Near Infra Red, NIR) Se trata de equipos de un coste muy elevado y que requieren un delicado proceso de calibración por un experto hasta que pueden empezar a medir correctamente.Therefore, it is essential to use modern online analysis systems (that is, to provide the measurement in the installation itself and not in the laboratory) that work continuously and whose information is representative useful. Currently, online measurement systems of the properties of the pomace are offered on the market. These systems provide real-time (that is, instantaneously) moisture and fat content of the pomace, based on near infrared technology ( Near Infra Red, NIR ) These are very expensive equipment and require A delicate calibration process by an expert until they can start measuring correctly.
En relación con la toma de muestras de orujos para su medida mediante infrarrojos, existe la solicitud de patente "Sistema de muestreo automático de orujo", con número de solicitud P9800746. Esta invención se refiere sólo al sistema de toma de muestras, basado en un tornillo sin fin adicional con su motor de accionamiento colocado a la salida del decánter. La experiencia muestra que esta forma de medida en continuo de los orujos es un proceso complejo que requiere dispositivos auxiliares (extracción de muestras, sinfines, motores, etc.) con la consiguiente complicación, alto coste y posibilidades de fallo de la instalación (paradas del decánter, fallos por falta de limpieza, etc.). Además, se ha detectado que el propio procedimiento de extracción de la muestra está afectando a la medida, proporcionando resultados falsos.Regarding the sampling of pomace for its measurement by infrared, there is the request for "Automatic pomace sampling system" patent, with number of application P9800746. This invention relates only to the system of sampling, based on an additional worm screw with its drive motor placed at the exit of the decanter. The experience shows that this form of continuous measurement of Marc is a complex process that requires auxiliary devices (sample extraction, augers, motors, etc.) with the consequent complication, high cost and chances of failure of the installation (decanter stops, failures due to lack of cleaning, etc.) In addition, it has been detected that the procedure itself Sample extraction is affecting the measurement, Providing false results
En resumen, se puede considerar que la problemática actual de medida de los orujos radica por un lado en el tiempo de procesado cuando se quiere hacer en laboratorios y por otro en la dificultad y coste (tanto de adquisición del sensor de infrarrojos como de puesta en marcha y mantenimiento) cuando se quiere medir en continuo.In summary, the current problem of pomace measurement lies on the one hand in the processing time when you want to do it in laboratories and on the other in the difficulty and cost (both of sensor acquisition infrared as commissioning and maintenance) when You want to measure continuously.
La finalidad de la invención que constituye el objeto de esta patente es superar las dificultades propias de la medida en continuo y en tiempo real de las propiedades de los orujos de aceite de oliva mediante un equipo de bajo coste y fácil de manejar. El dispositivo de análisis en tiempo real de los orujos de aceite de oliva proporciona de forma instantánea medidas de las propiedades de los orujos a la salida del decánter o en cualquier otro momento del proceso de extracción del aceite de oliva, inferidas a partir de ciertas variables del proceso cuyos valores se obtienen mediante sensores físicos de bajo coste.The purpose of the invention that constitutes the The purpose of this patent is to overcome the difficulties of the continuous and real-time measurement of the properties of olive oil pomace through a low cost and easy equipment of driving The real-time analysis device of the olive oil pomace instantly provides measures of the properties of the pomace at the exit of the decanter or in any other time in the oil extraction process of olive, inferred from certain process variables whose values are obtained by low cost physical sensors.
Las propiedades del orujo de aceite de oliva que puede proporcionar esta invención son aquéllas que se determinan normalmente en laboratorio, tales como acidez, humedad, rendimiento graso y cualesquiera otras propiedades físico-químicas, organolépticas, etc.The olive pomace properties that can provide this invention are those that are determined normally in the laboratory, such as acidity, humidity, yield fatty and any other properties physicochemical, organoleptic, etc.
El dispositivo de análisis de los orujos de aceite de oliva consta de dos partes bien diferenciadas: módulo de toma de datos y módulo de análisis.The pomace analysis device Olive oil consists of two distinct parts: module data collection and analysis module.
El módulo de toma de datos consiste en una serie de sensores de propiedades físicas del proceso de extracción del aceite de oliva (temperatura, caudal, masa, etc.) situados en la almazara y conectados al módulo de análisis.The data collection module consists of a series of sensors of physical properties of the extraction process of the olive oil (temperature, flow, mass, etc.) located in the oil mill and connected to the analysis module.
En muchas situaciones se puede conseguir calcular el valor de ciertas variables de un proceso en tiempo real mediante técnicas de identificación dinámica. Para ello se requiere un profundo conocimiento del proceso. De esta forma, un determinado algoritmo de cálculo puede proporcionar el valor que indicaría un instrumento real (o sensor físico) conectado para medir una determinada variable. A estos métodos de cálculo en tiempo real se les denomina sensores virtuales.In many situations you can calculate the value of certain variables of a process in real time through dynamic identification techniques. To do this It requires a deep knowledge of the process. In this way, a certain calculation algorithm can provide the value that would indicate a real instrument (or physical sensor) connected to Measure a certain variable. To these calculation methods in Real time they are called virtual sensors.
El módulo de análisis es un instrumento informático que funciona a modo de sensor virtual de las propiedades de los orujos. Dicho módulo de análisis posee un dispositivo de cálculo programable que a su vez contiene un algoritmo de cálculo que funciona continuamente y es capaz de proporcionar los valores instantáneos de las propiedades de los orujos que se desean conocer en la propia línea de extracción, sin necesidad de analizar muestras en laboratorio.The analysis module is an instrument computer that works as a virtual sensor of the pomace properties. Said analysis module has a programmable calculation device that in turn contains a Calculation algorithm that works continuously and is capable of provide instant values of the properties of the pomace that you want to know in the extraction line itself, without Need to analyze samples in the laboratory.
El dispositivo de cálculo programable que se sitúa en el módulo de análisis puede ser un autómata programable, un microprocesador, un microcontrolador, un circuito secuencial, un computador personal (PC) o de otro tipo, un dispositivo electrónico microprogramado, etc.The programmable calculation device that placed in the analysis module can be a programmable automaton, a microprocessor, a microcontroller, a sequential circuit, a personal computer (PC) or other, an electronic device microprogrammed, etc.
La invención que aquí se presenta proporciona el valor de las variables de forma continua, a diferencia de las medidas de laboratorio que, debido al retraso, no se pueden incorporar en el sistema de control. Para ello hay que poseer un conocimiento muy exacto de la variable cuyo valor se quiere proporcionar así como de las técnicas de los llamados sensores virtuales.The invention presented here provides the value of the variables continuously, unlike the laboratory measures that, due to the delay, cannot be Incorporate into the control system. To do this you must have a very accurate knowledge of the variable whose value is wanted provide as well as the techniques of the so-called sensors virtual
El módulo de análisis del que consta la invención, es un instrumento informático que consta de un dispositivo de cálculo programable que posee en su interior un modelo dinámico, recibe como entradas los valores efectivamente medidos de algunas variables del proceso (temperaturas, caudales, caracterización de la masa, etc.) y proporciona la mejor estimación de las propiedades de los orujos que se quieren conocer. El algoritmo se ejecuta continuamente según el reloj interno del dispositivo de cálculo programable, procesando las señales provenientes de los sensores físicos y proporcionando un valor para las propiedades de los orujos. Dicho valor se presenta en una pantalla (o display) de la que dispone el módulo de análisis para comunicar los resultados.The analysis module of which the invention, is a computer instrument consisting of a programmable calculation device that has a dynamic model, receives as input the values effectively measured of some process variables (temperatures, flow rates, mass characterization, etc.) and provides the best estimation of the properties of the pomace that you want to know. The algorithm runs continuously according to the internal clock of the programmable calculation device, processing the signals coming from physical sensors and providing a value for the properties of the pomace. This value is presented in a screen (or display) available to the analysis module for Communicate the results.
El dispositivo de análisis en tiempo real de los orujos de aceite de oliva, por tanto, está comunicado con el proceso a través de diferentes sensores físicos situados en el módulo de toma de datos y, además de proporcionar los valores de las propiedades de los orujos en una pantalla gráfica (display) situada en el módulo de análisis, los puede enviar al sistema de control automático de la almazara para que éste tome las acciones correctoras oportunas sobre el proceso.The real-time analysis device of the olive oil pomace, therefore, is communicated with the process through different physical sensors located in the data collection module and, in addition to providing the values of the pomace properties on a graphic display (display) located in the analysis module, you can send them to the automatic control of the oil mill so that it takes the actions timely corrections on the process.
La figura 1 permite complementar la descripción de la invención y facilitar su interpretación. En ella se muestra cómo existe un módulo de. análisis (2), que contiene un dispositivo de cálculo programable, que recoge la información de los sensores localizados en diferentes puntos del proceso de elaboración del aceite y que constituyen el módulo de toma de datos (1). El módulo de análisis, mediante un algoritmo que se ejecuta continuamente a la velocidad de procesado del propio dispositivo de cálculo programable, proporciona los valores de las propiedades de los orujos. Estos valores se muestran en una pantalla gráfica o display (3) integrada en dicho módulo de análisis y además se pueden transmitir como señal eléctrica al sistema de control de la almazara.Figure 1 allows to complement the description of the invention and facilitate its interpretation. It shows how a module exists analysis (2), which contains a programmable calculation device, which collects information from sensors located at different points in the process of oil processing and that constitute the data collection module (one). The analysis module, using an algorithm that runs continuously at the processing speed of the device itself programmable calculation, provides the values of the properties of the pomace These values are displayed on a graphic screen or display (3) integrated in said analysis module and also they can transmit as an electrical signal to the control system of the oil press.
Se describen a continuación los medios materiales necesarios y el alcance funcional de la invención.The material media are described below. necessary and the functional scope of the invention.
Los medios materiales necesarios para la realización de la invención son los siguientes:The material means necessary for the Embodiments of the invention are as follows:
En primer lugar, es necesario constituir el módulo de toma de datos. Este está formado por sensores reales de propiedades físicas del proceso de extracción de aceite, por ejemplo sensores de temperatura y caudal. Nótese que estos sensores son los que se emplean para el control del funcionamiento de la almazara, por lo que habitualmente estarán ya instalados y lo único que habrá que hacer es conectarlos al módulo de análisis del dispositivo objeto de la invención.First, it is necessary to constitute the data collection module. This is formed by real sensors of physical properties of the oil extraction process, by example temperature and flow sensors. Note that these sensors are those used to control the operation of the oil mill, so they will usually be already installed and The only thing to do is connect them to the analysis module of the device object of the invention.
Por otro lado se necesita el módulo de análisis de la invención, que consiste en un instrumento informático con dispositivo de cálculo programable, por ejemplo un autómata programable. Además este módulo consta de una pantalla o display en el que enseña los resultados obtenidos.On the other hand the analysis module is needed of the invention, which consists of a computer instrument with programmable calculation device, for example an automaton programmable. In addition this module consists of a screen or display in He who teaches the results.
El autómata programable se encarga de recibir las señales provenientes de los sensores reales, procesarlas y enviar los resultados, que son los valores de propiedades del orujo tales como el contenido graso y la humedad, al display y, opcionalmente, al sistema de control de la almazara.The programmable controller is responsible for receiving the signals from the real sensors, process them and send the results, which are the pomace property values such as fat content and moisture, to the display and, optionally, to the control system of the oil mill.
Con estos medios materiales, la forma de realización de la invención es la que se describe a continuación. En primer lugar habrá que conectar los sensores físicos del módulo de toma de datos, que pueden ser los que ya existan en la almazara, por ejemplo medidor de caudal y temperatura, para seguimiento visual o porque existiera algún sistema de control. Los cables provenientes de estos sensores se conectan al módulo de análisis, concretamente al circuito electrónico de conexión de señales analógicas del autómata programable. Estas señales son convertidas en valores digitales en el interior del dispositivo de cálculo, el cual, mediante la rutina que se está ejecutando continuamente a la frecuencia de trabajo propia del equipo, proporciona los valores de las propiedades de los orujos en tiempo real. Los valores calculados se presentan de forma gráfica en el display y se pueden enviar a donde se desee mediante un cable conectado al circuito electrónico de conexión de señales analógicas del autómata programable, por ejemplo al sistema de control de la almazara para que tome las medidas oportunas.With these material means, the form of Embodiment of the invention is as described below. First, the module's physical sensors must be connected data collection, which may be those that already exist in the mill, for example flow and temperature meter, for monitoring visual or because there was some control system. The cables coming from these sensors connect to the analysis module, specifically to the electronic signal connection circuit analog of the programmable automaton. These signals are converted in digital values inside the calculation device, the which, through the routine that is continuously running to the team's own working frequency, provides the pomace property values in real time. The values calculated are presented graphically on the display and can be send wherever you want using a cable connected to the circuit PLC analog signal connection electronics programmable, for example to the oil mill control system to Take appropriate action.
Para proporcionar los valores estimados de las propiedades de los orujos, este dispositivo de análisis necesita una fase previa de entrenamiento antes de su primera puesta en marcha y luego una adaptación durante la campaña incorporando de forma automática las medidas de laboratorio que se realicen de forma rutinaria en la Almazara. Inicialmente, el dispositivo de análisis tiene almacenado en la memoria del módulo de análisis un entrenamiento previo genérico como resultado de experiencias llevadas a cabo en diversas almazaras durante varias campañas, que sirve como punto de partida para que el dispositivo de análisis empiece a funcionar, y se irá mejorando conforme éste va operando.To provide the estimated values of the properties of the pomace, this analysis device needs a previous training phase before its first start-up and then an adaptation during the campaign automatically incorporating the laboratory measurements that are performed routinely in the mill. Initially, the analysis device has a previous generic training stored in the memory of the analysis module as a result of experiences carried out in various oil mills during several campaigns, which serves as a starting point for the analysis device to start working, and It will improve as it operates.
Adicionalmente, el dispositivo de análisis de orujo puede incorporar en el módulo de toma de datos algún tipo de analizador en línea que permita caracterizar propiedades (básicamente humedad y contenido graso) de la masa de aceituna entrante en el proceso. Aunque este analizador no es imprescindible, ya que el dispositivo de análisis puede funcionar únicamente con un módulo de toma de datos formado por sensores de temperatura y caudal solamente, la inclusión de tal analizador en línea permite mejorar el comportamiento del dispositivo de análisis al disponer de mayor información.Additionally, the analysis device of orujo can incorporate in the data collection module some type of online analyzer that allows characterizing properties (basically moisture and fat content) of the olive dough Incoming in the process. Although this analyzer is not essential, since the analysis device can work only with a data collection module consisting of sensors temperature and flow rate only, the inclusion of such an analyzer in line allows to improve the behavior of the device analysis by having more information.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20040501 Kind code of ref document: A1 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20220629 |