Control de orujos en línea: Agrícola del Camp Santa Bárbara, un caso de éxito. Antonio Roldán....

Dedicated Analytical Solutions

OliviaPro

Un gran paso hacia la Almazara inteligente

5 Junio 2015

ANTONIO ROLDAN

CASO DE ÉXITO EN COOP AGRICOLA DEL CAMP DE SANTA BÁRBARA

Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions

PROYECTO DE MEJORA DEL RENDIMIENTO A TRAVÉS DEL CONTROL DEL AGOTAMIENTO EN LIENAAgrícola del Camp de Santa Bàrbara (Tarragona).


Algunos datos sobre la Coop. De Santa Bárbara

Fundada en el año 1957

Curiosamente el 4 de diciembre, (Festival de santa Bárbara)

En su fundación contó con 120 miembros de distintas localidadesPor tanto tiene carácter regional.

Hoy en día cuenta con unos 1200 socios de unas 50 localidades próximas. Con una extensión productiva de 3.700 Hes

Produce aprox. 4 millo de kilos de aceite y dispone de sección de cítricos, de servicios, también de sección de crédito.

Entre otros servicios: Control de plagas, gestión de subvenciones y de seguros


Morruda, Sevillenca y Farga


Antecedentes

Los métodos actuales de extracción de aceite de oliva son cada vez más eficaces, sin embargo obtener el mejor rendimiento posible es una prioridad obvia para la industria oleícola, siempre garantizando los niveles de calidad exigidos.

Objetivos del proyecto:

Estudiar la posibilidad de obtener los mayores beneficios en el proceso a través del control instantáneo del agotamiento

Para ello se ha estudiado en este proyecto la eficacia de un método de control continuo en línea mediante la instalación del analizador NIT de alta resolución OliviaProTM (OP) de FOSS.


Beneficios perseguidos

El control del proceso en línea de orujos deberá permitir aumentar los rendimientos y mejorar los márgenes de producción en base a los siguientes factores:

• Optimización de las pérdidas de aceite en el orujo

• La detección instantánea de posibles fallos del proceso

• Obtener la mayor cantidad de aceite de primera extracción

• Reducción del volumen de aceites de repaso.

• Ahorro de energía


Parámetros

Parámetros a controlar en los orujos:

Grasa sobre húmedo (G)

Humedad (H)

Grasa sobre seco (Gss)


POR QUÉ GRASA SOBRE SECO

• Supongamos dos Maestros de Almazara comparando sus orujos.• Ambos agotan sus orujos al 2,5 % MGSH, por lo que están muy satisfechos.• Pero . . . ¿qué pasa si miramos el agotamiento sobre seco?• Uno tiene unos orujos con un 55% de humedad, el otro con un 70 %.

• GSH = 2,5 %. H= 55 %. GSS= 5,55 %• GSH = 2,5 %. H= 70 %. GSS= 8,33 %

• NO DEBEMOS UTILIZAR SOLO LA GRASA SOBRE HUMEDO .• HAY QUE EVITAR ESTA COSTUMBRE MUY EXTENDIDA.


Los métodos tradicionales sólopermiten verificaciones a posteriori.

Los métodos rápidos de laboratorio permiteninteraccionar con la producción, pero con retrasoen el tiempo de respuesta. Interacción entrepersonal de laboratorio y de producción.

Los métodos rápidos at-line reducen eltiempo de respuesta y permiten la tomade decisiones al personal deproducción.

OFF - LINE

AT - LINE

OFF - LINE

Evolución de equipos para el control de proceso


El análisis en línea elimina el retraso en el tiempo de respuesta y proporciona análisis muchomás frecuentes. La optimización del proceso se consigue cuando los datos obtenidos entiempo real nos muestran las tendencias de la extracción proporcionando la informaciónnecesaria al maestro para actuar sobre el proceso.

ON - LINE

Evolución de equipos para el control de proceso


Solución OLIVIA-PRO

ProFoss Feed

FAT

Analizador Olivia-Pro Diode Array NIR

Ventana de análisis dedicada a análisis por transmisión (Lateraltransmitance)

ISIscan™ para rutina y ISIcal™ como herramienta de calibración

Software PPI como interface de visualización (1024x1280)


Cómo optimizar la extracción ?

Monitorizando en tiempo real y continúo la Grasa SS en los orujos a lasalida del decánter.


Donde se instala?

Punto de Medida• A la salida de orujos del decánterParámetros Básicos• Grasa• Humedad• Grasa SS

Ventana de lectura Lateral Probe Transmittance

Accesible para su limpieza

Toma de muestras de referencia cercana al punto de lectura

Caso Práctico:

Monitorizando la tendenciade Grasa SS de la extracciónel maestro puede actuar deforma inmediata y corregirparámetros del sistema paraoptimizar el proceso.

Otros valores

Posibilidad de autoregulacióndel decánter.

Calibraciones ANN.

Robustez, sin elementosmecánicos en la óptica.

Fácil instalación.

Software intuitivo.

Fácil limpieza IP 69.


La selección del punto de medida así como la toma de muestras de referencia es fundamental.

El punto idóneo es un tramo horizontal dónde la influencia de la bomba de impulsión sea mínima.

Selección del punto de medida


Esta es la sonda con la ventana instalada. Podemos quitar la sonda sin ningún riesgo, la ventanaqueda en la VARINLINE

Punto de medida de fácil montaje y mantenimiento


Si el punto de medida es correcto veremos un movimiento pulsante del producto a través de laventana.

Punto de medida


Instalación OliviaPro en Coop. Santa Bárbara

Se instala en la salida de orujoDecanter Pieralisi Jumbo 4Con un rendimiento teóricode 245 Ton día


Ajuste de las calibraciones

Para estudiar la fidelidad del método OliviaProPrimer paso una vez instalado en el molino fue proceder a su ajuste.

El ajuste se efectuó analizando la M Grasa en el orujo por triplicado por otros dos sistemas de análisis de referencia,

InfraXact (IX) Autelec y la Humedad por Estufa

Posteriormente se compararon los datos extraídos en cada aparato para proceder al ajuste de la calibración del equipo instalado.


Estudio del error de laboratorio

Muestra 1º análisis 2º análisis dif.

8 2,0 1,4 0,613 0,9 1,0 ‐0,116 1,7 0,9 0,819 1,7 1,7 0,022 2,0 1,8 0,225 2,0 1,9 0,130 2,2 1,9 0,339 1,6 1,5 0,164 1,9 2,1 ‐0,265 3,2 2,2 1,067 3,1 2,3 0,8

Media 2,03 1,70 0,33Error 16,14%Stdv. 0,40

Tabla del contenido graso (%) obtenido por el control de duplicados de 11 muestras aleatorias de orujo mediante el método Autelec.


CALIBRACIÓN ANN


Como se controlaba hasta ahora?

Anteriormente a la instalación de OliviaPro el método para conocer la G, H y Gss durante la extracción era el análisis en el NIR Infraxact en laboratorio

Se realizan tomas de muestras de orujo que son recogidas a lo largo del día. Como se simultanea con el análisis de muestras de aceituna de los socios hay que esperar el momento mas propicio para el análisis del orujo en IX

Aunque podía variar, las muestras que se tomaban a lo largo de una mañana podían ser entre 2 o 5, con lo cual no se podía conocer la evolución de la extracción a tiempo real y de forma continua.


Target

Muestreo manual, análisis at-line

SEPinstr. +Error de muestreo

SEPinstr.

Muestreo On-lineVariación real del proceso

SEPinstr.

Precisión proceso On-line

Precisión proceso At-line

Tiempo

Precisión del Proceso

Std. error de predicción(SEPinstr)

Error de muestreo

Error de variación del proceso

= + +

Precisión del proceso, sin y con control on line


Interpretación de resultados y tendencias

• Observaciones

• Una de las fases tan importantes como el ajuste del sistema de análisis, ha sido sin duda la observación y seguimiento del OliviaPro.

• El manejo de OP por parte de los molineros, la buena interpretación de los datos y las gráficas son aspectos cruciales para obtener los rendimientos de extracción de aceite deseados.

• Por tanto esta fase es clave para su posterior uso, entender los cambios a efectuar en el mecanismo de extracción y observar las respuestas del sistema.


Información dinámica sobre el lote

Visualización de las tres ventanas de los resultados de OP, gráficas de los resultados y evolución del lote; muestras y media del lote.


El punto de consigna

• A priori según la manera de proceder del maestro de almazara, se considera una buena extracción de aceite cuando el orujo resultante esté por debajo de un 3% de G, entorno al 58-60% de H y valores por debajo de 8% de Gss.

• Por lo tanto, cualquier cambio apreciable indicado por OliviaPro de valores distintos a éstos, ha de suponer una reacción por parte del molinero para corregir dicha variación y garantizar una extracción óptima y rentable.


Parámetros de ajuste del proceso estudiados

• Entre los parámetros que se pueden variar para apreciar cambios en la extracción de aceite, han sido estudiados en este trabajo:

– La modificación del flujo de agua introducido en el decánter, – Variación de la bomba de masa del decánter– La variación del diámetro de la chapa del decánter.

Existen otros parámetros que también afectan a la extracción pero que no han sido estudiados:

– el flujo de agua introducido en la batidora – variación de la temperatura – tiempo de batido – uso de talco…

• En la mayoría de los casos lo más frecuente ha sido la combinación de varias modificaciones a lo largo del día, en función de las variaciones apreciadas en OP, obteniendo unos resultados de rendimientos bastante buenos.

diafragma

agua

masa


Flujo de agua introducido en el decánter

• El agua en el decánter es necesaria para facilitar la extracción, un defecto de agua en este punto puede producir pérdidas en el rendimiento. Por el contrario, un exceso produce gran arrastre de impurezas dificultando la separación posterior del aceite. Por lo tanto, el equilibrio es clave y su control es necesario por los experimentados maestros de almazaras.

• Observado en los análisis del OP, un nivel bajo de la humedad en el orujo que es un indicativo de falta de agua en algún punto del proceso se traducía en niveles altos en el contenido graso. Ante estas situaciones la manera de reacción fue añadir agua en el decánter, observando en todos los casos una subida de la H en el orujo, y al mismo tiempo también una bajada de la G y Gss.

• Lote 27 (13-2-15), a las 9:29h se subió el flujo a 200l/h, después de apreciar una subida de los niveles de grasa en orujo, ésta volvió a aumentar una hora más tarde y se volvió a incrementar el flujo de agua a las 10:29h en 250l/h. 15 minutos después los parámetros de H y G se situaban ya en niveles dentro de la normalidad.


Variación de la bomba de masa del decánter

• Mediante esta variación se controla la entrada de mayor o menor flujo de pasta de oliva en el decánter.

– A volúmenes menores la extracción de aceite es mejor, pero durante los días de gran recepción de aceitunas, este flujo se aumenta para poder satisfacer con rapidez el procesado de toda la aceituna en el mínimo tiempo posible.

– Cuando esto ocurre es conveniente contrarrestar el efecto mediante otros cambios del proceso para garantizar el rendimiento de extracción, tal como se ha comentado anteriormente.

• Lote 34 (23-2-15) a las 10:37h se decidió bajar la bomba de masa, pues los días anteriores hubo grandes volúmenes de olivas y se trabajó con mayor pasta. La variación se hace de 40Hz a 35Hz, apreciando un aumento del rendimiento en la gráfica de OP.

Rendimiento

Masa


Diámetro de la chapa del decánter

• La variación de la chapa es una cambio muy notable frente al tipo de oliva que se procesa, al contenido en agua de ésta…, permitiendo obtener grandes rendimientos al trabajar con el diámetro adecuado.

• Durante este estudio se observó un cambio en el estado del fruto a procesar, que afectó directamente en la extracción del aceite. Como ya se ha dicho la aceituna que se procesa en la línea de estudio procede del suelo, normalmente en condiciones de deshidratación elevada.

– El diámetro de la chapa usado en el molino para este tipo de aceituna era de 158, obteniendo unos buenos resultados de rendimiento.

– Durante unos días, en plena campaña, se produjeron fuertes vientos y tiró gran cantidad de aceitunas al suelo.

– Al ser estas aceitunas recién caídas con humedad mas alta de las que normalmente se presentan (deshidratados) durante los días siguientes al temporal de viento fuerte los rendimientos de extracción indicados por OP fueron muy bajos.

– Después de observar 5 días consecutivos una extracción parcial del aceite, se cambió el diámetro de la chapa a 164. Los cambios fueron evidentes, los rendimientos subieron notablemente mejorando la extracción del aceite.

Perdida de aceite

Diámetro chapa


Ejemplo del impacto de los cambios realizados en el proceso

0,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0

10,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gss

Gss

Fig. 14. Gráfica del contenido graso expresado en Gss del orujo detectado mediante OP. La flecha indica el cambio producido en el diámetro de la chapa, con la consecuente bajada del nivel de Gss como respuesta a los días siguientes Fig. 15. Tabla de datos correspondientes a los

promedios de los lotes antes y después de realizar el cambio de diámetro de chapa producido el día 12/02/15. Obsérvense los cambios en los niveles de Gss.


CONCLUSIONES

• Para concluir podemos afirmar que la instalación del sistema OliviaProse efectuó con éxito y los resultados obtenidos han cubierto las expectativas.

• Se realizó un ajuste correcto y fidedigno a los criterios de análisis.

• Ha quedado patente que el análisis continuo del orujo aporta una información de gran valor para asegurar una extracción óptima y una capacidad de reacción instantánea frente a variaciones de extracción.

• Los cambios fueron apreciables en poco margen de tiempo y facilitaron una optimización de la extracción del aceite durante el primer prensado, lo que conlleva a un sustancial ahorro de energía y tiempo sin necesidad de recurrir a la extracción de repaso.

Dedicated Analytical Solutions MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN.

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