Control en línea de la extracción de aceite de oliva con OliviaPro

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 LIENA
Agrícola 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 localidades
Por 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 sólo
permiten verificaciones a posteriori.
Los métodos rápidos de laboratorio permiten
interaccionar con la producción, pero con retraso
en el tiempo de respuesta. Interacción entre
personal de laboratorio y de producción.
Los métodos rápidos at-line reducen el
tiempo de respuesta y permiten la toma
de decisiones al personal de
producción.
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 mucho
más frecuentes. La optimización del proceso se consigue cuando los datos obtenidos en
tiempo real nos muestran las tendencias de la extracción proporcionando la información
necesaria 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 (Lateral
transmitance)
 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 la
salida del decánter.

Donde se instala?
Punto de Medida
• A la salida de orujos del decánter
Parámetros 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 tendencia
de Grasa SS de la extracción
el maestro puede actuar de
forma inmediata y corregir
parámetros del sistema para
optimizar el proceso.
Otros valores
 Posibilidad de autoregulación
del decánter.
 Calibraciones ANN.
 Robustez, sin elementos
mecánicos 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 ventana
queda 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 la
ventana.
Punto de medida

Instalación OliviaPro en Coop. Santa Bárbara
Se instala en la salida de orujo
Decanter Pieralisi Jumbo 4
Con un rendimiento teórico
de 245 Ton día

Ajuste de las calibraciones
Para estudiar la fidelidad del método OliviaPro
Primer 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 0,6
13 0,9 1,0 ‐0,1
16 1,7 0,9 0,8
19 1,7 1,7 0,0
22 2,0 1,8 0,2
25 2,0 1,9 0,1
30 2,2 1,9 0,3
39 1,6 1,5 0,1
64 1,9 2,1 ‐0,2
65 3,2 2,2 1,0
67 3,1 2,3 0,8
Media 2,03 1,70 0,33
Error 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-line
Variación 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
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
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 OliviaPro
se 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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