sistema de control de orujos y humedad de la pasta

Sistema de Control de Orujos y Humedad de la Pasta

Justificación La rentabilidad en el proceso de elaboración de Aceite es, como en cualquier otro proceso productivo, el principal objetivo de la Almazara. Esta rentabilidad, como ocurre con la del conjunto de del Sector Olivarero, está muy comprometida por la situación de bajos precios en la que se mueve el producto en los últimos años. Ante esta situación adversa se hace necesario, más aún si cabe, aumentar la eficacia y la eficiencia en el proceso de elaboración del Aceite. Para ello es necesario producir la mayor cantidad y calidad de Aceite con el menor consumo de recursos, de forma que el coste unitario sea lo más reducido posible. El aumento de la cantidad y calidad de Aceite obtenido, junto con la reducción de costes, hará que la rentabilidad de esta actividad productiva sea la óptima.

Información analítica: Importancia del Agotamiento del Orujo y la

Humedad de la Pasta Para conocer cuáles son las condiciones de trabajo y regulación del proceso más adecuadas al tipo de aceituna que se está molturando, el Responsable de Almazara debe conocer las características del fruto o, dicho de otro modo, debe disponer de información analítica de la composición y características de la aceituna. Un análisis completo de la aceituna debería incluir la siguiente información analítica:

o Contenido graso

o Humedad o Extractabilidad

o Calidad Además, sería necesario conocer esta información tanto en la recepción como durante la elaboración, para regular el proceso. En la práctica es difícil disponer de toda esta información analítica. Lo que sí es posible conocer, y además es el parámetro analítico de mayor importancia para la regulación del proceso, es la humedad de la pasta de aceituna. Como ya vimos anteriormente, es el único factor sobre el que, en la práctica, podemos actual fácilmente. Además es el parámetro de gran influencia en el agotamiento de los orujos. En general, el valor óptimo de la humedad de la aceituna está en torno al 50%. En estas condiciones se obtienen los mejores agotamientos. Si la humedad es elevada, lo que se produce en etapas tempranas de maduración y si el riego o la pluviometría han sido elevados, se suele producir una disminución de la extractabilidad, lo que da lugar a la obtención de orujos muy húmedos y grasos. Esta situación se corrige, parcialmente, con la adición de talco durante el batido. Si, por el contrario, la humedad del fruto es baja, lo que se produce por falta de agua durante el crecimiento del fruto o por las heladas que deshidratan la aceituna, se obtienen orujos excesivamente secos y con un alto contenido graso. La corrección de esta situación es muy sencilla y eficaz: basta con dosificar la cantidad de agua necesaria para llevar la humedad a un valor adecuado. El agua se puede añadir en diferentes etapas del proceso de preparación de la pasta:


o En el molino: La adición de agua al molino favorecerá la aparición de emulsiones que dificultarán la posterior separación del Aceite y aumentarán el contenido graso de los orujos. Por tanto, lo recomendable es no añadir agua en el molino, o sólo hacerlo cuando la humedad de la aceituna es tan baja que se producen atranques o sobrecalentamientos en el molino o En la batidora: La adición de agua a la batidora también favorece la aparición de emulsiones, por lo que es desaconsejable. Sin embargo es necesaria cuando la excesiva sequedad de la masa provoca sobrecalentamientos en los motores de la batidora. o En el decanter: Es el punto más eficaz de adición de agua a la pasta, ya que provoca el efecto positivo que se persigue (regular la humedad de la masa) y no tiene efectos negativos. Resumiendo, es recomendable evitar la adición de agua en el molino o la batidora, y añadirla cuando sea necesario en la inyección de masa al decanter. Sólo está justificado añadir agua en el molino o la batidora cuando la humedad de la aceituna es anormalmente baja. En definitiva, la humedad de la aceituna y su control durante el proceso es un factor de gran importancia para optimizar la extracción del Aceite. Si es elevada, se puede corregir parcialmente con la adición de talco en el batido; si es baja se puede corregir fácilmente con la adición de agua, siendo el decanter el punto idóneo para esta adición de agua. Además de la humedad de la pasta de aceituna, el parámetro analítico que realmente nos da una medida de la eficacia del proceso de extracción del Aceite es el contenido graso de los orujos. El contenido graso de los orujos evalúa el resultado del proceso, es decir, del resultado de la combinación de las características del fruto, de la maquinaria empleada y de las condiciones en que se ha elaborado. Como ya se ha comentado, las diferentes combinaciones de aceituna, regulación de la maquinaria y manejo del proceso son muy variadas, y estas variaciones se producen tanto a largo plazo como en pequeños intervalos de tiempo, por lo que se pueden producir importantes variaciones en el contenido graso de los orujos. Por tanto, el control del agotamiento de los orujos es un factor crítico al que hay que dedicarle la máxima atención. La humedad del orujo es también un parámetro de gran importancia, ya que nos informa de la humedad de la pasta inyectada al decanter. Conociendo la humedad del orujo sabremos la humedad final de la pasta que se inyectó al decanter. Las causas que originan variaciones en las condiciones en que se desarrolla el proceso de elaboración, con las consiguientes fluctuaciones en el agotamiento de los orujos, son de tres tipos fundamentalmente: o Variaciones en las características del fruto procesado: variedad, estado de maduración, extractabilidad, humedad

o Variaciones en el funcionamiento de la maquinaria: estos cambios pueden ser provocados (cambio de criba o chapa) o imprevistos (anomalías de funcionamiento, averías, ensuciamiento, atranques) o Variaciones en las condiciones de trabajo: cambios de presión en el suministro de agua, modificaciones de las variables de proceso (temperaturas, caudales, adición de coadyuvantes) Para analizar las características del orujo; es decir, su contenido graso y humedad, el Responsable de Fábrica dispone de varias alternativas:

o Toma de muestras puntuales y envío a un laboratorio externo para su análisis: la información obtenida es puntual y con un retraso de 24 horas, generalmente. Es la opción menos útil para un control eficaz del proceso.

o Toma de muestras puntuales y análisis en la propia Almazara con un Analizador rápido (NIR): la información obtenida es puntual pero inmediata. Es una solución intermedia.


o Empleo de un Analizador en Tiempo Real: Se trata de un Analizador automático que se instala en la propia salida de orujos: la información es instantánea, automática y continua. Es la opción más eficaz para un correcto control del proceso. En general, las Almazaras no disponen de analizadores rápidos de orujos, y menos aún de analizadores en Tiempo Real, lo que provoca que los orujos obtenidos tengan frecuentemente contenidos grasos por encima de lo deseable, con la consiguiente pérdida económica. La situación más frecuente es, por tanto, que la Almazara tenga un proceso de fabricación sometido a continuas fluctuaciones, y no disponga de herramientas para controlar esa situación, lo que da lugar a que la rentabilidad obtenida no sea la máxima posible.

Importancia económica del Agotamiento del Orujo La valoración económica de la importancia de este aspecto es, lógicamente, muy dependiente del precio del Aceite en el mercado. Por tanto se analizará este tema considerando diferentes escenarios de precios del Aceite. En las Tablas que se muestran a continuación se cuantifica el valor económico que supone el mayor o menor grado de agotamiento de los orujos. Así, se tabula para cada escenario de precio del Aceite (entre 1,60 y 3,00 €/kg) el valor en Euros que supone una pérdida (o recuperación) de 0,1 a 1,0 % de Aceite en el Orujo producido. Este porcentaje de pérdida o recuperación se refiere al orujo obtenido en función a la cantidad de aceituna molturada. Esta cantidad de orujo se ha estimado en un 80% con respecto a la aceituna procesada. A modo de ejemplo se puede calcular que para una Almazara que procesa 4.000.000 kg de Aceituna, cada décima que recupere o pierda en sus orujos le suponen 3.200 kg de Aceite por Campaña, que valdrían 5.760 € (a 1,80 €/kg) o 7.680 € (a 2,40 €/kg). Otro ejemplo de cálculo podría ser el de una Almazara que moltura 10.000.000 kg de Aceituna. Una pérdida o recuperación de cuatro décimas en sus orujos equivaldría a una cantidad de 32.000 kg de Aceite, cuyo valor oscilaría entre los 57.600 € (a 1,80 €/kg) o los 76.800 € (a 2,40 €/kg).


Tabla 2. Cálculo del valor económico de las pérdidas o recuperaciones de Aceite en los Orujos producidos en el Sistema de 2 Fases


Tabla 2. (Cont)Cálculo del valor económico de las pérdidas o recuperaciones de Aceite en los Orujos producidos en el Sistema de 2 Fases


Tabla 2.(Cont) Cálculo del valor económico de las pérdidas o recuperaciones de Aceite en los Orujos producidos en el Sistema de 2 Fases


Descripción del Sistema de Control de Orujos y de Humedad de la

Pasta El correcto control del proceso de elaboración de Aceite de Oliva requiere un riguroso control de determinadas variables de dicho proceso. Evidentemente, desde el punto de vista cuantitativo la variable más importante a controlar es el Contenido Graso de los Alperujos, ya que este parámetro determina el Rendimiento Industrial real obtenido. Para alcanzar un Rendimiento Industrial satisfactorio, el control de la humedad de la pasta de aceituna es una variable crítica para el óptimo funcionamiento del decanter, lo que se traduce en la obtención de orujos correctamente agotados. La razón de esta importancia estriba en que internamente los anillos de sólidos-agua (Alperujo) y Aceite han de tener el diámetro adecuado, de forma que (prácticamente) todo el aceite salga del decanter por la salida de aceite y no por la salida de sólidos. Si la humedad de la pasta es insuficiente, parte del Aceite sale por la salida de sólidos, obteniéndose unos orujos con alto contenido graso. En el extremo opuesto el exceso de humedad también es contraproducente, ya que en este caso se produce el efecto contrario, es decir, los sólidos salen en parte por la salida de aceite, lo que provoca una desestabilización del decanter y un aumento en el contenido graso de los orujos. Habitualmente el control de la humedad de la pasta se realiza manualmente, mediante el accionamiento manual de una válvula que regula la adición de agua al decanter. Mediante un caudalímetro visual, y en base al “aspecto” de la pasta, el responsable de fábrica decide el caudal de agua que se aporta a la pasta en la inyección al decanter. En muchos casos el “aspecto” del Aceite a la salida del decanter también sirve para decidir la dosis óptima de agua. El esquema de funcionamiento del control manual de la humedad de la pasta se muestra en la siguiente figura.

Figura 1. Esquema de funcionamiento del control manual de la humedad de la pasta


Los inconvenientes del control manual de la humedad de la pasta son varios:

Grado de experiencia del responsable de fábrica Falta de atención a este factor, por diversas causas Variaciones en la humedad de la Aceituna que se procesa Fluctuaciones en la presión de la línea de adición de agua Como resultado de todas estas circunstancias, el grado de humedad de la pasta es a menudo distinto al óptimo cuando se realiza un control manual de este parámetro. Ello se traduce en la obtención de orujos con alto contenido graso, con la consiguiente pérdida económica. Las Almazaras, conscientes de esta situación, recurren mayoritariamente al repaso íntegro de los orujos, para recuperar el aceite que se haya podido escapar en los orujos durante la 1ª Centrifugación de la pasta. El repaso íntegro de los Orujos es, por tanto, una medida de seguridad y de tranquilidad, para corregir las probables pérdidas que se hayan producido en la 1ª Centrifugación. El problema de esta forma de actuar, como se ha visto anteriormente, es el elevado coste energético de esta práctica, y la baja eficiencia energética de este proceso, por la muy reducida cantidad de Aceite obtenido. Para corregir estas carencias del control manual de la humedad de la pasta se han desarrollado los Sistemas Automáticos de Análisis y Control de Orujos. Un Sistema de Análisis y Control de Orujos es una herramienta diseñada para minimizar las pérdidas de Aceite en los Alperujos, lo que permite reducir o eliminar la necesidad del repaso de dicho Alperujo. El Sistema se compone de tres elementos: 1. Sensor de Grasa y Humedad de Orujo 2. Conjunto de regulación del caudal de adición de agua al decanter 3. Sistema de Control, Visualización y Almacenamiento de la Información El esquema de instalación y funcionamiento del Sistema de Control Automático de la humedad de la pasta se muestra en la siguiente figura.

S: Sensor de Orujos, Q: Caudalímetro de Agua, V: Válvula motorizada


Figura 2. Esquema de funcionamiento del Sistema de Control Automático de Orujos y de la humedad de la pasta

El funcionamiento del Sistema es muy sencillo: El Sensor de Grasa y Humedad, instalado en la línea de evacuación de Orujos, analiza en Tiempo Real la composición del Orujo, lo que proporciona una información automática, instantánea y continua del agotamiento y la humedad de los Orujos. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de instalación en línea del Sensor de Orujos.

Figura 3. Sensor de Grasa y Humedad en Orujos Instalado en la línea de evacuación de orujos

En base a esta información, el Sistema de Control actúa sobre el conjunto de regulación del caudal de agua de adición al decanter, de forma que el orujo mantenga siempre el grado de humedad óptima, lo que asegura un correcto agotamiento. En la siguiente figura se muestra una imagen del conjunto de regulación del caudal de agua de adición al decanter.

Figura 4. Conjunto de regulación del caudal de agua de adición al decanter

El efecto que produce el control automático de la humedad es la estabilización de la composición de los Orujos producidos, ya que se minimizan las fluctuaciones de humedad que se producen cuando el control se realiza de forma manual. Al minimizar las fluctuaciones de


humedad de la pasta, el contenido graso de los Orujos se estabiliza y se reduce, como se muestra en la siguiente Figura.

Figura 5. Composición de los Orujos con Control Manual o Automático

Cuando se realiza un Control Manual de la adición de agua al decanter, es muy frecuente que la humedad de la pasta sea inferior a la óptima, lo que se traduce en pérdidas de Aceite en los Orujos. Por el contrario, el Control Automático asegura que la humedad de la pasta este siempre cercana al valor óptimo, por lo que no se producen pérdidas de Aceite por esta causa. El resultado de estas dos situaciones es muy distinto: cuando se realiza un Control Manual de la humedad de la pasta, a lo largo de la Campaña Oleícola se producen Orujos con un amplio rango de Humedades y, por tanto, con diferentes grados de agotamiento graso. Por tanto, el Rendimiento Industrial está a menudo por debajo del valor óptimo, con la consiguiente pérdida económica. Cuando se controla la humedad de la pasta mediante el Sistema Automático descrito, la Humedad de los Orujos se mantiene en el valor óptimo, o muy próxima a él, por lo que se minimizan las fluctuaciones en la composición del Orujo. De esta forma el contenido graso de los Orujos se estabiliza y se reduce, lo que produce un aumento del Rendimiento Industrial. Este efecto se visualiza en la siguiente Figura.

Figura 6. Variabilidad en la composición de los Orujos con Control Manual o Automático


El empleo del Sistema de Control Automático de Orujos presenta otras ventajas muy importantes, que permiten reducir las pérdidas de Aceite en los Orujos. Como se ha indicado, el Sistema analiza en Tiempo Real el Contenido Graso de los Orujos (tanto en húmedo como en seco), lo que permite: 1. Optimizar los valores de otras variables de proceso, tales como: o Grado de Molienda o Temperatura y Tiempo de Batido o Adición de coadyuvantes, como el Talco o Regulación del decanter (salida del Aceite, velocidad diferencial, etc) 2. Detectar cualquier anomalía en el proceso de elaboración (fallo en maquinaria, averías, inestabilidades en las variables de proceso, etc.). Ello posibilita corregir dichas anomalías, y evitar las pérdidas de Aceite que se pudieran ocasionar. Al disponer de una información Instantánea, Automática y Continua, se puede realizar un ajuste fino de las variables de proceso, ya que se puede comprobar en Tiempo Real el efecto de cualquier acción de control que realicemos sobre las condiciones del proceso. Por la misma razón, el Sistema nos avisa al instante de cualquier desviación que se produzca en el proceso de elaboración, por lo que se detecta al instante y se puede corregir, evitándose la pérdida que se habría producido de no ser conscientes de esa situación. La suma de estos dos efectos positivos (la detección de anomalías y la optimización del proceso) permite que el control de los Orujos sea muy eficiente, minimizándose las pérdidas de Aceite en los Orujos y, por tanto, la necesidad de la doble Centrifugación de los mismos. La efectividad del Sistema de Control Automático de Orujos y de la Humedad está ampliamente demostrada. A modo de ejemplo se muestran a continuación los resultados obtenidos en una serie de demostraciones realizadas en diferentes Almazaras de las provincias de Jaén, Córdoba, Granada y Sevilla En la siguiente Tabla se resumen los resultados obtenidos al analizar el agotamiento de los Orujos obtenidos con Control Manual de la Humedad (es decir, cuando se trabajaba en las condiciones habituales que el Responsable de Fábrica tenía establecidas, y con su rutina de control manual) y los resultados del mejor agotamiento obtenido con Control Automático de la Humedad (es decir, optimizando con el Analizador la adición de agua al decanter). El agotamiento de los Orujos se expresa como contenido graso referido a materia seca.

Tabla 4. Mejoras cuantitativas obtenidas en diferentes demostraciones reales del uso del Sistema propuesto para optimizar la Humedad y el Contenido Graso del Orujo


Como se puede apreciar los resultados muestran una gran disparidad de situaciones, encontrándose casos en que la línea de elaboración estaba trabajando en las condiciones óptimas y casos en los que se estaban produciendo importantísimas pérdidas de Aceite en los Orujos. Como ya se ha dicho, en este análisis de los datos sólo se tiene en cuenta como variable de Control la adición de agua al decanter, no otras posibles acciones de Control. Con estos datos se puede realizar un análisis objetivo de cuál es la situación real en las Almazaras y cuál es el grado de mejora que se consigue gracias al Control Automático de la Humedad en los Orujos. Podemos clasificar estas Almazaras en tres grupos: 1. Almazaras que trabajaban en condiciones óptimas o muy próximas a éstas (nº 4, 5 y 7): el grado de agotamiento obtenido es el máximo posible 2. Almazaras que trabajaban en condiciones alejadas del óptimo, por lo que admitían una mejora en la eficacia de la extracción (nº 1, 2, 6 y 9): el grado de mejora alcanzado está en torno al 25% 3. Almazaras que trabajaban de forma muy deficiente (nº 3 y 8): En la situación de Control Manual se producen importantes pérdidas en los Orujos en 1ª Centrifugación. El control de la Humedad permite reducir estas pérdidas a menos de la mitad del valor inicial. No teniendo en cuenta el dato de la Almazara nº 8, al considerarlo como una situación poco frecuente (aunque real), el grado de reducción medio de las pérdidas de Aceite en los Orujos es del 20%, lo que demuestra la eficacia real de esta tecnología de Control Automático. Esta mejora puede ser aún mayor si se optimizan otras variables de control del proceso, optimización que es posible gracias a la información en Tiempo Real. Otra conclusión importante es que gracias a esta tecnología se puede conseguir un agotamiento correcto de los Orujos en 1ª Centrifugación, lo que reduce o elimina la necesidad de realizar una 2ª Centrifugación. Con esta tecnología sólo se producirían Orujos con alto contenido graso en aquellas circunstancias en que la extractabilidad de la pasta es baja, lo que ocurre: a) con pastas difíciles, b) en los inicios de Campaña o c) con determinado tipo de Variedades de Aceituna.

Figura 6. Efecto del Control de la Humedad de los Orujos en el agotamiento alcanzado

El control automático de la humedad de la pasta es mucho más eficaz que el control manual, ya que el Sistema evalúa permanentemente la humedad de la pasta, y dosifica automáticamente el caudal de agua necesario para mantener la humedad en el valor consignado.


De igual modo, si el Sistema detecta una alta humedad en el orujo, puede poner en marcha automáticamente el dosificador de talco a la batidora. Incluso puede regular la dosis de talco en función del grado de exceso de humedad del fruto. En definitiva, el Sistema de Control regula de forma automática y eficiente los parámetros relacionados con la humedad del fruto (tanto el exceso de humedad como la falta de humedad), dosificando los coadyuvantes necesarios (agua y talco) en función de cada circunstancia de producción.


Conclusiones En la presente Memoria se describe una nueva Estrategia de manejo y regulación del proceso de elaboración de Aceite basada en el uso de un nuevo Sistema de Control de Orujos y de la Humedad de la Pasta de Aceituna. Esta nueva tecnología presenta una serie de importantes ventajas:

o Aumento del Rendimiento Industrial en 1ª Centrifugación, por la reducción del contenido graso de los orujos o Aumento de la Calidad del Aceite, al disminuir la cantidad de Aceite obtenido en 2ª Centrifugación o Reducción de costes, al posibilitar la reducción parcial o total de la 2ª Centrifugación de los Orujos o Aumento de la Rentabilidad del proceso de elaboración de Aceite.

Mengíbar, Mayo de 2.014

José A. García Mesa Asesor Científico

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