Las líneas de manipulación de una central hortofrutícola están compuestas por una cadena de máquinas encargadas de llevar a cabo tres labores fundamentales:
El producto, una vez recolectado, se transfiere a las centrales de
confección, donde es clasificado y envasado con diferentes presentaciones para
su venta a las plataformas comerciales.
La capacidad de trabajo de estas líneas es muy variable, pudiendo
oscilar desde 10 hasta 40 toneladas por hora. Cada línea tiene tres componentes
básicos: sistema de volcado, sistema de calibrado o clasificación y sistema de
envasado. Adicionalmente, dependiendo del tipo de producto, puede haber otros
procesos como precalibrado, lavado, secado, encerado, control de enfermedades,
etiquetado, etc. Durante todo el proceso, principalmente después del volcado,
se realiza una tría manual para eliminar los frutos en mal estado. En la figura
1 se puede observar el esquema de una línea de manipulación con los procesos
más usuales aplicados a la fruta.
Sistema de volcado
El sistema de volcado introduce el producto proveniente de campo
en cajas o cajones de diferentes tamaños en la línea de manipulación. Según el
tipo de fruta, hay dos clases de volcadores: en agua y en seco.
• Volcadores en agua. Están poco extendidos en España y son usados
especialmente para frutas como pera y manzana. Tienen la ventaja de que el
trato al producto es más delicado, disminuyendo los daños por impacto en la
zona de volcado. Los hay de dos tipos, unos vuelcan la fruta directamente desde
la caja a un tanque de agua, otros sumergen la caja en su totalidad y la fruta
flota libremente, entonces la caja vacía es sacada del tanque.
• Volcadores en seco. Los más usuales son los de torsión y los
volcadores con tapa. En los primeros, las cajas individualizadas son volcadas
mediante un cambio de inclinación en las mismas provocado por la presencia de
una guía en la cadena por la que avanzan. Los volcadores con tapa presentan
varios diseños (revólver, tapa basculante, tapa deslizante, etc.), todos ellos
basados en cubrir las cajas con una tapa antes de invertirlas para volcar el producto. Una vez invertida la caja, la tapa se retira y el producto cae
suavemente sobre una cinta transportadora de recepción que lo introduce en la
línea. Se basan en la utilización de sistemas neumáticos que facilitan el
movimiento de la tapa y de las mordazas que sujetan las cajas. Estos volcadores
se suelen usar con cajas de campo de 20 kg, aunque los fabricantes de maquinaria
ofrecen volcadores específicos para los diferentes tipos de cajas y cajones
existentes.
Sistema de envasado
El envasado es el último proceso a realizar en la línea.
Actualmente, el mecánico está muy implantado, si bien sigue haciéndose envasado
manual.
• Envasado manual. En él los trabajadores confeccionan manualmente
el producto en diversos tipos de envases. Para facilitar la labor de
envasado, los envases suelen llegar a las mesas a través de cadenas mecánicas
de alimentación. En esta etapa se realiza el último proceso de selección,
desechando los frutos no válidos que no han sido eliminados con anterioridad.
Los envases tienen diferentes diseños, presentando elementos para inmovilizar
los frutos, protegerlos, etcétera.
• Envasado mecánico. Existen numerosos tipos de máquinas
(encajadoras, enmalladoras, etc.) para la confección de la fruta. Las máquinas
están preparadas para proporcionar la cantidad de frutos necesaria para cada
tipo de envase. Dicha cantidad se estima por pesada o por número de frutos.
Actualmente, en el sistema de encajado por número de frutos, basado en un
calibrado previo muy preciso, se están implantando con gran fuerza las
encajadoras neumáticas con boquillas individuales de succión que
transfieren el producto a cajas con bandejas de alvéolos dispuestos con la
misma geometría que las boquillas neumáticas. El envasado mecánico, a diferencia
del manual, no permite inspeccionar el producto, por lo que éste debe haber
sido triado minuciosamente a lo largo de la línea.
Sistema de calibrado
El calibrador es el elemento que clasifica la fruta por diferentes
criterios de calidad. Al hablar de calidad en fruta, es necesario cuantificar
este término en parámetros medibles mediante una técnica y equipo específico.
Así, podemos hablar de diferentes parámetros de calidad en fruta:
- Parámetros de calidad externos: peso, dimensiones, color,
defectos externos.
- Parámetros de calidad internos: contenido en azúcares, contenido
en ácidos, defectos internos, firmeza.
Las normas vigentes de calidad de frutas y hortalizas sólo regulan
los parámetros externos (forma, tamaño, defectos, daños, etc.), estableciendo
diferentes categorías de calidad en función de sus valores. Sin embargo, la
realidad es que las empresas comercializadoras (principalmente en los países
más desarrollados de Europa, en Japón y en EE.UU.) están exigiendo a los
productores que aporten parámetros de calidad interna de sus frutas, ya que
éstos permiten estimar de forma más directa aspectos como sabor y vida en
estantería.
Estos equipos se basan en dispositivos mecánicos (actualmente poco
usados, utilizados para medir calidad externa, básicamente dimensiones y peso)
o en sensores específicos basados en sistemas electrónicos (utilizados para
medida de calidad externa e interna).
El cuadro I muestra una clasificación de los diferentes equipos
disponibles hoy en día comercialmente para la medida de parámetros de calidad
en fruta en línea.
Nos centraremos por tanto en equipos en línea, y dentro de éstos,
en los que disponen de sensores electrónicos. Para que el sensor realice la
medida, cada fruto debe estar individualizado en un recipiente ubicado en la
cadena que lo transporta a través de los diferentes sensores. El proceso de
clasificación es similar para cualquier sensor:
1) El fruto es medido por el sensor.
2) La señal recogida pasa a un microprocesador.
3) La señal es analizada obteniendo un índice de calidad en
función del cual el fruto es clasificado y dirigido a la salida correspondiente
de la cadena mediante el sistema de eyección para su posterior envasado.
Calidad externa: peso, dimensiones y color
Los equipos para la medida del peso están ampliamente implantados
en las empresas productoras, siendo actualmente una de las técnicas más
utilizadas. Su funcionamiento se basa en la utilización de balanzas
electrónicas, una por línea de calibración, que permiten pesar cada fruto
individualmente. La capacidad de trabajo de este tipo de calibradores está en
torno a diez frutos/segundo/línea con una precisión de pesada de ± 1 g.
Las dimensiones externas se centran normalmente en la medida del
diámetro ecuatorial, aunque en el caso de hortalizas puede ser requerida la
medida de la mayor dimensión del producto. Se suelen utilizar equipos ópticos
basados en la utilización de cámaras de visión CCD ubicadas sobre la
cadena de calibración dentro de una campana de iluminación. Las cámaras pueden
trabajar en el espectro visible o en el infrarrojo cercano y puede haber una o
varias por cada línea de calibración en función del desarrollo tecnológico de
cada fabricante. Su capacidad de trabajo se sitúa en torno a diez frutos/segundo/línea
con precisiones de medida de ± 1
mm. Estos equipos también son capaces de clasificar por
color.
Calidad interna: azúcares, ácidos, firmeza y defectos internos
Los equipos ópticos para la medida de parámetros de calidad
internos se basan en la interacción entre la luz y la fruta, concretamente en
las técnicas de espectroscopia en el infrarrojo cercano (NIR). Existen dos
sistemas de medición, por reflectancia y por transmitancia. Utilizan
un emisor de luz y un receptor que recoge el espectro óptico. El emisor de luz
es una lámpara halógena. Según la cantidad de luz absorbida en las diferentes
longitudes de onda del espectro recogido, se estiman los parámetros de calidad
interna del fruto.
La medida por transmitancia presenta la ventaja de que permite
conocer las características internas del fruto en su totalidad, ya que la luz
lo atraviesa. Por el contrario, en la medición por reflectancia la luz penetra
sólo unos milímetros en el interior de la pulpa, por lo que estamos midiendo
las características de la parte externa del fruto. En la técnica de
transmitancia el fruto es transportado individualmente en una cadena con
cazoletas y pasa a través de una campana donde es iluminado con luz halógena.
Un sensor recoge la luz transmitida a través del fruto, pudiendo proporcionar
los siguientes parámetros: contenido en azúcar (medido en grados Brix), acidez
(porcentaje), pardeamiento interno (brown core), vitrescencia (water core) y
grado de madurez. La velocidad de trabajo se sitúa entre cuatro y diez frutos
por segundo.
Para el caso de reflectancia, el sensor recoge la luz reflejada
por el fruto. Estos equipos determinan el contenido en azúcares
(grados Brix) con una precisión de 0,5oBrix. Constructivamente, presentan la
ventaja de que su montaje sobre las cadenas de calibración ya existentes es más
factible de realizar en comparación con los de transmitancia, que requieren
equipos individuales de calibración o modificaciones muy costosas de las
cadenas de calibración. La velocidad de trabajo es similar a la descrita con
anterioridad.
Actualmente, este tipo de equipos ópticos son los más novedosos
del mercado en lo referente a cuantificación de parámetros de calidad, por lo
que existen pocas empresas comercializadoras. Entre los equipos disponibles
comercialmente en línea, los más extendidos son:
- SACMI F5. Desarrollado inicialmente por Fantec (Japón) y
actualmente por SACMI (Italia). Analiza el espectro entre 650 y 1050 nm a una
velocidad de cinco frutos por segundo.
- Tastemark. Desarrollado por Taste Technologies Ltd. (Nueva
Zelanda). Mediante reflexión detecta grados Brix.
- Internal Quality Analyser (IQA). Desarrollado por Aweta
(Holanda). Basado en la medida de grados Brix por transmisión.
- Intelligent Flavour Analyser (iFA). Desarrollado por Greefa
(Holanda). Analiza grados Brix, corazón pardo y vitrescencia mediante
transmitancia con luz halógena. Capaz de medir seis frutos por segundo.
La firmeza es otro parámetro de calidad que permite estimar de
forma indirecta la madurez del producto y, por tanto, establecer tiempos de
almacenamiento y condiciones de transporte óptimas hasta los mercados de
consumo. Aunque existen numerosas técnicas para estimar firmeza, al hablar de
sensores en línea se pueden sintetizar en tres categorías: ópticos, acústicos y
de impacto.
Los sensores ópticos se basan en las técnicas de espectroscopia
por transmitancia y reflectancia descritas con anterioridad.
Los sensores acústicos están basados en la respuesta acústica de
la fruta a un pequeño impacto a velocidades de hasta diez frutos/segundo. Un
ejemplo es el sensor AFS (Acoustic Firmness Sensor) desarrollado por AWETA y consistente en “tocar” la fruta suavemente y medir las
características de la onda acústica generada.
Los sistemas mecánicos basados en la técnica de impacto impactan
el fruto cuando viaja individualizado en la cadena de calibración y miden su
respuesta al impacto por medio de un acelerómetro piezoeléctrico que aporta una
curva de aceleración/tiempo que permite distinguir entre diferentes categorías
de firmeza en función de la deceleración máxima del impacto y de su duración.
Aunque existen numerosos prototipos desarrollados por diferentes
grupos de investigación, en el mercado sólo se encuentran disponibles los
siguientes equipos (siempre pensando en la medida en línea):
- iFD (Intelligent Firmness Detector) desarrollado por Greefa.
Dispone de una rueda con múltiples sensores que gira sobre la cadena de
transporte de la fruta impactando a cada fruto en su parte superior. Para cada
fruto se realizan entre nueve y veinte medidas considerando una velocidad de
clasificación de siete frutos por segundo.
- Sinclair iQ, desarrollado por Sinclair. El equipo dispone de
cuatro sensores piezoeléctricos que impactan la fruta verticalmente mediante un
sistema de aire comprimido.Puede clasificar hasta diez frutos por segundo.
Futuras tendencias
Actualmente, la mayoría de las centrales hortofrutícolas cuenta en
sus líneas de confección con sensores para la medida de parámetros externos
(peso, tamaño y color) con capacidades de trabajo en torno a diez frutos por
segundo. La implantación de sensores de medida de calidad interna es casi
anecdótica y está restringida a grandes empresas dado su elevado precio. En el
futuro, lo previsible es que estos equipos ganen mercado poco a poco. Uno de
los factores que marcará su velocidad de introducción será el grado de
exigencia por parte de las grandes cadenas comerciales a las centrales
hortofrutícolas para que aporten un producto con una calidad muy definida. Es
cierto que es complicado caracterizar un producto fresco como la fruta, cuyos
parámetros de calidad evolucionan con el tiempo, por lo que son difíciles de
“etiquetar”; sin embargo, el conocimiento detallado del producto es un arma
comercial incuestionable y aporta una información esencial para la correcta
manipulación del mismo hasta la llegada al consumidor. También es un factor de
apoyo al proceso de trazabilidad del producto desde parcela.
