ES2631192A1 - Sistema de reutilización de agua para centro de lavado de frutas y hortalizas - Google Patents
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Abstract
Sistema de reutilización (1) de agua para centro de lavado (3) de frutas y hortalizas, en el que los medios de tratamiento están formados por una combinación de mecanismos en línea que comprenden un separador hidrociclónico (4) al que llega el agua desde el centro de lavado (3), sendos mecanismos de filtración física, formados por un filtro de discos (5) y una membrana de ultrafiltración (6) conectada al mismo, donde el tamaño de paso de filtrado de ambos mecanismos se reduce gradualmente y, un mecanismo final formado por al menos un lecho adsorbente (7), conectado con la membrana de ultrafiltración (6) y con un depósito (2) de recogida de agua tratada, y donde los medios de limpieza de los mecanismos de filtración física comprenden un mecanismo de contralavado común a ambos, con agua y aire a presión (9), en sentido contrario al de avance del agua a tratar.
Description
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DESCRIPCION
Sistema de reutilizacion de agua para centro de lavado de frutas y hortalizas Campo tecnico de la invencion
La presente invencion corresponde al campo tecnico de los sistemas de reutilizacion de agua para un centro de lavado de frutas y hortalizas, que comprenden unos medios de tratamiento del agua utilizada en el lavado conectados a un tanque de recogida del agua de lavado, un deposito de recogida del agua tratada conectado a dichos medios de tratamiento y al centro de lavado y, unos medios de limpieza de los medios de tratamiento.
Antecedentes de la Invencion
En la actualidad la legislation establece unos criterios sanitarios de calidad del agua de consumo humano, definiendo como tal todas aquellas aguas utilizadas en la industria alimentaria para fines de fabrication, tratamiento, conservation o comercializacion de productos o sustancias destinadas al consumo humano, asl como a las utilizadas en la limpieza de las superficies, objetos y materiales que puedan estar en contacto con los alimentos.
Ello genera la necesidad de considerar como agua para consumo humano y por tanto, exigir el cumplimiento de las exigencias sanitarias requeridas a la misma, al agua empleada en el lavado de frutas y hortalizas que se realiza en la industria hortofrutlcola.
En este proceso de lavado de frutas y hortalizas existen dos problemas a considerar. El primero de ellos es el gran volumen de agua empleada para este uso, que ademas suele estar ubicado en regiones con escasez de este recurso hldrico, lo que supone un inconveniente tanto economico como medioambiental.
El segundo problema aparece en el momento de la descarga de las aguas utilizadas en el lavado hortofrutlcola al medio ambiente. El impacto medioambiental que genera el vertido de dichas aguas de lavado si no son sometidas a un tratamiento previo, se debe por una parte a la alta concentration de solidos que presentan, que puede producir una capa de sedimento en el fondo de las aguas receptoras, pudiendo generarse una degradation anaerobica con la consecuente formacion de gases malolientes.
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Por otra parte, la descomposicion de materia organica puede traducirse en una disminucion del oxigeno del agua, muerte de peces, production y emision de biogas y formation de una capa de material flotante.
Por ultimo, los productos fitosanitarios y agroquimicos empleados en cultivos de frutas y hortalizas, principalmente plaguicidas y pesticidas, suponen un importante foco de contaminacion para el medio receptor.
Debido a estos problemas, se plantea como solution la reutilizacion del agua de lavado hortofruticola para de este modo, garantizando la calidad exigida para el agua, se consiga minimizar el volumen de agua empleado y eliminar el vertido de contaminantes peligrosos al medio ambiente.
En el estado de la tecnica existen sistemas de reutilizacion de aguas de lavado de frutas y hortalizas. El agua resultante tras el proceso de lavado de frutas y hortalizas tiene una serie de caracteristicas comunes que dificultan su adecuado tratamiento, como son unas cargas muy elevadas de solidos en suspension, principalmente tierras, arenas, limos y arcillas, que ademas es variable en funcion del tipo de producto, cultivo y conservation, lo que implica que una misma lmea de tratamiento debe ser efectiva ante varios parametros de diseno, una elevada carga de materia organica, una elevada concentracion de microrganismos patogenos y una concentracion variable de plaguicidas y pesticidas disueltos.
Es por ello que previamente a la reutilizacion de estas aguas, debe realizarse un filtrado de las mismas. Ello conlleva la necesaria limpieza de los filtros normalmente despues de cada ciclo, para que estos sigan siendo efectivos, pues de lo contrario se genera una reduction de la productividad. Obtener la limpieza efectiva de los filtros resulta complicado y ademas, debe realizarse entre ciclos de tratamiento, por lo que a mayor tiempo invertido en la limpieza menor es la productividad de la planta de tratamiento.
Los sistemas existentes de filtrado utilizan tecnicas tales como tratamientos fisico-quimicos mediante coagulation, floculacion, sedimentation y/o filtration por lecho de arena.
Como ejemplo del estado de la tecnica pueden mencionarse los documentos de referencia WO2009087259 y ES2357822.
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El documento de referenda WO2009087259 se refiere a un procedimiento para el tratamiento del agua de lavado de productos agricolas que comprende dos etapas, sucesivas o simultaneas, siendo una de ellas de coagulacion/floculacion de materia en suspension y la otra de adsorcion de compuestos agroquimicos. Existe la opcion de anadir en la etapa de coagulacion/floculacion, un agente coagulante, preferentemente A12(S04)3 o FeCI3.
En este procedimiento el objetivo es el de tratar las aguas del lavado para eliminar tanto los materiales en suspension como los residuos de plaguicidas, de manera que esta agua pueda reutilizarse o descargarse al medio ambiente.
Estos procedimientos basados en la coagulacion, floculacion y sedimentacion presentan unas limitaciones debido a que la efectividad del tratamiento quimico empleado para la separation de altas de cargas de TSS, no es sensible a las variaciones de carga y caudal del agua a tratar, por lo que no se garantiza la calidad del agua tratada.
Por otra parte, la efectividad del sistema esta condicionada por el uso y disponibilidad de productos quimicos, que incluso pueden afectar a la calidad del producto tratado. Ademas, necesitan de un espacio de implantacion muy elevado, lo que supone un inconveniente a tener en cuenta en el interior de las centrales hortofruricolas, donde el espacio esta muy ajustado.
El documento de referencia ES2357822 se refiere a un sistema de recuperation de caldos procedentes de los drenchers en los que tiene lugar el tratamiento de productos cosechados, tales como frutas y similares, que presenta un deposito de homogeneizacion del caldo procedente del drencher desde el que se bombea el caldo a un filtro prensa por el que se filtra y deshidrata el caldo, que es enviado a un deposito de clarificado y desinfectado, para devolverse de nuevo al drencher previa inyeccion de productos fitosanitarios.
Este sistema considera un redireccionado del caldo por un conducto de derivation hasta el deposito de homogeneizacion, pues al principio al no existir solidos en las placas del filtro prensa existe una fuga de solidos. Asi pues, con este redireccionado se hace pasar varias veces el caldo por el filtro prensa para que exista ya una capa de solidos antes de poder empezar a reciclar los caldos.
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Este sistema ademas del inconveniente debido a la necesaria recirculacion que crea una capa de solidos en el filtro prensa para evitar la fuga de solido, presenta otra desventaja debido a que los solidos que se van depositando en las telas de filtrado existentes a ambos lados de las placas del filtro prensa las van ensuciando y ello produce una perdida de su poder filtrante. Esto genera la necesidad de realizar operaciones de limpieza de las telas, con una frecuencia que depende del volumen de lodos filtrado, y que puede llegar a suponer una limpieza diaria en algunos casos. Esto resulta engorroso, y produce una reduction importante de la efectividad del filtro prensa cuando las telas presentan ya cierto grado de suciedad, disminuyendo igualmente la productividad del sistema.
Por tanto, no existe en la actualidad una tecnica que permita actuar conjuntamente sobre toda la problematica existente en el tratamiento de aguas de lavado.
Description de la invention
El sistema de reutilizacion de agua para centro de lavado de frutas y hortalizas, que aqul se presenta, comprende unos medios de tratamiento del agua utilizada en el lavado conectados a un tanque de recogida del agua de lavado, un deposito de recogida del agua tratada conectado a dichos medios de tratamiento y al centro de lavado, y unos medios de limpieza de los medios de tratamiento.
Dichos medios de tratamiento estan formados por una combination de mecanismos conectados en llnea que comprenden un mecanismo inicial formado por un separador hidrociclonico al que llega el agua desde el tanque de recogida, sendos mecanismos de filtration flsica, formados por un filtro de discos conectado al separador hidrociclonico y una membrana de ultrafiltracion conectada al filtro de discos y, un mecanismo final formado por al menos un lecho adsorbente, conectado con la membrana de ultrafiltracion y conectado a su vez con el deposito de recogida de agua tratada
El tamano de paso de filtrado de ambos mecanismos mediante filtracion flsica formados por el filtro de discos y la membrana de ultrafiltracion se reduce gradualmente en el sentido de avance del agua a tratar.
As! mismo, los medios de limpieza de los medios de tratamiento comprenden un mecanismo de contralavado del filtro de discos y de la membrana de ultrafiltracion, comun a ambos,
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mediante una combination de agua y aire a presion, en sentido contrario al de avance del agua a tratar.
Segun una realization preferida, el mecanismo de contralavado esta conectado a un deposito auxiliar de limpieza de agua tratada presurizada con aire a presion, donde dicho deposito auxiliar de limpieza presenta una entrada de agua conectada al lecho adsorbente, una entrada de aire a presion y una salida de agua y aire a presion conectada a la membrana de ultrafiltracion y al filtro de discos.
En este caso y de acuerdo con una realization preferente, el llenado del deposito auxiliar de limpieza de agua con aire a presion se realiza de forma previa al llenado del deposito de recogida de agua tratada.
En una realization preferente, el al menos un lecho adsorbente esta formado por carbon activo.
Segun una realization preferente, el sistema de reutilizacion de agua comprende un dispositivo de aviso y activation del mecanismo de contralavado de forma autonoma.
De acuerdo con otro aspecto, en una realization preferida, el sistema de reutilizacion de agua comprende unos medios de control para el aporte de agua de lavado adicional para equilibrar perdidas.
De este modo, el tratamiento de estas aguas de lavado se inicia con el paso de las mismas por el mecanismo inicial constituido por el separador hidrociclonico, que elimina todas aquellas partlculas cuyo peso especlfico sea mayor que el agua mediante el efecto centrlfugo y el de gravedad.
La circulation posterior del agua de lavado a traves de un filtrado flsico mediante filtro de discos consigue una primera retention de partlculas de un cierto tamano de retention. Posteriormente se aplica el filtrado flsico mediante membranas de ultrafiltracion, con un tamano de filtrado ya menor que el del filtro de discos.
Por ultimo los lechos adsorbentes eliminan los productos fitosanitarios y agroqulmicos que pueda contener el agua de lavado.
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Cuando los filtros flsicos se ensucian, se activa el contralavado del sistema de forma automatica. Este contralavado consiste en la aplicacion de agua y aire a presion en sentido contrario al de avance del agua en el tratamiento. De este modo se consigue el desplazamiento de solidos y la limpieza de equipos, recuperando de este modo la capacidad de retention de solidos de los elementos filtrantes tras cada proceso de limpieza.
Con el sistema de reutilizacion de agua para centro de lavado de frutas y hortalizas que aqul se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la tecnica.
Esto es asl pues con la combination de los distintos mecanismos de tratamiento se consigue una eficaz y completa elimination de los solidos en suspension, de la materia organica, asl como de los productos fitosanitarios y agroqulmicos del agua de lavado, obteniendo un agua para la reutilizacion en el centro de lavado de frutas y hortalizas, que cumple con la calidad exigida para aguas de consumo humano.
Ademas, al utilizar una mezcla de agua y aire a presion, el volumen de agua necesaria para la limpieza se reduce significativamente y por tanto, el volumen de agua de limpieza que se vierte posteriormente al medio ambiente y que hay que reponer es menor.
No obstante, aunque sigue existiendo un vertido de agua al medio ambiente, esta se encuentra libre de productos fitosanitarios y agroqulmicos, pues estos quedan adsorbidos por los lechos de adsorcion y, aunque si contiene solidos en suspension, el volumen de agua vertido es muy reducido.
Por tanto resulta un sistema respetuoso con el medio ambiente y en el que el coste invertido en agua se reduce de forma significativa ya que unicamente una pequena parte se vierte al medio ambiente y hay que reponerla. El resto del volumen se reutiliza completamente.
Es por tanto un sistema sencillo, y eficaz, que reduce de manera importante los costes y al mismo tiempo elimina el vertido de contaminantes al medio ambiente.
Breve description de los dibujos
Con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica del mismo, se aporta como parte
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integrante de dicha description, una serie de dibujos donde, con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- Muestra un esquema del sistema de reutilizacion de agua para centro de lavado de frutas y hortalizas, para un modo de realization preferente de la invention.
Description detallada de un modo de realization preferente de la invention
A la vista de la figura aportada, puede observarse como en un modo de realization preferente de la invention, el sistema de reutilizacion 1 de agua para centro de lavado 3 de frutas y hortalizas que aqul se propone, comprende unos medios de tratamiento del agua utilizada en el lavado conectados a un tanque 11 de recogida del agua de lavado, un deposito 2 de recogida del agua tratada conectado a dichos medios de tratamiento y al centro de lavado 3 y, unos medios de limpieza de los medios de tratamiento.
Como se muestra en la Figura 1, dichos medios de tratamiento del agua utilizada en el lavado, estan formados por una combination de mecanismos conectados en llnea que comprenden un mecanismo inicial formado por un separador hidrociclonico 4 al que llega el agua desde el tanque 11 de recogida de agua de lavado, sendos mecanismos de filtration flsica, formados por un filtro de discos 5 conectado al separador hidrociclonico 4 y una membrana de ultrafiltracion 6 conectada al filtro de discos 5 y, un mecanismo final formado por al menos un lecho adsorbente 7, conectado con la membrana de ultrafiltracion 6 y conectado a su vez con el deposito 2 de recogida de agua tratada.
El tamano de paso de filtrado de los mecanismos de filtration flsica, es decir del filtro de discos 5 y la membrana de ultrafiltracion 6, se reduce gradualmente, en el sentido de avance del agua a filtrar.
Ademas, en este sistema de reutilizacion 1 de agua, los medios de limpieza de los medios de tratamiento, comprenden un mecanismo de contralavado del filtro de discos 5 y de la membrana de ultrafiltracion 6, comun a ambos. Dicho mecanismo de contralavado utiliza una combination de agua y aire a presion 9, en sentido contrario al de avance del agua a filtrar.
En este modo de realization preferente de la invention, el mecanismo de contralavado esta conectado a un deposito auxiliar de limpieza 8 de agua tratada presurizada con aire a
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presion, donde dicho deposito auxiliar de limpieza 8 presenta una entrada de agua conectada al lecho adsorbente 7, una entrada de aire a presion 12 y una salida de agua y aire a presion conectada a la membrana de ultrafiltracion 6 y al filtro de discos 5.
El llenado de este deposito auxiliar de limpieza 8 se realiza en este modo de realization preferente de la invention, de forma previa al llenado del deposito 2 de recogida de agua tratada.
De este modo, cuando se inicia el tratamiento del agua de lavado en el sistema de reutilizacion 1, el agua ya tratada en el sistema se dirige en primer lugar a dicho deposito auxiliar de limpieza 8. Una vez que este se llena y por tanto ya existe una reserva de agua para realizar la limpieza del filtro de discos 5 y la membrana de ultrafiltracion 6, el agua restante continua hacia el deposito 2 de recogida, para posteriormente ser reutilizada en el centro de lavado 3, para un nuevo ciclo de lavado de frutas y hortalizas.
En este sistema de reutilizacion de agua se utiliza una combination de mecanismos de tratamiento para conseguir una efectiva elimination de solidos en suspension, de materia organica, de microorganismos patogenos y de plaguicidas y pesticidas, sin la utilization de productos qulmicos que se quedan en el agua y resultan perjudiciales para el medio ambiente o, en el caso de reutilizacion de las aguas, para los productos hortofrutlcolas.
El primero de los mecanismos de tratamiento que se aplica a las aguas de lavado es un separador hidrociclonico 4, que elimina las partlculas de un peso especlfico mayor que el del agua, y se consigue por el efecto de la gravedad y de la fuerza centrlfuga.
Para un siguiente grado de filtrado, se utiliza en segundo lugar el filtro de discos 5, con el que se consigue eliminar aquellos solidos en suspension de tamano superior al grado de filtrado del disco seleccionado, que puede estar comprendido entre 5 y 400 pm y que en este modo de realizacion preferente de la invencion es de 130 pm.
Este filtro de discos 5 consigue la filtration del agua de lavado mediante la circulation de la misma a traves de una columna de discos ranurados planos.
El agua seguidamente continua al mecanismo de tratamiento formado por una membrana de ultrafiltracion 6 en la que la filtracion se obtiene mediante circulacion de agua a traves de membranas semipermeables de fibra hueca. En ella se retienen la totalidad de solidos en
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suspension con un tamano superior a 0,03 pm, para este modo de realization preferente de la invention. Al final de este mecanismo de tratamiento el agua no presenta ni solidos en suspension y turbidez.
No obstante el agua tras pasar por estos tres mecanismos de tratamiento continua presentando productos fitosanitarios y agroqulmicos, por lo que por ultimo se hace pasar el agua por al menos un lecho adsorbente 7 para poder gestionarlo posteriormente como residuo solido.
En este modo de realizacion preferente de la invencion, el lecho adsorbente 7 utilizado esta formado por carbon activo.
Este sistema de reutilizacion de agua, en este modo de realizacion preferente de la invencion, comprende un dispositivo de aviso y activation del mecanismo de contralavado de forma autonoma, de manera que cuando se detecta que los filtros tienen un determinado nivel de suciedad fijado, se enciende una alarma que activa automaticamente el mecanismo de contralavado.
Para el mecanismo de contralavado se utiliza el volumen de agua presurizada mediante aporte de aire a presion 9, previamente recogido en el deposito auxiliar de limpieza 8. Como el agua de este deposito auxiliar de limpieza 8 ha recorrido previamente los cuatro mecanismos de tratamiento, incluido el del lecho adsorbente 7, es una agua libre de productos fitosanitarios y agroqulmicos, por lo que tras ejecutar el contralavado del filtro de discos 5 y de la membrana de ultrafiltracion 6, el agua de vertido 10 resultante no resulta muy agresiva con el medio ambiente, pues se ha reducido el volumen resultante del mismo y este no va a contener dichos productos fitosanitarios y agroqulmicos.
Como el agua utilizada para la limpieza de los mecanismos de filtration flsica, va mezclada con aire a presion, el volumen de esta necesario es mas reducido. No obstante, aunque una cantidad reducida, es un volumen de agua que se resta al que se reutiliza de nuevo en el centro de lavado 3 para un nuevo ciclo. Por ello, el sistema de reutilizacion de agua en este modo de realizacion preferente de la invencion comprende unos medios de control para el aporte de agua de lavado adicional para equilibrar el agua utilizada en la limpieza de filtros y en otras posibles perdidas.
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La forma de realization descrita constituye unicamente un ejemplo de la presente invention, por tanto, los detalles, terminos y frases especlficos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse unicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una description comprensible asl como la information suficiente al experto en la materia la information suficiente para aplicar la presente invention.
Con el sistema de reutilizacion de agua para centro de lavado de frutas y hortalizas que aqul se presenta se consiguen importantes mejoras respecto al estado de la tecnica.
Asl pues, es un sistema de reutilizacion de agua que consigue un suministro de agua para reutilizacion, con la calidad exigida para aguas de consumo humano, asegurando dicha calidad ante posibles variaciones de calidad del agua a tratar.
Es un sistema capaz de eliminar eficientemente cargas muy altas y variables de solidos en suspension, asl como altas cargas de materia organica en suspension.
Comprende un metodo de elimination de fitosanitarios y agroqulmicos mediante los lechos adsorbentes, completamente eficaz, que no emplea productos qulmicos que puedan afectar a la calidad de frutas y hortalizas y ademas genera unos residuos que pueden gestionarse como un residuo solido urbano.
Este sistema consigue minimizar el vertido de agua en las limpiezas de los equipos, y ademas dicho vertido se encuentra libre de productos fitosanitarios y agroqulmicos, por lo que se elimina el vertido de este tipo de productos al cauce receptor.
Asl mismo, es un sistema que ocupa un espacio de implantation muy reducido y que presenta un coste de inversion y operation ajustado.
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REIVINDICACIONES
1- Sistema de reutilizacion (1) de agua para centro de lavado (3) de frutas y hortalizas, que comprende unos medios de tratamiento del agua utilizada en el lavado conectados a un tanque (11) de recogida del agua de lavado, un deposito (2) de recogida del agua tratada conectado a dichos medios de tratamiento y al centro de lavado (3), y unos medios de limpieza de los medios de tratamiento, caracterizado por que los medios de tratamiento estan formados por una combination de mecanismos conectados en llnea que comprenden un mecanismo inicial formado por un separador hidrociclonico (4) al que llega el agua desde el tanque (11) de recogida, sendos mecanismos de filtration flsica, formados por un filtro de discos (5) conectado al separador hidrociclonico (4) y una membrana de ultrafiltracion (6) conectada al filtro de discos (5), donde el tamano de paso de filtrado de ambos mecanismos de filtracion flsica se reduce gradualmente en el sentido de avance del agua a tratar y, un mecanismo final formado por al menos un lecho adsorbente (7), conectado con la membrana de ultrafiltracion (6) y conectado a su vez con el deposito (2) de recogida de agua tratada y, donde los medios de limpieza de los medios de tratamiento comprenden un mecanismo de contralavado del filtro de discos (5) y de la membrana de ultrafiltracion (6) comun a ambos, mediante una combinacion de agua y aire a presion (9), en sentido contrario al de avance del agua a tratar.
2- Sistema de reutilizacion (1) de agua para centro de lavado (3) de tratamiento de frutas y hortalizas, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el mecanismo de contralavado esta conectado a un deposito auxiliar de limpieza (8) de agua tratada presurizada con aire a presion, donde dicho deposito auxiliar de limpieza (8) presenta una entrada de agua conectada al lecho adsorbente (7), una entrada de aire a presion (12) y una salida de agua y aire a presion conectada a la membrana de ultrafiltracion (6) y al filtro de discos (5).
3- Sistema de reutilizacion (1) de agua para centro de lavado (3) de tratamiento de frutas y hortalizas, segun la reivindicacion 2, caracterizado por que el llenado del deposito auxiliar de limpieza (8) de agua con aire a presion (9) se realiza de forma previa al llenado del deposito (2) de recogida de agua tratada.
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4- Sistema de reutilizacion (1) de agua para centro de lavado (3) de tratamiento de frutas y hortalizas, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un lecho adsorbente (7) esta formado por carbon activo.
5- Sistema de reutilizacion (1) de agua para centro de lavado (3) de tratamiento de frutas y hortalizas, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un dispositivo de aviso y activacion del mecanismo de contralavado de forma autonoma.
6- Sistema de reutilizacion (1) de agua para centro de lavado (3) de tratamiento de frutas y hortalizas, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende unos medios de control para el aporte de agua de lavado adicional para equilibrar perdidas.
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| ES201630230A ES2631192B2 (es) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Sistema de reutilización de agua para centro de lavado de frutas y hortalizas |
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| ES2631192A1 true ES2631192A1 (es) | 2017-08-29 |
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| Publication number | Publication date |
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| ES2631192B2 (es) | 2017-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2631192 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20171218 |