ITTO940485A1 - Procedimento e dispositivo pe la disinfestazione di frutti. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento e dispositivo per la disinfestazione di frutti".

La presente invenzione ha per oggetto un procedimento ed un dispositivo per la disinfestazione di frutti.

Il settore tecnico dell'invenzione è la creazione di equipaggiamenti per l'applicazione del procedimento che permettano la distruzione degli insetti nocivi.

Una delle applicazioni principali dell'invenzione è il trattamento dei frutti secchi o essiccati quali in particolare datteri, che sono largamente infestati da una farfalla del genere, per esempio "Ectomyeloïs ceratoniae Zeller" o "Myelois decolor" della famiglia Pyralidac o altre specie, le cui uova e le larve si localizzano rispettivamente sul e nel dattero e provocano danni rilavanti che possono rendere non adatte al consumo intere produzioni.

E' a livello del palmeto e nel corso dell'immagazzinamento che si producono i danni dovuti ad insetti, sebbene sia in natura che ha luogo la contaminazione: infatti, è durante l'essiccazione del frutto tra la raccolta e l'entrata in magazzino,ossia una quindicina di giorni,che le farfalle vanno a deporre le loro uova, i bruchi proseguono quindi lo sviluppo nel frutto durante l'immagazzinamento, nel corso del quale si possono succedere diverse generazioni.

La presente descrizione e gli esempi qui di seguito riguardano la contaminazione e la disinfestazione dei datteri, che è l'applicazione principale dell'invenzione, ma questa riguarda anche in realtà tutti i frutti secchi o essiccati, cioè i frutti naturalmente privi di polpa o quelli essiccati per essere consumati in tali condizioni, come le uve secche, i fichi secchi, le albicocche secche, i datteri, ossia tutti quelli la cui composizione contiene tra il 10 e il 35% di acqua, e più particolarmente ugualmente quelli che comprendano una forte percentuale di zucchero, ossia almeno il 40% del loro peso fresco totale, e anche piuttosto dell'ordine dal 60 al 70% di questo peso di materia fresca totale, che include zuccheri non riducenti quali il saccarosio e riducenti quali il glucosio e il fruttosio.

Si presenta in questa domanda soprattutto l'esempio del dattero per il fatto della sua importanza economica e nutritiva in numerosi paesi, soprattutto in quelli in via di sviluppo, e per i quali la salvaguardia della produzione da questo fatto è un fattore essenziale e necessario per le loro capacità proprie di autonomia sia alimentare per la loro popolazione che finanziaria per l'esportazione; il dattero è classificato per esempio al terzo posto nelle esportazioni tunisine.

Infatti, si contano ai giorni nostri più di un miliardo di palme da dattero nel mondo che producono 3 milioni di tonnellate di frutti come prima zona di produzione, i paesi mediterranei; il dattero è un frutto commestibile a polpa ricca di zucchero ed assai nutritivo;è una bacca che contiene un solo grano detto nucleo di forma più o meno allungata o ellissoide. Di colore verde allo stato giovane, diventa giallo più o meno chiaro, giallo ombrato traslucido, bruno più o meno pronunciato o ben rosso o nero nella maturità. Questi colori sono funzioni delle specie e sono assai caratteristici perché il consumatore sia sensibile al loro aspetto, da cui una qualsiasi alterazione lo allontanerà.

Ora questa produzione, ogni anno in evoluzione, è ridotta per la perdita valutata ad almeno il 9% dei datteri destinati all'esportazione dovuto agli insetti quali indicati sopra, e anche dopo trattamento attuale, sovente della rimanenza non controllata. Si giudica ancora che dal 20 al 30% della quantità di datteri infestati in provenienza dal Maghreb è immessa sul mercato ugualmente.

A causa di questa infestazione, gli industriali importatori ed esportatori di datteri, preoccupati di vendere prodotti puliti hanno organizzato metodi di disinfestazione per combattere questo flagello che si presenta come un danno per il progresso dell industria; gli industriali hanno pensato di disinfestare i datteri sia sui campi, sia nei depositi, poiché conviene distruggere le uova appena possibile certamente al meglio prima che dischiudano.

I metodi utilizzati sono sia fisici, chimici o biologici, nta è tuttavia il metodo chimico il piùutilizzata dai piantatori e i confezionatori dei giorni nostri.

I metodi detti fisici e biologici sono basati sul principio che a una certa temperatura, le larve e gli insetti muoiano: così metodi semplici sono stati sviluppati da più di 30 anni, quali l'immersione dei frutti nell'acqua bollente, ma questo procedimento non sarebbe conveniente alle imprese di confezione che debbono trattare grandi quantità di frutti; d'altra parte è stato utilizzata, l'esposizione all'aria ad alte e basse temperature,poiché, infatti, la temperatura bassa può distruggere ugualmente gli insetti ma l'utilizzazione del materiale necessario per trattare velocemente un grande volume di frutti è costosa ed esige un grande spazio.

Inoltre, il controllo della temperatura all'interno dei frutti è difficile da ottenere, ora si sa che una temperatura che supera un certo valore per frutti carichi di zucchero, rischia di provocare l'inversione di questi zuccheri, e quindi di distruggere il gusto e la qualità dei frutti: essendo questo il caso per un dattero, i metodi e i procedimenti fisici sono stati sempre dcartati per il suo trattamento, il tecnico del ramo essendo pure allontanato dalla loro utilizzazione per questa ragione e per i rischi di cambiamento di colore questo frutto.

Un metodo chimico è quindi stato sviluppato da alcune decine di anni, ed è assai utilizzato ai giorni nostri:si tratta della fumigazione mediante il bromuro di metile, che può essere utilizzato anche direttamente nelle palme prima delle raccolte: questo metodo è apparso assai efficace poiché il bromuro di metile distrugge gli insetti in qualsiasi stadio. Tuttavia, questo prodotto è assai tossico per l'uomo, poiché malgrado l'asciugatura dopo fumigazione, rimangono residui del prodotto nel frutto creando una regolamentazione di utilizzazione da parte di tutti i paesi produttori e consumatori;così sempre più questo prodotto è vietato in alcuni paesi quali in particolare gli Stati Uniti, o altri metodi, mediante polverizzazione che richiedono mezzi industriali nei campi direttamente sono stati sviluppati ma non sono trasportabili nei paesi mediterranei in particolare, che non sono attrezzati.

Così, il bromuro di metile è ancora tollerato in mancanza di soluzioni nella CEE in particolare, per potere importare datteri di provenienza da questi paesi, ma il divieto sarà presto ugualmente effettivo.

Così, alfine di potere assicurare una disinfestazione con metodi che sono atti per paesi produttori che non hanno mezzi, industriali troppo importanti per trattare i frutti interessati e d'altra parte soddisfare il consumo senza inquinare i frutti con prodotti chimici novici, sono stati cercati diversi altri metodi da alcunianni, per permettere una disinfestazione adatta senza attentare alla qualità dei frutti.

Noi parleremo rapidamente delle possibilità di disinfestazione biologica, che consistono nel lottare contro l'infestazione degli insetti mediante nemici naturali, ma che è un metodo, sebbene effettivamente non inquinante e meno costoso, assai aleatorio, e non può quindi essere soddisfacente per ottenere un prodotto consumabile sulla totalità della produzione e ciò soprattutto perché in origine le uova non sivedono nei frutti: gli insetti possono apparire sola quando sono sulla tavola del consumatore.

Il problema posto è quindi di poter disinfestare frutti in forma all'incirca del 100% efficace, se non è il 100% di mortalità delle larve, uova o insetti che possano avere infettato i frutti sull'albero o dopo la raccolta, pur conservando da una parte la loro qualità del gusto, e ciò tanto può quanto più essi contengono zucchero e d'altra parte il loro colore per rassicurare il consumatore, e ciò senza prodotti chimici che possono essere nocivi per l'uomo e con mezzi che permettano una cadenza di trattamento rapida, a costi ragionevoli che non richiedano mezzi industriali troppo ingombranti e che possono essere applicati in tutti i paesi.

Inoltre, bisogna segnalare il problema dell'esistenza di enzimi che possano cambiare la consistenza degli zuccheri, se essi sono attivi; bisogna quindi renderli ugualmente inattivi, in modo da non rischiare un cambimaneto della consistenza di questi zuccheri.

Una soluzione al problema posto è un procedimento di disinfestazione di frutti nel quale;

- si sottopongono i detti frutti a un campo di microonde di potenza tale che latemperatura di detti fruttisia compresa fra 52°C e 70°C;

- si mantengono i detti frutti a questa temperatura in detto campo di microonde per una durata da 1 a 3 minuti.

In una forma preferenziale di realizzazione, si determina il riscaldamento del campo di microonde e la durata di mantenimento di detti frutti in questo campo, in modo tale che la temperatura di detti frutti sia compresa tra 60 e 65°C e ciò tanto più quanto più i detti frutti contengono almeno il 40% del loro peso di zucchero, e anche, fra il 60 e il 70%.

Per raggiungere l 'obiettivo di cui sopra, e preferibilmente:

- si dispongono detti frutti su un dispositivo piano di trasporto continuo,secondo una ripartizione più uniforme e con un solo spessore di frutti;

- si copre una parte della superficie piana di detto dispositivo di trasporto con un contenitore, nel quale diffuso detto campo di microonde;

- si regola la velocità di detto dispositivo e la potenza di detto campo di microonde perchè i detti frutti rimangano ricoperti da detto contenitore e siano riscaldati quindi per la durata voluta ad una temperatura compresa nei limiti fissati.

L’applicazione principale dell'invenzione quale indicata nell'introduzione è il trattamento di frutti secchio essiccati, che possono essere considerati come tutti quelli contenenti dal 10 al 35% di acqua del loro peso totale, e più particolarmente tra questi quelli che contengono il 40% almeno del loro peso di zucchero e anche dal 60 al 70% quali i datteri.

Il risultato è di nuovi procedimenti e dispositivi di disinfestazione dei frutti, soprattutto quindi di frutti secchi o essiccati quali i datteri, che corrispondono al problema posato e agli obiettivi citati qui sopra; in particolare, grazie alla scelta delle onde elettromagnetiche che sono le microonde, fasce di temperatura e della durata di esposizione,si ottengono effettivamente una conservazione del gusto, del colore ed un'efficacia del 100% di mortalità delle uova, delle larve e degli insetti che possono infettare i frutti.

Infatti, ricerche e prove hanno confermato che al di sotto della temperatura di 52°C, gli insetti non sono totalmente distrutti, e che tra 52 e 62°C anche se gli insetti sono quasi tutti distrutti, gli enzimi non sono stabilizzati e possono quindi mutare la consistenza degli zuccheri, quale indicato sopra; inoltre, al di sopra della temperatura da 65° a 70°C, i frutti possono cambiare colore, poiché reazioni chimiche a livello di costituenti del dattero (zuccheri, proteine...) e a livello della pelle deifrutti sitraducono con un imbrunimento del frutto.

Oltre a questi problemi di temperature, la durata di esposizione ha un compito importante che si addiziona a quello della scelta di queste fasce di temperatura per ottenere l'effetto desiderato, e se ci si allontana dalle durate stabilite nell'invenzione, l'efficacia è ridotta e i rischi di complicazioni quali indicati sopra si possono produrre.

Tra tutte le onde elettromagnetiche che contengono anche l'ultravioletto, l'infrarosso, ecc. e che sono del resto utilizzati in altre applicazioniper iprodotti agroalimentari, ma che non hanno tutte la stessa capacità di penetrazione nei prodotti, le microonde e le alte frequenze, tenuto conto della loro lunghezza d'onda, possono penetrare sino a 30 cm nel prodotto; tuttavia solo le microonde propriamente dette convengono per prodotti di piccolo spessore, come i frutti secchi o essiccati, in particolare il dattero.

Le microonde o iperfrequenze appartengono infatti alla famiglia delle onde elettromagnetiche,di cui essioccupano una banda di frequenza fra 300 Megahertz e 30 Gigahertz, comprese fra le frequenze radio VHF e gli infrarossi:esse sono attualmente utilizzate per ottenere l'innalzamento più rapido della temperatura nel cuore dei prodotti, e sono già applicate nell'industria in generale e in diverse applicazioni, quali lo scongelamento, la cottura, l'essiccazione e la sterilizzazione, la pastorizzazione, ecc., di cui alcuni hanno fatto oggetto di deposito di domande di brevetto: si possono ricordare per esempio la domanda di brevetto pubblicata il e depositata dalla società

su un "procedimento di sterilizzazione di farina di cereale mediante il trattamento termico", o la domanda pubblicato il dalla società su un' "apparecchiatura di riscaldamento a microonde" applicata a un contenitore sottovuoto, o anche la domanda pubblicata il dei laboratori

in e intitolata "composizione di strati superficiali per alimenti", la cui costituzione è ottenuta mediante l'applicazione dell'energia a microonde.

Nell'industria francese,solo la frequenza di 2450 Megahertz è impiegata, ma altre frequenze potrebbero essere utilizzate nella presente invenzione.

E ' noto infatti che l'utilizzazione delle microonde per il riscaldamento di materiali riguarda in particolare quelli dielettrici, poiché allora il riscaldamento di questo prodotto è provocato dalla trasformazione in calore di una parte dell'energia contenuta nell'onda elettromagnetica: i prodotti, dielettrici, contengono dipoli elettrici che si orientano nel senso del campo elettrico applicato, creato da una corrente alternata: se il cambiamento di polarità del cambio elettrico è rapido, quale per la frequenza di cui sopra più di 2 miliardi di volte al secondo, si creano all'interno stesso del materiale movimenti, vibrazioni e attriti dei dipoli, che provocano la frizione delle molecole su una profondità da 5 a 30 cm, e causano un riscaldamento interno che può essere assai intenso sotto l'effetto di un'onda di forte potenza: le variazioni di temperatura possono raggiungere 10°C al secondo.

Così altre applicazioni di microonde per la disinfestazione sono già state realizzate, ma in grandi silos di immagazzinamento con equipaggiamenti specifici complessi e unicamente su cereali quali il grano, i piselli, le lenticchie, le farine, ecc. Si è notato come indicato in precedenza, che gli insetti nocivi come qualsiasi organo vivente, sono fortemente idrati, e il loro fattore di perdita dielettrica è superiore a quello del mezzo circostante: tenuto conto dell'azione delle microonde indicate sopra, questi organismi si innalzano quindi in temperatura assai più velocemente del prodotto nel quale essi sono situati,e la loro distruzione dovuta a questo innalzamento di temperatura sarà ineluttabile, e ciò nel caso di cereali ben prima che le qualità organolettiche e tecnologiche del prodotto siano attaccate dall'urto termico.

Infatti,per i cereali al di fuori di una temperatura minima per permettere la distruzione degli insetti, nessuna altra sollecitazione, per il fatto di una certa stabilità di queste derrate era critica: le microonde possono quindi essere utilizzate senza pregiudizi né sollecitazioni di procedimenti e di metodologie particolari, poiché senza effetto secondario.

Si può ricordare a tale scopo l'opera, tra l'altro, di M. THUERY J. del 1939 nelle Edizioni Tecniche e Documentazione di Lavoisier, ed intitolata "le microonde e loro effetto sulla materia; l'applicazione industriale agroalimentare e medica", pagg. 313 e seguenti, soprattutto.

Nell'applicazione ai frutti, quali in particolare i frutti secchi che hanno tenori d i zucchero elevati e soprattutto quelli comprendenti enzimi che possono mutare la consistenza di questi zuccheri, l'apllicazione delle microonde causava alcuni problemi e non erano previsti sino ad ora, e come indicato in precedenza erano anche controindicati, convincendo gli industriali a non servirsene poiché si ottenevano cambiamenti di colori e cambiamenti di gusto che rendevano i prodotti non adatti al consumo.

Così il procedimento e il dispositivo dell'invenzione quale descritto qui di seguito ed indicato in precedenza, hanno permesso dopo numerose ricerche di scegliere fasce di temperature,durate di esposizioni e fasi di procedimenti particolari, per ottenere l'insieme delle condizioni indicate negli obiettivi e il problema posti in precedenza; è dunque permesso ai giorni nostri prevedere l'applicazione della presente invenzione su un piano industriale, scegliendo la potenza voluta in funzione delle cadenze desiderate di quantità di frutti da trattare, tale che un tecnico del ramo che conosca le sollecitazioni termiche di velocità e di esposizione indicate nella presente invenzione può determinare richiamandosi alle sue uniche conoscenze generali, e dopo alcune regolazioni; per questo, si possono utilizzare equipaggiamenti noti ai giorni nostri, ma atti alla disinfestazione in particolare, e ciò sui luoghi stessi della produzione. Così paesi, anche in sviluppo possono infatti disporre di tali equipaggiamenti che non utilizzano grandi superfici e grandi volumi, né particolare tecnicità, e ciò con un costo ragionevole; il consumo di energia necessaria è assai basso e l'utilizzazione è quindi non inquinante, sia per i consumatori che per il personale che utilizza i dispositivi o procedimenti.

Si potrebbero ricordare altri vantaggi della presente invenzione ma quelli ricordati qui sopra ne illustrano già sufficientemente per dimostrarne la novità l'interesse.

La descrizione e la figura qui di seguito rappresentano un esempio di realizzazione dell'invenzione, ma non hanno alcun carattere limitativo: altre realizzazioni sono possibili nel significato della portata e della durata di questa invenzione, in particolare cambiando la disposizione del campo di microonde e il dispositivo di trascinamento dei frutti nel contenitore che contiene questo campo.

La figura unica qui allegata è una vista semplificata di profilo in sezione di un dispositivo secondo l'invenzione, che permette di illustrare ed applicare il procedimento secondo questa invenzione.

Il dispositivo di disinfestazione di frutti 1 comprende un contenitore 8, nel quale una sorgente a microonde 1 emette un campo a microonde 2 verso una superficie 9 che riceve i detti frutti 1 e che può mantenere questi ad una temperatura almeno di 50° e al massimo di 70°C.

Preferibilmente, la temperatura mantenuta e scelta sarà compresa tra 60 e 75°C, al fine di permettere un'applicazione particolare per i frutti secchi o essiccati, che possono contenere fra il 10 e il 35% di acqua del loro prodotto totale, e che contengono almeno il 40% del loro peso fresco totale di zucchero, o anche addirittura dal 60 al 70 % della loro materia fresca totale di zucchero quali i datteri.

Secondo la figura, la detta superficie 9 è quella di un tappeto 5 di trasporto continuo di detti frutti 1 la cui velocità è tale che in funzione della lunghezza di detto contenitore 8, il tempo di passaggio di detti frutti e alla temperatura voluta in questo, può essere stabilita in forma certa, ossia secondo la presente invenzione da 1 a 3 minuti. Detta velocitò può essere regolata in forma nota dal controllo del mezzo di azionamento 10di detto tappeto 5.

I frutti quali i frutti secchi 1 sono portati con qualsiasi mezzo di carico 4 su detta superficie 9 del tappeto 5 azionato in continuo e a velocità costante, per passare in detto contenitore 8; questo è collegato da un lato ad una sorgente tale che una guida d'onde 1 che assicura il collegamento tra l'applicatore e il generatore, quale un magnetron che può peraltro essere disposto; la traiettoria stessa delle onde è quindi diretta nel contenitore 8 per creare un campo 2 che è quindi in questeesempioparallelo allasuperficie 9del tappeto 5 e all'altra estremità del contenitore 8, una carica ad acqua 7 può essere posta per recuperare l'energia non assorbita dai frutti 1.

Dopo il passaggio nel contenitore, i frutti sono quindi evacuativerso qualsiasi dispositivo 6 di immagazzinamento e di riempimento per essere confezionati o inviati ai distributori o consumatori.

Potrebbe anche essere adattato nel contenitore 8 un sistema di ripartizione delle onde elettromagnetiche microonde in doccia, nel quale le onde sarebbero perpendicolari allo spostamento dei frutti, alfine di permettere di aumentare l 'efficacia del trattamento e di diminuire una certa eterogeneità di questo : è stato infatti constatato nel corso di prove che con un sistema quale quello della figura 1 con onde parallele alla superficie di trattamento,temperature più alte sui bordi, creano una certa eterogeneità di trattamento dei frutti.

Differenti prove ed esami hanno permesso di verificare il procedimento e il dispositivo secondo l'invenzione, con in particolare quale esempio di conferma di questi una potenza emessa di 2 KW da sorgente di microonde in un contenitore accoppiato ad una velocità del tappeto che permette la disinfestazione di 60 KG per ora di datteri infettati,posizionati alla rinfusa ma in uno strato unico, e in un modo il più uniforme in densità di superficie su questa tappeto,e portati quindi grazie alla potenza emessa dalla sorgente di microonde, ad una temperatura da 60 a 65°C con una durata di trattamento di 2 minuti e con una temperatura finale media minima di 60°: né il colore né gli zuccheri cambiano dopo questo trattamento, e gli insetti, o uova, o larve che erano presenti e vivi all'inizio del trattamento, sono distrutti al 100%.

La presente invenzione può anche essere considerata come quella dell'applicazione di campi di microonde, noti peraltro per il riscaldamento didiverse derrate alimentari,ma utilizza ti nella disinfestazione di frutti in particolare di frutti secchi o essiccati, assicurando il riscaldamento di questi in una fascia di temperatura tra 52 e 72°C per una durata compresa tra 1 e 3 minuti; in particolare detta applicazione è utilizzata per la disinfestazione di frutti contenenti dal 60 al 70% di materia totale di zucchero, e fra il 10 e il 35% di acqua del loro peso totale, quali i datteri.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di disinfestazione di frutti (1),per mezzo di raggi (2)elettromagnetici ad alta frequenza,caratterizzato dal fatto che: - si trattano i frutti (1) contenenti fra il 10 e il 35% di acqua del loro peso totale; - si sottopongono i detti frutti (1)ad un campo di microonde (2) di potenza tale che la temperatura di detti frutti sia compresa fra 52°C e 70°C; - si mantengono i detti frutti (1) a questa temperatura in detto campo (2) di microonde per una durata da 1 a 3 minuti.
2. 2. Procedimento di disinfestazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che si determina il riscaldamento del campo di microonde (2) e la durata di mantenimento di detti frutti (1) in questo campo, in modo tale che la temperatura di detti frutti sia compresa fra 60 e 65°C.
3. 3. Procedimento di disinfestazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che: - si dispongono i detti frutti (1)su un dispositivo piano (5) di trasporto continuo, secondo una ripartizione la più uniforme e con un solo strato di frutti; si copre una parte (9) della superficie piana di detto dispositivo di trasporto (5) con un contenitore (3), nel quale è diffuso detto campo di microonde (2); si regola la velocità di detto dispositivo (5) e la potenza di detto campo di microonde (2) perchè detti frutti (1) rimangano ricoperti da detto contenitore (8) e siano riscaldati quindi per la durata voluta ad una temperatura compresa nei limiti fissati.
4. 4. Procedimento di disinfestazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1a 3, caratterizzato dal fatto che detti frutti ( 1 ) contengono almeno il 40% del loro peso di zucchero.
5. 5. Dispositivo di didinfestazione di frutti (1),caratterizzato dal fatto che comprende un contenitore (8) nel quale una sorgente a microonde (1) emette un campo a microonde (3) verso una superficie (9) che riceve i detti frutti (1) e che può mantenerli ad una temperatura almeno di 52°C ed al massimo di 70°C.
6. 6. Dispositivo di disinfestazione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la detta superficie (9)è quella di un tappeto (5) di trasporto continuo di detti frutti (1) la cui velocità è tale che, in funzione della lunghezza di detto contenitore (8), il tempo di passaggio di detti frutti in questo sia da 1 a 3 minuti.
7. 7. Apllicazione dei campi di microonde che permette il riscaldamento delle derrate alimentari, ed utilizzati per la disinfestazione di frutti, caratterizzata dal fatto chei detti campi di microonde disinfestano frutti contenenti tra il 10 e il 35% di acqua del loro peso totale, assicurando il riscaldamento di questi in una fascia di temperatura tra 52°C e 70°C per una durata compresa fra 1 e 3 minuti
8. 8. Applicazione dei campi di microonde secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che sono utilizzati per la disinfestazione di frutti contenenti tra il 60 e il 70% della loro materia fresca totale di zucchero.