WO2020097746A1 - Un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha. - Google Patents

Un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha. Download PDF

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Rudi RADRIGAN EWOLDT
Sixto ROJAS CABALÍN
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Universidad De Concepcion
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Definitions

  • the technology is oriented to the fruit area, more particularly, it corresponds to an on-line nebulization system by ultrasound, useful in the dispensing of agrochemical agents for post-harvest fruit.
  • the efficiency of the nebulization is related to the ability to deposit on the surface of the fruit (on the skin), without affecting the wax that covers them, called Pruina, which is present in fruits such as cherries, plums and grapes; and crossing the cilia present in fruits such as kiwis and peaches, which act as a barrier reducing the effect produced by the compound.
  • nebulization techniques such as hydraulic nebulization, which consists of the generation of drops of a suspension of the diluted agent by throttling the solution using sprinklers, this sprays the fluid and produces microdrops of between 200 and 800 prn.
  • electrostatic nebulization where an electrical charge of the drops occurs once they are formed by conventional procedures; and then the mixture circulates at speeds close to the speed of sound through some nozzles provided with an electrode that charges static electricity to the particles once they pass through the nozzle, and which are directed to the object to be nebulized where the particles are dispersed from homogeneous shape due to the attraction of the positive charge of the fruit mass.
  • a droplet size of between 100 and 200 pm is achieved.
  • ultrasonic nebulization has emerged as an alternative for the application of chemicals in fruits, which works by forming microdroplets by sending ultrasonic waves to an i solids solution or suspension to generate a disturbance in the medium and divide it, forming a cold cloud that is sent to an application chamber where the fruit is arranged.
  • Nebulization by ultrasound allows to generate microdroplets of sizes between 1 - 100 miti, and where a piezoelectric transducer is used that must operate at a frequency between 0.0005 and 3 MHz. Although these devices allow to decrease the droplet size to nebulize chemical suspensions , they are not able to discriminate the appropriate droplet size to use.
  • Patent application MX2016004514 (Cabanillas) called "Process of sanitizing vegetables by ultrasonic nebulization of a sanitizing agent.”
  • the invention relates to an in-line ultrasonic nebulization system, where nebulization occurs by immersion of the sanitizer in piezoelectric transducers, which may occur in a section outside the vegetable mist bed, and carried there by a conduit between these sections.
  • the vibration frequency of the transducers allows particles of between 0.5 and 6 miti to be nebulized.
  • An ultrasonic nebulization system for chemicals contains a steam generation unit, consisting of a bath with the liquid to be nebulized and a transducer, which operates at a frequency between 1.5 and 2.5 MHz and allows the dispensing of particles between 1 to 50 microns.
  • the generated steam enters a separate chamber containing a heater and fan, which then carries the steam to different misting chambers.
  • Figure 1 Diagram of the online nebulization system by ultrasound.
  • Figure 2 Experimental ultrasound nebulization system.
  • Figure 3 Images of the spray (3a and 3b) and nebulization (3c) tests for the Kiwi.
  • Figure 4 Images of the spray (4a and 4b) and nebulization (4c) tests for blueberries.
  • the present technology corresponds to an online nebulization system through ultrasound transducers, useful in the dispensing of agrochemical agents for postharvest fruit with bloom and / or hair, more specifically, for fruits of the peach, kiwi, plum and blueberries.
  • This nebulization system can be installed directly on the post-harvest fruit selection process lines, allowing its mobility, without requiring modifications to adapt and avoiding alterations in the structure of the plant.
  • the nebulization system allows to generate different droplet sizes to adapt to the particle size of the agrochemical agent to be applied, and thus allow the complete coating of the particles and avoid excess water.
  • Agrochemicals can be present in the form of liquids or as suspended solids ranging in size from 0.3 pm to 100 pm.
  • This nebulization system comprises at least three chambers, which are described below, taking Figure 1 as a reference:
  • a nebulization chamber composed of a closed tank (1) containing the liquid to be nebulized (2), a stirrer arranged in the upper section of the tank (3) made up of a rotor with blades, which must be immersed in the liquid at nebulize (2) at a height of at least 1/3 of the liquid level; at least two ultrasound transducers (4) of different frequencies that operate between 0.75 and 1.0 MHz and between 0.9 and 1.7 MHz, with an adjustable power between 5 and 60 W, immersed in the liquid at a distance between 10 and 20 cm from the base, with an equidistant distribution with respect to the center of the camera base; and a fan (5) that propels the steam towards the outlet of the tank (6).
  • this camera can contain more than one transducer of the same frequency to increase the speed of cloud formation, allowing more fruits to be processed per minute.
  • a cloud application chamber on the fruit consisting of a closed chamber (7) arranged on the process line (8), which has gates with slats (9) for the entry and exit of the fruit, a cylindrical applicator (10) of the agrochemical agent located in the upper and parallel to the process line with 2mm diameter perforations in the lower area (11), to distribute the cloud evenly, which is connected to the misting chamber by means of a duct (12) in diameter between 0.2 - 3.2 cm.
  • a cloud recovery chamber consisting of a closed tank (13) coupled to the application chamber, under the process line (8) that is connected to the mist chamber by a duct (14) with a diameter of between 1 and 2 cm, where the recovered cloud is driven by the fan (5).
  • this chamber can contain a line to return the condensed liquids (15) to the nebulization chamber, for which it must be connected to a self-priming suction pump (16). The latter allows to recover the product that was not used or did not adhere to the fruit and can be used again.
  • the misting, application and recovery chambers can be made from insulating material, preferably, but exclusively from food grade plastic, to avoid cloud condensation due to conduction heat transfer.
  • the process to operate the selective mist system of agrochemical agents comprises at least the following stages:
  • the nebulization system and the process for the selective nebulization of compounds allows the application of agrochemical agents of various weights Molecular, without damaging the bloom of waxy fruits and fruits with hairs, allowing the agent to pass easily through the cilia barrier. Selective misting helps keep the fruit dry and ensure rapid evaporation of the water, which is used as a vehicle for the transmission of the chemical.
  • Example 1 Determination of the operating frequency to nebulize Iprodione®.
  • the experimental ultrasound nebulization system was used (see Figure 2), where we worked with frequencies from 0.5 to 1.75 MHz to nebulize Iprodione® and obtain a concentration of 2 ppm of chemical agent on the surface of kiwis.
  • This chemical agent corresponds to a fungicide and has a molecular weight of 330.17 g / mol and a solubility in water of 13.9 mg / l.
  • the frequency of the transducers was evaluated, using a power of 30W, which generated a cloud at a rate of 4 m 3 / min, a flow rate of 0.1 m 3 / min and a processing speed of 50 kiwis per minute with a residence time of 5 s; subsequently, the surfaces of the kiwis were analyzed to determine the concentration of fungicide by HPLC method.
  • Example 2 Determination of operating conditions of the nebulizer system
  • the equipment was configured to work with the 0.7 MHz transducers applying a power of 30 W to a volume of 10 L of solution, this allowed to generate a cold cloud with a formation speed of 4 m 3 / min.
  • the fruit was transported through the application chamber at a rate of 50 fruits per minute with a residence time of 5 seconds, which corresponds to the time it takes two turns for the fruit on the conveyor belt.
  • Example 3 Comparison of application of Iprodione® by atomization v / s ultrasound.
  • the application of Iprodione® in 50 fruits of Kiwi and blueberries was compared with the ultrasound method and 50 fruits with atomization by air pressure with 10 liters of solution at a concentration of 10.18% (w / v), by means of a 20.1 mp HD Sony H300 brand camera. High speed images were taken in the application of the solution in both spray and mist, and then the results were analyzed by HPLC to quantify the residue in the fruit.
  • the application of the aspersion was made at 15 cm and 30 cm from the sprinkler to the fruit, and the misting at 30 cm from the fruit.
  • Figure 3 shows the spray test for the kiwi (3a and 3b) and Figure 4 for the bilberry (4a and 4b), where it can be seen that the skin of both fruits suffers damage due to the size of the drop ; opposite case to that presented by the nebulization technique (Figure 3c for kiwi and Figure 4c for bilberry), where a better impregnation was achieved.
  • Figure 3c for kiwi and Figure 4c for bilberry

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Abstract

Sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para fruta de postcosecha que comprende: una cámara de nebulización compuesta por un tanque cerrado que contiene el líquido a nebulizar, un agitador; dos transductores de ultrasonido; y un ventilador; una cámara de aplicación de la nube en la fruta, compuesta por una cámara cerrada dispuesta sobre la línea de proceso, la cual posee compuertas con lamas para la entrada y salida de la fruta, un aplicador cilíndrico del agroquímico, el que está conectado a la cámara de nebulización por medio de un ducto; y una cámara de recuperación de la nube compuesta por un tanque cerrado acoplado a la cámara de aplicación, bajo la línea de proceso que está conectado a la cámara de nebulización por un ducto, y donde la nube recuperada es impulsada por el ventilador. Además, del proceso para operar el sistema.

Description

UN SISTEMA DE NEBULIZACIÓN EN LÍNEA POR ULTRASONIDO, ÚTIL EN LA DISPENSACIÓN DE AGENTES AGROQUÍMICOS PARA LA FRUTA DE POSTCOSECHA.
Sector Técnico
La tecnología está orientada al área frutícola, más particularmente, corresponde a un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha.
Técnica Anterior
La aplicación de elementos químicos en la fruta en etapas de postcosecha permite disminuir y/o eliminar la carga microbiana de la piel de la fruta, lo que resulta en un aumento significativo de su vida de anaquel. Para esto, comúnmente se utiliza la nebulización de agroquímicos la cual es aplicada después de la selección y antes del empaque, permitiendo asegurar la uniformidad de la aplicación de agentes químicos
Generalmente, la eficiencia de la nebulización se relaciona con la capacidad de depositarse en la superficie de la fruta (en la piel), sin afectar la cera que las recubre, llamada pruína, que está presente en frutas como cerezas, ciruelas y uvas; y atravesando los cilios presentes en frutas como kiwis y duraznos, los que actúan como una barrera disminuyendo el efecto que produce el compuesto.
Para ello se han definido diferentes técnicas de nebulización, tales como la nebulización hidráulica, que consiste en la generación de gotas de una suspensión del agente diluido por medio de la estrangulación de la solución utilizando aspersores, esto pulveriza el fluido y produce microgotas de entre 200 y 800 prn. También existe el método de nebulización electrostática en donde se produce una carga eléctrica de las gotas una vez que son formadas por procedimientos convencionales; y luego circula la mezcla a velocidades cercanas a la velocidad del sonido por unas boquillas provistas de un electrodo que carga electricidad estática a las partículas una vez que pasan por la boquilla, y que son dirigidas al objeto a ser nebulizado donde las partículas se dispersan de forma homogénea debido a la atracción de la carga positiva de la masa del fruto. Con este método se logra un tamaño de gota de entre 100 y 200 pm.
Una de las limitantes de estos sistemas es que en frutas que tienen pruína, la masa de la gota de agua daña esta capa, dejando la fruta manchada y propensa a la pudrición. Además, en el caso de frutas con pelos como duraznos y kiwis, el tamaño de gota no pasa por la barrera de cilios, lo que obliga a aumentar el tiempo de exposición, provocando también que la fruta se moje y aumente el peligro de pudrición.
Para solucionar esta limitante, la nebulización ultrasónica ha surgido como una alternativa para la aplicación de químicos en frutas, la que actúa mediante la formación de microgotas a través del envío de ondas ultrasónicas a una i solución o suspensión de sólidos para generar una perturbación en el medio y dividirlo, formando una nube fría que se envía a una cámara de aplicación donde se dispone la fruta. La nebulización por ultrasonido permite generar microgotas de tamaños entre 1 - 100 miti, y donde se utiliza un transductor piezoeléctrico que debe operar a una frecuencia entre 0,0005 y 3 MHz. Si bien estos dispositivos permiten disminuir el tamaño de gota para nebulizar suspensiones químicas, estos no son capaces de discriminar el tamaño de gota apropiado a utilizar. Esto es una limitante debido a que es necesario aplicar un rango de frecuencias acorde al tamaño de partícula ya que, si los agroquímicos son de alto peso molecular, no pueden suspenderse en gotas de tamaño inferior a 10 miti ya que no logran recubrir las moléculas, siendo insuficiente la concentración del agroquímico depositado en la fruta para realizar su efecto desinfectante. Por el contrario, si la partícula es de bajo peso molecular, menores a 30 miti, las gotas no pueden ser de gran tamaño, debido a que llevan demasiada agua y producen el humedecimiento de la fruta, lo que propicia el crecimiento de microrganismos.
Algunas tecnologías relacionadas con nebulizadores de frutas postcosechas por ultrasonido se presentan a continuación:
a. Solicitud de patente MX2016004514 (Cabanillas) denominada“Proceso de sanitización de vegetales por nebulización ultrasónica de un san itizante’’ . La invención se refiere a un sistema de nebulización ultrasónica en línea, donde la nebulización se produce por la inmersión del sanitizante en los transductores piezoeléctricos, que puede ocurrir en una sección fuera de la cama de nebulización de vegetales, y llevada ahí por un conducto entre estas secciones. La frecuencia de vibración de los transductores permite nebulizar partículas de entre 0,5 y 6 miti.
b. Patente US 7,810,742 (Levi), denominada“Ultrasonic fog generatof. Se divulga un sistema de nebulización ultrasónica para químicos que contiene una unidad de generación de vapor, compuesta por un baño con el líquido a nebulizar y un transductor, que opera a una frecuencia entre 1 ,5 y 2,5 MHz y permite dispensar partículas entre 1 a 50 micrones. El vapor generado ingresa a una cámara separada que contiene un calefactor y un ventilador, que luego lleva el vapor a diferentes cámaras de nebulización.
c. Patente US 6,439,474 (Denen) denominada “Control system for atomizing liquids with a piezoelectric vibrator1’. Se resguarda un atomizador por ultrasonido para la dispensación de líquidos, que utiliza la vibración de un dispositivo piezoeléctrico anular dispuesto en la boquilla del atomizador, cubierto por una membrana, y que comprende además un circuido de accionamiento del atomizador, un generador de voltaje y un sistema operativo de control del accionamiento del atomizador.
En base a estos antecedentes, aún persiste la necesidad de encontrar alternativas para nebulizar agroquímicos en frutas de postcosecha de manera eficiente y sin generar daños en éstas. Breve descripción de las figuras
Figura 1 : Esquema del sistema de nebulización en línea por ultrasonido.
Figura 2: Sistema experimental de nebulización por ultrasonido.
Figura 3: Imágenes de los ensayos de aspersión (3a y 3b) y nebulización (3c) para el Kiwi.
Figura 4: Imágenes de los ensayos de aspersión (4a y 4b) y nebulización (4c) para arándanos.
Divulgación de la Invención
La presente tecnología corresponde a un sistema de nebulización en línea a través de transductores de ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha con pruína y/o pelos, más específicamente, para frutas del tipo duraznos, kiwis, ciruelas y arándanos. Este sistema de nebulización puede instalarse directamente sobre las líneas de proceso de selección de fruta de postcosechas, permitiendo su movilidad, sin requerir modificarlas para adaptarse y evitando alteraciones en la estructura de la planta.
Ventajosamente, el sistema de nebulización permite generar diferentes tamaños de gotas para adaptarse al tamaño de partícula del agente agroquímico a aplicar, y así permitir el recubrimiento completo de las partículas y evitar el exceso de agua. Los agentes agroquímicos pueden estar presentes en forma de líquidos o como sólidos suspendidos de tamaño entre 0,3 prm y 100 pm.
Este sistema de nebulización comprende al menos tres cámaras, las que se describen a continuación, tomando como referencia la Figura 1 :
a. una cámara de nebulización compuesta por un tanque cerrado (1 ) que contiene el líquido a nebulizar (2), un agitador dispuesto en la sección superior del tanque (3) conformado por un rotor con aspas, el que debe estar inmerso en el líquido a nebulizar (2) a una altura de al menos 1/3 del nivel del líquido; al menos dos transductores de ultrasonido (4) de diferente frecuencia que operan entre 0,75 y 1 ,0 MHz y entre 0,9 y 1 ,7 MHz, con una potencia ajustable entre 5 y 60 W, inmersos en el líquido a una distancia de entre 10 y 20 cm de la base, con una distribución equidistante con respecto al centro de la base de la cámara; y un ventilador (5) que impulsa el vapor hacia la salida del tanque (6). Opcionalmente, esta cámara puede contener más de un transductor de igual frecuencia para aumentar la velocidad de formación de la nube, lo que permite procesar una mayor cantidad de frutos por minuto.
b. una cámara de aplicación de la nube en la fruta, compuesta por una cámara cerrada (7) dispuesta sobre la línea de proceso (8), la cual posee compuertas con lamas (9) para la entrada y salida de la fruta, un aplicador cilindrico (10) del agente agroquímico ubicado en la parte superior y paralelo a la línea de proceso con perforaciones de 2mm de diámetro en el área inferior (11 ), para distribuir la nube de forma homogénea, el que está conectado a la cámara de nebulización por medio de un ducto (12) de diámetro entre 0,2 - 3,2 cm.
c. una cámara de recuperación de la nube, compuesta por un tanque cerrado (13) acoplado a la cámara de aplicación, bajo la línea de proceso (8) que está conectado a la cámara de nebulización por un ducto (14) de diámetro de entre 1 y 2 cm, donde la nube recuperada es impulsada por el ventilador (5). Opcionalmente, esta cámara puede contener una línea para devolver los líquidos condensados (15) a la cámara de nebulización, para lo cual debe conectarse a una bomba de succión auto-cebante (16). Esto último, permite recuperar el producto que no se utilizó o no se adherido al fruto y pueda volver utilizarse.
Las cámaras de nebulización, aplicación y recuperación pueden ser elaboradas a partir de material aislante, preferentemente, pero exclusivamente de plástico de grado alimentario, para evitar la condensación de la nube debido a la transferencia de calor por conducción.
Por otra parte, el proceso para operar el sistema de nebulización selectiva de agentes agroquímicos, comprende al menos las siguientes etapas:
i. Disposición del líquido a nebulizar en el tanque cerrado (1 ) y mantener bajo agitación utilizando el rotor (3) a una velocidad de entre 0,8 a 4m/s; ii. Activación de transductores (cristales piezoeléctricos), que según el tamaño de partícula a nebulizar pueden aplicarse las siguientes frecuencias:
Frecuencias de entre 1 ,0 a 1 ,75 MHz y potencia entre 1 y 10 W para compuestos con un tamaño de partícula de entre 3 y 10 pm; o
Frecuencias de entre 0,5 y 0,9 MFIz y potencia entre 5 y 60 W para compuestos con un tamaño de partícula de entre 11 y 100 pm;
MI . Aplicación de la solución nebulizada a las frutas en línea mediante la regulación de la velocidad del ventilador (5):
aplicar una velocidad del ventilador de entre 2000 y 3000 rpm para generar un caudal de entre 10 y 16 m3/min, útil en frutas de tamaño inferior a 2,2 cm de diámetro ecuatorial; o
aplicar una velocidad del ventilador de entre 250 y 1000 rpm para generar un caudal de entre 2 y 6 m3/min, útil en frutas de tamaño superior a 7 cm.
La regulación del caudal dependiente del tamaño de la fruta, permite obtener la concentración del agente químico necesario para realizar su efecto.
El sistema de nebulización y el proceso para la nebulización selectiva de compuestos permite la aplicación de agentes agroquímicos de varios pesos moleculares, sin dañar la pruína de las frutas cerosas y en frutas con pelos permitiendo el paso del agente fácilmente por la barrera de los cilios. La nebulización selectiva permite mantener seca la fruta y asegurar una rápida evaporación del agua, que es utilizada como vehículo de transmisión de la sustancia química.
Ejemplos de aplicación
Ejemplo 1 : Determinación de la frecuencia de operación para nebulizar Iprodione®.
Se utilizó el sistema experimental de nebulización por ultrasonido (ver Figura 2), donde se trabajó con frecuencias de 0,5 a 1 ,75 MHz para nebulizar Iprodione® y obtener una concentración de 2 ppm de agente químico en la superficie de kiwis. Este agente químico corresponde a un fungicida y posee un peso molecular de 330,17 g/mol y una solubilidad en agua de 13,9 mg/l.
Se evaluó la frecuencia de los transductores, utilizando una potencia de 30W, lo que generó una nube a una tasa de 4 m3/min, un caudal de 0,1 m3/min y una velocidad de procesamiento de 50 kiwis por minuto con un tiempo de residencia de 5 s; posteriormente se analizaron las superficies de los kiwis para determinar la concentración de fungicida por método de HPLC.
Se utilizaron 10 litros de una solución con concentración de 15% (p/v), equivalente a 150 g/ L de solución, obteniéndose los resultados que se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 : Concentración en ppm, en función de la frecuencia de cavitación.
Figure imgf000007_0001
A partir de estos resultados se puede concluir que, para alcanzar una concentración mayor a 2 ppm para este compuesto, es necesario utilizar transductores con bajas frecuencias de cavitación para generar gotas de mayor tamaño y recubrir esta molécula que posee un alto peso molecular.
Ejemplo 2: Determinación de condiciones de operación del sistema nebulizador
Con los resultados de la Tabla 1 , se determinaron las condiciones de operación del sistema de nebulización para obtener una concentración de 2 ppm de Iprodione® en la superficie de Kiwis. Se evaluó la velocidad del flujo de nube fría y la dilución del agente químico, donde se utilizaron 3 concentraciones: 0,3% p/v; 3% p/v y 15% p/v.
Considerando el peso molecular, se configuró el equipo para trabajar con los transductores de 0,7 MHz aplicando una potencia de 30 W a un volumen de 10 L de solución, esto permitió generar una nube fría con una velocidad de formación de 4 m3/min. La fruta se transportó por la cámara de aplicación a una tasa de 50 frutos por minuto con un tiempo de residencia de 5 segundos, que corresponde al tiempo que se demora en dar dos vueltas el fruto sobre la cinta transportadora.
La determinación de la concentración de químicos depositado en la fruta se realizó a través de análisis de residuo específico en HPLC (masa/masa). Los resultados en ppm por fruto de la aplicación de Iprodione® en kiwis se presentan en la Tabla 2.
Tabla 2. Concentración de Iprodione® en frutas en utilizando diferentes flujos de dispersión de nube fría.
Figure imgf000008_0001
De estos resultados se desprende que se logró el valor de recubrimiento igual o superior a 2 ppm Iprodione®, utilizando un bajo caudal (0,1 m3/min) dado que este flujo permitió que la nube se mantuviera suspendida por un tiempo mayor y, por lo tanto, la densidad y concentración de la nube fuera también mayor. También fue posible estimar por interpolación simple que para obtener 2 ppm de Iprodione® en la superficie de kiwis era necesario utilizar una solución de 10,18% (p/v).
Ejemplo 3: Comparación de aplicación de Iprodione® por atomización v/s ultrasonido.
Se procedió a comparar la aplicación de Iprodione® en 50 frutos de Kiwi y arándanos con método de ultrasonido y 50 frutos con atomización por presión de aire con 10 litros de solución a una concentración de 10,18 % (p/v), mediante una cámara fotográfica marca Sony H300 de 20.1 mp HD. Se tomaron imágenes de alta velocidad en la aplicación de la solución tanto en aspersión como en nebulización, y posteriormente se analizaron los resultados por HPLC para la cuantificación del residuo en el fruto. La aplicación de la aspersión se realizó a 15 cm y 30 cm desde el aspersor al fruto, y la nebulización a 30 cm del fruto. En la Figura 3 se muestra el ensayo de aspersión para el kiwi (3a y 3b) y en la Figura 4 para el arándano (4a y 4b), donde se puede observar que la piel de ambos frutos sufre daño por el tamaño de la gota; caso opuesto al presentado por la técnica de nebulización (Figura 3c para el kiwi y Figura 4c para el arándano), donde se logró una mejor impregnación. Estas muestras se dejaron reposar por 24 horas y se analizó la cantidad de fungicida presente en el fruto, los resultados se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Concentración de Iprodione® en frutas en utilizando dispersión de nube fría y
Aspersión a 15 y 30 cm.
Figure imgf000009_0001
Como muestra la Tabla 3 la aplicación con aspersión no fue uniforme y sobrepasó los niveles esperados. Pese a que se trabajó con kiwi y arándano que son frutas muy complejas por su piel y la presencia de cera, la aplicación por ultrasonido pudo ser aplicada exitosamente y esto se puede hacer extensible a otras frutas.

Claims

Reivindicaciones
1 .- Un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha CARACTERIZADO porque comprende al menos los siguientes componentes:
a. una cámara de nebulización compuesta por un tanque cerrado (1 ) que contiene el líquido a nebulizar (2), un agitador dispuesto en la sección superior del tanque (3) conformado por un rotor con aspas, que debe estar inmerso en el líquido a nebulizar (2) a una altura de al menos 1 /3 del nivel del líquido; al menos dos transductores de ultrasonido (4) de diferente frecuencia que operan entre 0,75 y 1 ,0 MHz y entre 0,9 y 1 ,7 MHz, con una potencia entre 5 y 60 W, inmersos en el líquido a una distancia de entre 10 y 20 cm de la base, con una distribución equidistante con respecto al centro de la base de la cámara; y un ventilador (5) que impulsa el vapor hacia la salida del tanque (6);
b. una cámara de aplicación de la nube en la fruta, compuesta por una cámara cerrada (7) dispuesta sobre la línea de proceso (8), la cual posee compuertas con lamas (9) para la entrada y salida de la fruta, un aplicador cilindrico (10) del agente agroquímico ubicado en la parte superior y paralelo a la línea de proceso con perforaciones de 2mm de diámetro en el área inferior (1 1 ), para distribuir la nube de forma homogénea, el que está conectado a la cámara de nebulización por medio de un ducto (12) ; Y
c. una cámara de recuperación de la nube, compuesta por un tanque cerrado (13) acoplado a la cámara de aplicación, bajo la línea de proceso (8) que está conectado a la cámara de nebulización por un ducto (14), donde la nube recuperada es impulsada por el ventilador (5).
2.- Un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha según reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el ducto (12) de la cámara de aplicación de la nube tiene un diámetro entre 0,2 - 3,2 cm.
3.- Un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha según reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el ducto (14) de la cámara de recuperación de la nube tiene un diámetro entre 1 y 2 cm.
4.- Un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha según reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque, opcionalmente, la cámara de recuperación de la nube contiene una línea para devolver los líquidos condensados (15) a la cámara de nebulización, conectada por medio de una bomba de succión auto-cebante (16).
8
5.- Un sistema de nebulización en línea por ultrasonido, útil en la dispensación de agentes agroquímicos para la fruta de postcosecha según reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque las cámaras de nebulización, aplicación y recuperación se elaboran de un material aislante del tipo plástico de grado alimentario.
6.- Un proceso para operar el sistema de nebulización en línea de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende al menos las siguientes etapas:
i. Disponer el líquido a nebulizar en el tanque cerrado (1 ) y mantener bajo agitación utilizando el rotor (3) a una velocidad de entre 0,8 a 4m/s;
ii. Activar los transductores de acuerdo al tamaño de partícula a nebulizar, aplicando las siguientes frecuencias:
Frecuencias de entre 1 ,0 a 1 ,75 MHz y potencia entre 1 y 10 W para compuestos con un tamaño de partícula de entre 3 y 10 pm; o
Frecuencias de entre 0,5 y 0,9 MFIz y potencia entre 5 y 60 W para compuestos con un tamaño de partícula de entre 1 1 y 100 pm;
MI. Aplicar la solución nebulizada a las frutas mediante la regulación de la velocidad del ventilador (5):
aplicar una velocidad del ventilador de entre 2000 y 3000 rpm para generar un caudal de entre 10 y 16 m3/min, para frutas de tamaño inferior a 2,2 cm de diámetro ecuatorial; o
aplicar una velocidad del ventilador de entre 250 y 1000 rpm para generar un caudal de entre 2 y 6 m3/min, para frutas de tamaño superior a 7 cm.
9
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