Способ дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения

 

Предлагаемый способ включает методы воздействия на органические вещества, в особенности на материалы зернового происхождения и, в частности, к способам воздействия, прежде всего, на поверхность объекта. Сущность изобретения: при дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения энергию СВЧ преобразуют в энергию разряда неравновесной плазмы с плотностью СВЧ воздействия 5 - 20 Вт/см³ в замкнутом объеме. Материалы пропускают сквозь этот замкнутый объем, причем доза облучения за время прохождения зерновки должна составлять 5 - 10 кДж/кг, а объем частиц в потоке засыпаемого продукта составляет 10 - 15%. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к физическим методам воздействия на организм вещества, в особенности на материалы зернового происхождения, в частности к способам дезинсекции и дезинфекции за счет воздействия, прежде всего на поверхность объекта.

Известен способ обеззараживания зерна, включающий обработку зерна ультрафиолетовыми лучами дозой 125-146 Вт·ч./м² в течение 30-35 мин, при этом обрабатывают зерно толщиной до 1,5 см (авт. св. N 1791975).

Недостатками данного способа являются большие энергетические затраты, а также недостаточная эффективность обеззараживания зерновой массы и зерен, имеющих геометрические размеры, превышающие 1,5 см (например, кукуруза). Это происходит за счет того, что при обработке зерна ультрафиолетовыми лучами наблюдается теневой эффект, зерновки как бы перекрывают друг друга, что снижает эффект воздействия на зерно.

Наиболее близким является способ дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения, основанный на использовании энергии СВЧ, отличающийся тем, что с целью достижения полного обеззараживания производят увлажнение материалов до влажности 65-75%, воздействуют на него СВЧ полем в течение 18-11 мин до достижения дозы поглощения 500-300 кДж/кг.

Недостатками этого способа являются большие энергетические вложения и необходимость замачивания зерна, т.е. выведение его из естественного состояния с последующей сушкой.

Задачей изобретения является достижение полного обеззараживания материалов зернового происхождения при снижении энергетических затрат в сравнении с прототипом по крайней мере на порядок.

Поставленная задача достигается посредством того, что при дезинсекции и дезинфекции материалов энергию СВЧ преобразуют в энергию разряда неравновесной плазмы с плотностью СВЧ воздействия 5-20 Вт/см³ в замкнутом объеме, материалы зернового происхождения пропускают сквозь этот замкнутый объем, причем доза облучения за время прохождения зерновки должна составлять 5-10 кДж/кг, а объем частиц в потоке засыпаемого продукта составляет 10-15%.

В предлагаемом примере СВЧ плазмотрон представляет собой металлическую камеру цилиндрической формы с внутренним диаметром 150 мм и высотой 90 мм. В боковой стенке камеры имеются два прямоугольных окна 90 x 45 мм для подсоединения волноводов. При этом через одно из окон вводится СВЧ энергия от СВЧ генератора, а к другому подсоединяется волноводная нагрузка, поглощающая СВЧ энергию, проходящую через плазмотрон до момента поджига разряда в камере.

Разряд в камере формируется при плотности СВЧ воздействия 5-20 Вт/см³ между днищем в виде плазменного столба диаметром порядка 100 мм с помощью потока воздуха, вводимого в камеру через четыре тангенциальных отверстия в ее боковой стенке. При расходе воздуха 50-100 л/мин в камере формируется вихревой поток, часть воздуха в котором рециркулирует, замыкаясь через приосевую зону от нижнего днища к верхнему днищу. Большая же часть воздуха выходит наружу через восемь отверстий в нижнем днище камеры, расположение которых определяет внешнюю границу плазменного столба.

Вводимый в плазмотрон для обработки продукт пропускают вдоль оси камеры и он движется навстречу плазменному приосевому потоку, рециркулирующему внутри камеры. При этом каждая отдельная частица вводимого продукта подвергается воздействию совокупности физических факторов, характерных для неравновесной, низкотемпературной плазмы СВЧ разряда: медленные (1-2 эВ) свободные электроны, СВЧ поле, ультрафиолетовое излучение, озон и т.д.

Плазмотрон работает в номинальном режиме, если объем частиц в потоке засыпаемого продукта не превышает 10-15%, причем скорость движения частиц внутри камеры должна быть 3-10 м/сек. С целью взаимного отделения частиц друг от друга рекомендуется производить засыпку с высоты не ниже 3 м. Содержание пыли в продукте должно быть минимальным, так как пыль экранирует основной продукт, обращая физическое воздействие основных факторов (медленные свободные электроны, СВЧ поле, ультрафиолетовое излучение, озон и т.д.) на себя. При мощности, потребляемой от сети, 10 кВт производительность дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения составляет 2-5 т/ч.

При облучении зерновки менее 5 кДж/кг эффект воздействия недостаточен, при дозе более 10 кДж/кг повышаются энергозатраты.

Если объем частиц в потоке засыпаемого продукта составляет менее 10%, то имеет место снижение производительности, если объем более 15%, то эффект воздействия недостаточен вследствие взаимной экранировки зерновок.

Формула изобретения

1. Способ дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения, основанный на использовании энергии СВЧ, отличающийся тем, что энергию СВЧ преобразуют в энергию разряда неравновесной плазмы в замкнутом объеме и материалы зернового происхождения пропускают сквозь этот замкнутый объем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что энергию СВЧ преобразуют в энергию разряда неравновесной плазмы с плотностью СВЧ воздействие 5 - 20 Вт/см³.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что доза энергетического воздействия при прохождении зерновки сквозь замкнутый объем составляет 5 - 10 кДж/кг.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем частиц в потоке при прохождении продукта сквозь замкнутый объем составляет 10 - 15%.