Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к обеззараживанию зерна и продуктов его переработки.

Известны технологии обеззараживания зерна, зараженного споровыми грибами и их токсинами, использующие обработку дезинфицирующим раствором (патент RU 2164757 опубликован 10.04.2001). Токсичное и заспоренное зерно равномерно опрыскивают анолитным раствором, выработанным на электроактиваторе типа СТЭЛ. Расход анолита при этом составляет 40-60 л на 1 т зерна. Зерно выдерживают в буртах, закрытых пленкой в течение суток.

Недостатком данной технологии является необходимость наличия специализированного оборудования для получения анолитного раствора, большая продолжительность обработки зерна и необходимость последующей сушки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ обеззараживания зерна, включающий его увлажнение, отлежку увлажненного зерна, последующую его обработку полем СВЧ (Патент RU 563938 09.09.1977).

Недостатками известного способа является невозможность длительного воздействия СВЧ-поля на зерно для уничтожения микотоксинов, уничтожение паразитных грибов только на поверхности зерна и возможный перегрев поверхностного слоя зерна.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение продолжительности воздействия поля сверхвысокой частоты на зерно и, как следствие повышение эффекта обеззараживания.

В результате использования предлагаемого способа обеззараживания зерна и продуктов его переработки обеспечивается требуемое время температурной обработки зерна без его перегрева. Поскольку некоторые виды плесневых грибов и микотоксины уничтожаются только при длительном действии высоких температур, а при воздействии СВЧ-полем зерно нагревается до предельных температур за несколько секунд.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе обеззараживания зерна и продуктов его переработки, включающий его увлажнение, отлежку увлажненного зерна, последующую его обработку полем СВЧ зерно или продукты его переработки дополнительно продувают нагретым воздухом, температура которого не превышает 55°С, обработку СВЧ-полем включают периодически от 1 до 90 секунд, для нагрева зерна или продуктов его переработки до предельной максимальной температуры, зависящей от типа зерна, затем обработку СВЧ полем прекращают и охлаждают зерно или продукты его переработки продуванием через них воздуха до температуры нагретого воздуха, при этом процесс обеззараживания проводят циклически в течение заданного времени, обеспечивающего необходимый уровень дезинфекции зерна и продуктов его переработки.

Осуществление способа поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема реализации способа.

Установка для осуществления способа содержит: дозатор воды 1; смеситель зерна 2; бункер - накопитель 3; задвижка бункера 4; модуль СВЧ-конвективной обработки 5; блок магнетронов 6; блок питания магнетронов 7; устройство управления 8; датчик температуры зерна в модуле СВЧ-конвективной обработки 9; нагревательный элемент калорифера 10; вентилятор 11; регулятор 12; датчик температуры воздуха 13.

Способ осуществляют следующим образом. Воду Q_B через дозатор 1 воды подают в смеситель зерна 2, сюда же подают зерно с исходной влажностью W₀. Воду в смеситель подают из расчета 20-30 кг на 1 тонну зерна, при температуре 10-20°С. В смесителе 2 зерно перемешивают с водой и с влажностью W₁, подают в бункер-накопитель 3, где зерно выдерживают в течение 3-15 минут. Время выдержки зерна зависит от его культуры, технологии последующей обработки, толщины поверхности зерновки, которую необходимо обеззаразить. Известно, что в течение времени замачивания влага более глубоко проникает от поверхности зерна к его центру. Поэтому изменяя время выдерживания зерна в бункере-накопителе можно изменять глубину увлажнения зерна и, как следствие, глубину интенсивного прогрева зерна. По истечении заданного времени выдержки открывают задвижку бункера 4 и зерно подают Q₃ в модуль СВЧ конвективной обработки 5. Напряженность Е поля СВЧ в модуле 5 создают с помощью блока магнетронов 6, получающего напряжение от блока питания 7. Включение/выключение блока питания осуществляется по командам устройства управления 8. К входу устройства управления 8 подключен датчик температуры зерна 9, расположенный в модуле 5. Подогретый воздух в модуль 5 подают от калориферной установки, содержащей нагревательный элемент 10 и вентилятор 11. Включение/выключение вентилятора 11 и управление мощностью нагревательных элементов 10 калорифера осуществляют регулятором 12. К входу регулятора 12 подключен датчик температуры воздуха 13.

Процесс обеззараживания проводят следующим образом. Увлажненное W₁ и выдержанное заданное время в бункере-накопителе 3 зерно подают в модуль СВЧ-конвективной обработки 5. После этого зерно обрабатывают полем СВЧ из блока магнетронов 6, на который подается напряжение от блока питания 7. Одновременно включают калориферный блок 10, 11. Температуру на выходе калорифера поддерживают на уровне 55°С. Данная температура обусловлена тем, что нагрев зерна до большей температуры может привести к денатурации белка и потере товарных свойств зерна. Если технология дальнейшей обработки и использования зерна позволяет его нагрев до больших температур, то требуемую температуру можно изменить.

Под воздействием поля СВЧ в большей степени и значительно быстрее нагревается поверхность зерновок, которая сорбировала влагу. Как известно, споры плесени, продукты жизнедеятельности микроорганизмов располагаются именно на поверхности зерна, или под его защитным поверхностным слоем. Поэтому для обеззараживания зерна необходимо нагревать именно его поверхностные слои. Это достигается увлажнением и использованием поля СВЧ. Температуру нагрева поверхности зерна выбирают исходя из задач обработки - какие споровые грибы или микотоксины должны быть уничтожены. При этом температура обработки должна быть такой, чтобы не повредить зерно. Предельное значение температуры нагрева поверхности зерна для различных культур определяют экспериментальным путем. Регулятор 8 отключает питание магнетонов 6, когда температура Т_п поверхности зерна становится равна заданному значению, но калориферная установка продолжает работать «охлаждая» зерно до 55°С. Когда поверхность зерна «охлаждается» до 55°С регулятор 8 вновь включает магнетроны 6. Опять начинается нагрев поверхности зерна с помощью поля СВЧ. Такой циклический процесс продолжается в течение заданного времени. Длительность этого процесса зависит от того, какой степени обеззараживания необходимо добиться. Это время определяется экспериментальным путем для каждой культуры зерна и вида зараженности.

Пример использования способа обеззараживания фуражного зерна пшеницы для снижения общей зараженности твердой головней с 50% до 2% увлажнение производится из расчета 25 литров на тонну зерна, в увлажненном состоянии выдерживается 3 минуты, после чего подвергается обработке в поле сверхвысокой частоты 2,44 ГГц и обдувом воздухом с температурой 55°С. Максимальная температура нагрева поверхности зерна 75°С, периодичность включения магнетронов 5 секунд каждые 15 секунд в течение 5 минут.