Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ФУМИГАЦИИ ЗЕРНА ФОСФИНОМ

Изобретение относится к устройствам для фумигации зерна и может быть использовано на крупных и мелких сельскохозяйственных и зерноперерабатывающих предприятиях при хранении зерна, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.

Традиционные для зерновой отрасли методы сохранности зерна путем фумигации с использованием разрешенного в России газа фосфина в его таблеточных формах разработаны только для конструкций железобетонных элеваторов и для складов напольного хранения зерна. Эти методы, предполагающие распределение таблеток препаратов по зерновой массе в процессе перемещения зерна из силоса в силос или ручного зондирования зерновой массы в складах, совершенно не пригодны для применения во вновь строящихся металлических силосах из-за их конструктивных особенностей.

Газ фосфин убивает насекомых в том случае, если в атмосфере он присутствует в определенной концентрации, и эта концентрация сохраняется в течение определенного количества времени. Поэтому чтобы удержать необходимую концентрацию фосфина в воздухе в течение довольно длительного времени, хранилище, где находится зерно, должно отличаться возможностью надежной его герметизации.

На сегодняшний день проблема сохранности зерна при хранении в металлических элеваторах является актуальной задачей.

Известные отработанные и разрешенные технологии фумигации зерна фосфином в нашей стране состоят в том, чтобы таблетки препаратов сравнительно равномерно распределить в зерновой массе. Тогда вокруг каждой таблетки формируется облако газа фосфина. Эти облака объединяются, и в межзерновом воздухе создается сплошное поле газа.

Технология фумигации зерна в железобетонных силосах элеваторов заключается в следующем (Закладной Г.А., Желтова С.А. Биологические основы применения фосфина для борьбы с насекомыми - вредителями хлебных запасов. - Труды ВНИИЗ, 1987, вып.109, с.87-93).

В надсилосном помещении элеватора над ленточным конвейером устанавливают специальные автоматические дозаторы таблеток.

Зараженное насекомыми зерно перемещают в свободный герметичный силос. Во время перемещения зерна в него на транспортерной ленте дозируют таблетки. После перемещения зерна герметизируют загрузочный люк. Спустя 3-5 дней, необходимых для разложения таблеток и уничтожения насекомых, силос дегерметизируют. В результате происходит дегазация зерна путем пассивного удаления фосфина сначала из межзернового пространства, а впоследствии и из зерна путем естественной десорбции.

Такая технология фумизация зерна фосфином в силосах элеваторов имеет ряд недостатков:

- при перемещении зараженного зерна происходит заражение транспортных коммуникаций элеватора, которые впоследствии приходится дополнительно обеззараживать;

- по завершении обработки силос должен быть полностью загружен зерном. Поэтому, например, если заражено только 50 т зерна, а силос вмещает 100 т, то необходимо добавить еще 150 т и их тоже подвергнуть обработке;

- начав введение таблеток в зерно, нельзя останавливать процесс, пока силос не заполнится зерном;

- процесс невозможно регулировать, т.е. если в межзерновом воздухе окажется недостаточно газа для уничтожения насекомых, его невозможно восполнить;

- при перемещении зерна происходит его травмирование, порядка 1,5 процента от общего количества.

Описанная выше технология фумигации зерна не может быть использована для дезинсекции зерна в металлических силосах, т.к. время перемещения зерна из одного металлического силоса в другой превышает время разложения таблеток и выделения фосфина. Например, чтобы переместить зерно из силоса вместимостью 5000 тонн с производительностью транспортного оборудования 100 т/ч, необходимо время непрерывной работы оборудования 50 часов. Таблетки разлагаются за 24-48 часов.

Наиболее близким к заявляемой системе по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является устройство для фумигации продуктов фосфином, защищенное патентом РФ на изобретение №2088097, А23В 9/18, опубл. 27.08.1997 г.

Устройство фумигации согласно изобретению предназначено для использования с множеством вертикальных элеваторов (т.е. элеваторов, имеющих отношение высоты к ширине не менее чем от 1,5 до 1).

Устройство фумигации для зернохранилищ, имеющих множество элеваторов, содержит источник смеси транспортирующего газа и газообразного фумиганта; трубопровод, соединенный с этим источником; управляющее средство для изменения подачи газовой смеси из источника в трубопровод; соответствующее соединение между трубопроводом и газовым входным каналом каждого элеватора в зернохранилище. Каждое такое соединение содержит клапан и диафрагму, каждая диафрагма регулируется для образования перепада давления поперек диафрагмы, который по существу больше, чем перепад давления поперек любого другого компонента между источником газовой смеси и элеватором, с которым взаимодействует диафрагма.

Управляющее средство может содержать контрольный клапан между источником и трубопроводом, или оно может содержать любое другое соответствующее устройство для управления подачей газа на трубопровод, например, средство для изменения скорости вентилятора, который подает газовую смесь в трубопровод.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность фумигации из-за отсутствия рециркуляции газовоздушной смеси.

Задача, решаемая предлагаемым решением, - создание системы рециркуляционной фумигации зерна фосфином.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности обеззараживания зерна за счет рециркуляции газовоздушной смеси и возможности контроля и управления процессом фумигации.

Указанный результат достигается тем, что в системе фумигации зерна фосфином, включающей генератор фосфина с регулирующей задвижкой, вентилятор для подачи газовоздушной среды в силос, трубопровод, генератор фосфина снабжен осушителем рециркулируемой газо-воздушной среды, при этом после регулирующей задвижки на выпускном патрубке генератора фосфина установлен атмосферный патрубок с герметично завинчивающейся крышкой, снабженной штуцером, а внутри корпуса генератора фосфина имеются поддоны, на которых расположены ячейки для размещения источника фосфина.

В качестве технологической среды используют смесь газа фосфина с воздухом.

В качестве источника фосфина используются таблеточные формы препаратов катфос, фоском, магнифос, фостоксин, шаралфос, дакфосал и других, которые в соответствии с Законом РФ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» №109-ФЗ прошли регистрационные испытания и включены в «Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации».

Таблетки имеют округлую форму диаметром около 19 мм. Одна таблетка весит 3 г и генерирует 1 г газа фосфина. Остаток разложения таблетки занимает объем около 9 см³ и весит около 3 г. Вместо таблеток можно использовать пластины Дегеша.

На фиг.1 изображена функциональная схема системы фумигации фосфином зерна в металлическом силосе, на фиг.2 - генератор фосфина, вид спереди в закрытом состоянии; на фиг.3 - генератор фосфина, вид спереди в открытом состоянии.

Система фумигации зерна фосфином содержит генератор 1 фосфина, представляющий собой герметичный металлический корпус прямоугольной формы с входным 2 и выходным патрубками 3, расположенными не соосно. Выходной патрубок 3 оборудован регулирующей задвижкой 4. После регулирующей задвижки 4 на выходном патрубке 3 генератора 1 фосфина установлен атмосферный патрубок 5 с герметично завинчивающейся крышкой 6, снабженной штуцером 7.

Выходной патрубок 3 соединен с всасывающим патрубком 8 вентилятора 9. Нагнетательный патрубок 10 вентилятора 9 соединен с вентиляционным каналом 11 силоса 12, в котором расположена вентиляционная решетка 13. В верхней части силоса 12 имеется вентиляционный люк 14, соединенный с трубопроводом 15, подсоединенным к осушителю 16 рециркулируемого газа, расположенному во входном патрубке 2 генератора 1 фосфина. На трубопроводе 15 установлены разгрузитель 17 и шлюзовый затвор 18. Внутри корпуса генератора 1, закрываемого дверцей 19, имеются поддоны 20. На поддонах 20 расположены ячейки 21 диаметром, например, 12 мм для размещения таблеток, а после их разложения - остатка разложения.

При использовании для генерирования фосфина пластин, они также укладываются на поддоны 20.

На схеме показана одна рециркуляционная сеть, обслуживающая одну половину силоса от одного вентилятора. Силос оборудован двумя вентиляторами. Ко второму вентилятору монтируется аналогичная сеть.

Процесс фумигации зерна в металлическом силосе осуществляют следующим образом.

Эффективность фумигации определяется величиной концентрации газа фосфина внутри силоса в течение экспозиционного периода. Чтобы удержать газ в системе, перед началом фумигации в обязательном порядке проводят герметизацию силоса. Герметизируют места возможных утечек газа фосфина в процессе рециркуляции. Рассчитывают объем силоса. Обеспечивают необходимое количество таблеток препарата из расчета 5-6 г/м³.

Фосфиновоздушная смесь, получаемая в генераторе 1 фосфина из таблеток на основе фосфидов металлов, поступает во всасывающий патрубок 8 вентилятора 9 и из нагнетельного патрубка 10 вентилятора 9 входит в вентиляционный канал 11 силоса 12. Далее фосфиновоздушная смесь продавливается сквозь вентиляционную решетку 13 и зерновую массу в силосе 12.

Из надзернового пространства силоса 12 фосфиновоздушная смесь засасывается через решетку вентиляционного люка 14 в трубопровод 15 и по нему входит в генератор 1 фосфина через осушитель 17.

Регулирующая задвижка 4 на выходном патрубке 3 генератора 1 фосфина позволяет отрегулировать расход газовоздушной смеси в системе или перекрыть доступ фосфино-воздушной смеси в вентилятор 9.

При дегазации зерна закрывают регулирующую задвижку 4 и открывают дверцу 19 генератора 1 и крышку 6 атмосферного патрубка 5. При этом через открытую дверцу 19 генератора 1 происходит выброс фосфина в атмосферу, а чистый атмосферный воздух поступает в зерновую массу через открытый атмосферный патрубок 5.

Через штуцер 7 и осушитель 16 проводят отбор газовоздушных проб для анализа концентрации фосфина на входе и на выходе из генератора 1 фосфина.

Осушитель 16 предназначен для сбора конденсационной влаги и удаления ее из системы. Разгрузитель 17 и шлюзовый затвор 18 предназначены для сбора и выведения из системы зерновой пыли.

Таблетки фосфина добавляют в генератор 1 вручную на основании данных полученных по показаниям прибора о концентрации газовоздушной смеси в системе рециркуляции.

Для выполнения дегазации и удаления фосфина проводят следующие операции: открывают дверцу 19 генератора 1, задраивают регулирующую задвижку 4, открывают атмосферный патрубок 5.

Вынимают из генератора 1 поддоны 20 с остатками разложения таблеток и производят их дезактивацию и утилизацию в соответствии с требованиями Инструкции по борьбе с вредителями хлебных запасов.

Через 2-3 часа вентилирования проверяют концентрацию фосфина в выбрасываемом из силоса воздухе. Когда концентрация фосфина уменьшится до ПДК в атмосферном воздухе (0,01 мг/м³), можно прекращать активную дегазацию. Отбирают пробы зерна и проверяют эффективность дезинсекции.

Систему рециркуляционной фумигации зерна фосфином изготавливают следующим образом.

Генератор фосфина, регулирующую задвижку, поддоны, атмосферный патрубок с герметично завинчивающейся крышкой, трубопровод, осушитель рециркулируемого газа изготавливают из оцинкованной листовой стали. Вентилятор используют, например, радиального исполнения марки ВР-6-28-4.

Были проведены испытания опытных образцов предлагаемой системы на АНО «Воронежская МИС», подтвердившие ее высокую эффективность.

Таким образом, в предлагаемой системе фумигации зерна фосфином по сравнению с прототипом повышается эффективность обеззараживания зерна за счет рециркуляции газовоздушной смеси и возможности контроля и управления процессом фумигации.