Обеззараживание зерна сухим способом производится в машинах

Обновлено: 18.09.2024

Для сухой обработки поверхности зерна используют обоечные и щеточные машины,для обеззараживания и частичной обработки поверхности-энтолейторы.

Обоечные машины применяют в мукомольном, крупяном и комбикормовых производствах для сухой очистки поверхности зерновок пшеницы и ржи от пыли, частичном отделении плодовых оболочек зародыша, а также для шелушения овса и ячменя. Для очистки поверхности и бороздки зерна от пыли и снятия надорванных оболочек, образующихся после пропуска через обоечную машину, применяют щеточные машины.

Для обработки покрова зерновки служат обоечные и щеточные машины.

На мельницах применяют обоечные машины двух типов:с абразивным и стальным цилиндрами. Первые используют только при простом помоле пшеницы и ржи в обойную муку, при котором измельчается все зерно, за исключением 1. 2% плодовых оболочек, направляемых в отруби. При сортовых помолах применяют обоечные машины с сетчатой обечайкой, чтобы снизить травмирование зерна и обеспечить целостность оболочек, необходимую для получения крупных отрубей.

В схеме подготовки зерна к простому помолу в обойную муку, а также при сортовых помолах ржи обработку зерна в обоечных машинах проводят перед увлажнением зерна, а при подготовке пшеницы к сортовому помолу — обычно после ГТО.

Одновременно с очисткой поверхности зерна в обоечных машинах удаляются комочки грязи, если они есть в зерновой массе. Как правило, удаляются волоски бороздки зерна, а также частично и зародыш.

Щеточные машины применяют для окончательной обработки поверхности зерна, их устанавливают в конце схемы подготовки зерна к помолу.Они более мягко воздействуют на зерновку,очищая ее поверхность и бороздку при вращении барабана щеточным ворсом и удаляя при этом надорванные оболочки,частично полируют поверхность.

При эксплуатации обоечных и щеточных машин необходимо обеспечить их надежную аспирацию. В схеме подготовки зерна к помолу перед этими машинами обязательно устанавливают магнитные сепараторы, чтобы удалить металломагнитные примеси, так как они могут явиться причиной образования искры внутри машины, что может вызвать загорание или даже взрыв.

Эффективность очистки поверхности зерна от загрязнений в значительной степени зависит от кинематических параметров обоечных и щеточных машин: скорости вращения бичевого барабана, расстояния от кромки бичей до рабочей поверхности, нагрузки на машину .

Рисунок.Схема обоечной машины с внутрицеховым механическим транспортерам

2 – бич 3 – цилиндр 4 – сетка 5 – электродвигатель

I – поступление зерна II – отсасывание воздуха

III – выпуск зерна IV – поступление воздуха

В обоечную машину зерно поступает через патрубок 1. Вращающиеся бичи 2 подхватывают его и отбрасывают на внутреннюю поверхность цилиндра 3.

Внутренняя часть машины аспирируется через сетку 4, скорость зерна и бичей не совпадают, поэтому зерновки подвергаются удару бичей и затем удаляются об абразивную (либо гладкую) цилиндрическую поверхность.

Зерно как упруго вязкое тело, отражаясь от цилиндрической поверхности вновь соприкасается с бичами и после многократных ударов поверхность зерна очищается. При выходе из машины обработанное зерно подвергается сепарированию восходящим воздушным потоком, движущимся в канале.

Обоечные и щеточные машины устанавливают на мукомольные заводы последовательно и через них пропускают зерно предварительно очищенное от посторонних примесей. О технологической эффективности обоечных машин можно судить по снижению зольности зерна(обработку можно считать эффективной,если снижение зольности не менее 0,03%), одновременно проверяя, на сколько увеличится количество разрушенных зерен(не должно быть более 1%). Окружная скорость бичей составляет 12-24 м/с,зависит от свойств зерна обрабатываемой культуры. Изменяя окружную скорость, регулируют интенсивность воздействия рабочих органов.Технологическая эффективность щеточных машин характериз-ся снижением зольности на 0,01-0,03%,степенью отделения надорванных оболочек зерна,количеством отходов(0,2-0,3% от массы пропущенного через машину зерна с зольностью 5,0-6,5%).

Обоечные машины можно классифицировать по принципу действия и конструктивному устройству(расположение основного рабочего органа).

Основные марки обоечных машин:Р3-БГО,РЗ-БМО.

Наиболее распространенные марки щеточных машин А1-БЩМ-12, МЩ.7,БЩО-1,5,ЩМА.

Щёточная машина ЩМА с вертикальной осью вращения предназначена для вымола сходовых продуктов дранных и размольных систем.Принцип действия машины заключается в интенсивном протирании продукта через поверхность цилиндрического сита. Через отверстия сита проходит мелкая фракция, состоящая в основном из отделившихся частиц эндосперма.

Машина выполнена в виде вертикального корпуса, в котором вращается обечайка из верхних и нижних розеток 3,4 соединённых при помощи держащих планок 15. На внутренней поверхности планок закреплено сито 10, образующее цилиндрическую ситовую поверхность, внутри обечайки на вертикальном валу вращается барабан с расположенными по окружности десятью щётками 8. Концы волос щёток находятся вблизи ситовой поверхности обечайки. По мере износа, щётки поджимают к обечайке при помощи гайки 7 и распорок 6.

Рисунок 5.4 Схема щеточной машины ЩМА

10-сито, 11-электродвигатель, 12-натяжной механизм,

13-редуктор, 14-корпус, 15-планка,16-пластина

Привод барабана осуществляется от электродвигателя 11 через клиноременную передачу.

Обечайка получает вращение от вала барабана через редуктор 13 состоящий из двух пар цилиндрических шестерёнок. Для очистки сита обечайка периодически встряхивается механизмом встряхивания 9. Встряхивание планок и закреплённых на них сит происходит благодаря контакту пластин 16 со встряхивателями во время вращения обечайки, сила встряхивания регулируется винтом, сжимающим пружину.

Продукт поступает через окно в верхнем диске щёточной машины и попадает на вращающиеся части барабана: верхний диск 1, планки щёток 5 и щётки 8.

Под влиянием центробежной силы продукт разбрасывается по цилиндрической поверхности сита и протирается щётками. Отделившиеся мучнистые частицы просеиваются через сито и внизу удаляются. Отстоявшиеся непросеянные частицы выпадают в окна в нижнем диске корпуса машины.

А1-БЩМ-12 предназначена для очистки поверхности и бороздок зерна от пыли,отделения надорванных оболочек и выделения легких и металломагнитных примесей.Основной рабочий орган- горизонтальный щеточный барабан.

Энтолейторы-машины ударно-истирающего принципа действия,применяются для обеззараживания(стерилизации) зерна и муки,для дополнительного измельчения зернопродуктов после вальцовых станков.РЗ-БЭЗ предназначен для стерилизации зерна. Основные узлы энтолейтора:ротор,корпус и привод,приемное и выпускное устройство.Зерно в нем подвергается ударному воздействию вращающегося ротора,при этом уничтожаются живые вредители хлебных запасов,разрушаются изъеденные и поврежденные зерна,а личинки погибают.Эффективность уничтожения живых долгоносиков в РЗ-БЭЗ 95,4%, обеззараживания зерна 68,9%.Увеличение содержания битых полноценных зерен не превышает 1%. Энтолейтор РЗ-БЭМ предназначен для уничтожения вредителей муки.

29.Технологические схемы с раздельной подготовкой и дозированием исходных комп.

Линия подготовки зернового сырья - Предназначена для очистки зернового и зернобобового сырья от посторонних и металломагнитных примесей и измельчения сырья до заданной крупности. Технологическую линию строят по двум вариантам: первый с раздельной подготовкой и измельчением сырья, второй — с подготовкой предварительной смеси зернового и гранулированного сырья.

По первому варианту зерновые культуры очищают от примесей, отличающихся от зерна размерами и аэродинамическими свойствами, в воздушно-ситовых сепараторах, затем оно поступает в магнитный сепаратор для отделения металломагнитной примеси. После очистки зерно измельчают в дробилке. Над дробилками устанавливают накопительный бункер, обеспечивающий их работу в течение 2. 4 ч. Измельченный продукт подают в просеивающую машину для отделения недоизмельченной фракции, которую возвращают в дробилку, а готовый продукт направляют в бункер основной линии дозирования и смешивания.

1-бункер, 2-воздушно-ситовой сепаратор, 3-магнитная защита, 4-бункера над дробилками, 5-молотковая дробилка, 6-просеивающая машина, I-зерно, II-в бункера над дозаторами (первый вариант), III-на измельчение (второй вариант), IV-в бункер над дозаторами

На комбикормовом заводе обычно 2. 3 параллельно работающие зерновые линии для различных зерновых культур. По второму варианту, который часто применяют на заводах большой производительности, зерновые культуры, гранулированное сырье дозируют и смешивают, а потом предварительную смесь измельчают.

В процессе хранения в зерновой массе заводятся и размножаются микроорганизмы, которые не только уничтожают зерна, но и отравляют их продуктами своей жизнедеятельности. Величина потерь напрямую зависит от плотности заражения вредителями.

Зерновые культуры составляют большую часть меню человека. Их используют в приготовлении выпечки, макаронных изделий, каш, самостоятельных гарниров. Также необходимо зерно для выращивания и содержания здорового скота. Часть сохраняемого продукта идет для последующих посевов.

Суть обеззараживания зерна

Зерновые массы требуют длительного хранения. Чтобы оно осуществлялось с минимальными потерями, важен процесс обеззараживания, который избавляет запасы от нашествия вредителей и сохраняет их для дальнейшего использования.

Помимо уничтожения качественных запасов, насекомые и микроорганизмы отравляют их, засоряя своими экскрементами. Присутствие паразитов стимулирует пагубный процесс самосогревания зерна.

Научные эксперименты доказали, что при употреблении зараженного зерна и его производных, у млекопитающих появляются серьезные нарушения в работе внутренних органов и систем.

Какие вредители заводятся в зерне

Самыми распространенными вредителями являются насекомые, представленные тремя видами, это:

1. жуки - имеют твердое и компактное тело, грызущий ротовой аппарат, к ним относятся:

рисовый долгоносик;
табачный жук;
амбарный долгоносик;
козявка мавританская;
точильщик хлебный;
хрущак мучной малый;
мукоед суринамский;
точильщик зерновой;
жук притворяшка-вор.

2. клещи - мелкие членистоногие:

удлиненный.
волосатый.
мучной.

3. бабочки - в основном это амбарная и зерновая моль, а также южная амбарная, зерновая, мельничная огневки.

Как предотвратить появление насекомых в зерновой массе

Для качественного сохранения запасов необходимы меры по предотвращению появления вредителей в зерне, которые позволяют очистить массу от присутствующих особей и остановить увеличение их численности. Наиболее эффективные варианты обеззараживания зерна:

очистка, которая производится механическим способом на воздушно-ситовых сепараторах. Это подготовительный этап, позволяющий удалить основные массы вредителей и подготовить зерно к последующей обработке;
термическое воздействие - это сушка сырья, применяется при необходимости удаления лишней влаги. Не используется для семенного зерна и малоэффективно для некоторых вредителей. Охлаждение, используется при благоприятных погодных условиях для естественного физического уничтожения насекомых;
- метод охлаждения уместен при наличии информации о воздействии низких температур на имеющихся паразитов. Например, амбарный долгоносик при 0 0 С живет 67 суток, а при -15 0 С – 19 часов; притворяшка-вор при 0 0 С живет 219 суток, а при -15 0 С – 17 часов, при -10 0 С – 10 часов; мукоед суринамский при -10 0 С живет 3 суток, а при -15 0 С – 24 часа;
- метод сушки не подойдёт, если зерновая масса поражена зерновым точильщиком (он переживает воздействие высокими температурами);
- обезвреживание путем сушки на солнце не подходит, если зерновая масса поражена рисовым долгоносиком, рыжим мукоедом, терновым точильщиком. Они относятся к летающим насекомым, и на воздухе просто улетят, потому процесс обеззараживания будет напрасным;
химическое воздействие, которое производится с помощью специальных средств, инсектицидов, уничтожающих всех паразитов и предотвращающих их появление.

Способы обработки для обеззараживания

Наиболее распространенным способом является фумигация - обеззараживание специальными веществами (например, бромистый метил). Он требует специальных условий проведения процесса - герметизации, экспозиции и дегазации. Может производиться только специалистами и требует профессиональных навыков при использовании.

Более простой и щадящий способ заключается в введении биологически активных веществ, которые активно уничтожают насекомых, при этом не опасны для людей и животных. Это инсектициды контактного действия - фосфорорганические и пиретроиды. Вредители погибают при кратковременном взаимодействии с ними.

Уровень жизни населения в нашей стране в основном зависит от состояния и темпов развития агропромышленного комплекса, в котором производство зерна является приоритетным. В процессе хранения в зерне постоянно происходят биохимические изменения, оно дышит, взаимодействует с окружающей средой, с микроорганизмами. Зерном питаются насекомые насекомые и клещи, а так же птицы и грызуны. В результате неблагоприятного воздействия зерно теряет в весе, может самосогреваться, и даже стать токсичным и непригодным к потреблению в пищу, на корм и, тем более, на семена.

По данным Международной организации по стандартизации, потери зерна при хранении в среднем в мире составляют около 5%. В России, по экспертным оценкам, потери зерна в среднем составляют около 17%, а в отдельных регионах при неблагоприятных погодных условиях могут достигать 25-40%.

Высокая востребованность зерна, возможность его длительного хранения, определяют ведущую роль этого сырья в создании стратегических запасов продовольствия. Запасы зерна обеспечивают стабильное снабжение населения хлебопродуктами, животноводства — кормами при любых природно-климатических условиях и чрезвычайных ситуациях в стране и за рубежом.

Сезонный характер и колебания производства зерна по годам в соединении с круглосуточным его потреблением обуславливают необходимость создания и хранения запасов, объемы которых, как минимум, должны превышать среднегодовое потребление на 10-20%.

Хозяйственный вред членистоногих вредителей запасов огромен и определяется рядом факторов. Во-первых, это относительное богатство видов, многим из которых свойственно широкое распространение, связанное с переносом их человеком на большие расстояния вместе с пищевыми продуктами и различным грузами. Во-вторых, способность заселять пищевые продукты, особенно зерно, муку, крупу, комбикорма. В-третьих, способность выживать в неблагоприятных условиях среды и, что особенно важно, давать вспышки массового размножения, достигая в короткие сроки огромной численности.

В результате жизнедеятельности вредителей не только уменьшается масса продуктов, но и существенно снижается их качество. Они приобретают затхлый запах, становятся комковатыми и непригодными к употреблению в пищу и на корм скоту. Всхожесть семян катастрофически снижается. При массовом размножении амбарных клещей за 1-2 месяца потери всхожести семян пшеницы и ржи составляют более 50%.

Медицинское значение насекомых и клещей — вредителей запасов, определяется также аллергенным воздействием их на человека.

Широко распространенные вредители зерна, амбарный и рисовый долгоносики, содержат кантаридин, вызывающий у людей не только раздражение кожи и слизистых оболочек, но и рвоту, головную боль и судороги. Помимо этого, желудочно-кишечные расстройства могут быть вызваны микроорганизмами, благоприятные условия для существования которых создаются в процессе жизнедеятельности вредителей запасов.

Проникновение аллергенов происходит через дыхательные пути, кожные покровы, желудочно-кишечный тракт. Клиническими проявлениями аллергии к членистоногим и продуктам их жизнедеятельности могут быть бронхиальная астма, аллергический конъюнктивит и дерматит. При попадании с зараженными продуктами в пищеварительный тракт клещи могут вызвать острые аллергические реакции по типу желудочно-кишечных расстройств.

Если зерно заражено только теми вредителями, которые не образуют скрытую форму заражения, например мукоедами, хрущаками, грибоедами, сеноедами, клещами, то эффективно сепарирование, как метод борьбы с вредителями запасов.

Но бесполезно сепарировать зерно, зараженное насекомыми, которые образуют скрытую форму зараженности (рисовый и амбарный долгоносик, зерновой точильщик, зерновая моль). Просто не возможно с помощью сепаратов удалить зараженные зерна.

В этих случаях возможно только обеззараживание зерна методом фумигации с использованием газообразных веществ или методом влажной или аэрозольной обработки инсектицидами контактного действия.

Обеззараживать можно зараженное вредителями зерно с целью его дезинфекции. Целесообразно также обрабатывать зерно в профилактических целях, когда в нем еще не обнаружено вредителей, но предполагается хранить его в течение нескольких месяцев.

Изобретение относится к технологии обеззараживания и стерилизации сыпучих и твердых продуктов и может быть использовано для обеззараживания продукции сельского хозяйства (зерна, муки, кормовых смесей и других продуктов растительного происхождения), в пищевой промышленности, при хранении и сушке зерна, а также для посевного материала.

Известен способ обработки сыпучих продуктов облучением, предусматривающий воздействие на обрабатываемый продукт ультрафиолетовым излучением в процессе его перемещения при диапазоне волн от 185 до 400 нм с помощью импульсной газоразрядной плазмы при длительности импульса излучения от 1 мкс до 10 мс и плотности импульсной мощности излучения на обрабатываемом продукте не менее 100 кВт/м 2 (Пат. №: 2279806 С2, А23В 9/06, 2006) [6]. Данный способ имеет недостаточную эффективность обеззараживания пищевых продуктов, т.к. ультрафиолетовое излучение не обладает достаточной мощностью, способной к ликвидации спор плесневых грибов и патогенной микрофлоры.

Известен способ обеззараживания ячменного зерна, включающий обработку инфракрасным излучением зерна, зараженного плесневыми грибками, контаминированными микотоксинами, отличающийся тем, что инфракрасное излучение осуществляют длиной волн 1,2-1,8 мкм на расстоянии от источника инфракрасного излучения до поверхности зерен, равном 12-18 см, в течение 15-50 с (Пат. №: 2 378 814, МПК А01С 1/06, 2006) [7].

Недостатками данного способа обработки является повышение температуры обрабатываемого зерна выше 50°С [9], что приводит к необратимым биохимическим процессам (денатурация белка) и негативно влияет на качество производимых продуктов из зерна, а также снижает его энергию прорастания.

Известен способ, выбранный в качестве ближайшего аналога, предусматривающий воздействие на обрабатываемый продукт излучением в процессе перемещения продукта с изменением его ориентации относительно источника излучения, отличающийся тем, что для обеззараживания продукта его облучают холодным плазменным излучением при напряжении 3 кВ и частоте 10 Гц с расходом газа 0,6 л/мин (SU. №: 2535625, А23 В 9/06 2006.01) [8].

Недостатком способа является то, что для обеззараживания продукта его дополнительно облучают лазерным излучением с длиной волны 1064 нм, при частоте 1-30 кГц, длительности импульса 10 не, в связи с тем, что воздействие одним потоком холодной плазмы имеет низкий обеззараживающий эффект. Также данный способ предусматривает использование предварительно охлажденного гелия в качестве плазмообразующего газа, что приводит к значительному удорожанию предложенного способа.

Задачей предполагаемого изобретения является получение устойчивого обеззараживающего эффекта при обработке зерна, как продовольственного, так и семенного, предназначенного для хранения за. счет проникновения плазменной струи во все неровности биологического объекта и эффективного уничтожения микроорганизмов по всей поверхности.

Техническая задача реализуется тем, что способ обеззараживания зерна, включает воздействие на обрабатываемое зерно потоком холодной плазмы при атмосферном давлении, но согласно изобретения, поток холодной плазмы генерируют за счет отрицательного коронного разряда между анодом и катодом при импульсном напряжении с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота 50 Гц, плазмообразующее вещество - воздух, а зерно влажностью 7-14% размещают толщиной слоя 5 мм на поверхности, являющейся анодом, и обрабатывают в течении 10 минут.

Заявленное изобретение отличается от прототипа тем, что генерация холодной плазмы осуществляется за счет отрицательного коронного разряда на импульсном напряжении с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота 50 Гц, плазмообразующее вещество - воздух при нормальных условиях, в течении 10 минут.

Электроды могут быть выполнены как виде плоских пластин, так и в виде стержней. Материал электродов может быть различный: нержавеющая сталь, сталь 3 и др.

Преимуществом предложенного способа является:

- возможность обработки зерна без создания вакуума, в воздушной среде;

- возможность обеззараживать термочувствительные материалы, а именно зерна, муки, семян, кормовых смесей; т.к. не вызывает нагрева объекта.

- используемые в предложенном способе плазменные источники не являются источником радиационной опасности, не требуют специальных помещений и специально подготовленного персонала, экологически безопасны.

В настоящее время применение холодной плазмы для обеззараживания зерна и в технологиях получения продуктов его переработки является предметом исследования множества научных коллективов из разных стран мира [13]. Исследования в данной области сосредоточены преимущественно на анализе влияния холодной плазмы на периферийные части зерна и эпифитную микрофлору.

Холодная плазма является четвертым состоянием вещества и представляет собой ионизированный газ, содержащий атомы или молекулы в метастабильном состоянии с нулевым суммарным электрическим зарядом [11]. В пищевой промышленности холодная плазма используется для микробной инактивации, повышения скорости прорастания семян, ферментативной инактивации, модификации крахмала, сокращения времени приготовления зерновых культур [10, 12].

Природа воздействия холодной плазмы на обрабатываемый объект зависит от нескольких факторов, таких как состав газовой среды, относительной влажности объекта, используемой мощности и времени обработки. В процессе обработки холодной плазмой генерируются свободные радикалы, ионы, ультрафиолетовый свет и другие химически активные вещества, которые способны вступать в реакцию с микроорганизмами, что приводит к их разрушению.

Холодная плазма имеет температуру 30-40°С и не нагревает зерно при обработке, а значит не меняет его биохимических свойств.

Сущность способа поясняется при помощи фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 приведен график зависимости влияния длительности обработки на микробиологические показатели зерна.

На фиг. 2 приведены результаты влияния величины используемого напряжения на суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен и энергию прорастания зерна.

На фиг. 3 приведены результаты влияния величины используемой частоты на суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен и энергию прорастания зерна.

Способ осуществляется следующим образом:

Сухое зерно помещают на транспортерную ленту, которая может быть выполнена в виде сетки. Над зерном располагается система катодов, анод располагается под транспортерной лентой либо анодом может служить сама транспортерная лента. Генерация холодной плазмы осуществляется за счет отрицательного коронного разряда при импульсном напряжении с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота 50 Гц, плазмообразующее вещество - воздух при нормальных условиях, время обработки 10 минут. Скорость движения ленты, а также ее протяженность выбираются так чтобы обеспечить необходимое время обработки.

Существенными преимуществом предлагаемого способа обеззараживания зерна являются следующие:

- наблюдается выраженный обеззараживающий эффект;

- снижается уровень накопленных микотоксинов в результате жизнедеятельности плесневых грибов.

Реализация способа может быть иллюстрирована следующими примерами.

Пример 1. Зерно пшеницы, сухое, предназначенное для хранения и дальнейшей переработки в сортовую муку, сухое зерно должно иметь влажность 7-14%, толщина слоя 5 мм, обрабатывают путем воздействия потоком холодной плазмы с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота 50 Гц, плазмообразующее вещество - воздух при нормальных условиях (экспозиция 1, 5, 10 и 15 минут). В качестве контрольного образца использовалось зерно без применения каких-либо предварительных способов обеззараживания.

Проведение обработки осуществляли на лабораторной установке, состоящей из контейнера для помещения зерна, дно которого выполнено в виде сетки, выполняющей роль анода. Над зерном располагается система катодов. Зерно пшеницы влажностью 7-14%, укладывают в лабораторный контейнер, толщина слоя зерна не должна превышать 5 мм, расстояние между катодом и анодом 6-7 мм, создают коронный разряд при разности потенциалов (напряжении) 10 кВ и частоте 50 Гц.

Расстояние между анодом и катодом должно быть в диапазоне 6-7 мм, так как при увеличении данного значения холодная плазма в нужной концентрации не образуется, а при уменьшении - возможно появление дугового разряда и резкое увеличение температуры обрабатываемой поверхности.

Нужно отметить, что оптимальной величиной обрабатываемого слоя является 5 мм, т.к. при толщине слоя зерна больше 5 мм не получают полного обеззараживающего эффекта по всей поверхности зерен в связи с наличием неровностей биологического объекта.

Из табл. 1 следует, что длительность обработки зерна потоком холодной плазмы положительно сказывается на процессе обеззараживания, так воздействие в течении 5 минут позволяет снизить количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 2 раза, а через 10 и 15 мнут воздействия - совсем избавиться от данного вида микроорганизмов.

Бактерии группы кишечных палочек также после 10 минут воздействия не визуализируются при посеве на агаризованные селективно-диагностические среды, что свидетельствует о выраженном обеззараживающем эффекте.

Данные свидетельствуют о том, что 1 и 5 минут воздействия приводят к снижению количества плесневых грибов и дрожжей в зерне (фиг. 1), но до конца не обеззараживают их. Оптимальное воздействие можно отметить в течении 10 минут, т.к. к этому времени инактивируется эпифитная микрофлора зерна до уровня чувствительности метода и проведение процесса обеззараживания далее не целесообразно.

Пример 2. Зерно пшеницы (предназначенное для проращивания и использования в пищевой промышленности) влажностью 7-14% (толщина слоя 5 мм) обрабатывают путем воздействия потоком холодной плазмы с параметрами: разность потенциалов (экспозиция 5, 10 и 15 кВ) частота 50 Гц, плазмообразующее вещество - воздух при нормальных условиях, длительность обработки 10 минут. В качестве контрольного образца использовалось зерно без какой-либо предварительной обработки. На фиг. 2 приведены результаты влияния величины используемого напряжения на суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен и энергию прорастания зерна.

Представленные данные свидетельствуют о том, что максимальный положительный эффект на энергию прорастания и суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен наблюдается при использовании напряжения в 10 кВт, при увеличении данной характеристики отмечается резкое снижение (более чем в 2 раза) контролируемых показателей, что, возможно, обусловлено излишне высоким напряжением и повышением температуры обрабатываемой массы, а это, в свою очередь приводит к частичной тепловой денатурации белка, клейстеризации крахмала и инактивации ферментов, а также к значительным потерям в качестве зерна.

Пример 3. Зерно пшеницы (предназначенное для проращивания и использования в пищевой промышленности) влажностью 7-14% (толщина слоя 5 мм) обрабатывают путем воздействия потоком холодной плазмы с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота (экспозиция 10, 20, 30, 40, 50, 60 Гц), плазмообразующее вещество - воздух при нормальных условиях, длительность обработки 10 минут. В качестве контрольного образца использовалось зерно без каких-либо способов воздействия. На фиг. 3 приведены результаты влияния используемой частоты на суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен и энергию прорастания зерна.

Представленные данные свидетельствуют о том, что по мере увеличения частоты воздействия до 50 кГц энергия прорастания и суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен меняются незначительно и находятся в пределах погрешности определения. Дальнейшее увеличение частоты воздействия до 60 кГц приводит к резкому снижению энергии прорастания (процент проросших зерен за 72 часа) до величины 55,4±2,6%, а использование частоты воздействия - 70 кГц также резко снижает суммарное количество проклюнувшихся и проросших зерен (процент проросших зерен за 120 часов) до величины 46±3,2%, что также можно объяснить необратимыми процессами в структуре белка, крахмала и ферментативной системы в результате повышения температуры обрабатываемой массы выше 50°С.

В качестве доказательства снижения уровня накапливаемых микотоксинов обрабатываемого зерна пшеницы приведены (табл. 2) данные по результатам определения данных веществ в процессе хранения обработанного зерна. Целесообразно отслеживать данную характеристику в следующие месяцы: ноябрь, январь и март, что связано с климатическими изменениями условий хранения зерна и активизаций процессов порчи зерна.

Зерно пшеницы (предназначенное для хранения и дальнейшей переработки в сортовую муку либо проращивания) влажностью 7-14% (толщина слоя 5 мм) обрабатывают путем воздействия потоком холодной плазмы с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота 50 Гц, плазмообразующее вещество - воздух при нормальных условиях, длительность обработки - 10 минут). В качестве контрольного образца использовалось зерно без какой-либо предварительной обработки. Исследования проводились в ноябре, январе и марте. Так как именно на указанный период хранения приходиться максимальные колебания температуры хранения зерна и относительной влажности воздуха. Данные факторы являются решающими при развитии плесневой микрофлоры и накопления их продуцентов - микотоксинов.

Таким образом предлагаемый способ позволяет получать устойчивый обеззараживающий эффект при хранении как продовольственного, так и семенного зерна, а также минимизировать риски активизации плесневой микрофлоры в процессе переработки зерна.

1. ГОСТ 10444.12-2013 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества дрожжей и плесневых грибов

3. ГОСТ Р 52816-2007 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)

4. ГОСТ 10444.15-94 Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

5. ГОСТ 9353-2016 Пшеница. Технические условия

6. RU №2 279 806, МПК А23В 9/06 (2006.01) A23L 3/54 (2006.01), опубл. 20.07.2006 Бюл. №20

7. RU №2378814, МПК А01С 1/06 (2006.01), опубл. 20.01.2010 Бюл. №2

8. RU №2535625, МПК А23В 9/06 (2006.01) В82В 3/00 (2006.01), опубл. 20.12.2014 Бюл. №35

10. Misra, N.N. Cold plasma interactions with enzymes in foods and model systems / N.N. Misra, S.K. Pankaj, A. Segat, K. Ishikawa // Trends in Food Science & Technology, 55 (2016), pp. 39-47.

11. Thirumdas, R. Cold plasma: An alternative technology for the starch modification / R. Thirumdas, D. Kadam, U.S. Annapure // Food Biophysics, 12 (2017), pp. 129-139.

12. Thirumdas, R. Influence of low pressure cold plasma on cooking and textural properties of brown rice Innovative / C. Saragapani, M.T. Ajinkya, R.R.Deshmukh, U.S. Annapure // Food Science & Emerging Technologies, 37(2016), pp. 53-60

13. Thirumdas, R. Functional and rheological properties of cold plasma treated rice starch / R. Thirumdas, A. Trimukhe, R.R. Deshmukh, U.S. Annapure // Carbohydrate Polymers, 157(2017), pp. 1723-1731.

Иллюстрации к изобретению RU 2 707 944 C1

Реферат патента 2019 года Способ обеззараживания зерна

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ обеззараживания зерна, предусматривающий воздействие на обрабатываемое зерно потоком холодной плазмы при атмосферном давлении. Поток холодной плазмы генерируют за счет отрицательного коронного разряда между анодом и катодом при импульсном напряжении с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота 50 Гц, плазмообразующее вещество – воздух. При этом зерно влажностью 7-14% размещают толщиной слоя 5 мм на поверхности, являющейся анодом, и обрабатывают в течение 10 минут. Изобретение обеспечивает получение устойчивого обеззараживающего эффекта при обработке зерна как продовольственного, так и семенного, предназначенного для хранения. 3 ил., 2 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 707 944 C1

Способ обеззараживания зерна, предусматривающий воздействие на обрабатываемое зерно потоком холодной плазмы при атмосферном давлении, отличающийся тем, что поток холодной плазмы генерируют за счет отрицательного коронного разряда между анодом и катодом при импульсном напряжении с параметрами: разность потенциалов 10 кВ, частота 50 Гц, плазмообразующее вещество - воздух, а зерно влажностью 7-14% размещают толщиной слоя 5 мм на поверхности, являющейся анодом, и обрабатывают в течение 10 минут.

Читайте также: