谷物干燥中使用臭氧消毒

 

        由包括霉菌，細(xì)菌和其他微生物在內(nèi)的微生物活動(dòng)造成的損失約占谷物干物質(zhì)的2％，在某些國家甚至高達(dá)總產(chǎn)量的50％。霉菌不僅會(huì)降低谷物和谷物產(chǎn)品的定量指標(biāo)，還會(huì)降低其質(zhì)量指標(biāo)。另外，大多數(shù)霉菌能夠在某些條件下合成對人類和牲畜有害的霉菌毒素。產(chǎn)生霉菌毒素的主要霉菌類型是曲霉，鐮刀菌和青霉菌。它們的傳播和霉菌毒素的產(chǎn)生取決于許多因素，包括生長的農(nóng)業(yè)技術(shù)，溫度和濕度，農(nóng)作物收割和儲(chǔ)藏期間的條件。當(dāng)谷物中的水分含量降至13–14％時(shí)，可以通過在干燥設(shè)備干燥谷物或通過主動(dòng)通風(fēng)來抑制微生物的生長。然而，這些措施不能確保徹底清除谷物中的微生物。

        谷物消毒是一種廣泛應(yīng)用的措施，以保持其質(zhì)量。作為谷物消毒的一種方法（針對霉菌及其毒素），研究了各種化學(xué)物質(zhì)（次氯酸鈉，各種抗氧化劑及其他）。但是，它們成本高昂，效率低下且不符合生態(tài)要求。谷物經(jīng)常使用磷酸氫鹽（PH3）和甲基溴（CH3Br）進(jìn)行消毒，但是，在歐洲，它們的應(yīng)用受到越來越多的限制，而美國已經(jīng)完全禁止使用。甲基溴與水反應(yīng)會(huì)釋放出有毒的甲烷氣體。CH3Br會(huì)減少臭氧并破壞其在大氣上部區(qū)域的層。另外，儲(chǔ)存的谷物中的某些微生物變得對上述化學(xué)物質(zhì)具有抗性。科學(xué)家們承認(rèn)，化學(xué)手段的使用會(huì)引起一系列的生態(tài)，社會(huì)和動(dòng)力工程問題。

還研究了作為消滅霉菌微真菌的一種生物物質(zhì)（丙酸發(fā)酵，修飾的甘露寡糖，從細(xì)菌歐文氏菌獲得的藥劑等），但它們的利用技術(shù)長且復(fù)雜。在美國，曾嘗試使用乙醚油使大麥谷物表面的霉菌失活，但會(huì)降低谷物的發(fā)芽能力。物理消毒方法是對環(huán)境危害 很小的 很有前途的方法，包括谷物清潔，熱處理，暴露于高頻電磁振蕩，電子通量，發(fā)光或臭氧等。

 

        如今，隨著健康營養(yǎng)和環(huán)境生態(tài)問題變得越來越重要，尋找新的，更環(huán)保的谷物消毒手段變得迫在眉睫。臭氧（O3）是一種強(qiáng)氧化劑，可用于氧化許多化合物和微生物。臭氧在生態(tài)學(xué)上比化學(xué)消毒方法更可接受，使用時(shí)不影響重要的谷物品質(zhì)。這種消毒程序的主要優(yōu)點(diǎn)是在微生物接觸后不存在有害的反應(yīng)產(chǎn)物。

 

        實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了研究人員的結(jié)論，即臭氧的滲透主要受臭氧暴露時(shí)間的影響。

 

1.當(dāng)空氣-臭氧混合物吹過谷物堆時(shí)，臭氧分裂并與谷物表面接觸并對其進(jìn)行消毒;。該過程由臭氧吸收系數(shù)（吸收率）評估明顯的臭氧濃度流向干燥劑運(yùn)動(dòng)的方向擴(kuò)散，直到達(dá)到谷物堆的上層為止。

 

2.臭氧消毒的效率及其對谷物干燥的積極影響或影響到吹入氣流中的臭氧濃度，與臭氧的接觸時(shí)間，土堆高度和臭氧吸收系數(shù)，當(dāng)與臭氧的接觸時(shí)間增加時(shí)，臭氧吸收系數(shù)會(huì)降低。

 

3.用于谷物的主動(dòng)通風(fēng)干燥的臭氧-空氣混合物（臭氧濃度為700 ppb）使干燥時(shí)間減少約20％，并且根據(jù)水分含量w，可將灰塵污染從2.2（谷物w = 15.2％）減少）到3倍（顆粒度w = 22.0％）。