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(guó)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(duì)人類(lèi)和牲畜有害的霉菌毒素。產(chǎn)生霉菌毒素的主要霉菌類(lèi)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(zhǎng)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(guò)在干燥設(shè)備干燥谷物或通過(guò)主動(dòng)通風(fēng)來(lái)抑制微生物的生長(zhǎng)。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(duì)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(lái)越多的限制，而美國(guó)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(duì)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(wèn)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(zhǎng)且復(fù)雜。在美國(guó)，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(duì)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(yíng)養(yǎng)和環(huán)境生態(tài)問(wèn)題變得越來(lái)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(guò)谷物堆時(shí)，臭氧分裂并與谷物表面接觸并對(duì)其進(jìn)行消毒;。該過(guò)程由臭氧吸收系數(shù)（吸收率）評(píng)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(duì)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％）。