HU219170B

HU219170B - Eljárás és berendezés szemcsés termény fertőtlenítésére

Info

Publication number: HU219170B
Application number: HU9503572A
Authority: HU
Inventors: Aleck James Hunter; Robert Gordon Winks
Original assignee: Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 2001-02-28
Also published as: CN1125384A; CN1053331C; UA29478C2; BR9406778A; JPH08510934A; EP0715498A1; ZA944234B; SG45142A1; US5756046A; WO1994028746A1; HUT73346A; HU9503572D0; CA2164105A1; RU2135046C1; GEP19981338B; EP0715498A4

Abstract

A találmány tárgya eljárás silóban tárolt szemes terményfertőtlenítésére kártékony rovarok ellen, melynek során silóban tároltszemes terményen át felfelé fertőtlenítőgázt áramoltatnak olyankoncentrációban, mely hosszabb időn keresztül hatásosan szabályozza atárolt terményben a kártékony rovarok jelenlétét, az eljárás során afertőtlenítőszer-tartalmú gázt tele siló esetén Qf áramlásisebességgel vezetik a siló aljába g= a nehézségi gyorsulás (9,8 m·s–2); Pa= a légköri nyomás (Pa);Ra= a levegő gázállandója (=287 J·kg–1·K–1); Ta= a silón kívül lévőlevegő hőmérséklete (K); Tg= a silóban lévő termény hőmérséklete,szintén K-ben; R= ellenállási tényező (Pa·s·m–2), ami a silóban tárolttermény minőségétől függ; és A= a siló vízszintes keresztmetszet-területe (m2); úgy, hogy a terméken belül a kéményhatás következtébena fertőtlenítőszer-koncentráció nem csökken az alá a legkisebb értékalá, mely a termény hatásos fertőtlenítéséhez szükséges. A találmánytöbb siló fertőtlenítésére és a fertőtlenítőberendezésre is kiterjed. ŕ

Description

A találmány tárgya javított eljárás szemes termény fertőtlenítésére, kártékony rovarok ellen, melynek során silóban tárolt szemes terményen át felfelé fertőtlenítőgázt áramoltatunk olyan koncentrációban, mely hosszabb időn keresztül hatásosan szabályozza a tárolt terményben a kártékony rovarok jelenlétét. Az eljárás tehát olyan tárolt szemes termények fertőtlenítésére szolgál, amelyek rovarok támadására és ezáltal okozott károsodásra hajlamosak. Különösen alkalmas felül szellőztetett, függőleges silóban tárolt élelmiszer (például gabona) szabályozott fertőtlenítésére.

A gabona hatásos és megfelelő fertőtlenítésére szolgáló eljárást, melynél fertőtlenítőgázként kis koncentrációjú foszfint használnak, a WO 91/00017 közzétételi irat ír le. Ez az eljárás a gabonában jelen lévő, fertőtlenítőszert tartalmazó gáz enyhe túlnyomását igényli, hogy a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz konstans lineáris sebességgel áramoljon át a gabonán, és a gabona felső felületét 0,5 χ 10~⁴ és 2 χ 10~⁴ m³/s sebességgel hagyja el. A gabonán áthaladó gáz foszfinkoncentrációja 4 és 200 pg/liter között van.

Bár ez a technika jól működik, az alkalmazásával kapcsolatos, további fejlesztési munkák azt mutatták, hogy probléma merül fel, ha egy függőleges silóban tárolt gabonát fertőtlenítenek, és a silóban uralkodó hőmérséklet különbözik a silón kívüli, környező levegő hőmérsékletétől.

Abban az esetben, ha a gabona hőmérséklete magasabb, mint a környezeti levegőé, a silóban lévő levegő sűrűsége kisebb, mint a külső levegőé, ezért a silóban lévő levegő felfelé törekszik áramolni. Ezt a jelenséget ,Jcéményhatás”-nak nevezzük. A siló belsejében és az azon kívül lévő levegő közötti sűrűségkülönbség magasság szerinti eloszlása eltérést mutat a silón belüli és a silón kívüli nyomásgradiens között. Ezért egy felső szellőzésű silóban a siló alján uralkodó légnyomás más, mint a siló alján kívül uralkodó nyomás.

Ha ebben a helyzetben a siló alja nincs teljesen eltömítve (márpedig a kereskedelmi forgalomban lévő silók esetében még az úgynevezett tömített aljzatok is olyan repedéseket és üregeket tartalmaznak, amelyek levegőbeszivárgást tesznek lehetővé), akkor a kéményhatás lehetővé teszi a levegő átáramlását a felül szellőztetett silón. Ez a silón keresztüli levegőáram a silóban tárolt gabona- vagy egyéb élelmiszertömeg legalábbis egy részén belül csökkenti a fertőtlenítőszer koncentrációját és meggátolja a tárolt termék hatásos fertőtlenítését.

Ugyanez a kéményhatás érvényesül az olyan, egyéb tárolószerkezetekben, amelyeket tetejükön szellőztetnek, de az alapjuk nem teljesen szigetelt. Ezért leírásunk további részében (az igénypontokat beleértve) „siló” kifejezés alatt minden olyan tárolószerkezetet értünk, amelyben szemes termény tárolható.

A jelen találmány célja olyan megoldás szolgáltatása, amely kompenzálja a kéményhatást, és egy felül szellőztetett siló töltetének fertőtlenítése alatt megakadályozza a fertőtlenítőszer nem kívánt felhígulását.

Ezt a célt úgy éljük el, hogy a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz áramlási sebességét olyan értéken tartjuk (és előnyös módon folyamatosan szabályozzuk), hogy még abban az esetben is, ha kéményhatás lép fel, elegendő fertőtlenítőgáz álljon rendelkezésre a tárolt termény folyamatos fertőtlenítésére. Azt találtuk, hogy az áramlási sebesség beállítását a tárolt termény hőmérséklete és a silón kívüli környezet hőmérséklete közötti különbség függvényében kell elvégezni. Ily módon a kéményhatás kompenzálása céljából a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz áramlási sebességének szükséges módosítása - a szemes terményen fenntartott, előre meghatározott fertőtlenítőszer kis, pozitív nyomásának fenntartása mellett - a silóban és az azon kívül mért vagy számított hőmérsékletértékekből határozható meg.

A találmány szerint a silóban tárolt szemes termények hatásos fertőtlenítési eljárása során a fertőtlenítőszer-tartalmú gázt tele siló esetén az alábbi összefüggésnek megfelelő Q_f áramlási sebességgel vezetjük a siló aljába g= a nehézségi gyorsulás (9,8 m· s ²);

P_a= a Pa-ban kifejezett légköri nyomás;

Ra= a levegő gázállandója (=287 Jkg^-1 K^_1);

T_a= a silón kívül lévő levegő hőmérséklete (K);

T_g= a silóban lévő termény hőmérséklete, szintén Kben;

R= ellenállási tényező (Pa s m^-2), ami a silóban tárolt termény minőségétől függ; és

A=a siló vízszintes keresztmetszet-területe (m²).

A találmány tárgya továbbá berendezés silóban tárolt szemes termény fertőtlenítésére, amely fertőtlenítőszert tartalmazó gáznak a siló aljába történő szivattyúzására alkalmas ventilátorból; legalább egy, a silóban lévő terményben elrendezett, a tárolt termény hőmérsékletét jelző első kimenőjelet szolgáltató, első hőfokérzékelő eszközből - ahol az említett vagy mindegyik kimenőjel csatlakozik egy mikroprocesszor egy vagy több első bemenetéhez -; a silón kívüli, környezeti levegő hőmérsékletét jelző második kimenőjelet szolgáltató, második hőfokérzékelő eszközből - az említett második kimenőjel a mikroprocesszor második bemenetéhez csatlakozik - áll; és a mikroprocesszor legalább egy, a szabályozóeszköz belépőjeléül szolgáló szabályozójelet képező mikroprocesszor;

a szabályozóelemek és a szelepek a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz silóba áramlását az alábbi összefüggésnek megfelelő Q_f áramlási sebességet szabályozó eszközök, ahol g= a nehézségi gyorsulás (9,8 ms^-2);

P_a= a légköri nyomás pascalban;

Ra= a levegő gázállandója (=287 J kg^-1 K^-1);

T_a= a silón kívüli levegő hőmérséklete (K);

T_g= a silóban lévő termény hőmérséklete (K);

R= ellenállási tényező (Pas-m²), ami a silóban tárolt termény minőségétől függ; és A= a siló vízszintes keresztmetszet-területe (m²).

HU 219 170 Β

Az R ellenállási tényező, mint fentebb említettük, függ a silóban tárolt termény anyagától és attól, hogy azt hogyan tároltuk. Lazán betöltött búzánál az R konstans értéke körülbelül 3100 (Pa-s-m^-2), míg tömören betöltött búza esetében értéke körülbelül 4000 (Pasm-²)· Az R ellenállási tényezőt a mezőgazdasági mérnökök jól ismerik, ezt egy sor különböző gabonaszemcsére és egyéb terményre kísérletileg határozták meg. Valójában feltalálóink egyike (Dr. A. J. Hunter) „Pressure Difference across aereated seed búik fór somé commonduct and storage cross-sections” című közleményében, amely a Journal of Cultural Engineering Research című folyóiratban, 28. kötet, 437-450. oldal, (1983) jelent meg, ezeket az R-értékeket a 2. táblázatban sorolta fel, jó néhány szemes terményre nézve. A közlemény tartalmát leírásunkban hivatkozásként említjük. Az említett 2. táblázat releváns adatait búzától eltérő szemestermény-félék esetére reprodukáltuk, ahogyan az alábbi táblázat mutatja.

Szemes termény	Nedvességtartalom (%)	R (Pasm~²-ben)
Lucerna	7	16,318
Árpa	12	1,676
Svéd here	száraz	27,263
Bíbor lóhere	8	10,455
Vörös lóhere	száraz	17,626
*Búza, tiszta kalászos	16	6,19
*Búza, kalászos, ahogyan aratják	20	128
Morzsolt tengeri	12,4	719
Csenkesz	11	4,722
Len	11	10,421
Zöldtakarmánymag, rozsnak	10,5	1,535
Zöldségtakarmánymag	13	709
Bokorhere (Köbe)	15,5	3,167
Farkasbabmag, kék	7,5	512
Zab	13	1,816
*Borsó	15	435
‘Hüvelyes borsó	4,4	29,0
Pattogatni való kukorica, morzsolt, sárga gyöngy típusú	12	1,046
Pattogatni való kukorica, fehér rizs típusú	14	1,766
Rizs, hántolatlan	13	1,952
Bokorhere (serica)	13	16,318
Cirokmag	13	2,664
Szójabab	10	646
Búza	11	3,131
Lenmag	7,9	14,907

Szemes termény	Nedvességtartalom (%)	R (Pasm--ben)
Repcemag	5,7	7,097
Pórsáfrány	5,9	1,207
Napraforgó	7,9	1,593
* Csak hozzávetőleges érték, mert nem volt elegendő adat a pontos értékének meghatározására ezekben az esetekben.

A tárolt gabonaszemekhez és egyéb szemes terményhez használt, jelenleg előnyösen alkalmazott fertőtlenítőszer a foszfin, bár a találmány szerinti eljárás során metil-bromid, karbonil-szulfid vagy egyéb alkalmas gáz-halmazállapotú fertőtlenítőszer is használható.

A jelen találmány jobb megértése céljából az alábbiakban részletesebben leírjuk a szabályozott fertőtlenítési módszert és az annak gyakorlati megvalósításával kapcsolatos példákat.

A fertőtlenítési módszer részletes leírása

Mivel a jelen találmány legnagyobb alkalmazási területe a tárolt gabona fertőtlenítése, a következőkben leírásban a találmány e felhasználási területére koncentrálunk, bár hangsúlyozzuk, hogy a találmány bármilyen más, olyan szemes termény fertőtlenítésére is használható, amelyet olyan függőleges silóban (tárolószerkezetben) tárolnak, amelyben kéményhatás léphet fel.

A silóban tárolt gabona lényegében egy porózus tömeg. A gabonatömegnek tetejétől az aljáig összefüggő levegőcsatornák vannak. Ha a siló egy felül szellőztetett (felül nyitott) függőleges siló, amelynek alja teljesen tömített, akkor a silóban lévő gabonatömeg alja és az azonos szinten lévő külső levegő közötti nyomáskülönbség, melyet differenciális statikus nyomásnak, P_rnek nevezünk, és a következő összefüggéssel fejezhető ki:

ΔΡ, =^{g h P}‘ · _L__L

Ra L^T* ^T6.

ahol APj-et Pa-ban adjuk meg; g a nehézségi gyorsulás (9,8 m s²); b ^a gabonatömeg magassága méterben; Pa az atmoszferikus nyomás (Pa-ban); Rg a levegő gázállandója (=287 J'kg ¹ K¹); Ta a külső környező levegő hőmérséklete (a siló tetejének környezetében) Kban; és T_g a gabona hőmérséklete, ugyancsak K-ben.

Ha a siló alja teljesen üreges, és a levegő szabadon áramlik a siló aljába, akkor a differenciális statikus nyomás (belülről kifelé) zérus lesz. Ha a siló alja részben tömített, akkor a ΔΡ₂ mért differenciális statikus nyomás a gabonatömeg alján zérus és ΔΡ, közötti érték lesz. A ΔΡ₂/ΔΡ, viszony annak mértéke, hogy milyen jól van tömítve a siló alja.

Ha a gabona hőmérséklete magasabb, mint a silón kívüli hőmérséklet, és a siló alja nincs teljesen tömítve, akkor a kéményhatás a silón kívüli levegőt a siló aljába áramoltatja, és ez hígítja a fertőtlenítőszer koncentrációját a silóban. Ez a levegőbehatolás a tárolt gabona fertőtlenítését teljesen vagy részben lehetetlenné teszi.

Általában, abban az esetben, ha a siló tömítése felül vagy annak alján nincs specifikálva, akkor ΔΡ úgy te3

HU 219 170 Β kiüthető, mint a siló belseje és az azon kívüli nyomás különbsége, és AP₂-t a következő összefüggés adja meg:

ΔΡ₂=[ΔΡ_Τ-ΔΡ_Β], ahol a ΔΡ_Τ és ΔΡ_Β nyomáskülönbségeket az ugyanazon a szinten a siló belsejében és azon kívül uralkodó nyomásdifferenciálokként definiáljuk; AP_T-t a siló tetején, AP_B-t a siló alján vagy fenekén mérjük.

így a töltött silóban a kéményhatás következtében a Q_c levegőáramot a következő összefüggés adja meg:

Qc^=—~7 · [[APjHAPJKnP s-i),

Rh ahol A a siló keresztmetszeti felülete m²-ben; R a gabona ellenállási tényezője (ami, mint fentebb említettük, laza búzatöltet esetén körülbelül 3100 (Pa · s m~²) és tömör búzatöltet esetén körülbelül 4000 (Pa s m~²); h a siló magassága méterben.

Ahogyan a környezeti hőmérséklet és a gabona hőmérséklete közötti különbség változik, úgy változik a kéményhatás következtében az áramlás és a nyomásdifferenciálok értéke is. Ily módon a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz áramlása, ami a kéményhatásból ered, amit le kell küzdeni, és a gabonatömegben éppen a megkívánt kis pozitív nyomás, amit fenn kell tartani, ugyancsak változni fog. A módosított áramlási sebesség, mint rámutattunk, úgy határozható meg, hogy megmérjük a gabona és a környezeti levegő hőmérsékletét. A kéményhatás okozta Q_c áramlás leküzdéséhez arra van szükség, hogy a siló aljában egy Q_f fertőtlenítőgázáramlás legyen. Ez a létrehozott áramlás egy v_f szökési (vagy gabonafelületi) sebességet hoz létre, melyet m-s-’-ban fejezünk ki, és melynek értéke:

ahol Ra a levegő gázállandója, ami 287 Jkg-* -K¹. így teli siló esetében a fertőtlenítőszer tartalmú gáz

Q_f áramlási sebességét a következő összefüggés adja meg:

Mint már említettük, a tároltgabona-fertótlenítési rendszer működtetésénél ritkán fordul elő, hogy a siló alja teljesen le van tömítve. így a fentiekben levezetett képlet csaknem minden felül szellőztetett silóra alkalmazható, és a fertőtlenítőszert tartalmazó gáznak az az áramlási sebessége, ami ahhoz szükséges, hogy a silótöltet-fertőtlenítés hatásfokát fenntartsuk, a következő műveleti lépésekkel biztosítható:

megmérjük a gabona T_g átlaghőmérsékletét (K-ben) és a silón kívüli, környezeti levegő T_a hőmérsékletét (K-ben);

kiszámítjuk a siló keresztmetszeti felületét (m²ben), majd a fenti képlet segítségével meghatározzuk a Q_f áramlási sebességet.

Ha a gabonát mesterségesen nem hűtjük és a fertőtlenítő-rendszert egy állandóan fenntartott, fertőtlenítőszert tartalmazó gáz előre meghatározott, állandó áramával kívánjuk működtetni, akkor szükséges, hogy az állandóan nem ellenőrzött fertőtlenítési időszak alatti minimális T_a külső hőmérsékletet megbecsüljük. A maximális kéményhatás ennél a minimális T_a-értéknél lép fel. Ezután kiszámítjuk a fertőtlenítőszert tartalmazó gáznak a Q_f maximális áramlási sebesség értékét. Ha ezt a maximális Qf-értéket alkalmazzuk a fertőtlenítőrendszerre, akkor a jelenlétünk nélküli fertőtlenítés egész ideje alatt a fertőtlenítőszer koncentrációja nem fog a toxikológiai adatokból megállapított, megkívánt minimális érték alá esni.

Némely gabonatároló berendezésben a gabona T_ghőmérséklete és a külső levegő T_a hőmérséklete közötti különbség lehet pozitív vagy negatív értékű (például olyan földrajzi területeken, ahol a környezeti hőmérséklet várhatóan meghaladja a függőleges silóban tárolt gabona hőmérsékletét, és azokban az esetekben, amikor a függőleges silóban tárolt gabonát mesterségesen hütik). Ha T_a meghaladja T_g-t, akkor a silóban, melynek teteje és alja nincs teljesen tömítve, negatív kéményhatás lép fel. A negatív kéményhatás azt jelenti, hogy a silóban a levegő lefelé fog áramlata. Ebben az esetben annak érdekében, hogy a gabonatömeg hatásos fertőtlenítését érjük el, folyamatosan biztosítani kell a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz Q_f pozitív áramlásisebesség-értékét, ami kompenzálja a silóban a várható pozitív és/vagy negatív kéményhatásokat.

Ha az a célunk, hogy hatásos fertőtlenítés mellett minimális legyen a fertőtlenítőszer-fogyasztás, akkor a külső környezeti hőmérsékletet és a gabonatömeg hőmérsékletét folyamatosan felügyelnünk kell, és az áramlási sebességet úgy kell szabályoznunk, hogy azt a Q_rértéket kapjuk, amit a mért T_a- és T_g-értékekból számítottuk ki.

Azt is meg kell jegyeznünk, hogy abban az esetben, ha egy függőleges silóban egy adott töltet fertőtlenítése céljából egy változó (szabályozott) Q_f áramlási sebességet állítunk be, és a silótöltet (gabonatömeg) hőmérséklete egy, a silón kívüli környező levegőnél magasabb és egy, a külső környezeti hőmérsékletnél alacsonyabb érték között ingadozik, akkor mindig pozitív Q_rértéket kell beállítanunk.

Elvileg, abban az esetben, ha a gabonatömegben zérus a nettó áramlási sebesség, ennek nincs káros hatása a gabona fertőtlenítésére. A gabonatömegben a toxikológiai meggondolások útján meghatározott, kívánt fertőtlenítőszer-koncentrációt a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz áramlásának megszűnése előtt - a gabona fertőtlenítőszer-adszorpciója (ami igen kis mértékű) figyelembevétele nélkül - állítjuk be, és azt nem csökkentjük.

Egy felső szellőztetésű silóban a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz áramlási sebességének folyamatos ellenőrzése történhet folyamatosan, például úgy, hogy figyelemmel kísérjük a silóban lévő gabona hőmérséklete és a környező levegő hőmérséklete közötti különbséget, majd egy sor, előzőleg ellenőrzött áramlásisebesség-értékből kiválasztjuk az adott hőmérséklet-különbségnek egy előre meghatározott értékét. Az ilyen maximális ellenőrzési rendszer azonban nem költségkímélő

HU 219 170 Β formája a folyamatos ellenőrzésnek. A folyamatos szabályozás előnyös módon egy olyan szabályozómechanizmussal végezhető, amely érzékeli a gabonában és a silón kívül elhelyezett érzékelőelemek jelzéseit. Kívánt esetben a gabona-hőmérsékletnek egy átlagértéke határozható meg oly módon, hogy a gabonatömeg különböző helyein egy sor érzékelőelemet helyezünk el, és (ismert eszközök segítségével) a szabályozómechanizmusba olyan bemenőjelet táplálunk, ami arányos a gabonában lévő hőmérséklet-érzékelő elemek kimenőjele által jelzett és a silón kívüli környezeti levegő hőmérséklete közötti különbséggel. A szabályozóegység normális körülmények között egy programozott mikroprocesszor vagy minikomputer, amely egy kimenőjelet ad, melyet az áramlást szabályozó berendezés állítására használunk fel úgy, hogy a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz aktuális áramlási sebessége lényegében a számított Q_rérték legyen.

Figyelembe kell venni, hogy abban az esetben, ha a fertőtlenítőszert azután adjuk a hordozógázhoz (általában levegőhöz), miután a kívánt áramlási sebességet már meghatároztuk, akkor a fertőtlenítőszert hordozó gázba történő betáplálását a hordozógáz áramlásisebesség-változásával párhuzamosan kell változtatnunk annak érdekében, hogy a silóban a fertőtlenítőszemek a toxikológiai megfontolások alapján előre meghatározott koncentrációját tartsuk fenn.

A következőkben, csak példák alakjában - és a mellékelt rajzok segítségével - találmányunk egy gyakorlati megvalósítási módját írjuk le.

Az 1. ábra egy felül szellőztetett függőleges elrendezésű gabonasilóba szerelt foszfint betápláló és ellenőrző berendezés vázlatos diagramja.

A 2. ábra egy grafikon, amely az 1. ábrán bemutatott készülékelrendezéssel kapott adatokat mutatja be.

A jelen találmány teljes mértékű vizsgálatát Wallendbeenben, New-South Walesben, Ausztráliában végeztük el, egy felül szellőztetett, 2000 tonna búzát tartalmazó, függőleges elrendezésű silóban. Az ehhez a teljes vizsgálathoz használt foszfinszolgáltató és -szabályozó berendezést az 1. ábra mutatja. A vizsgálat ezzel a berendezéssel 1994 februárjában kezdődött és 1994 augusztusáig tartott (sőt valószínűleg tovább is).

Az 1. ábrán látható berendezésbe három darab 12 hőfokérzékelő elem (bármilyen számú ilyen érzékelő használható fel) van felszerelve, amelyek a függőleges elrendezésű 10 silóban tárolt 11 gabonatöltet különböző pontjainak hőmérsékletét mérik, és egy 12A hőfokérzékelő a gabonasilón kívüli környezet hőmérsékletét figyeli. A hőmérséklet-érzékelő elemek kimenőjeleit egy programozott 13 mikroprocesszorba tápláljuk (ez a Wallendbeenben felállított berendezésben az Australian Computer Technology Pty Ltd. cég 386 °C típusú készüléke volt, de e célra bármilyen más alkalmas mikroprocesszor is használható). A 13 mikroproceszszor átlagolja a 12 hőfokérzékelők hőmérsékletadatait és meghatározza az átlagérték és a 12A hőfokérzékelő jelzése szerinti érték közötti különbséget. Ebből a különbségértékből a 13 mikroprocesszor kiszámítja a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz kívánt Q_f áramlásisebesség-értékét. Amikor a fertőtlenítés megindul, egy előre meghatározott Q_rérték áll rendelkezésre.

A 13 mikroprocesszor a 23 áramlásmérőtől (például az ALNOR cég GGA-26 típusú termoanemométerétől) is jelzéseket kap, amely a 10 siló aljába vezető 18 vezetékben van elhelyezve. A 13 mikroprocesszor összehasonlítja az aktuális Q_f áramlásisebesség-értéket annak számított értékével. Ha az aktuális Q_f áramlási sebesség a 18 vezetékben nagyobb, mint a számított érték, akkor a 13 mikroprocesszor jelzést ad a 14 szabályozóelemnek, hogy az zátja a 21 szelepet annak érdekében, hogy csökkenjen a levegő áramlása a 18 vezetékbe, mely légáramlást egy ipari 15 ventilátor szolgáltatja. A 18 vezetéknek a 15 ventilátortól távol eső vége egy, a 10 siló alján elhelyezett 25 elosztólemez mellett van elrendezve (ennek nem kell feltétlenül egy, a 2. ábrán látható vízszintes 25 elosztólemeznek lennie). Ha a 18 vezetéken átáramló levegő aktuális Q_f sebessége kisebb, mint a számított érték, akkor egy, a 14 szabályozóelemhez juttatott jelzésre ez a 14 szabályozóelem a 21 szelepet kinyitja.

A 21 szelep nyitása (vagy zárása) lépésekben történik, és addig folytatódik, amíg a 18 vezetékben a Q_fáramlási sebesség egyenlővé nem válik a számított értékkel, amikor is a 13 mikroprocesszor 14 szabályozóelemnek adott jelzése egy olyan értékre változik, ami a 14 szabályozóelemet úgy szabályozza, hogy az a 21 szelepet nem nyitja és nem is zárja.

A 13 mikroprocesszor egy fertőtlenítőszer-koncentrációt érzékelő 22 érzékelőelemtől (például a City Technology, egyesült királyságbeli cég által gyártott CO cellától) is jelet kap, amely a 18 vezetéken átáramló levegő fertőtlenítőszer-koncentrációját méri. A 22 érzékelőelem nincs a 18 vezetékben, de mintát kap a vezetékben áramló, fertőtlenítőszer-tartalmú levegőből és a minta fertőtlenítőszerkoncentráció-értékét egy, a 26 hengerben elhelyezett kalibrálókeverékkel történő összehasonlítás útján határozza meg. Ha a 22 érzékelőelemből származó fertőtlenítőszerkoncentráció-jel azt mutatja, hogy a fertőtlenítőszerkoncentráció a megkívánt érték alatt (vagy felett) van (a megkívánt értéket a mikroprocesszor memóriája tárolja), akkor a 13 mikroprocesszor jelzést küld a 16 szabályozóelemnek, hogy az nyissa (vagy zárja) a 17 szelepet, amely a foszfinadagolást szabályozza a 20 fertőtlenítőszer-tartályból (vagy más fertőtlenítőszer-forrásból - például egy, a helyszínen elhelyezett fejlesztőberendezésből) a 18 vezetékben áramló levegőbe. A 17 szelep nyitása (vagy zárása) addig tart, míg a fertőtlenítőszer-koncentrációt érzékelő 22 érzékelőelem azt nem mutatja, hogy a 18 vezetékben áramló levegő a megkívánt fertőtlenítőszer-koncentrációt tartalmazza.

Mezőgazdasági és vegyészmérnökök számára nyilvánvaló, hogy az 1. ábrán szemléltetett elrendezéssel megvalósított „feed-back” körök hatékonyan szabályozzák a 17 és 21 szelepek beállítását ahhoz, hogy amikor fertőtlenítőgázt fújunk all gabonatöltetbe, akkor a gázban lévő foszfin (vagy egyéb fertőtlenítőszer) koncentrációja állandó marad, miközben a gáz Q_f áramlási sebességét a számított értéknek megfelelően szabályozzuk.

HU 219 170 Β

Az 1. ábrán szemléltetett berendezés magában foglalja all gabonatöltetben elhelyezett 19 nyomásérzékelőket is. A 19 nyomásérzékelők (melyek mindegyike a TSE Co. Pty Ltd., Melbourne, ausztráliai cég EMA 84 típusú manométere) nem játszanak szerepet a fertőtlenítőszer-ellenőrzési mechanizmusban. Ezeket statikusnyomás-mérésekhez használjuk, amelyek függetlenül mérik a Q_f áramlási sebesség meghatározására használt képlet érvényességét és az ellenőrző mechanizmus hatékonyságát.

A jelen találmány szerinti teljes mértékű vizsgálat egy sor vizsgálatból áll, amelyek mindegyikének három fázisa van. Minden vizsgálat első fázisában a Q_fáramlási sebesség-képlettel meghatározott, all gabonatölteten átáramló gázmennyiségét ellenőrizzük az 1. ábrán bemutatott elrendezéssel egy legfeljebb 5 napig terjedő ideig. Ezután a vizsgálat második fázisában megállapítjuk a fertőtlenítőgáz gabonasilón keresztüli áramlását a 640.669 számú ausztrál szabadalmi leírás (amely a PCT/AU90/00268 számú nemzetközi bejelentés megfelelője) és annak igénypontjai szerint. Vagyis meghatározzuk előre az adott keresztmetszetű silóra vonatkozóan átáramoltatandó, fertőtlenítőszert tartalmazó gázáramot. A második fázist is legfeljebb 5 napig végezzük. Mindegyik vizsgálat harmadik fázisában a gabonatömegben uralkodó statikusnyomás-jellemzőket figyeljük egy sor 19 nyomásérzékelővel, miközben a 18 vezetéken át gáz nem áramlik.

Az 1. ábrán szemléltetett ellenőrző elrendezés helyett a 13 mikroprocesszor úgy programozható be, hogy (a) egy, a 18 vezetékhez csatlakoztatott 24 bevezetőcsövön keresztüli levegőáramlást ellenőrizze vagy (b) egy, a 15 ventilátor 27 sebesség-ellenőrző elem állítását ellenőrizze. A közül a két alternatív szabályozóelrendezés közül, melyek mindegyikét az 1. ábrán szaggatott vonal mutatja, az utóbbi nem előnyös.

Az első fázis egy 24 órás időszaka alatt a megfigyelés során kapott adatokat grafikus formában a 2. ábra tünteti fel. A 2. ábra három görbéje:

(I) a gabonatömegben uralkodó, a 12 hőfokérzékelő elemek által mért átlaghőmérsékletet ábrázolja (ezeket az értékeket négyzetekkel jelzett mérési pontok mutatják);

(II) a Q_f számítási képlettel számított áramlási sebességet ábrázolja (ezeket az értékeket a háromszögekkel jelzett mérési pontok mutatják); és (III) a silón átáramló, a foszfin előre meghatározott koncentrációját tartalmazó levegő aktuális áramlási sebességét ábrázolja (ezeket az értékeket a pontok mutatják).

Ezek az adatok világosan mutatják, hogy az ellenőrző mechanizmus a silóban a fertőtlenítőgáz áramlási sebességének gyors és pontos beállítására és ellenőrzésére alkalmas, és így bizonyítják a jelen találmány alkalmasságát olyan tárolt élelmiszerek fertőtlenítésére történő felhasználására, melyeket felül szellőztetett, függőleges elrendezésű silókban tárolnak, és amelyekben kéményhatás-áramlás várható.

A jelen találmány egy gabonatároló üzem több hasonló silóból álló folytonos üzemű fertőtlenítésére is használható oly módon, hogy egyetlen fertőtlenítőgázforrást használunk, amely a silókkal megfelelő vezetékekkel van összekötve. Annak érdekében, hogy biztosítsuk mindegyik siló megfelelő fertőtlenítését, mindegyik silóba hőfokérzékelőket szerelünk be, és a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz szabályozóegysége a gabonahőmérséklet és a silókon kívüli, környező levegő hőmérséklete közötti maximális hőfokkülönbség-értéket használja a berendezés a silóban a fertőtlenítőszer-tartalmú gáz Q_f áramlásisebesség-értékének meghatározására. Ennél a berendezésnél, bár előfordulhat, hogy egy (vagy több) siló nagyobb áramlási sebességű fertőtlenítőszer-tartalmú gázt kap, mint ami ebben (vagy ezekben) a siló(k)ban fellépő kéményhatás kompenzálására megfelelne, egyik siló gabonatöltetben sem lép fel a fertőtlenítőszer-koncentráció hígulása.

Ha a tárolóberendezés silóiba vezető vezetékek nem teljesen szimmetrikusak, akkor mindegyik silót perforált lemezzel és egy, több silóból álló berendezés számára a PCT/AU90/00268 számú nemzetközi bejelentésben (WO 91/00017 közzétett szabadalmi leírás) leírt szabályozószeleppel látjuk el.

Bár a fentiekben a találmány szerinti eljárás megvalósítására példákat írtunk le, figyelembe kell venni, hogy e megvalósítási módok számos változata valósítható meg, anélkül hogy a jelen találmány vázolt megoldásától eltérnénk. így például a fenti leírásban Q_rre és Q_c-re megadott képletek abban az esetben korrektek, ha a siló teljesen meg van töltve a terménnyel. Ha a siló csak részben van töltve terménnyel, akkor a számított Q_c levegőáramés a fertőtlenítőgáz Q_f áramlásisebesség-értékeket meg kell szorozni egy f=h_s/h_g tényezővel, ahol h_s a siló magassága és h_g a termény magassága a silóban.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás silóban tárolt szemes termény fertőtlenítésére kártékony rovarok ellen, melynek során silóban tárolt szemes terményen át felfelé fertőtlenítőgázt áramoltatunk olyan koncentrációban, mellyel hosszabb időn keresztül hatásosan távol tartjuk a tárolt terménytől a kártékony rovarokat, azzal jellemezve, hogy a fertőtlenítőszer-tartalmú gázt tele siló esetén összefüggésnek megfelelő áramlási sebességgel vezetjük a siló aljába.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fertőtlenítőgázt állandó, legfeljebb akkora áramlási sebességgel vezetjük a siló aljába, mint a legnagyobb hőmérséklet-különbség melletti Q_f áramlási sebesség.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fertőtlenítőszert tartalmazó gáznak a siló aljába történő bevezetését folyamatosan végezzük, a pillanatnyi T_a- és Tg-értékeknek megfelelő jelzésekre választ adó, programozott mikroprocesszorból vagy programozott számítógépből álló szabályozómechanizmussal.

HU 219 170 Β
4. Az 1. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fertőtlenítőszert tartalmazó gázt a minimális, előre meghatározott Q_f áramlási sebességgel vezetjük a siló aljába, amelyét azután fenntartunk, ha Q_fáramlási sebesség számított értéke ennél kisebb.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szemes termény gabona.
6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gabona a silóban laza töltetű búza, és az R ellenállási tényező értéke 3100 Pa-sec-m^-2.
7. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a silóban a gabona tömör töltetű búza, és az R ellenállási tényező értéke 4000 Pa · sec · m-².
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti fertőtlenítési eljárás, azzal jellemezve, hogy a fertőtlenítőszertartalmú gázban a fertőtlenítőszer foszfin.
9. Az 1-5. vagy 8. igénypontok bármelyike szerinti fertőtlenítőeljárás, azzal jellemezve, hogy a terménnyel csak részben töltött siló esetén a fertőtlenítőgázt fxQf áramlási sebességgel vezetjük a siló aljába.
10. Eljárás egy tárolóberendezés több silójának fertőtlenítésére kártékony rovarok ellen, ahol a berendezés mindegyik silója szemes terményt tartalmaz, mely eljárás során a silóban tárolt szemes terményen át felfelé fertőtlenítőgázt áramoltatunk olyan koncentrációban, mellyel hosszabb időn keresztül hatásosan távol tartjuk a tárolt terménytől a kártékony rovarok jelenlétét, azzal jellemezve, hogy a fertőtlenítőszer-tartalmú gázt összefüggésnek megfelelő áramlási sebességgel vezetjük a silók aljába.

11. Az 1-4. vagy 10. igénypontok bármelyike szerinti fertőtlenítési eljárás, azzal jellemezve, hogy a termények és a termények R ellenállási tényezőjének értéke az alábbi táblázat szerinti.

Szemes termény Nedvességtartalom (%) R (Pasm~²-ben) Lucerna 7 16,318 Árpa 12 1,676 Svéd here száraz 27,263 Bíbor lóhere 8 10,455 Vörös lóhere száraz 17,626 *Búza, tiszta kalászos 16 6,19 ♦Búza, kalászos, ahogyan aratják 20 128 Morzsolt tengeri 12,4 719 Csenkesz 11 4,722 Len 11 10,421 Zöldtakarmánymag, rozsnak 10,5 1,535 Zöldségtakarmánymag 13 709 Bokorhere (Köbe) 15,5 3,167

Szemes termény Nedvességtartalom (%) R (Pasm~²-ben) Farkasbabmag, kék 7,5 512 Zab 13 1,816 ♦Borsó 15 435 ♦Hüvelyes borsó 4,4 29,0 Pattogatni való kukorica, morzsolt, sárga gyöngy típusú 12 1,046 Pattogatni való kukorica, fehér rizs típusú 14 1,766 Rizs, hántolatlan 13 1,952 Bokorhere (serica) 13 16,318 Cirokmag 13 2,664 Szójabab 10 646 Búza 11 3,131 Lenmag 7,9 14,907 Repcemag 5,7 7,097 Pórsáfrány 5,9 1,207 Napraforgó 7,9 1,593 * Csak hozzávetőleges érték, mert nem volt elegendő adat a pontos érték meghatározására ezekben az esetekben.

12. Berendezés silóban (10) tárolt szemes termények (11) fertőtlenítésére, mely berendezés fertőtlenítőszert tartalmazó gáznak a siló (10) aljába történő szivattyúzására alkalmas ventilátorból (15);

legalább egy, a silóban (10) lévő terményben elrendezett, a tárolt termény hőmérsékletét jelző első hőfokérzékelő (12) eszközből;

a silón (10) kívüli, környezeti levegő hőmérsékletét jelző második hőfokérzékelő (12A) eszközből és egy mikroprocesszorból (13) áll;

a mikroprocesszor (13) az első és második hőfokérzékelő (12,12A) eszközök jeleit feldolgozó és legalább egy szabályozójelet képező mikroprocesszor, azzal jellemezve, hogy a szabályozóelemek (14, 16) által vezérelt szelepek (17, 21) a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz silóba (10) áramlását összefüggésnek megfelelő áramlási sebességre szabályozó eszközök.
13. A 12. igénypont szerinti fertőtlenítőberendezés, azzal jellemezve, hogy van egy, a ventilátortól (15) a siló (10) aljába vezető vezetékbe iktatott első szelepet (21) vezérlő szabályozóeleme (14) és egy, a nyomás alatt álló fertőtlenítőszer-tartályból (20) a vezetékig teijedő csővezetékbe iktatott második szelepet (17) vezérlő szabályozóeleme (16), az első szelep (21) a silóba (10) a számított Q_rértéknek megfelelő levegősebességet beállító szelep;

HU 219 170 Β a második szelep (17) a vezetékben áramló levegő fertőtlenítőszer-koncentrációját egy előre meghatározott értéken tartó szelep.
14. A 12. vagy 13. igénypont szerinti fertőtlenítőberendezés, azzal jellemezve, hogy a mikroprocesszor (13) egy programozott mikroprocesszor vagy programozott számítógép.
15. A 12-14. igénypontok bármelyike szerinti fertőtlenítőberendezés, azzal jellemezve, hogy a Q_f áramlási sebességet a kívánt legkisebb értéken tartó eszközt tartalmaz.
16. A 12-15. igénypontok bármelyike szerinti fertőtlenítőberendezés, azzal jellemezve, hogy a teiménynyel (11) csak részben töltött siló (10) esetén a mikroprocesszor (13) egy, a Q_f számított értéket f faktorral szorzó mikroprocesszor, és a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz silóba áramlását f -Q_f áramlásisebesség-értékre szabályozó mikroprocesszor.
17. Berendezés több silóból (10) álló tárolóberendezés fertőtlenítésére, ahol a silók (10) mindegyike szemes terményt (11) tartalmaz, mely berendezés egy, a fertőtlenítőszert tartalmazó gázt minden egyes siló (40) aljába szivattyúzó ventilátorból (15);

minden egyes silóban (10) a tárolt terményben (11) elrendezett, a termény T_g hőmérsékletét jelző, első hőfokérzékelő (12) elemből;

a silókon kívül elrendezett, a silón kívüli levegő T_a hőmérsékletét jelző, második hőfokérzékelő (12A) elemből;

egy, a hőfokérzékelő (12,12A) elemekhez és szabályozóelemekhez (14, 16) csatlakoztatott mikroproceszszorból (13) áll, azzal jellemezve, hogy a mikroprocesszor (13) az első és második hőfokérzékelő (12,12A) eszközök jeleit feldolgozó és legalább egy szabályozójelet képező mikroprocesszor, a szabályozóelemek (14,16) által vezérelt szelepek (17, 21) a fertőtlenítőszert tartalmazó gáz silóba (10) áramlását összefüggésnek megfelelő áramlási sebességre szabályozó eszközök.