СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2009 года по МПК A01F25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам хранения сельскохозяйственной продукции, в частности к способу хранение зерновых культур.

Из уровня техники известно воздействие различными физическими методами на процессы, имеющие место в сельскохозяйственном производстве. Применение электрического, электромагнитного и магнитного воздействия, а также различных их сочетаний со звуковым и оптическим воздействием позволяет корректировать функциональное состояние биообъектов растительного происхождения. Так, например, в целях выращивания растений, грибов и морских водорослей, широко известно применение электромагнитного излучения путем воздействия модулированными энергетическими импульсами определенной последовательности и амплитуды на сами биообъекты растительного происхождения, а также на воду, в которой замачивают семена культур, производят полив и опрыскивание растений. Амплитудные параметры импульсов электромагнитного излучения выбирают в зависимости от вида растений и фазы развития [RU 2090053, 1997 г.].

Известен способ хранения биологических и пищевых продуктов, включающий стерилизацию или пастеризацию с помощью устройств, излучающих радиоволны в высокочастотном диапазоне предпочтительно от 6 мГц до 1 мГц с предварительным нагревом обрабатываемого объекта, при этом устройство представляет собой пару обращенных одна к другой излучающих поверхностей, связанных с генератором СВЧ-поля [RU 2067400, 1996 г.]. Недостатком способа является то, что он позволяет подавить болезнетворные и спороносные бактерии, однако, приводит к потере посевных качеств.

Аналогичный способ хранения с/х продукции для тех же целей известен с применением СВЧ устройства с магнетроном и волноводом [Заявка Японии №2-211855, 1989 г.].

Недостатком таких способов является следующее. Из уровня техники известно, что использование СВЧ излучений для обработки биообъектов растительного происхождения достаточно эффективно, но приводит к быстрому нагреву объектов, требует специальных мер для защиты персонала, а также имеется, как правило, негативное влияние на вкусовые качества объекта. Кроме того, не имеется данных о влиянии этих физических методов на сохранность свойств сельскохозяйственной продукции в течение длительного времени.

Известен способ с применением блока лазеров с длиной волны 670 и 730 нм в качестве стимулятора прорастания семян. Для создания объемного оптического излучения к блокам лазеров подключена система волноводов и разветвителей, заканчивающихся стержнями из оптического стекла для расположения их внутри вороха семян [RU 2132119, 1996 г.].

Недостатком является то, что обработка семян осуществляется только в проходном режиме, что требует дополнительных производственных площадей, тогда как данных о влиянии такого воздействия на сохранность сельскохозяйственной продукции не имеется.

Указанные недостатки частично устранены известным способом обработки сельхозпродукции с помощью компактных устройств, представляющих собой источник модулированного оптического изучения малой мощности, спектральные составляющие которого находятся в диапазоне 3×104-3×1015 Гц. Оптико-акустическое излучение генерируют, используя пространственную модуляцию с малой поверхностной мощностью и длиной волны исходного оптического излучения из области видимого, красного или инфракрасного спектров. В качестве излучателей используют светодиоды или лазерные диоды, модуляцию ведут звуковыми волнами с помощью акустического резонатора [RU 2192728, 2002 г.]. Благодаря тому, что для обработки сельхозпродукции используются оптико-акустические излучения малой поверхностной мощности, клетка сельскохозяйственной культуры не повреждается, при этом достигается целенаправленное воздействие - ускорение метаболизма, проявляющегося в повышении урожайности зерновых культур. Данных о сохранности сельскохозяйственных культур не имеется.

Известен способ воздействия на биологические объекты в сельском хозяйстве, которые облучают модулированным оптическим излучением при средней плотности падающей на них мощности 10^-6-2×10^-1/см². Модуляцию осуществляют нерегулярными аналоговыми колебаниями, спектральные составляющие которых находятся в диапазоне 10^-4-10^-6 Гц. В качестве нерегулярных аналоговых колебаний в частных случаях используют напряжения или токи переходных процессов в электрических цепях или, например, фликкер-шум. Это усиливает биостимулирующий эффект, обуславливает рост продуктивности растений. В качестве источника оптического излучения используют лазеры или светодиоды видимого и/или инфракрасного диапазонов, в качестве генератора нерегулярных колебаний используют генератор линейно нарастающего, экспоненциально нарастающего синусоидального напряжения, генератор фликкер-шума и т.д. [RU 2116089, 1996 г.].

Однако известный способ не дает устойчивого положительного эффекта и данных о сохранности свойств зерновых культур не имеется.

Задачей настоящего изобретения является создание способа хранения зерновых культур, обеспечивающего технический результат - высокую сохранность их свойств в течение всего срока хранения за счет улучшения лежкости.

Поставленная задача решается тем, что способ хранения зерновых культур характеризуется тем, что включает их циклическую обработку синусоидальным электромагнитным полем при помощи генератора низкой частоты в местах постоянного хранения непрерывно в течение всего срока хранения, причем обработку осуществляют последовательными непрерывными циклами, каждый из которых включает две стадии, на первой из которых обработка ведется с частотным диапазоном 7-9 Гц в течение не более 40 мин, а на второй стадии - с частотным диапазоном 13-15 Гц в течение не более 25 мин.

Кроме того, способ характеризуется тем, что используют генератор низких частот с диапазоном формируемых частот 1×10^-5÷30 Гц, используют выходную мощность генератора низких частот менее 140 мВт, в качестве излучателя используют катушку индуктивности. Причем используют катушку индуктивности с активным сопротивлением в диапазоне 2,0-8,0 Ом и индуктивностью 2,0-5,0 мГн, которая может иметь конусообразную или цилиндрическую или торообразную форму, а также выполнена с диэлектрическим каркасом без сердечника и размещена на расстоянии от обрабатываемой продукции.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве средства физического воздействия на сельскохозяйственные культуры предлагается применение стандартного генератора низких частот, нагруженного на катушку индуктивности, последнюю используют в качестве излучателя.

Использование предлагаемого средства позволяет обеспечить воздействие слабого электромагнитного поля в частотном диапазоне от 1×10^-5÷30 Гц. Воздействие осуществляют путем непрерывной циклической обработки зерновых культур в местах их постоянного хранения, как в буртах (ворохах, кагатах), так и в проходящем режиме, например, посредством использования транспортеров.

В качестве генератора низких частот может быть использовано любое стандартное устройство, например «БИО-ЭМ резонатор» с диапазоном формируемых частот 1×10^-5÷30 Гц с синусоидальной формой выходного сигнала и выходной мощностью менее 140 мВт. В качестве генератора может быть использован также стандартный генератор НЧ ГЗ-122, Г6-36 или иные технические аналоги указанных генераторов.

Генератор низких частот работает на катушку индуктивности, которая выполняет функцию излучателя. В качестве излучателя может быть использована катушка индуктивности любой формы, например, конусообразной, торообразной или цилиндрической формы, предпочтительно с активным сопротивлением от 2,0 Ом до 8,0 Ом, индуктивностью от 2,0 до 5,0 мГн и каркасом, выполненным из диэлектрического материала с воздушным сердечником или иным аналогичным сердечником.

Катушка индуктивности может быть размещена над обрабатываемым объектом на расстоянии до 50 м от генератора низких частот.

Генератор низких частот позволяет осуществить щадящее воздействие на клетку биообъекта электромагнитным полем. Такое воздействие обеспечивает сохранение физиологического покоя клетки, при этом существенным образом снижается активность болезнетворных бактерий и сводится к минимуму влияние неблагоприятного температурно-влажностного режима хранения. Заявляемое решение позволяет реализовать новый подход к решению задач, связанных с сохранностью целевых свойств биообъекта в процессе хранения.

Из уровня техники известно, что воздействие электромагнитного и/или магнитного поля с определенными характеристиками приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур, при этом достигаемый эффект традиционно связывается с процедурой пробуждения клетки и повышения ее метаболизма путем принудительного вывода из состояния физиологического покоя. Известно также, что электромагнитное воздействие позволяет обеспечить сохранность сельскохозяйственной продукции, однако повышение сохранности биообъекта достигается за счет сильного воздействия, например, СВЧ-поля, что ведет к частичной переработке, а следовательно, к утрате посевных качеств и других полезных свойств обработанной таким образом сельскохозяйственной культуры.

Заявленное изобретение обеспечивает качественную и количественную сохранность полезных свойств биообъекта в процессе всего срока хранения. Достигаемый эффект сохранности свойств обеспечивается главным образом за счет снижения активности болезнетворных микроорганизмов. Посевные свойства зерновых культур после периода их хранения с применением заявляемого нами воздействия также не теряют своего качества.

На чертеже представлена принципиальная схема заявляемого воздействия, где 1 - генератор низких частот; 2 - соединительный кабель; 3 - катушка индуктивности; 4 - обрабатываемая сельскохозяйственная продукция.

Заявленный способ хранения зерновых культур иллюстрируется примерами конкретной реализации, из которых очевидно следует положительное влияние обработки низкочастотными полями на сохранность зерновой культуры.

Пример 1.

Убранное зерно ячменя сорта «АЧА» (поступило на зерноток ПСК «Бобровский» 22 августа 2005 г. при влажности 26,0%) хранилось в ворохе, обрабатываемом низкочастотным генератором на протяжении всего срока хранения. Условия хранения: обычный зерносклад с температурой наружного воздуха, асфальтированным покрытием пола, без принудительной вентиляции, высота насыпи 1,6 м, объем партии 87 т.

Для обработки использовали генератор низких частот марки «БИО-ЭМ резонатор» с диапазоном формируемых частот 1×10^-5÷30 Гц; форма выходного сигнала - синусоида, амплитуда сигнала 0,10-4,0 В; количество частот в цикле 1-30; длительность сигнала одной частоты 1 мин - 24 ч; длительность паузы между сигналами не более 18 ч; максимальная потребляемая мощность - 3 Вт (внешний блок питания 12,0 В), амплитуда сигнала 4,0 В при нагрузке 8,0 Ом, максимальная выходная мощность - менее 0,75 Вт, массово-габаритные характеристики, мм 195×105×58, масса - 0,6 кг.

Условия обработки генератором низких частот: цикличные воздействия, при этом каждый цикл состоит из 2-х стадий.

1-я стадия: формируемая частота на генераторе внутри диапазона 7 Гц, время обработки 30 мин, использована катушка конусообразной формы с индуктивностью 2,0 мГн, сопротивление - 8,0 Ом, амплитуда напряжения на катушке 1,5 В, что соответствует Р _{max вых.} менее 140 мВт. Остальные параметры воздействия в соответствии с техническими характеристиками используемого генератора низких частот;

2-я стадия - аналогично первой, при частоте 13 Гц и времени 20 мин.

Циклы обработки последовательно чередуются в течение всего срока хранения.

Пример 2.

Такое же, как и в Примере 1 зерно ячменя сорта «АЧА» (влажность 26,0%) хранилось в ворохе, обрабатываемом низкочастотным генератором на протяжении всего срока хранения. Условия хранения как в Примере 1.

Для обработки использовали аналогичный генератор низких частот. Условия обработки генератором низких частот: цикличные воздействия, при этом каждый цикл состоит из 2-х стадий.

1-я стадия: формируемая частота на генераторе внутри диапазона 9 Гц, время обработки 40 мин, использована катушка конусообразной формы с индуктивностью 5,0 мГн, сопротивление - 2,0 Ом, амплитуда напряжения на катушке 1,5 В, что соответствует Р _{max вых.} менее 140 мВт. Остальные параметры воздействия в соответствии с техническими характеристиками используемого генератора низких частот;

2-я стадия - аналогично первой, при частоте 15 Гц и времени 25 мин.

Циклы обработки последовательно чередуются в течение всего срока хранения.

Пример 3.

Зерно ячменя сорта «АЧА» (влажность 26,0%) хранилось в ворохе, обрабатываемом низкочастотным генератором на протяжении всего срока хранения. Условия хранения как в Примере 1.

Для обработки использовали аналогичный генератор низких частот. Условия обработки генератором низких частот: цикличные воздействия, при этом каждый цикл состоит из 2-х стадий.

1-я стадия: формируемая частота на генераторе внутри диапазона 8 Гц, время обработки 35 мин, использована катушка конусообразной формы с индуктивностью 3,0 мГн, сопротивление - 4,0 Ом, амплитуда напряжения на катушке 1,5 В, что соответствует Р _{max вых.} менее 140 мВт. Остальные параметры воздействия в соответствии с техническими характеристиками используемого генератора низких частот;

2-я стадия - аналогично первой, при частоте 14 Гц и времени 23 мин.

Циклы обработки последовательно чередуются в течение всего срока хранения.

Пример 4 (контрольный).

Зерно ячменя хранилось в ворохе без электромагнитной обработки. Условия хранения аналогичны Примеру 1, объем партии - 1,3 т.

Первые анализы были проведены через 4 дня после загрузки зерна. В результате анализа были определены общая зараженность зерна (24-26%) и лабораторная всхожесть (62-63%). Пониженная лабораторная всхожесть зерна объясняется незавершенностью периода послеуборочного дозревания ячменя. Последующие анализы были проведены 09.09.2006 г. и 20.10.2005 г. В исследуемом зерне присутствовали микроорганизмы:

Helmintosporum, Fusarium, Muccor, Altemarium, Pennicilium. Результаты исследований приведены в таблице.

Как видно из приведенных примеров, при одинаковых исходных данных по зараженности и лабораторной всхожести, уже через 2 недели лабораторная всхожесть семян контрольного варианта снизилась до 7-8%, в то время как лабораторная всхожесть зерна, обработанного согласно изобретению, повысилась с 62% до 87%, что, скорее всего, связано с ускорением процесса послеуборочного дозревания семян. Через 2 месяца обработанное зерно имело лабораторную всхожесть 90% и общую зараженность в пределах 26% при 78% в контрольном варианте. Анализ видового состава микроорганизмов в процессе хранения зерна с повышенной влажностью свидетельствует о том, что он меняется в зависимости от температурного фактора в ворохе и под воздействием настройки низкочастотного генератора на определенные виды микроорганизмов. В настоящем примере, в первый период хранения зерна (сентябрь-начало октября) преобладали Helmintosporum (контрольный пример - 21-26%, по изобретению - 23-27%), при корректировке режима обработки, процент поражения Helmintosporum снизился до 19-26%.

Дата отбора проб на анализ Контрольный опыт Опыт по изобретению (Примеры 1, 2, 3) Общая зараженность, % Лабораторная всхожесть, % Общая зараженность, % Лабораторная всхожесть, % 26.08.2005 24,0 63,0 26,0 62,0 09.09.2005 29,5 7,5 29,0 87,0 20.10.2005 78,0 8,5 26,0 90,2

Результаты проведенного сравнения свидетельствуют о том, что применение генератора низких частот для хранения зерновых культур позволяет не только снизить активность болезнетворных микроорганизмов, но сохранить и даже увеличить показатели лабораторной всхожести зерна. Увеличение показателей лабораторной всхожести, вероятно, связано с сохранением целостности оболочки, ускорением послеуборочного дозревания зерна в процессе его хранения.

Таким образом, заявленный способ с использованием генератора низких частот для обработки зерновых культур позволяет не только снизить потери продукции при ее хранении, но и сохранить качественные и количественные характеристики их полезных свойств. Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве как крупными, так и мелкими сельскохозяйственными производителями без дополнительных капитальных затрат на обустройство зерноскладов. Кроме того, изобретение позволяет исключить последствия неблагоприятных условий хранения сельскохозяйственной продукции и обеспечивает экологическую чистоту процесса хранения, без значительных затрат на организацию процесса.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам хранения сельскохозяйственной продукции, в частности к способу хранения зерновых культур. Способ включает циклическую обработку зерновых культур синусоидальным электромагнитным полем при помощи генератора низкой частоты в местах постоянного хранения непрерывно в течение всего срока хранения. Обработку осуществляют последовательными непрерывными циклами, каждый из которых включает две стадии, на первой из которых обработка ведется с частотным диапазоном 7-9 Гц в течение не более 40 мин, а на второй стадии - с частотным диапазоном 13-15 Гц в течение не более 25 мин. Кроме того, используют генератор низких частот с диапазоном формируемых частот 1×10^-5÷30 Гц и выходной мощностью менее 140 мВт. В качестве излучателя используют катушку индуктивности с активным сопротивлением в диапазоне 2,0-8,0 Ом и индуктивностью 2,0-5,0 мГн. Катушка индуктивности может иметь конусообразную, цилиндрическую или торообразную форму, а также может быть выполнена с диэлектрическим каркасом без сердечника и размещена на расстоянии от обрабатываемой продукции. Способ позволяет обеспечить высокую сохранность их свойств в течение всего срока хранения за счет улучшения лежкости. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ хранения зерновых культур, характеризующийся тем, что включает их циклическую обработку синусоидальным электромагнитным полем при помощи генератора низкой частоты в местах постоянного хранения непрерывно в течение всего срока хранения, причем обработку осуществляют последовательными непрерывными циклами, каждый из которых включает две стадии, на первой из которых обработка ведется с частотным диапазоном 7-9 Гц в течение не более 40 мин, а на второй стадии - с частотным диапазоном 13-15 Гц в течение не более 25 мин.

2. Способ хранения зерновых культур по п.1, отличающийся тем, что используют генератор низких частот с диапазоном формируемых частот 1·10^-5÷30 Гц.

3. Способ хранения зерновых культур по п.1, отличающийся тем, что используют выходную мощность генератора низких частот менее 140 мВт.

4. Способ хранения зерновых культур по п.1, отличающийся тем, что в качестве излучателя используют катушку индуктивности.

5. Способ хранения зерновых культур по п.1, отличающийся тем, что используют катушку индуктивности с активным сопротивлением в диапазоне 2,0-8,0 Ом и индуктивностью 2,0-5,0 мГн.

6. Способ хранения зерновых культур по п.1, отличающийся тем, что используют катушку индуктивности, имеющую конусообразную, или цилиндрическую, или торообразную форму.

7. Способ хранения зерновых культур по п.1, отличающийся тем, что используют катушку индуктивности с диэлектрическим каркасом без сердечника.

8. Способ хранения зерновых культур по п.1, отличающийся тем, что катушка индуктивности размещена на расстоянии от обрабатываемой продукции.