СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И ОЧИСТКИ ЗЕРНА ОТ МИКОТОКСИНОВ Российский патент 2009 года по МПК B02B5/00 A01F25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к послеуборочной обработке и хранению зерна.

Известны технологии послеуборочной обработки зерна, содержащие

площадку для временного хранения влажного зерна, машину первичной очистки, бункеры с активным вентилированием, сушилку, машину вторичной очистки и хранилище обработанного зерна (З.Л.Тиц и др. Машины для послеуборочной поточной обработки семян. - М.: Машиностроение, 1967, 447 с.). Недостатком известной технологии обработки зерна является включение операций, при которых в зерне развиваются плесневые грибы, появляются их споры и зерно пропитывается микотоксинами.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются лабораторные методы контроля зараженности зерна спорами грибов и способы механической очистки зерна от спор паразитных грибов - спорыньи (Кожуховский И.Е. Очистка ржи от спорыньи. Вестник сельскохозяйственной науки, вып.3, 1941 г.).

Недостатками известной системы и технологии является то, что она не содержит датчики, приборы и механизмы для мониторинга зерна на содержание микотоксинов плесневых грибов.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности мониторинга и определения в зерне спор грибов и микотоксинов и надежности очистки зерна от микотоксинов.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность по известным видам в зерне спор и микотоксинов грибов выбирать более точно технологические маршруты и режимы обработки зерна.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемую наносистему мониторинга и очистки зерна от микотоксинов, содержащую транспортное средство, площадку временного хранения влажного зерна, бункер активного вентилирования, машину первичной очистки, сушилку зерна, машину вторичной очистки, хранилище обработанного зерна, дополнительно введены лаборатория оценки качества зерна, база статистических данных, блок прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна, лаборатория на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне, машина физико-механической очистки зерна от микотоксинов, агрегат адсорбционной очистки зерна от микотоксинов, агрегат ультрафиолетового и когерентного облучения зерна, при этом транспортное средство связано с лабораторией, соединено с машиной первичной очистки и площадкой временного хранения влажного зерна, которая дополнительно связана с агрегатом интенсивного ультрафиолетового и когерентного облучения, соединена с машиной первичной очистки и связана с блоком прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна, последний, в свою очередь, связан с лабораторией оценки качества поступающего на обработку зерна, базой статистических данных, машиной первичной очистки и с бункерами активного вентилирования, которые соединены с машиной первичной очистки, машиной вторичной очистки и сушилкой, которая соединена с машиной первичной очистки и машиной вторичной очистки, последняя соединена с хранилищем обработанного зерна, связана с лабораторией на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне и соединена с машиной физико-механической очистки зерна от микотоксинов, которая соединена с хранилищем обработанного зерна, связана с лабораторией на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне и соединена с агрегатом адсорбционной очистки зерна от микотоксинов, последний соединен с хранилищем обработанного зерна и связан с лабораторией на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне, а последняя ссвязана с базой статистических данных.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором приведена общая схема наносистемы мониторинга и очистки зерна от микотоксинов.

В предлагаемую наносистему дополнительно введены лаборатория, укомплектованная современными электронными приборами определения влажности, засоренности, объемного веса, содержащая новый наноприбор - «лабораторию на чипе» для определения зараженности зерна микотоксинами плесневых грибов, микроскоп для определения осемененности зерна спорами грибов; информационную базу статистических данных по эффективности обработки зерна по маршрутам при разном наборе машин; электронный блок оптимизации выбора маршрута обработки зерна; агрегат ультрафиолетового и когерентного облучения зерна.

Предлагаемое устройство содержит транспортное средство 1, доставляющее с полей зерно на обработку, лабораторию оценки качества поступающего на обработку зерна 2, машину первичной очистки 3, сушилку зерна поточного действия 4, машину вторичной очистки 5, хранилище обработанного зерна 6, базу статистических данных 7, содержащую информацию эффективности вариантов ранее проведенной обработки зерна, блок прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна 8, машину интенсивной очистки зерна от спор и микотоксинов грибов 9, наноэлетронную лабораторию на чипе для проверки очищенного зерна на содержание спор и микотоксинов грибов 10, установку для полной очистки зерна от микотоксинов с применением адсорбентов и электрофизических устройств атоксикации 11, площадку временного хранения влажного зерна 12, агрегат интенсивного ультрафиолетового и когерентного облучения 14, бункер активного вентилирования 13.

Все конструктивные элементы соединены и связаны между собой следующим образом.

Транспортное средство 1 связано с лабораторией 2, соединено с машиной первичной очистки 3 и площадкой временного хранения влажного зерна 12, которая дополнительно связана с агрегатом интенсивного ультрафиолетового и когерентного облучения 14, соединена с машиной первичной очистки 3, связана с блоком прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна 8, последний, в свою очередь, связан с лабораторией оценки качества поступающего на обработку зерна 2, базой статистических данных 7, машиной первичной очистки 3 и с бункерами активного вентилирования 13, которые соединены с машиной первичной очистки 3, машиной вторичной очистки 5 и сушилкой 4, которая соединена с машиной первичной очистки 3, с машиной вторичной очистки 5, последняя соединена с хранилищем обработанного зерна 6, связана с лабораторией на чипе мониторинга микотоксинов в очищенном зерне 9 и соединена с машиной физико-механической очистки зерна от микотоксинов 10, которая соединена с хранилищем обработанного зерна 6, связана с лабораторией на чипе мониторинга микотоксинов в очищенном зерне 9 и соединена с агрегатом адсорбционной очистки зерна от микотоксинов 11, последний соединен с хранилищем обработанного зерна 6 и с лабораторией на чипе моноторинга микотоксинов в очищенном зерне 9, и последняя связана с базой статистических данных 7.

Устройство работает следующим образом.

Из каждого транспортного средства, привозящего с полей от комбайна зерно, пробоотборником отбирают представительную пробу. В лаборатории 2 электронными приборами замеряют влажность, засоренность, объемный вес и под микроскопом оценивают степень зараженности пробы зерна спорами плесневых грибов. Устанавливают виды плесневых грибов и их микотоксины. Результаты предварительной оценки заносят в базу статистических данных 7. В блоке прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна 8 находят оптимальный технологический маршрут и набор машин, которые будут обрабатывать зерно. По предыстории в выбранном маршруте прогнозируют возможную степень развития плесневых грибов и конечное содержание микотоксинов в обработанном зерне. Проводят обработку зерна по прогнозируемому технологическому маршруту - машиной первичной очистки на решетах и в воздушном потоке удаляют сорняки, крупные примеси и легко удаляемые споры грибов, затем сушат зерно на сушилке 4 и сухое зерно очищают на машине вторичной очистки 5. Далее в лаборатории на чипе 9 осуществляют контроль содержания микотоксинов в обработанном зерне. Если содержание микотоксинов превышает ПДК (предельно допустимую концентрацию), то проводят на машине 10 физико-механическую очистку. Повторно в лаборатории на чипе 9 определяют содержание в зерне микотоксинов. Если при вторичном контроле содержание токсинов превышает ПДК, то осуществляют окончательную очистку на агрегате 11 адсорбционной очистки зерна от микотоксинов и зерно помещают в хранилище.

В период интенсивной уборки зерновых культур и недостаточной производительности сушилки часть влажного зерна размещают на площадке 12 для временного хранения влажного зерна и в бункерах 13 активного вентилирования. На площадке 12 во влажном зерне интенсивно развиваются плесневые грибы. Для прекращения их развития влажное зерно ворошат (перелопачивают) машинами и включают агрегат интенсивного облучения ультрафиолетовыми и когерентными лучами 14. В бункерах активного вентилирования зерно подсушивается и задерживается развитие плесневых грибов. В дальнейшем зерно обрабатывается в поточной линии по описанной технологии очистки от микотоксинов.

Если поточная линия может без накопления на площадках обработать все зерно, то его сразу направляют на предварительную очистку 3 в сушилку 4, вторичную очистку 5 и в склад 6 на хранение. Обработка зерна в существующем традиционном технологическом режиме частично очищает зерно от спор грибов, а высушивание до 14% влажности задерживает прорастание спор и развитие плесневых грибов. В пункте 10 отбирают пробу на микотокстны и проводят ее с применением электронной лаборатории на чипе. При зараженности зерна микотоксинами свыше предельно допустимой концентрации (ПДК) проводят операцию 10 механического удаления поверхностного слоя зерна и при необходимости электрофизическое обезвреживание в пункте 11. В редких случаях необходимо применять ферменты, расщепляющие и нейтрализующие микотоксины или адсорбенты, притягивающие молекулы микотоксинов.

Если поточная линия не может в реальном времени обработать все зерно, то часть зерна подают на площадку временного хранения влажного зерна 12 в бункеры активного вентилирования 13. Из базы данных 7 получают информацию о том, как быстро будут развиваться плесневые грибы при временном хранении на площадке и в бункерах активного вентилирования при измеренных в лаборатории 2 параметрах влажности и засоренности зерна. На основании статистических данных предыстории принимают решение - сколько времени допустимо хранить влажное зерно на площадке 12 и в бункерах активного вентилирования, где при влажности зерна 23% и подаче воздуха относительной влажностью 60% влага сначала переходит из внутренних слоев в наружные. Процесс протекает несколько суток. Самосогревания зерна не происходит, но плесневые грибы развиваются и заражают его микотоксинами. И если по прогнозу на основании прошлого опыта при временном хранении в расчетное время заражение зерна микотоксинами превысит ПДК, то это зерно в предлагаемой системе обрабатывается на площадке ультрафиолетовыми или когерентными лучами для прекращения роста плесневых грибов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к послеуборочной обработке и хранению зерна. Система мониторинга и очистки зерна от микотоксинов содержит транспортное средство, площадку временного хранения влажного зерна, бункеры активного вентилирования, машину первичной очистки зерна, сушилку зерна, машину вторичной очистки зерна и хранилище обработанного зерна. Кроме того, в систему входят лаборатория оценки качества поступающего на обработку зерна, база статистических данных, блок прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна, лаборатория на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне, машина физико-механической очистки зерна от микотоксинов, агрегат адсорбционной очистки зерна от микотоксинов и агрегат ультрафиолетового и когерентного облучения зерна. Все входящие в систему устройства соединены или связаны между собой. Изобретение позволяет повысить точность определения в зерне спор грибов и микотоксинов, а также надежность очистки зерна от микотоксинов. В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность по известным видам в зерне спор и микотоксинов грибов выбирать более точно технологические маршруты и режимы обработки зерна. 1 ил.

Система мониторинга и очистки зерна от микотоксинов, содержащая транспортное средство, площадку временного хранения влажного зерна, бункера активного вентилирования, машину первичной очистки, сушилку зерна, машину вторичной очистки и хранилище обработанного зерна, отличающаяся тем, что она дополнительно включает лабораторию оценки качества поступающего на обработку зерна, базу статистических данных, блок прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна, лабораторию на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне, машину физико-механической очистки зерна от микотоксинов, агрегат адсорбционной очистки зерна от микотоксинов и агрегат интенсивного ультрафиолетового и когерентного облучения зерна, при этом транспортное средство связано с лабораторией оценки качества поступающего на обработку зерна, соединено с машиной первичной очистки и площадкой временного хранения влажного зерна, последняя дополнительно связана с агрегатом интенсивного ультрафиолетового и когерентного облучения и соединена с машиной первичной очистки, которая связана с блоком прогнозирования оптимального варианта обработки поступающего зерна, последний, в свою очередь, связан с лабораторией оценки качества поступающего на обработку зерна, базой статистических данных, машиной первичной очистки и с бункерами активного вентилирования, которые соединены с машиной первичной очистки, машиной вторичной очистки и сушилкой, которая соединена с машиной первичной очистки и машиной вторичной очистки, последняя соединена с хранилищем обработанного зерна, связана с лабораторией на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне и соединена с машиной физико-механической очистки зерна от микотоксинов, которая соединена с хранилищем обработанного зерна, связана с лабораторией на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне и с агрегатом адсорбционной очистки зерна от микотоксинов, последний соединен с хранилищем обработанного зерна и связан с лабораторией на чипе для проведения мониторинга наличия микотоксинов в очищенном зерне, а последняя связана с базой статистических данных и хранилищем обработанного зерна.