Способ стерилизации деревянной тары

Способ стерилизации деревянной тары

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике стерилизации деревянной тары и может быть использовано в сельском хозяйстве. Цель изобретения - повышение надежности стерилизации и интенсификации процесса. Сущность способа стерилизации деревянной тары состоит в том, что деревянную тару одновременно обрабатывают газом N02 и СВЧ-энергией с частотой поля 1000- 3000 МГц, причем обработку ведут в течение 10-180 с. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s А 61 (2/12,2/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857983/13 (22) 08.08.90 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (71) Пензенский политехнический институт (72) Л.А.Дритов, А.С.Мещеряков, О,Н.Рассадин и А.В.Логинов (53) 664.036(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 238103, кл. А 61 1 1/00, 1962, Авторское свидетельство СССР

К 760977, кл. А 61 L 2/00, 1980. (54) СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ ДЕРЕВЯННОЙ ТАРЫ

Изобретение относится к стерилизации деревянной тары и может быть использовано в сельском хозяйстве в области плодоовощного хранения и цветоводства для борьбы с микроорганизмами, вызывающими порчу свежих овощей и фруктов, клубней и луковиц цветов, хранящихся в деревянной таре.

Известен способ стерилизации тары путем обработки ее газом. Недостатками являются трудоемкость и большая экспозиция для достижения стерилизующего эффекта, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ стерилизации деревянной тары путем обработ-. ки ее двуокисью азота МО2.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не позволяет осуществить долговременную стерилизацию деревянной тары, так как при поверхностной обработке газом не уничтожаются тела грибов, находя„, Ы„„1729514 Al (57) Изобретение относится к технике стерилизации деревянной тары и может быть использовано в сельском хозяйстве. Цель изобретения — повышение надежности стерилизации и интенсификации процесса, Сущность способа стерилизации деревянной тары состоит в том, что деревянную тару одновременно обрабатывают газом

NOz и СВЧ-энергией с частотой поля 10003000 МГц, причем обработку ведут в течение

10 — 180 с. 1 ил. щихся внутри древесины. В связи с этим при благоприятных условиях (повышенной влажности древесины) происходит быстрое повторное обсеменение поверхности тары и заражение хранящихся в ней продуктов.

Кроме того, грибы вызывают загнивание и порчу самой древесной тары, что существенно снижает срок ее службы.

Недостатком является зависимость длительности стерилизации от температуры среды внутри фумигационной камеры, т.е. с понижением температуры значительно увеличивается длительность обработки тары, необходимая для достижения стерилизующего эффекта, Целью изобретения является повышение надежности стерилизации и интенсификации процесса.

Способ стерилизации деревянной тары состоит в том, что ее обрабатывают газом-двуокисью азота и одновременно с обработкой газом на деревянную тару воз1729514 действуют СВЧ-энергией с частотой поля 1000-3000 мГц, при этом обработку ведут в течение 10 — 180 с. B результате облучения тары влага, содержащаяся в древесине, поглощает электромагнитную энергию по всему объему материала и интенсивно испаряется, происходит высушивание.

Диэлектрический нагрев вызывает гибель грибов, находящихся внутри древесины, и способствует сокращению времени газовой обработки поверхности тары, так как это время зависит от температуры контактирующей с газом поверхности.

Высокая эффективность процесса передачи СВЧ энергии по всему объему позволяет проводить нагрев и высушивание за очень короткое время (от нескольких секунд до 3 мин), которое зависит от мощности применяемого СВЧ-поля. В результате высушивания улучшается качество тарной древесины и создаются условия, неблагоприятные для развития микроорганизмов.

В результате воздействия электромагнитного поля на текущий газ в камере с тарой усиливается действие газа на поверхность тары и интенсификация процесса стерилизации деревянной тары.

Использование СВЧ-энергии с частотой поля 1000 — 3000 мГц обусловлено тем, что именно в этом диапазоне наиболее ярко выражается свойство электромагнитного поля нагревать влажную древесину.

Облучение тары СВЧ-энергией и обработка газом в течение 10 — 180 с обусловлено мощностью применяемых генераторов

СВЧ, Чем мощнее поле, тем меньше времени требуется на обработку.

При обработке текущего газа СВЧ-энергией параметры процесса сушки изменяются с течением времени K

На чертеже показано воздействие электромагнитного поля на элемент dV движущегося газа.

3а элементарный промежуток времени dt на участке длиной dZ объема среды энергообмена dV (фиг. 1) изменяются скорость течения газа на величину dC, температура его на величину dT, Кроме того, изменяется и внешняя полезная работа, совершаемая газом s результате трения при движении его вдоль высушиваемой поверхности dS на величину бЬр, Сумма полезной работы dl>p и джоулева тепла бОдж равняется работе пондеромоторной силы dlpM т,е. б1тр + бОд к = dine (1).

Учитывая основные законы электро- и термодинамики, имеем б lnM =,ио б (Н J ) (2) 5

d 1тр = — 3ЕЧ/С, б Одж =j V/Î С (3) С учетом того, что j =п(Š— С,ио Н) для 1 кг текущего газа на 1 м длины среды энергообмена имеет,ио (Н 1 ) = — o (Š— С,ио Н ) x

15 Дж хиоН V, кг . м (4) или (Н J) = — 0(Š— Сио Н) Н х

20 хн,— — — - (5)

Дж где,ио — магнитная проницаемость вакуума, гн/м;

25 Н вЂ” напряженность магнитного поля, а/м;

/ — плотность тока, а/м; г.

o — удельная электропроводность газа, См/м;

С вЂ” скорость текущего газа, м/с;

V удельный объем текущего газа, м /кг з

Овкв = 4 S/Ï вЂ” характерный линейный размер объекта обработки, м (S — площадь сечения, П вЂ” пеример сечения);

35 Нв — число Гартмана; и — числовой коэффициент; д — коэффициент динамической вязкости, Па С.

Из (5) видно, что поглощение энергии

40 высушиваемой средой прямо пропорционально Е, Н, С и К Указанные параметры создают условия ламинарного или турбулентного режима движения газа, определяемые магнитным числом Рейнольдса.

45 ем = С 0экв,иа (6) (Н i) Е (7) +

О.и,. Нг.ч /сОН

Так как число Рейнольдса прямо пропорционально скорости движения, то с увеличением С увеличивается Rl т,е. создается турбулентный режим движения.

Из (5) видно, что скорость движения газа при наложении СВЧ поля определяется как:

1729514 на

О,4. О,ж

H= P Н Dýêâ (9)

15 (10) 45

Таким образом, изменяя параметры электромагнитного поля и объем газа, можно изменять степень турбулизации процесса и коэффициент теплоотдачи а на границе теплообменных сред, 5

Коэффициент теплоотдачи

NU Л (8)

При турбулентном режиме теплообмеКак видно из формул, совместное применение газа NQz и СВЧ энергии способствует.увеличению степени турбулизации и интенсификации процесса теплообмена, более быстрому и эффективному протеканию химических реакций на поверхности тары, усиливает химическое взаимодействие ловерхности тары с окружающим ее га- 25 зом Й02.

Стерилизацию осуществляют в камере, оборудованной по типу фумигационной, экранированной металлической сеткой. В одной из сторон камеры имеется окошко, 30 закрытое радиопрозрачным материалом, к которому подводится волновод генератора

СВЧ.

Камеру заполняют тарой, предназначенной для стерилизации, поме чего вклю- 35 чают СВЧ генератор и подают двуокись азота NOz до полного вытеснения воздуха.

По окончании стерилизации удаляют двуокись азота из камеры, подают в нее атмосферный воздух, выключают генератор СВЧ, 40 после чего камеру открывают, В обработанную тару заклады вают свежие фрукты и овощи, клубни и луковицы цветов.

Пример 1. Образцы древесины, зараженные плесневыми грибами и грибом

Merulius lacrymanc, облучались СВЧ-энергией от генератора магнетронного типа с выходной мощностью 630 Вт, частотой 2400 мГц в течение 2-х мин совместно с обработкой поверхности образца двуокисью азота

ИОг. Образцы после обработки помещались в чашку Петри и выдерживались в них в течение 30 дней. Часть образцов перед помещением в чашки Петри смачивались дистиллированной водой с целью создания благоприятных условий для восстановления микрофлоры. Во всех случаях рост микрофлоры не наблюдался.

Выбор диапазона частот обусловлен проникающей способностью СВЧ поля,во влажной древесине. Именно в этом диапазоне частот происходит наиболее интенсивный диэлектрический нагрев древесины.

Применение предлагаемого способа стерилизации позволяет получить высокий бактерицидный и фунгицидный эффект, улучшить качество и сократить продолжительность обработки тары, увеличить срок ее службы и значительно снизить потери свежих плодов и овощей, клубней и луковиц цветов, вызы ваемые микроорганизмами.

Формула изобретения

Способ стерилизации деревянной тары, заключающийся в обработке ее двуокисью азота N02, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности стерилизации и интенсификации процесса, одновременно с обработкой двуокисью азота

NOz на тару воздействуют СВЧ-энергией с частотой поля 1000/3000 МГц, причем обработку ведут в течение 10 — 180 с.

1729514

40

50

Составитель Л.Дритов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 1457 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5