Способ комбинированного обеззараживания зерна и семян с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты

Способ комбинированного обеззараживания зерна и семян с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам послеуборочной и предпосевной обработки зерна и семян сельскохозяйственных культур, к способам подготовки зерновых материалов, к хранению и переработке, и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой и перерабатывающей промышленности, в системе хранения зерна, а также в смежных с ними отраслях промышленности.

Известен способ детоксикации зерна, пораженного микрофлорой и ее токсинами /1/, включающий обработку зерна водным раствором хлоргидрат децилового эфира глицина с концентрацией его в растворе 0,2-0,3%, причем обработку проводят в течение 20 мин при температуре раствора 40°C при соотношении зерно:раствор 1:2,5-3,0, затем зерно промывают проточной водой и после ее стекания сушат продувкой подогретым воздухом до исходной влажности 14%.

К недостаткам этого способа детоксикации относятся его низкая экологическая безопасность из-за необходимости утилизации отработанного раствора с остаточным содержанием ядовитого действующего вещества и продуктов его разложения, а также сильно загрязненного минеральными примесями и органическими остатками зерна, потребность в большом количестве воды для организации проточной промывки зерна, существенная продолжительность процесса и низкая производительность способа по обрабатываемому материалу.

Известен также способ СВЧ-обработки зерна /2/, включающий воздействие на него СВЧ-энергией в диапазоне частоты 2745±135 МГц и частоты повторения импульсов 400 Гц при длительности импульса воздействия 2,0-2,5 мкс, импульсной мощности 0,9-106 Вт, средней мощности 1000 Вт и экспозицией 24-26 с.

Недостатками способа является малая производительность, связанная с периодическим режимом выполнения процесса, высокая неравномерность обеззараживания зерна и снижение его показателей качества из-за перегрева, что обусловлено реализацией процесса в толстом стационарном слое.

Известен способ обеззараживания сушеных продуктов, лекарственных трав, специй /3/, включающий обработку их в рабочей камере в два этапа: на первом этапе производят нагрев материала микроволновым излучением до температуры 85-140°C при атмосферном давлении и впрыскивании в продукт воды в мелкодисперсном состоянии или при нагнетании в него пара, на втором этапе производят охлаждение материала до температуры 30-50°C за счет испарения из него влаги при понижении давления до 1-10 мм рт. ст. в течение 5-20 мин, после чего в камеру дополнительно вводят поток аргона, углекислоты или других инертных газов.

Недостатками описанного способа являются снижение качества продуктов из-за высоких температур нагрева, непригодность для поточной обработки большого количества дисперсных сыпучих материалов, высокая энергоемкость, сложность реализации и себестоимость способа из-за необходимости создания и продолжительного поддержания пониженного давления в зоне обработки, а также в связи с использованием для процесса дорогостоящих инертных газов и необходимости применения для этого герметичных условий размещения продукта.

Известен способ обеззараживания кормов /4/, преимущественно зерна, в котором обработку материала осуществляют путем распыления на него водного раствора, содержащего 2-10% перекиси водорода (предпочтительно 3-6%) или основного средства, например гидроокиси аммония, при этом в зерно добавляют одновременно еще и металлический ионообразующий катализатор, например хлорид двухвалентного олова, а после ввода химических реагентов корм подвергают тепловой сушке.

Недостатками способа являются ухудшение показателей качества зерна из-за накопления в нем солей тяжелых металлов и других продуктов химических реакций, образующихся при взаимодействиях дезинфицирующих веществ, используемых в процессе обеззараживания, проявление ингибирую щего эффекта обработки только в отношении одного вида плесневых грибов рода Fusarium и разрушение только одного продуцируемого ими вида токсинов, низкая экологическая безопасность из-за необходимости утилизировать отработанных водных растворов, содержащих плохо разрушаемые отходы химических реагентов и сильно загрязненные минеральными примесями и биоорганическими остатками зерна.

Известен способ детоксикации зерна, пораженного микрофлорой и ее токсинами /5/, включающий обработку зерна водным раствором озона с концентрацией его в воде 0,05-0,20 мг/л, в течение 10-40 мин с последующей сушкой зерна подогретым воздухом.

К недостаткам рассмотренного способа детоксикации относятся потребность в большом количестве технологической воды, низкая интенсивность процесса обеззараживания, обуславливающая его высокую продолжительность, малая производительность по обработанному зерну из-за периодического режима выполнения процесса, загрязнение окружающей среды в связи с необходимостью слива технологически использованной озонированной воды, насыщенной большим количеством минеральных примесей и органических остатков.

Известен способ обеззараживания семян зерновых культур /6/, включающий приготовление рабочей смеси ядохимикатов с добавлением разбавителя, в качестве которого используют кислый анолитный электроактивированный раствор с параметрами pH 2-3, окислительно-восстановительным потенциалом +1100 мВ и содержанием активного хлора 0,05%, а затем протравливание этой рабочей смесью семян.

Недостатками этого способа является низкая экологическая безопасность и высокая стоимость процесса обработки, обусловленная использованием в нем ядохимикатов, некоторое снижение результативности обеззараживания из-за связывания ионов химического протравителя электроактивированными компонентами разбавителя в водном растворе, получение ингибирующего эффекта только для узкой группы возбудителей микробиологических инфекций, поражающих семена.

Известен способ повышения урожайности и устойчивости зерновых культур к болезням и вредителям /7/, при котором выполняют опрыскивание семян за 1,5-3,5 ч до посева водным раствором анолита с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) +500…+900 мВ, после чего в период кущения - начало выхода в трубку производят обработку посевов электроактивированным водным раствором анолита с ОВП +500…+900 мВ, а в фазе молочно-восковой спелости посевы обрабатывают католитом с ОВП -500…-900 мВ.

Недостатками способа являются слабая выраженность обеззараживающего эффекта при сильном поражении семян болезнями и вредителями, ингибирование только узкой видовой группы возбудителей микозов, большая растянутость процесса во времени, высокая себестоимость обработки из-за необходимости ее неоднократного проведения в полевых условиях, повышенные механические повреждения посевов при опрыскивании в период «кущения - начала выхода в трубку», вызывающие потери урожая.

Известен способ стимуляции всхожести семян зерновых культур /8/, включающий предварительную подготовку и намачивание семян в течение одной минуты в активированном водном растворе с температурой 22-25°C, pH 9,5 и наличием активного хлора в концентрации 10,3 мг/л раствора.

К недостаткам рассмотренного способа относятся снижение зараженности семян только на 50% от ее начального содержания /9/, неустойчивость ингибирующего эффекта по большинству возбудителей инфекций (вплоть до стимулирования их роста и развития), образование токсичных продуктов химических реакций активного хлора с ионами материала электродов, содержащимися в растворе, и с минеральными и органическими примесями зерна, необходимость удаления из семян после их намачивания отработанного водного раствора, что снижает пропускную способность процесса по обрабатываемому материалу.

Известен способ обезвреживания зерновых и грубых кормов /10/, включающий обработку их дезинфицирующим водным раствором, в качестве которого используют нейтральный анолит, имеющий pH 7-8, концентрацию оксидантов 0,02-0,06% и окислительно-восстановительный потенциал +1000±50 мВ, полученный воздействием постоянного электрического тока на 0,2-0,4%-ный раствор хлорида натрия, причем обработку дезинфицирующим раствором проводят при 15-25°C в течение 60-120 мин из расчета 1,5-2,0 л/кг корма.

Недостатками описанного способа являются большая продолжительность процесса обеззараживания, риск вторичного заражения зерна фитопатогенной микрофлорой и ограниченность его целевого хозяйственного использования из-за высокой остаточной влажности после замачивания, необходимость выделения из материала после обработки избытка дезинфицирующего раствора и его высокая загрязненность минеральными и органическими примесями, низкая производительность по обезвреженному от патогенов корму.

Известен также способ комбинированного обеззараживания зерна и семян с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты /11/, принятый в качестве прототипа, который включает увлажнение зерна и последующую его обработку.

Недостатками этого способа являются необходимость применения операции подготовки семян к обеззараживанию, в период которой происходит простой оборудования, из-за чего снижается производительность по обезвреженному материалу и усложняется технологическая схема реализации процесса в непрерывном режиме, эффективное уничтожение фитопатогенных инфекций зерна узкого видового состава, высокий риск вторичного заражения зерна после обработки из-за его повышенной поверхностной влажности на выходе процесса, снижение качества зерна из-за неравномерности нагрева.

Задачей изобретения является интенсификация процесса, повышение равномерности обработки и полноты уничтожения содержащейся в зерне и семенах фитопатогенной микрофлоры, расширение видового состава ингибируемых возбудителей инфекций, сокращение продолжительности подготовительных к обеззараживанию операций и совмещение их с процессом обеззараживания, увеличение производительности способа по количеству обрабатываемого материала, универсализация применения процесса для обеззараживания зерна разного целевого назначения без снижения его показателей качества, обеспечение экологической безопасности способа обработки за счет сокращения частоты применения или полного исключения операций химического протравливания семенного материала, а также за счет снижения дозировок используемых в способе химических реагентов (препаратов).

Для достижения поставленной задачи в способе комбинированного обеззараживания зерна и семян с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты, включающем увлажнение зерна и последующую его обработку, на обеззараживание поступает сухое очищенное от примесей зерно, обработка которого осуществляется в два последовательных этапа: на первом этапе движущееся в потоке зерно увлажняют равномерно по объему слоя обеззараживающим водным раствором, обеззараживающей водной суспензией или обеззараживающей водной эмульсией, количество которого(ой) определяется полным насыщением влагой его плодовых оболочек и обеспечивает равномерное распределение водного раствора или водной смеси по поверхности зерновок в виде тонких пленок, удерживающихся на зернах за счет сил поверхностного натяжения, на втором этапе поверхностно увлажненное зерно, перемещающееся в плотном слое, обрабатывают в электромагнитном поле сверхвысокой частоты с высокой плотностью потока энергии, обеспечивающем нагрев поверхностной влаги и оболочек зерна со скоростью 10°C/с и более, но не снижающем показатели качества зернового материала, причем после второго этапа обработки зерно охлаждают или сушат до влажности безопасной для хранения при температуре зернового материала, не снижающей его показатели качества.

Движущееся в потоке зерно, это каждая отдельная зерновая частица (зерновка, семя, единичное зерно) непрерывно перемещающаяся в совокупности себе подобных частиц (то есть в потоке) в рабочей камере смесителя, транспортера или другой машины. Наличие потока материала подразумевает, что процесс его увлажнения может происходить не только в непрерывном, повышающем производительность способа (на первом этапе) и равномерность увлажнения зерна, но и в периодическом (в камере смесителя периодического действия) режиме, улучшающем только равномерность распределения влаги в слое зерна.

Необходимость использования для процесса обеззараживания в заявляемом способе сухого зерна (семян), к которому относится зерно сухое и средней сухости /12-14/, связана с тем, что при данном уровне влажности плодовые оболочки и основная часть микрокапилляров семенных оболочек и алейронового слоя, расположенных близко к поверхности зерновых частиц, свободны от влаги, поэтому имеют максимальную влагоемкость, что обеспечивает наибольшее количество моментально захватываемого (впитываемого) ими в процессе увлажнения обеззараживающего водного раствора без искажения, согласно известным данным, по количеству поглощаемой влаги /15-16/ и продолжительности ее нахождения на поверхности и в оболочках зерна в механически связанном (практически свободном) состоянии /17/.

Процесс очистки сам по себе снижает содержание в зерне и семенах фито-патогенной микрофлоры и токсичных продуктов ее жизнедеятельности /18/, которые в значительном количестве находятся в самих примесях. Кроме того, в процессе увлажнения зерна все виды примесей, обладающие более высокой гигроскопичностью, чем зерновой материал, будут поглощать обеззараживающий водный раствор, тем самым снижая его количество, попадающее в зерно, и уменьшая эффективность обезвреживания (дезинфекции, детоксикации, протравливания), из-за меньшего поступления действующего химического вещества (одного или композиции, смеси нескольких), электроактивированных частиц (компонентов), а также продуктов их разложения и взаимодействия друг с другом и с водой, тоже являющихся антисептиками, что как раз объясняет необходимость использования при реализации способа очищенного зерна. Установлены нормы на то, какое зерно считать чистым (очищенным) по содержанию разных видов примесей (сорных, зерновых, вредных, минеральных и др.), которые для разных сельскохозяйственных культур отличаются, поэтому в изобретении используется объединяющее все эти нормы и общее для разных культур понятие «очищенное зерно» /13,14/.

Равномерное увлажнение движущегося (перемещающегося) в потоке зернового материала может достигаться разными способами, например, распылением обеззараживающего водного раствора (водной эмульсии или суспензии) на зерно находящееся (сыплющееся) в зоне увлажнения в падающем кольцевом тонком слое /19/, а также двигающееся во вращающемся барабанном смесителе в плотном пересыпающемся слое /20/. Кроме того, поток зерна может перемещаться рабочими органами смешивающих устройств (разными видами шнеков, лопастными и вильчатыми мешалками, пружинами и др.) /21-22/ или транспортеров /22/ при порционной или непрерывной подаче в движущийся слой обеззараживаемого материала жидкого реагента (дезинфицирующего водного раствора, суспензии или эмульсии) разбрызгиванием, в распыленном состоянии, равномерно истекающей струей (или струями), капельно, порционно и в другой форме.

Увлажнение зерна и семян протравливающим (инактивируюшим микрофлору) водным раствором (водной суспензией, эмульсией, смесью), в отличие от операции замачивания, подразумевает добавление в материал только технологически обоснованного количества жидкости (не более того, которое в начальный момент времени способно впитать зерно). Применение увлажнения решает проблему утилизации загрязненных водных растворов, которая актуальна для процесса замачивания материала, при этом становится менее острым вопрос удаления из зерна, после извлечения его из жидкой фазы (водного раствора обеззараживающих веществ), избыточной влаги, уменьшается травмируемость зерна при транспортировании, слипаемость зерновок между собой в слое, налипание их на рабочие органы транспортирования и смешивания, на стенки бункеров, кожухов, рабочих камер и др. При этом процесс уничтожения различных видов фитопатогенных микроорганизмов (плесневых грибов, бактерий, дрожжей и др.) и вредных (токсичных) продуктов их жизнедеятельности, содержащихся в зерновом материале, начинается с момента попадания обеззараживающего водного раствора (эмульсии, суспензии) на поверхность зерна и происходит на обоих этапах заявляемого способа, то есть исключаются непроизводительные затраты времени, в которые не происходит уменьшения зараженности зерна по любому из видов вредной микрофлоры. Кроме того, эффект подавления жизнедеятельности вредной микрофлоры на зерне сохраняется и после проведения обработки (после заделки семян в почву, при хранении зерна после сушки, при его переработке и при других направлениях использования).

Интенсификация процесса дезинфекции (обеззараживания) зерна от существующего разнообразия поражающих его фитопатогенных инфекций обеспечивается за счет использования при проведении обработки сельскохозяйственных материалов водных растворов (водных эмульсий или водных суспензий) разнообразных простых и сложных, органических и неорганических химических веществ, их композиций и смесей, а также растворов, содержащих разные ионы, радикалы и ион-радикалы водорастворимых или нерастворимых кислот, щелочей, солей, спиртов и др. органических и неорганических соединений (или мелкодисперсных взвесей жидкостей и твердых частиц), которые изготавливаются путем растворения в воде (смешивания с водой или иными способами ввода в жидкую фазу) промышленно производимых химических реагентов, или в результате использования (применения) разных способов электроактивации и химического взаимодействия, а также за счет получения продуктов разложения и/или химического взаимодействия первоначальных реагентов (действующих веществ, электрически и химически активных частиц и др. компонентов) друг с другом и/или с водой, которые являются сильнейшими окислителями и ингибиторами биологических процессов и активно вступающими в реакции (взаимодействия), приводящие к разрушению и (или) серьезному повреждению (связанному с нарушением процессов роста, развития, жизнедеятельности и репродуктивных функций) спор микроорганизмов, оболочек и мембран бактерий, клеток дрожжей, мицелия плесневых грибов и других возбудителей болезней зерна и семян сельскохозяйственных культур.

В качестве действующих веществ и/или дезинфицирующих электроактивированных компонентов (частиц) в увлажняющих водных растворах (смесях) на первом этапе заявляемого способа обеззараживания могут применяться разные виды (смеси) химических реагентов: триазолы, бензимидазолы, оксатиины, стробилурины и их композиции /23/, хлоргидрат децилового эфира глицина /1/, креолин /24/, пероксигидрат фторида калия /25/, смесь в определенном соотношении формальдегида и олигомерной фракции карбамидоформальдегидной смолы /26/, перекись водорода /4/ и она же в сочетании с консервантами из числа разных органических кислот /27/, пропионовая кислота /28/, озон /5/, смесь медного купороса и гашеной извести, перманганат калия и многие другие; а среди ионов, для обеззараживания, чаще всего используются гидроксид-ионы (ОН^-) или положительно заряженные ионы водорода (Н⁺), входящие в состав электроактивированных жидкостей (водных сред) и определяющие их типовую принадлежность. К этой группе ингибирующих сред, относятся: водный раствор анолита (на начальном этапе способа) /7/, католит, анолит или нейтральный анолит с содержанием в их водных растворах активного хлора /8, 29, 10 соответственно/, кислый анолит в качестве разбавителя для ядохимиката /6/ и многие другие виды электроактивированых растворов, содержащие дополнительные добавки разных антисептических веществ и ионов химических элементов.

В связи с большим разнообразием жидких сред, которые могут применяться для увлажнения и дезинфекции зерновых материалов на первом этапе заявляемого способа обработки и которые при этом существенно отличаются между собой по степени растворимости используемых действующих веществ в водной среде [растворимые, нерастворимые, малорастворимые] и агрегатному состоянию этих веществ после смешивания их с водой, растворения их в воде, получения их при электрообработке воды и др. методами [жидкое состояние - растворы, эмульсии; твердое - суспензии], в предлагаемое изобретение, для того чтобы максимально полно учесть в нем варианты применения всех возможных разновидностей протравливающих жидкостей на водной основе, вводят одновременно три разных понятия: обеззараживающий водный раствор, обеззараживающая водная суспензия и обеззараживающая водная эмульсия, с возможностью использования в каждом конкретном случае какого-то одного из них, в зависимости от того к какой из обозначенных групп будет относиться применяемая в способе ингибирующая водная среда.

Использование для обеззараживания именно водных смесей (растворов) протравливающих (ингибирующих) веществ связано с тем, что вода является широко распространенным универсальным и наиболее дешевым растворителем, а также основной несущей дезинфектант (протравитель) технологической средой, применяемой в процессе обработки зерна и семян, особенности взаимодействия которой с биологическими организмами (зерном, бактериями, плесневыми грибами, их спорами и др.) и ее физико-химические свойства, в том числе такие из них, как изменение состояния, структуры и реакционной способности воды при воздействии электромагнитного поля сверхвысокой частоты, хорошо известны.

Любые используемые в заявляемом способе обработки действующие вещества (однокомпонентные химические дезинфектанты, сложные композиции и смеси химических реагентов и др.) и(или) другие обеззараживающие компоненты (продукты диссоциации [ионы] воды, солей, радикалы, ион-радикалы и др. активированные частицы и вещества), входящие в состав антисептических водных растворов (суспензий, эмульсий), должны обладать устойчивостью к разрушению (окислению) или невосприимчивостью к разного рода технологическим и нетехнологическим воздействиям (тепловым, химическим, оптическим и др.), а также сохранять неизменность (постоянство) технологических свойств в процессе обработки. Кроме того, химические или(и) электрические вещества и частицы, образующиеся (получаемые) в результате тепловых, химических, физических или других видов взаимодействий (реакций) первоначальных (исходных) действующих веществ (частиц), содержащихся в протравливающих водных растворах (смесях), с микрофлорой, друг с другом, с зерном, водой, а также с органическими и минеральными остатками, попадающими в жидкую технологическую среду из зерновой массы, должны сами по себе обладать дезинфицирующими свойствами (фунгицидными, бактерицидными, спороцидными и др.).

Технологически обоснованное количество влаги, которое добавляют при увлажнении зернового материала в заявляемом способе обеззараживания, определяется с учетом строения зерна и физиологических особенностей процесса поглощения воды зерном (семенами) и содержащейся в нем вредной микрофлорой.

Плодовые оболочки зерна и семян сельскохозяйственных культур располагают большим количеством капилляров, пор, пустот, которые служат резервуаром для первичного накопления влаги при увлажнении /15, 16/. Полная влагоемкость этих «резервуаров» определяет то максимальное количество водного раствора (в процентах от массы сухого зерна), которое необходимо добавить в зерно для полного насыщения влагой его плодовых оболочек, согласно условиям осуществления способа обеззараживания на первом этапе. В пределах одного вида зерна и семян (для каждой сельскохозяйственной культуры) полная влагоемкость плодовых оболочек известна и колеблется в небольшом диапазоне /15, 16, 30/, а у зерна разных сельскохозяйственных культур она может быть как одинаковой, так и сильно отличаться. Поэтому в данном изобретении используется более универсальная для разных сельскохозяйственных культур формулировка, регламентирующая расчет количества обеззараживающей водой смеси (раствора), добавляемой в зерно (семена) при увлажнении.

Для эффективного уничтожения на втором этапе заявляемого способа обработки фитопатогенной микрофлоры в зерновых материалах необходимо, чтобы после увлажнения не только все имеющиеся в семенных и плодовых оболочках зерна естественные «резервуары» для первичного накопления и удерживания влаги были заполнены любым из видов применяемых в способе обеззараживающих водных смесей (эмульсий, суспензий) или обеззараживающих водных растворов, но чтобы при этом еще и поверхности всех зерновых частиц были полностью и в течение продолжительного времени (сопоставимого с одним или несколькими этапами рассматриваемого способа обработки) покрыты слоем (пленкой) слабосвязанной воды (протравливающей, дезинфицирующей жидкости).

Процессы влагопереноса в зерне и семенах разных сельскохозяйственных культур после увлажнения протекают по общей схеме взаимодействия зерна с водой, в которой четко выделяются три периода с известной продолжительностью /15, 17/: на первом - происходит захват влаги плодовыми и семенными оболочками, а также алейроновым слоем зерна, на втором - переход влаги из поверхностных слоев зерна внутрь эндосперма или семядолей; а на третьем - распределение влаги по тканям зерна в равновесном соотношении. Как видно из условий протекания заявляемого способа обеззараживания, суммарная продолжительность его первого и второго этапов обработки не должна превышать длительность первого периода известной схемы взаимодействия зерна с водой, так как только в течение этого времени добавленная в обеззараживаемый материал и равномерно распределенная в нем влага находится в слабосвязанном состоянии на поверхности /31/ и в оболочках семян (зерновых частиц) /17/, что необходимо для эффективной реализации этапа обработки зерна в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (2-й этап способа).

В идеальных условиях количество обеззараживающего водного раствора или обеззараживающей водной смеси, добавляемое при увлажнении в контаминированное фитопатогенной микрофлорой и токсичными продуктами ее жизнедеятельности зерно, должно в течение первых нескольких секунд после введения влаги в материал (т.е. практически мгновенно) полностью поглотиться (впитаться) плодовыми и семенными оболочками зерновок /15/.

Однако на практике этот процесс происходит несколько иначе. Из-за кратковременности операций увлажнения и равномерного распределения в слое материала дезинфицирующей водосодержащей жидкости, из-за низкой естественной скорости диффузии влаги в зерно, из-за существующей разницы в размерах частиц зерновой массы, из-за разных начальных температур зерна и обеззараживающих водных эмульсий, суспензий и растворов, из-за разных режимов увлажнения и разных физико-химических свойств дезинфицирующих компонентов в технологических жидкостях, из-за индивидуальных особенностей поверхности (плотности, опушенности, наличия пленок, воскового налета и др.) зерновых частиц, зависящих от вида сельскохозяйственной культуры, которые тоже влияют на интенсивность поглощения влаги зерном, получается, что не вся антисептическая водная среда (инактивирующая жидкость), добавленная в зерновой материал, успевает в него впитаться за время 1-го этапа обработки, значительная ее часть остается непоглощенной. Эта обеззараживающая водная смесь (раствор) распределяется в виде пленок влаги по поверхностям зерновых частиц (зерен, зерновок), на которых удерживается за счет сил поверхностного натяжения /32, 31/, из-за чего не вытекает из слоя зерна под весом собственной тяжести, что обеспечивается благодаря малому количеству добавляемой в зерновой материал дезинфицирующей жидкости, равномерному ее распределению в межзерновом пространстве и специфическим свойствам воды, используемой в качестве растворителя.

Все физико-химические процессы, связанные с проникновением влаги в зерно и протекающие после проведения операции увлажнения, взаимосвязаны и завершаются одновременно. Продолжительность их развития определяется индивидуальными свойствами зерна (видом сельскохозяйственной культуры) и не зависит от режима увлажнения при неизменной температуре и одинаковом видовом составе используемых при обеззараживании действующих веществ и(или) электроактивированных частиц, содержащихся в растворе (смеси). Поэтому для зерновых материалов разных сельскохозяйственных культур (иногда разных сортов одной культуры) длительность периода, в течение которого добавленная в зерно водная среда остается на поверхности зерновых частиц (в состоянии влаги смачивания, которая равномерно распределяется по поверхности зерновок в виде тонких пленок, удерживающихся на зернах за счет сил поверхностного натяжения) и одновременно содержится в слабосвязанном (механически связанном) состоянии в их плодовых и семенных оболочках, может довольно существенно отличаться. В связи с чем в изобретении используется более универсальный признак, охватывающий продолжительность процесса на 2-м этапе обработки для любого вида зерна (любой культуры), которым является заданная глубина проникновения влаги в зерновые частицы, ее прочность связи с зерном и обязательное наличие на поверхности зерновок влаги смачивания /15, 17, 31, 33/.

Количество воды, которое поступает в зерно при полном насыщении влагой его плодовых оболочек, является достаточным (минимально необходимым) для развития в нем процессов прорастания /33/, а связанный с ними запуск ферментной системы зерна и повышенная влажность становятся физиологическим толчком для фитопатогенных микроорганизмов, паразитирующих на зерне, к активизации их жизнедеятельности и развития /34/. Из всех физиологических процессов, связанных с развитием вредной микрофлоры (возбудителей болезней) зерна, наибольшее значение для эффективности заявляемого способа обеззараживания (на 2-м этапе) представляет процесс поглощения ею (микрофлорой) воды (обеззараживающего водного раствора или смеси), впитанной оболочками зерновых частиц, причем скорость поглощения и использования влаги фитопатогенными микроорганизмами значительно превышает скорость впитывания и перераспределения воды между разными анатомическими частями зерновок при увлажнении и скорость потребления воды семенами при прорастании /35/. Однако с целью сокращения продолжительности подготовительных к обеззараживанию операций и совмещение их с самим процессом обеззараживания, а также для увеличения производительности заявляемого способа по количеству обрабатываемого материала после добавления в зерно дезинфицирующей жидкости (1-й этап) оно сразу поступает на этап воздействия электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ), при этом получается, что в способе не предусмотрено технологически и физиологически достаточно времени для впитывания влаги ни самим зерном, ни паразитирующими на нем возбудителями инфекций, а это на первый взгляд должно ухудшать эффективность уничтожения микроорганизмов при микроволновой обработке. Однако, не смотря на эту кратковременность этапа увлажнения зерновых материалов, в течение которого клетки бактерий, дрожжей, мицелия плесневых грибов, спор и др. возбудителей болезней зерна не успевают приобрести более высокую влажность, чем ткани самого зерна, за счет высокой интенсивности процессов влагопоглощения, характерной для фитопатогенной микрофлоры (микроорганизмов) /35/, в оболочки, мембраны и др. защитные покровы возбудителей инфекций, содержащихся в зерне в разах фазах своего жизненного цикла (споры, гифы, конидии, мицелий и др. /36/), начинает происходить интенсивное проникновение дезинфицирующих водных сред. В связи с этим, при поступлении зернового сырья на 2-й этап заявляемого способа обеззараживания, все оболочки и покровы его вредных микроорганизмов успевают за период увлажнения получить насыщение водой, что в дальнейшем, на этапе обработки ЭМП СВЧ, вызывает интенсивное разрушение этих защитных оболочек у всех имеющихся в зерне возбудителей заболеваний независимо от фаз их развития /37, стр.26-31/. Нарушение целостности покровных тканей у микрофлоры как само по себе, так и в сочетании с последующим действием протравливающих (ингибирующих) водных растворов (смесей), остающихся на поверхности и в плодовых оболочках зерновых частиц после завершения СВЧ-обработки, обеспечивает интенсивное уничтожение фитопатогенных микроорганизмов и расширяет видовой состав инфекций, восприимчивых к предлагаемому способу обработки.

Поверхностно увлажненное состояние зернового материала означает, что инактивирующая микрофлору водная среда заполняет все поры, пустоты и трещины в плодовых и семенных оболочках зерновых частиц и одновременно находится на их поверхности в виде пленок влаги, удерживающихся на отдельных зерновках за счет сил поверхностного натяжения /32/.

Поверхностно увлажненное зерно сразу после проведения 1-го этапа заявляемого способа обеззараживания поступает на обработку электромагнитным полем СВЧ. Непрерывная в плотном слое подача материала в этот период обработки, в который перемещение зерна может происходить в горизонтальной плоскости /38/, вертикально (сверху вниз) под действием сил тяжести /39, 40/, по сложной траектории /41, 42/ и другим образом, обеспечивает поточность процесса, повышает производительность способа по количеству обрабатываемого материала и позволяет сохранить качество зерна и семян за счет предотвращения их перегрева. Использование на втором этапе процесса плотного слоя обеспечивает также наиболее полное поглощение зерном подводимой к нему энергии ЭМП СВЧ, что повышает эффективность обеззараживания и энергетический КПД процесса.

Разные химические вещества и(или) электроактивированные частицы, содержащиеся в обеззараживающих водных растворах (смесях) и используемые в рассматриваемом способе обработки, могут в разном направлении изменять толщину (как увеличивать ее, так и уменьшать по сравнению с вариантом применения обычной воды) пленок влаги, обволакивающих зерновки, но при этом независимо от типа и состава дезинфицирующих жидкостей их тонкие водные «оболочки» на обрабатываемом зерне, на протяжение 2-го этапа способа, присутствуют всегда. А поскольку большая часть возбудителей болезней зерна из тех, которые составляют общую зараженность зернового материала, сосредоточена именно на поверхности зерновых частиц и в их плодовых и семенных оболочках /36/, то получается, что описанный режим увлажнения создает условия, при которых вредная микрофлора, подлежащая уничтожению на этапе СВЧ-обработки, находится в слое (погружена в слой) дезинфицирующей водосодержащей жидкости.

Учитывая, что в сухом зараженном зерновом материале, поступающем на увлажнение (1-й этап способа), фитопатогенная микрофлора имеет низкую начальную влажность, которая при равновесном состоянии зерновой массы может колебаться в небольшом диапазоне значений как в большую, так и меньшую сторону относительно влажности самого зерна и принимая во внимание, что за время 1-го этапа обработки вредные микроорганизмы не успевают впитать добавленную в материал влагу и получить насыщение всех своих тканей водой, которая необходима для активизации в них процессов метаболизма и запуска процессов роста, развития и размножения, получаем, что основные электрофизические характеристики организмов-возбудителей болезней зерна, важные для этапа СВЧ-обработки (диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь и др.), будут существенно отличаться от таких же показателей обеззараживающих водных растворов, суспензий и эмульсий, в слой которых погружена грибковая, бактериальная дрожжевая и др. поражающая зерно микробиота на 2-м этапе процесса обеззараживания.

Создание в заявляемом способе комбинированного обеззараживания зерна и семян на этапе обработки его электромагнитным полем сверхвысокой частоты условий, при которых вредная микрофлора, поражающая материал, находится в слое протравливающей водной смеси (водного раствора), при одновременном рассмотрении процесса с позиции того, что жидкая фаза является диэлектрической средой, а фитопатогенные микроорганизмы - инородными диэлектрическим