Обработка семян и кормов озоном

В последнее время всё большее внимание привлекают технологии обеззараживания зерна и зерновых продуктов с применением озона, преимуществом которых является их высокая эффективность, универсальность, экологическая чистота и низкая энергоёмкость. Озонирование способствует улучшению питательных свойств кормов, но требует соблюдения определённых режимов обработки. В настоящее время накоплен большой опыт озонирования сыпучих комбикормов на птицефабриках. Развивающиеся в кормах опасные микроорганизмы вызывают микозы, микотоксикозы. Представлены технологии для обеззараживания комбинированных кормов. Проведён корреляционный анализ между влиянием концентраций озона на изучаемые факторы – общую обсеменённость и плесневые грибы. Концентрация озона влияет на общую обсеменённость количество плесневых грибков. С повышением изучаемых факторов концентрация озона снижается и, наоборот, с их уменьшением увеличивается. Эффективность обработки зерна озоном на общую обсеменённость и плесневые грибки возрастает, когда они соответственно составляют 442,8 и 88 колоний в 1 мл вытяжки.

Ключевые слова: озонирование, корма, зерно, корреляционный анализ, плесневые грибки, концентрация озона.

Технология применения озона является высокоэффективной, универсальной, экологически надёжной и менее энергоёмкой, позволяет производить обеззараживание семян зерновых культур и улучшать их питательные свойства. Однако требуется соблюдение определённых режимов обработки объекта, что применяется при обработке сыпучих комбикормов на птицефабриках.

При производстве кормов развиваются микроорганизмы, такие, как плесневые грибы. Их рост и размножение приводят к снижению энергетической и питательной ценности кормов, что влечёт за собой ухудшение вкусовых качеств, изменение физических показателей сырья, заражение кормов микотоксинами.

Потребление заражённых кормов микотоксинами вызывает снижение продуктивности поголовья сельскохозяйственных животных и резистентности их организма, ухудшение их конверсии. Решить проблему можно, применяя смеси органических кислот (пропионовая, муравьиная и др.), которые являются экологически безопасными. К данному виду дезинфектантов принадлежит озон. Традиционные методы требуют дорогостоящего специального оборудования и квалифицированных кадров, но более распространены. Эти методы требуют многочасовой обработки при высокой температуре и увеличенном давлении в машине периодического действия. Однако под действием высоких температур происходит понижение кормовой ценности в результате изменений в структуре белка. Озон позволяет стерилизовать корма и субстраты на животноводческих предприятиях без существенного ущерба и вреда. Данное направление обработки, несмотря на свою специфичность, в настоящее время является перспективным и наиболее популярным.

Озонирование кормов включает высокую степень их обеззараживания от патогенной микрофлоры и повышает их биологическую ценность, задерживая развитие процессов деструктуризации, угнетая развитие процессов вредной микрофлоры, удлиняя сроки сохранности. При этом не остаётся на поверхности корма опасных веществ. Однако основной проблемой озонирования в сельском хозяйстве является отсутствие на рынке надёжных, экономичных, безопасных, высокопроизводительных озонаторов.

На птицефабриках высокая концентрация поголовья птицы ухудшает состояние помещений и состав воздуха, что сказывается на её продуктивности и устойчивости к воздействию факторов внешней среды. Одним из свойств озона являются бактерицидные действия, способствующие разрушению плесневых грибов и дрожжей, уничтожению бактерий и вирусов. Другое его свойство – интоксицидное. Озоновую дезинфекцию применяют в том случае, если другие средства невозможно применить.

В заражении сельскохозяйственных животных наибольшую опасность представляет кормовая база. При этом большинство сельхозпроизводителей не производят их дезинфицирующую обработку. Несмотря на большое количество научных исследований в области совершенствования новых технологий обеззараживания кормов, направленных на экономичность и энергосбережение при сохранении экологической безопасности, дезинфицирующая обработка кормов является актуальной научно-технической задачей.

Для обеззараживания комбинированных кормов озоном предлагается несколько технологий.

Технологическая схема обеззараживания комбикорма при выгрузке из смесителя:

1 – смеситель;

2 – бункер готовой продукции;

3 – шнековый транспортёр;

4 – озонатор;

5 – компрессор.

Технологический процесс работы:

Детоксикация фуражного зерна осуществляется путём подачи озоно-воздушной смеси в бункер с помощью вентилятора.

Установка для детоксикации микотоксинов фуражного зерна озоном.

Технологический процесс работы:

Фуражное зерно из хранилища 1 загружают транспортёром 2 в бункер 3; включают вентилятор 11 и генератор озона 10 для получения озоно-воздушной смеси; через воздуховоды 8 смесь поступает в бункер 3 для его продувки. Бункер 3 с зерном закрыт верхним погрузочным 4 и нижним выгрузочным 5 люками. Вентилятор отключают после продувки зерна и выгружают в мешок 7.

А.Ф. Першин предложил экспериментальную установку для измерения концентрации озона по высоте слоя при прохождении озоно-воздушной смеси через зернистый слой.

Схема экспериментальной установки для определения изменения концентрации озона по высоте слоя зернистого материала:

1 – колонка;

2 – озонометр;

3 – озонатор;

4 – вентилятор;

5 – ЛАТР;

6 – деструктор остаточного озона.

Технологический процесс работы:

Озоно-воздушная смесь из озонатора 3 подаётся в колонку. Штуцер-пробоотборник подключается к озонометру 2. Концентрация озона изменяется путём регулирования электрического режима озонатора. Расход смеси создаётся вентилятором 4 и регулируется ЛАТРом 5. Для предотвращения попадания озона в помещение был установлен деструктор. Для равномерного распределения смеси по сечению колонки был установлен рассекатель.

С.Ю. Казаченко, Е.Г. Безруких, А.И. Хохлова и др. на базе ООО «НПО Пульсар» разработали и изготовили установку для обработки озоном сухосыпучих продуктов с целью определения оптимальных режимов озонирования.

Схема установки для озонирования сухосыпучих продуктов:

1 – компрессор воздушный;

2 – система подготовки воздуха;

3 – озонатор;

4 – контактная колонна;

5 – керамический рассекатель озоно-воздушной смеси;

6 – детектор остаточного озона;

7–8 – измерители концентрации озона;

9 – ротаметр;

10 – ячейки для размещения образцов.

Технологический процесс работы:

Атмосферный воздух компрессором 1 подаётся в систему воздухоподготовки 2 и осуществляется его очищение. В лабораторный озонатор 3 поступает воздух. Концентрация озона контролируется озономером 8, после непрореагировавший озон разрушается в деструкторе 6 и газовая смесь из обычного воздуха выбрасывается в атмосферу.

В качестве исходных данных были взяты данные из работы П.В. Гуляева и др. и проведена их статистическая обработка по методике, предложенной автором. На её основании был осуществлён корреляционный анализ влияния концентрации озона на такие изучаемые факторы, как общая обсеменённость и плесневые грибы.

Результаты корреляционного анализа между концентрацией озона и изучаемыми факторами — общая обсеменённость и плесневые грибы — приведены в таблице 2 и на рисунке 5.

Корреляционный анализ показал, что влияние концентрации озона на общую обсеменённость и плесневые грибки составляет 91,9 и 98,4 % соответственно.

Параметр: квадрат корреляционного отношения, %

Общая обсеменённость: 0,9191 (91,9 %)

Плесневые грибки: 0,9835 (98,35 %)

Параметр: корреляционное отношение

Общая обсеменённость: 0,9587

Плесневые грибки: 0,9917

Параметр: ошибка корреляционного отношения

Общая обсеменённость: 0,164

Плесневые грибки: 0,074

Параметр: критерий существенности корреляционного отношения

Общая обсеменённость: 5,838

Плесневые грибки: 13,372

Параметр: табличное значение критерия Стьюдента

Общая обсеменённость: 3,182

Плесневые грибки: 3,182

Параметр: доверительный интервал для корреляционного отношения

Общая обсеменённость: 0,436–1,481

Плесневые грибки: 0,756–1,228

Рисунок 5 показывает зависимость общей обсеменённости и плесневых грибков от концентрации озона.

А — зависимость общей обсеменённости от концентрации озона.

Б — зависимость плесневых грибков от концентрации озона.

Определим уравнения зависимости концентрации озона от общей обсеменённости и плесневых грибков. Для нахождения функциональной зависимости воспользуемся программой для работы с электронными таблицами, а также методикой, приведённой в ранее опубликованных работах. В результате обработки в программе были получены выражения следующего вида:

y = 908,23 e–0,005x1;

y = 1317,1 e–0,034x2,

где у – концентрация озона, мг/м3;

х1, х2 – общая обсеменённость и плесневые грибки в 1 мл соответственно.

Полученные зависимости представляют собой показательные функции, позволяющие при известных данных параметрах определять концентрацию озона, которая необходима для обработки корма для сельскохозяйственных животных или семян различных видов культур.