CN101524122A - 进口粮谷加工副产品中检疫性有害生物的湿热灭活方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种进口粮谷加工副产品中检疫性有害生物的湿热灭活方法和装置，将进口粮谷加工的副产品豆皮、麦麸、下脚料和杂质经粉碎机粉碎至粒度≤3mm的物料，经喂料绞龙送入加温加湿罐，进行饱和蒸汽加温加湿至温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％；将加温加湿的物料送入保温保湿罐，在保温保湿罐中保持温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％，时间1～30分钟，使检疫性有害生物在高温高湿条件下得到100％灭活经出料绞龙排出的饲料原料或经出料绞龙送入制粒干燥装置即制得颗粒饲料。适用于进口粮谷副产品中检疫性有害生物的灭活，实现了湿热灭菌的大批量连续化生产。

Description

进口粮谷加工副产品中检疫性有害生物的湿热灭活方法和装置

技术领域

本发明涉及一种粮食加工副产品中有害生物灭活的技术，具体涉及进口粮谷如大豆、大麦、小麦、玉米和油菜籽等加工产生的杂质、下脚料和种皮等中的检疫性有害生物湿热蒸汽灭活方法和装置。适用于粮谷、饲料中的检疫性有害生物的灭活。

背景技术

国际自然及自然资源保护联盟有关报告指出，生物入侵每年给世界各国造成的经济损失估计在4000亿美元左右。据有关专家对我国十多种危害较大的外来入侵生物所造成的损失分析，每年经济损失超过574亿人民币。2000年口蹄疫在英国爆发造成的经济损失高达90亿英镑。美国每年外来物种造成的经济损失达1370亿美元。19世纪中叶爱尔兰从南美引进马铃薯引起晚疫病流行，导致150万人饿死。外来有害生物的存在、发生与流行还严重影响围际贸易。据调查发现，我国已有400多种入侵有害生物如美国白蛾、松突圆蚧、湿地松粉蚧、稻水象甲、班潜蝇、松材线虫、蔗扁蛾、苹果绵蚜、葡萄根瘤蚜、二斑叶螨、马铃薯甲虫、桔小实蝇、白蚁、红脂大小蠹等。随进口粮谷传入是外来有害生物入侵的重要途径之一。

由于人口的因素和品种调配原因，我国每年都要进口相当数量的粮食，在世界粮食贸易中占有重要的比重，是世界主要的粮食种植国和进口国。进口的粮食主要包括小麦、大麦、玉米、大米等谷物和大豆。八十年代到九十中期，小麦每年进口量均在1000万吨以上；玉米数量不稳定，但每年均有进口；大米近年来每年进口约30-100万吨；大麦进口稳定在150-250万吨；随着国民生活水平的提高，食用油需求增加，油菜籽和大豆进口快速增长，油菜籽每年在几十到100万吨，2000年达到创极记录的386万吨，而大豆进口近年来均在2000万吨以上，2007年超过3000万吨，2008年达4096万吨。进口粮谷来源地区几乎包括亚洲、欧洲、美洲和大洋洲的世界主要地区，而这些地区气候和生态多样，几乎包括热带、温带和寒带等所有地理气候带。进口种类多、数量大和来源国别和地区范围广的现实，造成了疫情复杂，有害生物种类多样，对我国农业生产安全构成巨大风险，也给口岸检疫带来巨大压力。

建国以来，我国进境植物检疫性有害生物名录经历了5次修订，种类在不断增加，从最初的43种增加到目前的435种，我国幅员广阔，植物种类丰富，名录种类还可能增加。在我国2007年发布的“进境植物检疫性有害生物名录”435种(属)中，粮谷类作物上有148种，其中可随进境粮谷传播的检疫性有害生物超过80％，约100多种(属)。仅以进口大豆为例，据不完全统计，在新的“进境植物检疫性有害生物名录”中，在大豆输出国美国、巴西或阿根廷存在分布，有可能随进口大豆进入我国的检疫性病害38种，杂草25种属。其中存在于大豆下脚料、豆皮等加工副产品中的高风险重要检疫性病害14种(真菌病害6种：大豆北方茎溃疡病、大豆南方茎溃疡病、南美大豆猝死综合症、北美大豆猝死综合症、大豆茎褐腐病和大豆疫霉病，细菌病害2种：菜豆细菌性萎蔫病和菜豆晕疫病，病毒病害6种：菜豆荚斑驳病毒病、南方菜豆花叶病毒病、豇豆重花叶病毒病、花生矮化病毒、烟草环斑病毒病和番茄环斑病毒病)，杂草10种(豚草、三裂叶豚草、刺蒺藜(属)、苍耳属、美丽猪屎豆、锯齿大蕺、假苍耳、翅蒺藜、假高粱和黑高粱)。进境粮谷加工一般都经过一定时间的高温或发酵处理，加工产品如面粉、豆油、豆粕、发芽大麦等中的植物有害生物基本被灭活，而副产品如豆皮、麸皮、下脚料和杂质等一般不经高温等环节处理，检疫性有害生物基本被保留下来，是有害生物传播的重要来源。对进境粮谷携带的检疫性有害生物截获后能够进行有效处理，对保护我国农业生产安全，促进贸易发展具有重大的现实意义。

植物检疫性有害生物灭活的方法主要有物理和化学两类方法，具体包括干热、湿热、过滤、微波、电子辐照、放射性元素辐射、等离子体氧化、熏蒸和普通化学灭活等方法。选用何种方法，受处理的物料性质和批量大小、场地环境条件、经济可行性和使用设备等多种因素的影响，同时条件许可的话，还尽可能考虑环保方面的因素。进口粮谷属大宗散装贸易货物，每船一般都数千至数万吨，批量大，生产加工也是大批量进行，如我国沿海建立的十几个大豆加工企业日加工能力都在7000吨以上，这就要求选用方法既要保证灭活效果，又要考虑对加工生产的影响最小，经济可行，以及环保因素等。由于干热法对物料的破坏严重，过滤和等离子体氧化法技术上的原因无法推广使用；熏蒸和普通化学法存在环境污染、化学品残留和成本较高的问题，放射性元素辐射对大批量货物处理可行性低，电子辐照一次性投入和运行成本巨大，可行性很低。微波和湿热法所用设备费用和运行成本可行性最大，但微波处理物料要求去除金属成分，增加了设备投入，而且物料必须达到一定湿度，否则存在起火的安全问题，不适合粮谷加工副产品的处理。相对而言，湿热法经济环保，但目前只是一批一批的处理，随着处理时间的延长，湿度越来越大，湿度过大严重影响物料后续使用。

这一方面，如国际公开号为WO9738734(A1)，中国公开号为CN1215343，公开了一种种子的热灭菌方法，主要利用热空气，对具有一定厚度的种子层进行加热，并在密闭环境中保持一定的时间，然后冷却，达到对种子携带的病原菌消毒的目的。经消毒的种子播种后，病害的发病株率可降低到0-57％，不同病原菌有差异。该方法仅是用于种子的消毒。对于粮谷加工副产品中检疫性有害生物的灭活方面，检疫性有害生物需要100％灭活，即使仅有0.1％存活，仍然可能成为新的传染源，使病菌传播扩散，导致检疫性有害生物传入我国，危害农业生产安全，上述方法是不能实现的。主要原因表现在以下几个方面：1、该专利称是一种“种子的热灭菌方法”实际上是一种消毒方法，故将国际公开号WO9738734(A1)中的“Heatdisinfection of seeds”中的disinfection(消毒)翻译成灭菌，而灭菌应该为sterilization。因消毒和灭菌的内涵差异非常大，灭菌是将病原菌100％灭活，而消毒是对物品携带的病原菌进行杀灭，使其达到现时不能危害的程度，病原菌不能保证100％被杀灭，仍可能有一定比例的存活，这也体现在该方法给出的试验例，如发病株率降低到0-57％。而检疫性有害生物需要的是将病原菌100％灭活，因此说上述方法是不能完全实现的。2、热力灭菌或消毒有干热和湿热两种方法，该专利使用空气加热属干热法，因干热法存在天然的局限性，效果低于湿热法，通常在相同温度下，湿热法是干热法消毒或灭菌效果的2.5倍。因进口粮谷副产品含水率低，一般8％以下，采用上述方法要求加热空气湿度60％-90％，很难达到。而种子含水率一般10％-14％，使用干热法对种子的消毒是成为可能的。3、该法限制了物料处理量及加热的均匀性。因物料在加热阶段的移动采用了传输带，由于受空间的限制，输送物料量相对很小且加热不均匀，若加大传输带时就会加大设备的占地面积，加厚粮食处理层又无法保证传输带上的物料内外层受热均匀。我国仅在2008年年进口大豆已超过4000万吨，粮谷加工副产品量非常巨大，通过上述传输带的处理方法是无法实现的。4、该干热法中，热空气要求湿度为60％-90％，如对大麦要求70％以上，这样，因受环境及种子本身的影响大，所以无法准确实施控制。对此，对于上述提供的干热法消毒方法及应用传输带的处理方式等原因，限制了所处理的对象和应用领域，无法实现和满足对粮谷加工副产品中检疫性有害生物的灭活。

但相对于湿热灭菌技术，目前尚未发现有关大批量物料中检疫性有害生物的连续化湿热生产灭菌方面的有关报道。

发明内容

鉴于上述现状，本发明的目的是提供一种进口粮谷副产品中检疫性有害生物湿热蒸汽大批量连续化生产的灭活方法。

本发明的另一目的是提供了用于上述方法所涉及的装置。

本发明的发明人通过深入研究和试验，通过对粮谷加工副产品进行粉碎、加温加湿、保温保湿或继续制粒干燥，在此基础上完成了本发明。将携带有检疫性有害生物的副产品处理为安全卫生的饲料原料或颗粒饲料。

本发明进口粮谷副产品中检疫性有害生物湿热蒸汽灭活方法，包括如下步骤：

1、首先将进口粮谷加工的副产品豆皮、麦麸、下脚料和杂质经粉碎机粉碎至粒度≤3mm；

2、将粉碎的物料经喂料绞笼送入加温加湿罐，进行饱和蒸汽加温加湿至温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％；

3、将上述经饱和蒸汽加温加湿的物料送入保温保湿罐，物料在保温保湿罐中保持温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％，时间1～30分钟，使检疫性有害生物在高温高湿条件下达到灭活，经出料绞笼排出即获得饲料原料；

4，将步骤3获得的饲料原料送入制粒干燥装置，即制得颗粒饲料。

在本发明中，针对需要，处理后作为饲料原料或制粒生产颗粒饲料。物料加温加湿达到的温度、相对湿度和在保温保湿罐中停留的时间条件依据粮谷中各类检疫性有害生物湿热致死指标而定。物料在保温保湿罐的停留时间长短取决于保温保湿罐的容积大小和物料流量，达到控制停留时间。

用于上述方法的湿热灭活装置包括：

具有一个粉碎机1，通过其出料口连接螺旋推进式喂料绞笼3的进料斗2；该喂料绞笼3的出料端与加温加湿罐5上的进料口4相连；在所述加温加湿罐5上分别设有饱和蒸汽导入管6、蒸汽控制阀7；该加温加湿罐5与保温保湿罐11连接；在保温保湿罐11上分别设有安全排气阀12、料位探头13和温湿度探头14；保温保湿罐11内底部安装旋转混合防拱锥16，及其外侧径向带有的旋转混合防拱锥楔形刮板17；保温保湿罐11底部出料口19与螺旋推进式出料绞笼20连接，通过出料绞笼20出料口21接于制粒干燥装置22。因此，物料在加温加湿罐和保温保湿罐中要达到的温度、相对湿度通过保温保湿罐上的温湿度探头显示反馈和蒸汽导入管上的控制阀控制，可人工控制或自动控制。物料在加温加湿罐中经高速旋转的桨叶搅动与高温蒸汽充分混合，均匀加温加湿后，经送料闭气阀进入保温保湿罐，有效阻止了蒸汽由加温加湿罐直接进入保温保湿罐。同时又可通过调整保温保湿罐底部的旋转混合防拱锥和其上的楔形刮板低速旋转，防止物料结拱和短路。另外，保温保湿罐料位探头控制出料绞笼运转，物料达到高料位出料绞笼启动，低料位时停止运转，以保证物料在保温保湿罐中所需保持时间。此外，根据需要可以直接获得饲料原料或经制粒干燥装置生产颗粒饲料。

上述中，所涉及的喂料绞笼3包括筒体上具有一个进料斗2和出料端，在所述筒体内安装绞笼和与该绞笼一端连接的电机18。

上述中，所涉及的加温加湿罐5包括外部设置一个电机28，与其内安装的驱动轴9连接，在所述驱动轴9上均布有桨叶式混合调质器桨叶8。主要用于使物料与高温蒸汽得到均匀、充分混合。

上述中，所涉及的保温保湿罐11内底部安装旋转混合防拱锥16，及其径向带有的旋转混合防拱锥楔形刮板17；该旋转混合防拱锥16与外设的电机38连接。

上述中，所述旋转混合防拱锥楔形刮板17是对称设置或非对称设置。保持刮板的平衡稳定性，防止物料结拱堵塞并利于均匀出料。

根据上述特点，在所述保温保湿罐11外部安装一个绝热外壳体15。可以防止温湿度的变化。

上述中，在所述加温加湿罐5与保温保湿罐11之间设置送料闭气阀10。对处理所需灭菌温度要求非常高的检疫性有害生物，可选择安装送料闭气阀10，可有效减少或避免加温加湿蒸汽流失。

上述中，所涉及的出料绞笼20包括筒体上具有一个进料口和出料口，在所述筒体内安装绞笼和与该绞笼一端连接的电机48。

综上所述，因本发明采用了湿热方法，克服了以往湿热灭菌处理量小、产品湿度过大等缺陷，通过对粮谷加工副产品进行粉碎、加温加湿、保温保湿以及制粒干燥，将携带有检疫性有害生物的副产品处理为安全卫生的原料或产品，实现了湿热灭菌的大批量连续化生产。不但可以彻底灭活进口粮谷加工副产品中的检疫性有害生物，同时也使粮谷下脚料、杂质等变为卫生、安全的饲料原料或颗粒饲料。方法经济、环保，对保护我国农业生产安全和促进国际贸易具有重大意义。

附图说明

图1是本发明的湿热灭活装置结构示意图；

图2是图1保温保湿罐剖面图。

具体实施方式

下面将结合附图实施例对本发明的方法作进一步说明。

参照图1、图2所示。灭活装置包括具有的粉碎机1，通过其出料口连接螺旋推进式喂料绞笼3上部的进料斗2；该螺旋推进式喂料绞笼3的外引端连接电机18。这样通过喂料绞笼3的出料端与加温加湿罐5上的进料口相连，并向其加温加湿罐5内输送物料。所述加温加湿罐5具有在外部设置一个电机28，与其内安装的驱动轴9连接，和在所述驱动轴9上均布有桨叶式混合调质器桨叶8，主要用于物料与高温蒸汽得到充分混合。在加温加湿罐5内的入料口下方与入料方向上垂直设置饱和蒸汽导入管6，和安装其上的蒸汽控制阀7，用于对所进入的物料进行加温加湿；物料经在加温加湿罐5加温加湿后，通过送料闭气阀10送入与其连接的保温保湿罐11。这样可以利用送料闭气阀10，用以防止加温加湿罐5和保温保湿罐11间的蒸汽相互连通。在本实施例中，保温保湿罐11外部具有一个绝热外壳体15。可以防止温湿度的变化。保温保湿罐11顶端设有安全排气阀12、侧壁上部设有高料位和低料位探头13和同样在上部、中部和底部出料口19处设置有温湿度探头14，通过温湿度探头14显示进入保温保湿罐11的加温加湿物料的温湿度，反馈给蒸汽导入管6上的控制阀7进行调整控制。位于保温保湿罐11内底部安装旋转混合防拱锥16与外设的电机38连接；沿旋转混合防拱锥16锥底的径向设置旋转混合防拱锥楔形刮板17；在本实施例中对称设置四个旋转混合防拱锥楔形刮板17。保温保湿罐11底部出料口19与螺旋推进式出料绞笼20连接；所述出料绞笼20的筒体上具有一个进料口和出料口，和筒体内安装一个绞笼，该绞笼的外引一端连接电机48。出料绞笼20出料口21与制粒干燥装置22连接。

根据应用特点，所述旋转混合防拱锥楔形刮板17是对称设置或非对称设置、保持刮板的平衡稳定性，防止物料结拱堵塞并利于均匀出料。

选择进口粮谷加工的副产品豆皮、麦麸、下脚料和杂质的连续化生产的灭活方法。

其方法步骤是：首先将进口粮谷加工的副产品豆皮、麦麸、下脚料和杂质等经粉碎机1粉碎至粒度≤3mm；经喂料绞笼3送入加温加湿罐5，经饱和蒸汽加温加湿至温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％，待加温加湿到所需温湿度后进入保温保湿罐11保持温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％，时间1～30分钟，使检疫性有害生物在高温高湿条件下达到灭活后经出料绞笼20排出。所需温湿度大小通过调节饱和蒸汽导入量实现，单位时间物料处理量大小通过调整喂料绞笼、加温加湿罐组成部分的规格比例大小和绞笼转速以及加温加湿罐桨叶转速实现，保温保湿时间长短通过调整保温保湿罐体积大小实现，从而实现大批量物料检疫性有害生物的连续化生产灭活，得到饲料原料。

根据需要，将上述中的出料绞笼20与制粒干燥装置22连接，物料进入制粒干燥装置加工，就可以制得颗粒饲料。

同理，用于大豆加工副产品大豆疫霉病菌的连续化生产灭活方法。首先将大豆加工下脚料、豆梗、豆荚和豆皮经粉碎机1粉碎至粒度≤3mm的物料，通过喂料绞笼3进入加温加湿罐5，物料在加温加湿罐达到温度85℃～95℃、相对湿度85％～100％，待加温加湿到所需温湿度后进入保温保湿罐11保持温度85℃～95℃、相对湿度85％～100％，时间5～8分钟，使检疫性病害大豆疫霉病菌在高温高湿条件下达到灭活，后经出料绞笼20排出进入制粒干燥装置，得到安全、卫生的优质豆皮颗粒饲料。

Claims (9)

1、进口粮谷加工副产品中检疫性有害生物的湿热灭活方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先将进口粮谷加工的副产品豆皮、麦麸、下脚料和杂质经粉碎机粉碎至粒度≤3mm；

(2)将粉碎的物料经喂料绞笼送入加温加湿罐，进行饱和蒸汽加温加湿至温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％；

(3)将上述经饱和蒸汽加温加湿的物料送入保温保湿罐，物料在保温保湿罐中保持温度80℃～101℃，相对湿度85％～100％，时间1～30分钟，使检疫性有害生物在高温高湿条件下达到灭活，经出料绞笼排出即获得饲料原料；

(4)将步骤3获得的饲料原料送入制粒干燥装置，即制得颗粒饲料。

2、一种用于权利要求1灭活方法的装置，其特征在于，该湿热灭活装置包括粉碎机(1)，通过其出料口连接螺旋推进式喂料绞笼(3)的进料斗(2)；该喂料绞笼(3)的出料端与加温加湿罐(5)上的进料口(4)相连；在所述加温加湿罐(5)上分别设有饱和蒸汽导入管(6)、蒸汽控制阀(7)；该加温加湿罐(5)与保温保湿罐(11)连接；在保温保湿罐(11)上分别设有安全排气阀(12)、料位探头(13)和温湿度探头(14)；保温保湿罐(11)内底部安装旋转混合防拱锥(16)，及其径向带有的旋转混合防拱锥楔形刮板(17)；保温保湿罐(11)底部出料口(19)与螺旋推进式出料绞笼(20)连接，通过出料绞笼(20)出料口(21)接于制粒干燥装置(22)。

3、按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述喂料绞笼(3)包括筒体上具有一个进料斗(2)和出料端，在所述筒体内安装绞笼和与该绞笼一端连接的电机(18)。

4、按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述加温加湿罐(5)包括外部设置一个电机(28)，与其内安装的驱动轴(9)连接，在所述驱动轴(9)上均布有桨叶式混合调质器桨叶(8)。

5、按权利要求2所述的装置，其特征在于，所涉及的保温保湿罐11内底部安装旋转混合防拱锥(16)，及其径向带有的旋转混合防拱锥楔形刮板(17)；该旋转混合防拱锥(16)与外设的电机(38)连接。

6、按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述旋转混合防拱锥楔形刮极(17)是对称设置或非对称设置。

7、按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述保温保湿罐(11)外部安装一个绝热外壳体(15)。

8、按权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述加温加湿罐(5)与保温保湿罐(11)之间设置送料闭气阀(10)。

9、按权利要求2所述的装置，其特征在于，所涉及的出料绞笼(20)包括筒体上具有一个进料口和出料口，在所述筒体内安装绞笼和与该绞笼一端连接的电机(48)。

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