CZ303557B6

CZ303557B6 - Method of inactivating insects by means of controlled atmosphere and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ303557B6
Application number: CZ20100986A
Authority: CZ
Inventors: Kýhos@Karel
Original assignee: Výzkumný ústav potravinárský Praha, v.v.i.
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-12-05
Also published as: CZ2010986A3

Abstract

The inactivation method of insects by means of controlled atmosphere is carried out such that a bag with cereals welded therein is provided from inside with a fixed target having a central hole for attaching a suction probe. Subsequently the suction probe is sucked, through a vacuum produced via a valve in an annulus, from outer side of the bag to the target. Then the valve is closed. To produce vacuum in the bag, the valve opens and using a vacuum pump the bag content is evacuated. The vacuum pump is then closed by a valve and a required atmosphere of gases is filled in the bag through the valve. Subsequently, a valve opens for admission of air atmospheric pressure, which eliminates vacuum in the annulus. The suction probe is extended from the bag and a metallic stick-on label is stuck over the bag hole. The present invention also discloses an apparatus for making the above-described method.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu inaktivace hmyzu pomocí řízené atmosféry a zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method of inactivating insects by means of a controlled atmosphere and to an apparatus for carrying out the method.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Skladované zemědělské a potravinářské komodity v ČR jsou běžně infestovány širokým spektrem skladištních Škůdců (Hubert et al., 2002, Stejskal et al., 2003, Kučerová et al., 2003). Kvalita skladovaných komodit, i jejich bezpečnost je negativně ovlivňována kontaminací alergeny škůdců, mikroorganismy a plísněmi, které škůdci roznášejí. V systému tradiční zemědělské výroby lze na ochranu skladovaných komodit před hmyzími škůdci používat povolené chemické přípravky (kontaktní insekticidy a fumiganty). Necílená ochrana skladovaných komodit pomocí pesticidů, které jsou toxické i alergenní, však přispívá k dalšímu zamořování jak životního prostředí, tak potravin. Výskyt škodlivých organismů ve skladovaných obilovinách a dalších komoditách vypěstovaných v rámci systému ekologického zemědělství nebo postupy integrované produkce (systém nízkých vstupů) je v ČR ještě závažnějším problémem, protože k hubení škůdců není povoleno používání klasických chemických prostředků. Proto jsou hledány šetrné ekologické metody, které by nahradily 1) přípravky, které nejsou schváleny do systémů ekologického zemědělství a rovněž 2) přípravky dříve používané v systému tradičního zemědělství, které už nejsou nadále povoleny (např. účinný fumigant metylbromid není v ČR od roku 2005 povolen do žádných typů zemědělské výroby a skladování vzhledem k závazkům dodržení Montrealského protokolu, protože patří mezi látky poškozující ozónovou vrstvu). Mezinárodní výzkum, zaměřený na ochranu skladovaných komodit před skladištními škůdci alternativními nechemickými metodami je orientován nejen na metody biologického boje (např. Trdan et al., 2006), ale i využití dalších nechemických možností - jako např. fyzikální působení tepla (Finkelman et al., 2006), použití přírodních látek nejedovatých pro lidský organismus (Calmasur et al., 2006 Rozman et ak, 2006), inertních popráší (Vayias et ak, 2006 Athanassiou et ak, 2006 Collins a Cook, 2006), potravních inhibitorů (Fields (2006) ajejich kombinací (Ceruti a Lazzari, 2005). Většina těchto metod má však zatím v porovnání s chemickými metodami nevýhodu v pomalejším působení, pracnosti, legislativních omezeních a vyšších nákladech, proto se jejich případné použití v praxi obtížně prosazuje. Z dalších alternativních metod poskytuje velmi slibné výsledky skladování v modifikované atmosféře. O této problematice existuje rozsáhlá dokumentace - výzkum je zaměřen na použití ochranné atmosféry se sníženým obsahem O₂, vyšším obsahem inertním plynů, CO₂(Bera et ak, 2004 Kawakami et al, 1996 Locatelli, Daolio, 1993) ajejich kombinací, včetně směsí s fosforovodíkem (Mueller, 1998) v závislosti na tlaku, teplotě a vakuu (Locatelli, Daolio, 1991 Poulsen et al, 1991 Žďárková, Voráček 1993). Existující alternativní prostředky inaktivace hmyzích škůdců, které se již v zahraničí používají v praxi, zejména vystavení skladovaných obilnin přetlaku CO₂ nebo jiných inertních plynů, jsou však velmi investičně a provozně náročné a prodražují tak značně takto vyprodukované rostlinné produkty oproti použití fumigantů Anonymus (1992). K dosažení žádané účinnosti jsou nezbytné speciální aplikační tlakové komory nebo sila, která lze dokonale hermeticky uzavřít. Pro řadu na trhu působících producentů v ČR, majících charakter malých a středních podniků, jsou tyto technologie zcela nedostupné. Další řešení je skladování semen v teplotě -24 °C po dobu 14 dní. Toto ošetření též přináší velké investiční náklady a samo ošetření si vyžaduje energii pro mrazící generátory. Navíc lze použít tohoto způsobu pouze v malém množství semen. Proto je vysoce účelné zabývat se výzkumem postupů, které budou účinné, levné a dostupné, a přitom zcela neškodné pro zdraví konzumentů a intaktní k životnímu prostředí. Uvedené technologie pak vůbec není možno použít pro laboratorní pracoviště, kde se pracuje s malými vzorky.The stored agricultural and food commodities in the Czech Republic are routinely infested by a wide range of storage pests (Hubert et al., 2002, Stejskal et al., 2003, Kučerová et al., 2003). The quality of the stored commodities and their safety is negatively influenced by contamination by pests allergens, microorganisms and fungi which are carried by the pests. In the traditional agricultural production system, authorized chemical products (contact insecticides and fumigants) can be used to protect stored commodities from insect pests. However, the non-targeted protection of stored commodities with pesticides that are both toxic and allergenic contributes to further contamination of both the environment and food. The occurrence of harmful organisms in stored cereals and other commodities grown under the organic farming system or integrated production processes (low input system) is an even more serious problem in the Czech Republic, because the use of classical chemical agents is not allowed. Therefore, environmentally friendly methods are being sought to replace 1) products not approved for organic farming systems as well as 2) products previously used in traditional farming systems that are no longer authorized (eg effective fumigant methyl bromide has not been in the Czech Republic since 2005 authorized for any type of agricultural production and storage in view of the Montreal Protocol obligation, since it is one of the ozone depleting substances). International research focused on the protection of stored commodities from storage pests by alternative non-chemical methods is focused not only on methods of biological control (eg Trdan et al., 2006), but also on the use of other non-chemical options - such as physical effects of heat (Finkelman et al. , 2006), the use of natural non-toxic substances for the human body (Calmasur et al., 2006 Rozman et al, 2006), inert dusts (Vayias et al, 2006 Athanassiou et al, 2006 Collins and Cook, 2006), food inhibitors (Fields ( 2006) and their combinations (Ceruti and Lazzari, 2005) However, most of these methods still have the disadvantage of slower action, laboriousness, legislative constraints and higher costs compared to chemical methods, and therefore their potential use in practice is difficult to enforce. provides very promising storage results in a modified atmosphere extensive documentation - research focuses on the use of protective atmosphere with reduced O ₂ content, higher inert gas content, CO ₂ (Bera et al, 2004 Kawakami et al, 1996 Locatelli, Daolio, 1993) and their combinations, including mixtures with hydrogen phosphorus (Mueller , 1998) depending on pressure, temperature and vacuum (Locatelli, Daolio, 1991 Poulsen et al, 1991 Zdarkova, Voracek 1993). However, existing alternative means of inactivating insect pests already in use abroad, in particular exposing stored cereals to excess CO ₂ or other inert gases, are very investment and operationally expensive and thus make plant products so expensive compared to the use of Anonymus fumigants (1992). . Special application chambers or silos that can be hermetically sealed are required to achieve the desired efficiency. These technologies are completely unavailable for a number of producers operating in the Czech Republic, having the character of small and medium-sized enterprises. Another solution is to store the seeds at -24 ° C for 14 days. This treatment also entails great investment costs and the treatment itself requires energy for freezing generators. Moreover, this method can be used only in a small amount of seeds. Therefore, it is highly expedient to pursue research into methods that are efficient, cheap and affordable, yet completely harmless to the health of consumers and intact to the environment. These technologies cannot be used for laboratory workplaces where small samples are used.

- I CZ 303557 B6- I CZ 303557 B6

V patentové literatuře je uvedený problém řešen několika analogickými dokumenty. Jedná se například o patent US 6766612 Bl. Jedná se o rozložitelnou bednu, jejíž plášť je obalen nepropustným pokiyvem, což má sloužit pro vytvoření kontrolované atmosféry uvnitř, kde je buď tlak, nebo vakuum popřípadě doplněné o pesticidy. Tento systém je nedokonalý, protože jeho účinky jsou založeny na působení pesticidů a není řešen dokonalý stav vytvoření vakua, popřípadě napuštění plynu. Není rovněž dostatečně zajištěno udržení stavu vakua. Kromě toho se obsah setkává přímo s pesticidy a stává se tak nepoužitelným pro potravinářské účely. Další dokument patent FR 2643232 řeší umístění článků v hermeticky uzavřené komoře, v nichž je odsán vzduch a napuštěn jiný inertní plyn. Problém u tohoto řešení spočívá v tom, že jde o poměmě složité zařízení, které má stabilní charakter a jeho aplikace je značně drahá. Neřeší vůbec uložení obilovin pro účely další manipulace. Analogický dokument užitný vzor DE 202005006510 Ul řeší odstraňování roztočů z textilních materiálů, kde se tyto materiály vkládají do plastikového sáčku, kde se uzavřou vzduchotěsným zipem. Vysavačem se vysaje vzduch a přes výpamík připojený k adaptéru je možno vpravit insekticidní látky. Po ukončení se mrtví roztoči odstraní vysavačem. Pro účely likvidace obilních škůdců je tento užitný vzor nepoužitelný. Čínský dokument CN201349459Y objasňuje řešení, kdy ke skladu materiálu je připojeno potrubí s kyslíkem, kysličníkem uhličitým a dusíkem, které je připojeno ke dnu uzavřeného skladu a ve vrchní části skladového prostoru je připojen plynový regenerační systém opatřený vypouštěcí trubkou. Tento systém je vhodný pro trvalé uložení materiálu. Nevyhovuje však skladování malých objemů obilí v řádu kilogramů. Jiný čínský dokument CN201015378Y ukazuje úložný prostor s vakem ze vzduchotěsného materiálu, který je opatřen ventily pro dávkování plynů nebo připojení vývěvy. Přes poměmě jednoduchou konstrukci obalu, jde o zařízení, které nelze využít pro široké použití, protože je pracovně náročné na manipulaci a není tam možnost rychlého připojení a odpojení od soustavy. Zdánlivě podobné zařízení hledanému problému pro rychlé připojení, podle patentu CZ 270850 Bl, se však týká foukací vakuové hlavice použitelné ve sklářském oboru pro přidržení kapky taveniny. Pro hledaný účel však nelze vůbec použít. V neposlední řadě řešení podle užitného vzoru CZ 21488 Ul řeší problém nejblíže hledanému řešení, ale obsah vaku je nutno ponechat nejméně 160 hodin ve vakuu. Tato procedura podstatně zpomaluje proces likvidace hmyzích škůdců ve vacích pro skladování obilí. Zejména pokud jde o malé vaky obsahující jen několik kilogramů uskladněného obilí.In the patent literature, this problem is solved by several analogous documents. For example, U.S. Pat. No. 6,466,612 B1. It is a collapsible box, the casing of which is wrapped with an impermeable cover, which is intended to create a controlled atmosphere inside, where either pressure or vacuum is optionally supplemented with pesticides. This system is imperfect because its effects are based on the action of pesticides and the perfect state of vacuum generation or gas impregnation is not solved. Also, maintaining the vacuum condition is not sufficiently ensured. In addition, the content directly encounters pesticides and thus becomes unusable for food purposes. Another document FR 2643232 addresses the location of cells in a hermetically sealed chamber in which air is aspirated and other inert gas is impregnated. The problem with this solution is that it is a relatively complex device that is stable in nature and expensive to apply. It does not address the storage of cereals at all for the purpose of further handling. An analogous utility model document DE 202005006510 U1 addresses the removal of mites from textile materials, where these materials are inserted into a plastic bag, where they are closed with an airtight zipper. The air is sucked out by a vacuum cleaner and insecticidal substances can be injected through the outlet connected to the adapter. Upon completion, dead mites are removed with a vacuum cleaner. For the purposes of the control of cereal pests, this utility model is not applicable. Chinese document CN201349459Y discloses a solution where a material, oxygen, carbon dioxide and nitrogen pipeline is connected to the bottom of a closed warehouse and a gas recovery system equipped with a discharge pipe is attached at the top of the warehouse. This system is suitable for permanent material storage. However, it is not suitable to store small volumes of grain in the order of kilograms. Another Chinese document CN201015378Y shows a storage space with a bag of airtight material that is provided with valves for dispensing gases or connecting the pump. Despite the relatively simple construction of the packaging, it is a device that cannot be used for widespread use because it is labor intensive in handling and there is no possibility of quick connection and disconnection from the system. However, a seemingly similar device to the problem of quick connection, according to patent CZ 270850 B1, relates to a blowing vacuum head usable in the glass industry for holding a drop of melt. However, it cannot be used for the purpose sought. Finally, the utility model CZ 21488 U1 solves the problem closest to the solution sought, but the content of the bag must be left for at least 160 hours in a vacuum. This procedure significantly slows down the process of insect pest control in grain storage bags. Especially small bags containing only a few kilograms of stored grain.

Vynálezce musel vyvinout vynálezeckou činnost aby překonal uvedené nedostatky známých řešení a vyvinul zařízení, které uvedené nedostatky odstraňuje.The inventor had to develop the inventive action to overcome the above drawbacks of the known solutions and to develop a device to overcome these drawbacks.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob inaktivace hmyzu pomocí řízené atmosféry a zařízení k provádění tohoto způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že vak, do něhož je zavařeno obilí, se opatří na vnitřní straně vaku pevným terčíkem se středovým otvorem. Pomocí otvoru se k pevnému terčíku přichytí z vnější strany vaku přísavná sonda, která pomocí vakua vytvořeného přes ventil v mezikruží přisaje k terčíku. Otevře se kohout pro vytvoření vakua ve vaku a pomocí vývěvy se vyvakuuje obsah vaku. Vývěva se uzavře ventilem a napustí se jiným ventilem požadovaná atmosféra plynů. Pak se otevře ventil pro vpuštění atmosférického tlaku vzduchu, který zruší vakuum v mezikruží, přísavná sonda se vysune a otvor se prelepí kovovou samolepkou. V době pře lepování otvoru kovovou samolepkou je ve vaku atmosférický tlak plynů, který se rovná atmosférickému tlaku vzduchu okolní atmosféry, popřípadě je tlak ve vaku o něco vyšší, než je atmosférický tlak vzduchu. Atmosféra napuštěného plynu ve vaku proto zůstává konstantní pro jakékoliv další časové období.The aforementioned drawbacks are remedied by a method of inactivating insects by means of a controlled atmosphere and by an apparatus for carrying out the method, which comprises providing a bag in which the cereal is welded with a fixed target with a central opening on the inside of the bag. A suction probe is attached to the fixed target from the outside of the bag by means of an opening, which is sucked into the target by means of a vacuum created through a valve in the annulus. The cock is opened to create a vacuum in the bag and the vacuum is evacuated by means of a vacuum pump. The pump is closed with a valve and the desired gas atmosphere is filled with another valve. The atmospheric pressure valve is then opened to remove the vacuum in the annulus, the suction probe is extended and the hole is sealed with a metal sticker. At the time of bonding the hole with a metal sticker, the bag is at atmospheric pressure of gases which is equal to the atmospheric pressure of the ambient air or the pressure in the bag is slightly higher than the atmospheric pressure of the air. The atmosphere of the inflated gas in the bag therefore remains constant for any further period of time.

Zařízení k provádění způsobu inaktivace hmyzu pomocí řízené atmosféry sestává z vaku, který je opatřen na vnitřní straně pevným terčíkem se středovým otvorem. Dále zařízení, z vnější strany vaku, sestává z přísavné sondy s mezikružím, do něhož je připojen ventil pro vpuštění atmosférického tlaku a ventil pro vytvoření vakua v mezikruží. Přísavná sonda má do středu připojenThe apparatus for carrying out the method of inactivating insects by means of a controlled atmosphere consists of a bag which is provided on the inside with a fixed target with a central opening. Further, the device, from the outside of the bag, consists of a suction cup with an annular ring to which the atmospheric pressure inlet valve and the annular vacuum valve are connected. The suction probe is connected to the center

-2 CZ 303557 B6 ventil pro vytvoření vakua ve vaku a ventil pro napuštění plynu ze zásobníku. Ventily pro vytvoření vakua jsou napojeny na vývěvu.A valve for creating a vacuum in the bag and a valve for inflating gas from the reservoir. The vacuum generating valves are connected to a vacuum pump.

Způsob a zařízení podle vynálezu má výhodu v tom, že je možno použít i vaky větších rozměrů, může se namíchat jakákoliv požadovaná atmosféra plynů a je možno rychle provádět kombinace míchání plynů. Atmosféra namíchaných plynů je konstantní, protože není ohrožována ani pri porušení vaku. To je dáno tím, že ve vaku není přetlak ani podtlak. K největším přednostem popsaného způsobu a zařízení bezpochyby patří i to, že jde o cenově dostupné a snadno zhotovíte Iné zařízení, pro všechny typy laboratoří pracujících s malými obilními vzorky.The method and apparatus of the invention have the advantage that larger sized bags can be used, any desired gas atmosphere can be mixed, and combinations of gas mixing can be carried out quickly. The atmosphere of the mixed gases is constant as it is not endangered even if the bag is broken. This is because there is no overpressure or underpressure in the bag. One of the greatest advantages of the described method and equipment is undoubtedly that it is an affordable and easy to manufacture Other equipment for all types of laboratories working with small grain samples.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Zařízení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje vak s terčíkem z vnitřní strany a obr. 2 znázorňuje druhou část zařízení z vnější strany vaku.The device will be explained in more detail by means of the drawing, in which Fig. 1 shows the bag with a target from the inside and Fig. 2 shows the second part of the device from the outside of the bag.

Příklad uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Způsob inaktivace hmyzu pomocí řízené atmosféry se provádí tak, že vak 1, do něhož je zavařeno obilí, se opatří z vnitrní strany pevným terčíkem 2 se středovým otvorem 3. Pomocí otvoru 3 se k pevnému terčíku 2 přichytí z vnější strany vaku 1 přísavná sonda 10, která se pomocí vakua, vytvořeného přes ventil 4 v mezikruží 8, přisaje na vnější stranu vaku 1 k terčíku 2. Ventil 4 se uzavře. Otevře se ventil 5 pro vytvoření vakua ve vaku I a pomocí vývěvy 9 se vyvakuuje obsah vaku i. Vývěva 9 se uzavře ventilem 5 a do vaku I se napustí ventilem 7 požadovaná atmosféra plynů. Pak se otevře ventil 6 pro vpuštění atmosférického tlaku vzduchu, který zruší vakuum v mezikruží 8, přísavná sonda 10 se vysune a otvor 3 se přelepí kovovou samolepkou. V době pře lepování otvoru kovovou samolepkou je ve vaku 1 atmosférický tlak plynů, který se rovná atmosférickému tlaku vzduchu okolní atmosféry, popřípadě je tlak ve vaku 1 o něco vyšší než je atmosférický tlak vzduchu. Atmosféra napuštěného plynu ve vaku i proto zůstává konstantní pro jakékoliv další časové období.The method of inactivating insects by means of controlled atmosphere is carried out by providing a bag 1, in which the grain is welded, with a fixed target 2 with a central hole 3 on the inside. which is sucked on the outside of the bag 1 to the target 2 by means of a vacuum formed through the valve 4 in the annulus 8. The vacuum valve 5 is opened in the bag 1 and the contents of the bag 1 are evacuated by means of the vacuum pump 9. The vacuum pump 9 is closed by the valve 5 and the desired gas atmosphere is introduced into the bag 7. The atmospheric pressure valve 6 is then opened, which releases the vacuum in the annulus 8, the suction probe 10 is extended and the opening 3 is sealed with a metal sticker. At the time of bonding the hole with a metal sticker, the bag 1 has an atmospheric pressure of gases which is equal to the atmospheric pressure of the ambient air or the pressure in the bag 1 is slightly higher than the atmospheric pressure of the air. The atmosphere of the inflated gas in the bag therefore remains constant for any further period of time.

Zařízení k provádění způsobu inaktivace hmyzu pomocí řízené atmosféry sestává z vaku i, který je opatřen z vnitřní strany pevným terčíkem 2 se středovým otvorem 3. Dále zařízení sestává, z vnější strany vaku 1, z přísavné sondy 10 s mezikružím 8, do něhož je zaveden ventil 6 pro vpuštění atmosférického tlaku a ventil 4 propojený s vývěvou 9, pro vytvoření vakua v mezikružíThe device for carrying out the method of inactivating insects by means of controlled atmosphere consists of a bag 1, which is provided on the inside with a fixed target 2 with a central hole 3. Further, the device consists, from the outside of the bag 1, a suction probe 10 with annular 8 into which atmospheric pressure inlet valve 6 and valve 4 in communication with the vacuum pump 9 to create an annulus vacuum

8. Přísavná sonda W má do středu připojen ventil 5 pro vytvoření vakua ve vaku i a ventil 7 pro napuštění plynu ze zásobníku 11 do vaku I.The suction probe W has a centrally connected valve 5 for creating vacuum in bag 1 and a valve 7 for admitting gas from reservoir 11 to bag I.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Uvedený vynález je využitelný pro všechny plastové obaly, z kterých je nutno rychle a spolehlivě odsát vzduch a naplnit jejich prostor nezávadným plynem. Tím, že zařízení je přenosné, je apli45 kovatelné ve všech odvětvích průmyslu, hlavně však v obalové technice.The present invention is applicable to all plastic containers from which air must be sucked up quickly and reliably and filled with safe gas. Being portable, it is applicable in all industries, but mainly in packaging.

Claims

PATENT CLAIMS

A method for inactivating insects by means of a controlled atmosphere, characterized in that the bag (1) into which the cereal is welded is provided from the inside with a solid target (2) with a central opening (3) for attaching the suction probe (10). by means of a vacuum formed through the valve (4) in the annulus (8) sucks from the outside of the bag (1) to the target (2), the valve (4) is closed, the valve (5) is opened to create vacuum in the bag (1); vacuum (9) is evacuated by the contents of the bag (1), the vacuum pump (9) is closed by the valve (5) and the desired gas atmosphere is inflated through the valve (7) and the valve (6) opens in the annulus (8), the suction probe (10) is pulled out of the bag (1) and the hole (3) in the bag (1) is covered with a metal sticker.

Apparatus for carrying out a controlled atmosphere insect inactivation method according to claim 1, comprising a bag and an air outlet, characterized in that the bag (1) is internally provided with a fixed target (2) with a central hole (3), adjacent to the outside of the bag (1) a suction probe (10) with an annular ring (8), to which is connected an atmospheric pressure valve (6) and a valve (4) connected to the vacuum pump (9), (8), the suction probe (10) having a valve (5) connected to the center to create a vacuum in the bag (1)

20 and a valve (7) for admitting gas from the reservoir (11) to the bag (1).

25 2 drawings

-4 CZ 303557 B6