DE19916717A1 - Verfahren zum Begasen von Lagern für Lebensmittel und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Begasen von Lagern für Lebensmittel und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begasen von Lagern für Lebensmittel mittels einer Stickoxid enthaltenden Atmosphäre zur Abtötung von Schädlingsinsekten, Pilzen und anderen biologischen Schädlingen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, zur Schädlingsbekämpfung im Vorrats- und Materialschutz Methylbromid zu verwenden, was zwar gegen vorratsschädliche Insekten wirksam ist, aufgrund seiner ozonzersetzenden Eigenschaft durch internationale Vereinbarungen aber nach Ablauf eines kurzen Zeitrahmens nicht mehr eingesetzt werden darf. Es ist daher bereits die Verwendung anderer Gase zur Schädlingsbekämpfung vorgeschlagen worden, deren Einsatz jedoch mit erheblichen Nachteilen verbunden ist. Phosphorwasserstoff zum Beispiel erfordert eine lange Begasungszeit und ist unwirksam bei tiefen Temperaturen. Außerdem bestehen Korrosionsprobleme insbesondere bei elektronischen Bauteilen. Cyanwasserstoff wirkt nur gegen bestimmte Schädlinge. Aufgrund von Komplexbildungen können ebenfalls Korrosions­ probleme auftreten. Sulfurylfluorid ist sehr teuer und gegenüber vielen Eiern und Larven unwirksam. Es ist auch bereits der Einsatz von Ozon zur Schädlingsbekämpfung vorgeschlagen worden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch bei hohen Konzentrationen oft nur die Adulten geschädigt bzw. abgetötet werden können, nicht aber die Larven. Außerdem besteht eine erhebliche Korrosionsgefahr sowie die Möglichkeit der nachteiligen Beeinflussung elektronischer Einbauten. Der Einsatz eines NO/NO2-Gemisches ist ebenfalls schon vorgeschlagen worden, wozu allerdings Bedenken wegen der Aggressivität des Gases geltend gemacht wurden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine sichere Bekämpfung von Schädlingen möglich ist, ohne das bauliche Einrichtungen in den Lagerräumen oder Umgebung beschädigt werden, bzw. die Atmosphäre von Schadstoffen belastet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Nach der Erfindung werden die hinsichtlich ihrer toxischen Wirkung bekannten nitrosen Gase in hohen kurzlebigen Konzentrationen eingesetzt. Hierdurch werden die Behandlungszyklen stark verkürzt, wobei das kurzlebige Agens den Arbeitsschutz verstärkt. Die Begasungsatmosphäre wird vorzugsweise in einem geschlossenen Kreislauf geführt, so daß nach der Behandlung keine Umweltbelastung durch Abluft auftritt. Die Gesamtkosten der Schädlingsbekämpfung werden gegenüber bisherigen Verfahren stark reduziert, dies auch dadurch, daß zur NOX-Herstellung allgemein zugängliche Ammoniak-Lösungen verwendet werden. Das aus der Ammoniak-Lösung in einer einfachen Vorrichtung hergestellte NO reagiert mit Sauerstoff zu dem toxischen Gas NO2. Der Sauerstoffanteil der Begasungsatmosphäre wird so vermindert, daß für zwei Moleküle NO nur ein Sauerstoff­ molekül vorliegt. Hierdurch wird NO bei niedrigeren Konzentrationen stabiler. Die Mischung NO/NO2 ist außerordentlich toxisch für Insektenschädlinge, Pilze und Schwämme. Die Toxizität des NO/NOX-Gemisches beruht auf Radikalbildung, Nitrosylierung, Peroxidierungsreaktionen und der Stimulation der zellulaeren NO/cGMP Signaltransduktion, wobei cGMP in den Schädlingen enthaltenes zyklisches Guanosinmonophosphat ist.
Die NO/NOX-Erzeugung erfolgt durch katalytische Zerlegung von Ammoniak (NH3) unter Zugabe von sauerstoffabgereicherter Luft. Die Regelung des NO/NOx-Verhältnisses erfolgt durch variable Einstellung des Restsauerstoff-Gehaltes über einen Katalysator in dem NO/NOX-Generator.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Wirkung von Stickoxiden in verschiedener Beziehung ausgenutzt. Viele Insekten und ihre Puppen, Larven und Eier überleben in einer Atmosphähre mit 1% O2. In der Praxis ist es wegen der O2-Permeabilität der Folien/Wände nicht möglich 1% O2 durch ständige Nachfuhr von 99% N2 und 1% O2 aufrecht zu erhalten. Beim Einsatz von O2-Zehrern ergeben sich stark unterschiedliche O2- Konzentrationen, die nur in unmittelbarer Nähe der Tabletten < 1% sind. Alle Entwicklungs­ stadien der bisher untersuchten Schad-Insekten konnten durch Begasen O2-armer NO angereicherter Atmosphäre abgetötet werden. Die wirksamen Konzentrationen sind abhängig von der Spezies, der Temperatur und der Raumfeuchte. NO2 wirkt auf bestimmte Spezies ebenfalls toxisch. N2O führt bei allen bisher untersuchten Spezies zur Schutzlähmung binnen Sekunden, wodurch Flucht aus dem begasten Raum verhindert wird.
Das Zusammenwirken von NO, NO2, N2O und O2-Mangel führt zu den lethalen Ergebnissen. Die auf die einzelnen Spezies wirkungsvollsten Gasgemische werden geregelt im Katalysator erzeugt. Über Temperatur und Feuchte des Gasgemisches läßt sich Temperatur und Feuchte im begasten Raum in relevanten Bereichen steuern.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird am Beispiel des in der Zeichnung dargestellten Anlagenschaubildes näher erläutert.
Die Anlage 1 ist mit einem Silo 3 verbunden, in dem die zu behandelnden Lebensmittel gelagert sind. Die Vorrichtung 2 zur Schaffung der erforderlichen Behandlungsatmosphäre besteht aus einem NOX-Generator 4, einem N2-Generator 5, einem Luftverdichter 6 und einem Gaskühler 7, die miteinander verbunden und an weitere Anlagenteile angeschlossen sind.
Der NOX-Generator 4 ist mittels einer Leitung 10 über eine Dosierpumpe 9 mit einem Ammonikbehälter 8 verbunden. Ausgangsseitig ist der NOX-Generator 4 über eine Leitung 22 mit einem NO/NOX-Ventil 23 an eine Leitung 24 angeschlossen, die mit dem Gaskühler 7 verbunden ist. Über eine Leitung 19 ist der NOX-Generator 4 mit dem N2-Generator 5 verbunden. An die Leitung 19 ist eine Leitung 20 angeschlossen, die über ein N2-Ventil 21 mit der Leitung 24 verbunden ist. An den N2-Generator 5 ist eine Abluftleitung 28 mit einem Abluftventil 29 angeschlossen. Der N2-Generator 5 ist über eine Leitung 16 mit dem Luftverdichter 6 verbunden. An die Leitung 16 ist eine Leitung 17 angeschlossen, die über ein Luftventil 18 mit der Leitung 24 verbunden ist. Der Luftverdichter 6 ist eingangsseitig mit einer Leitung 15 verbunden, an die eine Luftansaugleitung 30 mit einem Luftventil 14 angeschlossen ist. Die Leitung 15 ist über eine Abgasventil 13 mit einer Abgasleitung 11 verbunden, die an dem Silo 3 angeschlossen ist. Ein Teil der aus dem Silo 3 abgeführten Abluft wird über eine an die Abgasleitung 11 angeschlossene Abluftleitung 31 mit einen Abluftventil 12 abgeführt.
Der Gaskühler 7, in dem die zugeführte Begasungsatmosphäre mittels Luft oder Brauchwasser gekühlt werden kann, ist ausgangsseitig mittels einer Vorlaufleitung 25 mit dem Silo 3 verbunden.
In der Vorlaufleitung 25 ist ein Druckregler 27 angeordnet, der zur Einstellung der Begasungsatmosphäre in dem Silo 3 dient. Zwischen Gaskühler 7 und Druckregler 27 ist an die Vorlaufleitung 25 ein HNO3-Sammler 26 angeschlossen, in den im Gaskühler 7 entstehendes Salpetersäurekondensat abgeführt wird.

Claims (26)

1. Verfahren zum Begasen von Lagern für Lebensmittel mittels einer Stickoxid enthaltenden Atmosphäre zur Abtötung von Schädlingsinsekten, Pilzen und anderen biologischen Schädlingen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager für Lebensmittel mit einer aus sauerstoffabgereicherter Luft und einem Gemisch aus Stickoxiden (NO/NOX) bestehenden Atmosphäre begast wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des NO/NOX-Gemisches Ammoniak unter Zugabe von sauerstoffabgereicherter Luft katalytisch zerlegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Lager für Lebensmittel zuzuführende Atmosphäre durch Mischen von Umgebungsluft und Stickstoff aus Gasflaschen oder Flüssigstickstoffbehältern und Stickoxiden aus Gasflaschen erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoff­ abgereicherte Luft aus einem Gemisch von Umgebungsluft und aus dem Lager für Lebensmittel abgeführten Abgasen erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoff­ abgereicherte Luft in einem Stickstoffgenerator erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Stickstoff­ generator zusätzlich erzeugte Stickstoff in die der dem Lager für Lebensmittel einzuführende Atmosphäre eingemischt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sauerstoff­ abgereicherten Luft Stickoxide aus Gasflaschen zugemischt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Lager für Lebensmittel zur Begasung zuzuführende Atmosphäre vor Eintritt in das Lager abgekühlt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt der dem Lager für Lebensmittel zuzuführenden Atmosphäre zwischen 0,001 bis 5% O2 beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der NO/NOX-Gehalt der dem Lager für Lebensmittel zuzuführenden Atmosphäre zwischen 100 ppm und 5.000 ppm beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtegehalt der dem Lager für Lebensmittel zuzuführenden Atmosphäre 0,02 g/Nm3 bis 2 g/Nm3 beträgt.
12. Vorrichtung zum Begasen von Lagern für Lebensmittel mit einer Stickoxid enthaltenden Atmosphäre nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Silo (3) oder dergleichen dienendes Lager für Lebensmittel mit einer Vorrichtung (2) zur Erzeugung einer Atmosphäre aus sauerstoffabgereicherter Luft und Stickoxiden (NO/NOX) bestehenden Atmosphäre und einer Abgasleitung (11) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2) eine Stickstoffquelle, Stickoxid (NO/NOX)-Quelle und eine Luftquelle aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffquelle als Stickstoffgenerator (5) ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoffgenerator (5) als Druckwechseladsorptionsanlage oder Membrananlage ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickoxid (NO/NOx) Quelle als Stickoxidgenerator (4) mit einem Katalysator ausgebildet ist, der mit einem Ammoniakbehälter (8) verbunden ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftquelle als mit der Umgebungsluft verbundener Luftverdichter (6) ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftverdichter (6) mit der Abgasleitung (11) verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftverdichter (6) mittels einer Leitung (16) mit dem Stickstoffgenerator (5) verbunden ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff­ generator (5) mittels einer Leitung (19) mit dem Stickoxidgenerator (4) verbunden ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Silo (3) die Begasungsatmosphäre zuführende Leitung (24) mittels einer Leitung (22) mit dem Stickoxidgenerator (4), mittels einer Leitung (20) mit der Leitung (19) und mittels einer Leitung (17) mit der Leitung (16) verbunden ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß am Endabschnitt der Leitung (24) ein Gaskühler (7) angeordnet ist, der ausgangsseitig mittels einer Vorlaufleitung (25) mit dem Silo (3) verbunden ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorlaufleitung (25) ein Druckregler (27) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausgang des Gaskühlers (7) ein Salpetersäuresammler (26) angeschlossen ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffquelle als in Gasflaschen befindlicher gasförmiger Stickstoff oder als Flüssigstickstoffbehälter ausgebildet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickoxid (NO/NOX)-Quelle als Stickoxide enthaltende Gasflaschen ausgebildet ist.
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