RU2781971C1 - Устройство для обеззараживания семян холодной атмосферной воздушной плазмой и способ его работы - Google Patents
Устройство для обеззараживания семян холодной атмосферной воздушной плазмой и способ его работы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781971C1 RU2781971C1 RU2022105160A RU2022105160A RU2781971C1 RU 2781971 C1 RU2781971 C1 RU 2781971C1 RU 2022105160 A RU2022105160 A RU 2022105160A RU 2022105160 A RU2022105160 A RU 2022105160A RU 2781971 C1 RU2781971 C1 RU 2781971C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seeds
- plasma
- chamber
- atmospheric air
- cold atmospheric
- Prior art date
Links
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 title claims abstract description 76
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 42
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 38
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 38
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 description 38
- 241000219843 Pisum Species 0.000 description 34
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 8
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 6
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 6
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910001872 inorganic gas Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000001717 pathogenic Effects 0.000 description 4
- 244000052769 pathogens Species 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 2
- 230000003588 decontaminative Effects 0.000 description 2
- NIFGJMWDJOVFPC-UHFFFAOYSA-L disodium;2-ethylhexyl phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].CCCCC(CC)COP([O-])([O-])=O NIFGJMWDJOVFPC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- -1 polyhexamethylene guanidine chloride Polymers 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-L 2-ethylhexyl phosphate Chemical compound CCCCC(CC)COP([O-])([O-])=O LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 240000005781 Arachis hypogaea Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 240000007842 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 description 1
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 description 1
- 240000005158 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 235000017585 alfalfa Nutrition 0.000 description 1
- 235000017587 alfalfa Nutrition 0.000 description 1
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 1
- 238000005460 biophysical method Methods 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229920003013 deoxyribonucleic acid Polymers 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000021331 green beans Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N oxane Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising Effects 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложено устройство для обеззараживания семян перед посевом холодной атмосферной воздушной плазмой, которое состоит из камеры, ионизатора воздуха, вентилятора, соединительного патрубка, загрузочного бункера, ленточного транспортера с возможностью изменения скорости движения. При этом ионизатор воздуха состоит из плазмотрона постоянного тока и генератора с регулятором напряжения на электроде до 20 кВ. Вентилятор соединен с ионизатором воздуха соединительным патрубком, а ионизатор воздуха соединен с камерой. Также предложен способ для обеззараживания семян перед посевом холодной атмосферной воздушной плазмой, реализуемый с использованием данного устройства. Изобретение обеспечивает высокую эффективность в процессе использования. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 16 пр.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно - к предпосевной обработке семян биофизическими методами. Заявленный способ обработки семян сельскохозяйственных культур может быть использован в агропромышленном комплексе.
Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу.
Корневые гнили - наиболее вредоносные заболевания зерновых культур, которые способны комплексно поражать растения несколькими видами патогенов одновременно [https://www.cropscience.bayer.ru/kornievyie-ghnili].
Временной интервал - любой периодически повторяющийся интервал времени, который может быть однозначно опознан и определен [https://normative_reference_dictionary.academic.ru/9442/временной_интервал].
Обеззараживание - широкое понятие, включающее проведение работ по дезактивации, дегазации, дезинфекции, дезинсекции и дератизации [http://bgd.bti.secna.ru/book/export/html/60].
Электрод - электрический проводник, имеющий электронную проводимость и находящийся в контакте с ионным проводником [https://resh.edu.ru/subject/lesson/3523/main/151163/].
Плазма - ионизированный газ, одно из четырех классических агрегатных состояний вещества [https://plasmatape.ru/about-plazma/].
Семена - части растений (клубни, луковицы, плоды, собственно семена, соплодия, части сложных плодов и другие), применяемые для воспроизводства сельскохозяйственных растений.
Семена яровой пшеницы - относятся к однодольным растениям с одной семядолей в зародыше.
Семена зернобобовых - зернобобовые культуры (зерновые бобовые культуры) - группа растений порядка бобовые, возделываемых ради плодов, являющихся продуктами питания.
Группа «зернобобовые» ограничена теми культурами, плоды которых собирают исключительно в целях использования сухих зерен. Зернобобовыми не являются овощные бобовые культуры (например, зеленый горошек и стручковая фасоль), а также бобовые растения, плоды которых используются для извлечения растительного масла (например, соя и арахис) и для кормовых целей (например, клевер и люцерна) [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%83%D1%80%D1%8B].
На дату представления заявочных материалов известны такие методы обеззараживания семян, как:
- воздушно-тепловой обогрев [http://www.groont.ru/grassseeds/seedstorage/5.html],
- инкрустация семян химическими и биологическими препаратами, солевыми растворами и др. [https://agrostory.com/info-centre/knowledge-lab/inkrustatsiya-semyan-pered-posevom/].
- УФ-облучение [http://agrosvit.in.ua/agronews/ultrafioletovoe-obluchenie-semyan-sovremennyj-podhod-k-uvelicheniyu-urozhajnosti]
- магнитным полем [https://cyberleninka.ru/article/n/proraschivanie-semyan-v-magnitnom-pole/viewer]
- лазерная [https://agbz.ru/articles/lazernaya-obrabotka-semyan/]
Однако известные методы обработки не могут обеспечить полное обеззараживание семян от патогенов, повысить энергию прорастания и всхожесть вследствие низкой эффективности при использовании их по назначению
Заявителем выполнен анализ уровня техники и выявлено большое количество способов обеззараживания семян с использованием различных физических и химических агентов.
Однако они обладают общими недостатками, а именно:
- технологической и технической сложностью, что обуславливает их высокую стоимость;
- обработка семян происходит непосредственно перед посевом, в случае ранней обработки семян, возможность хранения отсутствует;
- малым объемом обрабатываемых семян, обусловленным размерами загрузочной камеры;
- низкая производительность, связанная с необходимостью разгерметизации системы при загрузке и выгрузке семян с последующим процессом создания низкого давления для проведения обработки.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ №2402188, средство обеззараживания семян зерновых культур с использованием хлорида хлорид полигексаметиленгуанидина и 2-этилгексилфосфат. Сущностью является средство для обеззараживания семян зерновых культур, включающее хлорид полигексаметиленгуанидина и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 2-этилгексилфосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %: хлорид полигексаметиленгуанидина 10-20, 2-этилгексилфосфат натрия 0,2-0,5 остальное вода.
Известный способ обладает следующими недостатками:
- обработка семян происходит непосредственно перед посевом, в случае ранней обработки семян, возможность хранения отсутствует.
- сложный дорогостоящий химический состав, применяемый для обработки семян.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ №2404564, сущностью является способ обеззараживания семян овощных культур от патогенной инфекции, включающий тепловое воздействие, отличающийся тем, что семена засыпают в бумажные или газопроницаемые полиэтиленовые (ПНД) пакеты, предварительно содержат 180 мин при температуре 55°С и влажности 57%, а затем выдерживают 30-45 мин в атмосфере газовой смеси оксида этилена (10-20%) и двуокиси углерода (90-80%) при давлении 0,8-1,3 бар, температуре 55°С и 57% влажности.
Известный способ обладает следующими недостатками:
- длительное время предварительной обработки (210-225 минут)
- технологической и технической сложностью, что обуславливает их высокую стоимость.
- использование немеханизированного труда при загрузке семян в газопроницаемые пакеты.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ №2496291, сущностью является способ обеззараживания зерна и семян сельскохозяйственных культур, включающий увлажнение зерна и последующую его обработку, отличающийся тем, что на обеззараживание поступает сухое очищенное зерно, обработка которого осуществляется в три последовательных этапа: на первом этапе - перемещающееся в потоке зерно равномерно увлажняют неподогретой озонированной водой, количество которой определяется полным насыщением влагой его плодовых оболочек, на втором этапе - зерно отволаживают до проникновения влаги в периферийные слои эндосперма или семядолей и одновременно перемешивают, на третьем этапе - зерно, непрерывно подаваемое в плотном слое, обрабатывают в электромагнитном поле сверхвысокой частоты. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после обработки зерно сушат до влажности, безопасной для хранения.
Известный способ обладает следующими недостатками:
- малым объемом обрабатываемых семян, обусловленным размерами загрузочной камеры;
- технологической и технической сложностью, что обуславливает их высокую стоимость;
- обязательный процесс сушки семян, как на первом и последнем этапе (время сушки разница, по отношению к виду семян.
Известно изобретение по патенту РФ №2076555 «Устройство для плазменной обработки семян растений», являющееся наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности совпадающих признаков и достигаемому техническому результату, выбранному заявителем в качестве прототипа. Сущностью является устройство для плазменной обработки семян растений, содержащее камеру, подсоединенную к источнику неорганического газа, электрический генератор, электроды и вакуумную систему, отличающееся тем, что один из электродов выполнен в виде полого металлического элемента с возможностью циркуляции в нем охлаждающего агента, в качестве другого электрода использован металлический корпус камеры, в которой размещен транспортирующий механизм, а камера имеет загрузочный и сбросовый бункеры.
При этом сущностью известного способа работы является то, что семена засыпают в загрузочный бункер, из которого они попадают на несущий элемент транспортирующего механизма в камере обработки. Транспортирующий механизм подает семена в зону плазменного разряда, создаваемого между корпусом камеры и внутренним электродом. Охлаждение внутреннего электрода осуществляется за счет циркуляции в нем охлаждающего агента. Необходимое давление в камере поддерживается вакуумной системой, а газовый состав - подачей неорганического газа от внешнего источника. Обработанные плазмой семена выгружаются из камеры через сбросовый бункер. Таким образом, цели известного изобретения достигаются за счет того, что в известном устройстве, содержащем камеру, присоединенную к источнику неорганического газа, электрический генератор, вакуумную систему и электроды, один из электродов выполнен в виде полого металлического элемента с возможностью циркуляции в нем охлаждающего агента, в качестве другого электрода использован металлический корпус камеры, внутри которой размещен транспортирующий механизм, а камера имеет загрузочный и сбросовый бункеры.
Семена засыпают в загрузочный бункер, из которого они попадают на несущий элемент транспортирующего механизма в камере обработки. Транспортирующий механизм подает семена в зону плазменного разряда, создаваемого между корпусом камеры и внутренним электродом. Охлаждение внутреннего электрода осуществляется за счет циркуляции в нем охлаждающего агента. Необходимое давление в камере поддерживается вакуумной системой, а газовый состав - подачей неорганического газа от внешнего источника. Обработанные плазмой семена выгружаются из камеры через сбросовый бункер.
Недостатками прототипа является:
1 - необходимость чистого производства в связи с наличием системы обеспечения герметизации при обработке семян;
2 - низкая производительность, связанная с необходимостью разгерметизации системы при загрузке и выгрузке семян с последующим процессом создания низкого давления для проведения обработки;
3 - высокое потребление энергоресурсов;
4 - технологическая и техническая сложность, что обуславливает их высокую стоимость;
5 - неудобства при работе и обслуживании;
6 - использование инертных газов увеличивает себестоимость производства.
Техническим результатом заявленного технического решения является создание устройства для обработки семян холодной атмосферной воздушной плазмой и разработка способа его работы, обеспечивающие:
1 - исключение необходимости обеспечения герметизации при обработке семян;
2 - высокую производительность;
3 - энергоресурсосбережение;
4 - снижение технологической и технической сложности, что обуславливает снижение стоимости оборудования;
5 - удобство при работе и обслуживании, высокую ремонтопригодность устройства;
6 - низкая себестоимость производства и экологическая безопасность.
Сущностью заявленного технического решения является устройство для обеззараживания семян перед посевом холодной атмосферной воздушной плазмой, характеризующееся тем, что состоит из камеры, ионизатора воздуха, вентилятора, соединительного патрубкка, загрузочного бункера, ленточного транспортера с возможностью изменения скорости движения, при этом ионизатор воздуха состоит из плазматрона постоянного тока и генератора с регулятором напряжения на электроде до 20 кВ, при этом вентилятор соединен с ионизатором воздуха соединительным патрубком, а ионизатор воздуха соединен с камерой. Способ обеззараживания семян перед посевом холодной атмосферной воздушной плазмой, реализуемый с использованием устройства по п. 1, характеризующийся тем, что семена из загрузочного бункера подают на ленточный транспортер, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера для регулирования времени обработки семян; далее семена подают в камеру; одновременно в камеру из ионизатора воздуха с помощью вентилятора подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом регулируют напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха до 20 кВ; при этом проводят обработку семян холодной атмосферной воздушной плазмой.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1 - Фиг. 5.
На Фиг. 1 представлена заявленная установка для обработки семян холодной атмосферной воздушной плазмой, где:
1 - вентилятор,
2 - патрубок,
3 - ионизатор воздуха с регулятором напряжения на электроде до 20 кВ,
4 - камера,
5 - бункер,
6 - ленточный транспортер.
На Фиг. 2 приведены результаты обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой в течении 30 сек.
На Фиг. 3 приведены результаты обработки семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой в течении 10 сек.
На Фиг. 4 приведены результаты обработки семян гороха при напряжении 15 кВ.
На Фиг. 5 приведены результаты обработки семян яровой пшеницы при напряжении 5 кВ.
Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.
Заявленный технический результат достигается разработкой устройства для обработки семян холодной атмосферной воздушной плазмой и способа его работы.
Заявленное техническое решение заключается в воздействии на семена холодной атмосферной воздушной плазмой. В зависимости от пораженности семян патогенами, рекомендуется использовать различные меры воздействия плазмой с соблюдениемвременного интервала. На выходе из устройства получают обеззараженные, готовые к посеву семена зерновых культур с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Газоразрядная низкотемпературная плазма содержит различные заряженные (ионы и электроны), нейтральные (молекулы и атомы) частицы и продукты активации плазмохимических реакций, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Плазма может окислять различные микроорганизмы и разрушать не только их оболочки, но и ДНК вирусов и бактерий. Оставаясь при этом холодной, такая плазма не разрушает теплочувствительные материалы, что дает возможность ее широкого использования в качестве сильного стерилизатора. В отличие от ставших традиционными способов стерилизации, газоразрядный метод обладает целым рядом отличительных преимуществ.
Так, изначально холодные температуры дают возможность стерилизовать теплочувствительные материалы. Кроме того, большой спектр агентов, которые включает в себя плазма с газовым разрядом (это заряженные частицы, нейтралы, разнообразные продукты активации плазмохимических реакций, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, электромагнитные поля), дает возможность значительно сократить время, нужное для обработки семян, что приводит к экономии энергоресурсов.
Далее заявителем приведена конструкция заявленного устройства для обработки семян холодной атмосферной воздушной плазмой.
Заявленная установка состоит из следующих элементов (Фиг. 1):
- вентилятор 1,
- патрубок 2,
- ионизатор воздуха 3,
- камера 4,
- загрузочный бункер 5,
- ленточный транспортер 6.
Ионизатор воздуха 3 состоит из плазматрона постоянного тока (на Фиг. не указан) и генератора с регулятором напряжения на электроде до 20 кВ (на Фиг. не указан).
При этом вентилятор 1 соединен с плазмотроном ионизатора воздуха 3 с помощью патрубка 2, например, сваркой, хомутом и др.
Ионизатор воздуха 3 соединен с камерой 4, например, сваркой.
Далее заявителем приведен заявленный способ работы заявленного устройства для обработки семян холодной атмосферной воздушной плазмой.
Семена из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 для регулирования времени обработки семян; далее семена подают в камеру 4; одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом регулируют напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха до значения не более 20 кВ в зависимости от культуры семян; при этом проводят обработку семян холодной атмосферной воздушной плазмой.
В качестве плазмотрона ионизатора воздуха 3 возможно использовать, например, плазмотрон РТ-31 Varteg [https://www.vseinstrumenti.ru/rashodnie-materialy/instrument/dlya-svarochnyh-rabot/dlya-plazmennoy-rezki/plazmotrony-gorelki/varteg/6296/].
В качестве генератора ионизатора воздуха 3 возможно использовать, например, генератор высокого напряжения СКАТ-70М [https://www.electronpribor.ru/catalog/2/skat-70m.htm].
Далее заявителем приведены Примеры осуществления заявленного технического решения.
Заявителем приведены Примеры обработки семян, например, гороха и яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой с различным временем обработки (30 сек., 50 сек., 80 сек. для гороха (Примеры 9-11), и 10 сек., 15 сек, 20 сек. для яровой пшеницы (Примеры 13-15), а также контрольные Примеры без обработки холодной атмосферной воздушной плазмой (Примеры 12, 16).
При этом перед обработкой проведен подбор оптимального значения напряжения для конкретной культуры семян, для чего проведена обработка при одинаковом времени воздействия плазмой, например, 30 сек. и различным напряжением для гороха (Примеры 1-3) и 10 сек. и различным напряжением для яровой пшеницы (Примеры 5-7), а также контрольные Примеры без обработки холодной атмосферной воздушной плазмой (Примеры 4, 8).
Пример 1.
Результаты обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой в течение 30 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 10 кВ.
Семена гороха из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 30 сек. Далее семена гороха подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 10 кВ. Обрабатывают семена гороха в течение, например, 30 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 2.
Результаты обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой в течении 30 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 15 кВ.
Семена гороха из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 30 сек. Далее семена гороха подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 15 кВ. Обрабатывают семена гороха в течение, например, 30 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 3.
Результаты обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой в течении 30 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 20 кВ.
Семена гороха из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 30 сек. Далее семена гороха подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 20 кВ. Обрабатывают семена гороха в течение, например, 30 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 4.
Контрольный пример без обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой.
Для подтверждения эффективности заявленного устройства проводят измерения характеристик семян гороха без обработки заявленным способом.
Результаты обработки семян гороха по Примерам 1-4 представлены в Таблице 1 на Фиг. 2.
Анализ результатов, приведенных в Таблице 1, показывает, что характеристики роста менялись в следующих пределах по сравнению с контролем:
- энергия прорастания от 79,6 до 87,1%;
- всхожесть от 83,1 до 91,8%;
- общая длина от 13,4 до 15,4 мм.;
- длина корня от 8 до 9,1 мм;
- длина стебля от 5,4 до 6,3 мм;
- общий вес от 1,2 до 1,5 гр;
- вес корня от 0,6 до 0,8 гр;
- вес стебля от 0,6 до 0,7 гр.
На основании проведенных исследований заявитель делает логический вывод, что оптимальными параметрами предпосевной обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой являются напряжение 15 кВ.
Пример 5.
Результаты обработки семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой в течении 10 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 2 кВ.
Семена яровой пшеницы из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 10 сек. Далее семена яровой пшеницы подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 2 кВ. Обрабатывают семена яровой пшеницы в течение, например, 10 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 6.
Результаты обработки яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой в течении 10 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 5 кВ.
Семена яровой пшеницы из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 10 сек. Далее семена яровой пшеницы подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 5 кВ. Обрабатывают семена яровой пшеницы в течение, например, 10 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 7.
Результаты обработки семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой в течении 10 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 8 кВ.
Семена яровой пшеницы из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 10 сек. Далее семена яровой пшеницы подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 8 кВ. Обрабатывают семена яровой пшеницы в течение, например, 10 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 8.
Контрольный пример без обработки семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой.
Для подтверждения эффективности заявленного устройства проводят измерения характеристик семян яровой пшеницы без обработки заявленным способом.
Результаты обработки семян яровой пшеницы по Примерам 4-8 представлены в Таблице 2 на Фиг. 3.
Анализ результатов, приведенных в Таблице 2, показывает, что характеристики роста менялись в следующих пределах по сравнению с контролем:
- энергия прорастания от 83,1 до 90,1%;
- всхожесть от 88,4 до 92,1%;
- общая длина от 26,4 до 28,8 мм.;
- длина корня от 12,1 до 13,7 мм;
- длина стебля от 14,3 до 15,1 мм;
- общий вес от 0,1 до 0,14 гр;
- вес корня от 0,04 до 0,07 гр;
- вес стебля от 0,06 до 0,07 гр.
На основании проведенных исследований заявитель делает логический вывод, что оптимальными параметрами предпосевной обработки семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой являются напряжение 5 кВ.
Далее приведены Примеры обработки семян при различном времени воздействия плазмой.
Пример 9.
Обработка семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой в течение 30 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 15 кВ.
Семена гороха из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 30 сек. Далее семена гороха подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 15 кВ. Обрабатывают семена гороха в течение, например, 30 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 10.
Обработка семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой в течение 50 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 15 кВ.
Семена гороха из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 50 сек. Далее семена гороха подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 15 кВ. Обрабатывают семена гороха в течение, например, 50 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 11.
Обработка семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой в течение 80 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 15 кВ.
Семена гороха из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 80 сек. Далее семена гороха подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 15 кВ. Обрабатывают семена гороха в течение, например, 80 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 12.
Контрольный пример без обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой.
Для подтверждения эффективности заявленного устройства проводят измерения характеристик семян гороха без обработки заявленным способом.
Результаты обработки семян гороха по Примерам 9-12 представлены в Таблице 3 на Фиг. 4.
Анализ результатов, приведенных в Таблице 3, показывает, что характеристики роста менялись в следующих пределах по сравнению с контролем:
- энергия прорастания от 80,6 до 93,6%;
- всхожесть от 87,1 до 98,2%;
- общая длина от 14,5 до 18,9 мм.;
- длина корня от 9,1 до 12,5 мм;
- длина стебля от 5,4 до 6,4 мм;
- общий вес от 1,3 до 1,8 гр;
- вес корня от 0,8 до 1 гр;
- вес стебля от 0,5 до 0,8 гр.
На основании проведенных исследований заявитель делает логический вывод, что оптимальными параметрами предпосевной обработки семян гороха холодной атмосферной воздушной плазмой являются напряжение 15 кВ и время обработки 50 секунд.
Пример 13.
Обработка семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой в течение 10 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 5 кВ.
Семена яровой пшеницы из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 10 сек. Далее семена яровой пшеницы подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 5 кВ. Обрабатывают семена яровой пшеницы в течение, например, 10 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 14.
Обработка семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой в течение 15 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 5 кВ.
Семена яровой пшеницы из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 15 сек. Далее семена яровой пшеницы подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 5 кВ. Обрабатывают семена яровой пшеницы в течение, например, 15 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 15.
Обработка семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой в течение 20 сек при напряжении на электроде генератора ионизатора воздуха 5 кВ.
Семена яровой пшеницы из загрузочного бункера 5 подают на ленточный транспортер 6, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера 6 таким образом, чтобы время обработки составило, например, 20 сек. Далее семена яровой пшеницы подают в камеру 4.
Одновременно в камеру 4 из ионизатора воздуха 3 с помощью вентилятора 1 подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом задают напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха, например, 5 кВ. Обрабатывают семена яровой пшеницы в течение, например, 20 сек.
Получены обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Пример 16.
Контрольный пример без обработки семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой.
Для подтверждения эффективности заявленного устройства проводят измерения характеристик семян яровой пшеницы без обработки заявленным способом.
Результаты обработки семян яровой пшеницы по Примерам 13 - 16 представлены в Таблице 4 на Фиг. 5.
Анализ результатов, приведенных в Таблице 4, показывает, что характеристики роста менялись в следующих пределах по сравнению с контролем:
- энергия прорастания от 84,1 до 99,4%;
- всхожесть от 90,6 до 97,8%;
- общая длина от 23 до 29,1 мм;
- длина корня от 10,7 до 13,8 мм;
- длина стебля от 12,3 до 15,3 мм;
- общий вес от 0,1 до 0,15 гр;
- вес корня от 0,04 до 0,09 гр;
- вес стебля составил 0,06 гр.
На основании проведенных исследований заявитель делает логический вывод, что оптимальными параметрами предпосевной обработки семян яровой пшеницы холодной атмосферной воздушной плазмой являются напряжение 5 кВ и время обработки 15 сек.
На окончательном этапе получаем обеззараженные, готовые к посеву семена с высокой энергией прорастания и всхожестью.
Из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнуты заявленные технические результаты, а именно: создано устройство для обработки семян холодной атмосферной воздушной плазмой и разработан способ его работы, что обеспечило:
1 - повышение энергии прорастания и всхожести (по ГОСТ 10968-88 Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания) - см. Примеры 1-16;
При этом в заявленном техническом решении не используются химические препараты и инертные газы, нет необходимости создания вакуумной системы. Поэтому заявленное техническое решение данное по сравнению с прототипом имеет:
2 - более высокую производительность;
3 - меньшую энергозатратность;
4 - более ремонтопригодность устройства;
5 - низкую стоимость оборудования;
6 - исключается необходимость обеспечения герметизации при обработке семян;
7 - более низкую себестоимость производства и экологическую безопасность.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного уровня техники не выявлены технические решения, обладающие заявленной совокупностью отличительных признаков, обеспечивающих достижение заявленных результатов.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в данной области науки и техники.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», так как может быть реализовано на любом специализированном предприятии с использованием стандартного оборудования, известных отечественных материалов и технологий.
Claims (2)
1. Устройство для обеззараживания семян перед посевом холодной атмосферной воздушной плазмой, характеризующееся тем, что состоит из камеры, ионизатора воздуха, вентилятора, соединительного патрубка, загрузочного бункера, ленточного транспортера с возможностью изменения скорости движения, при этом ионизатор воздуха состоит из плазмотрона постоянного тока и генератора с регулятором напряжения на электроде до 20 кВ, при этом вентилятор соединен с ионизатором воздуха соединительным патрубком, а ионизатор воздуха соединен с камерой.
2. Способ обеззараживания семян перед посевом холодной атмосферной воздушной плазмой, реализуемый с использованием устройства по п.1, характеризующийся тем, что семена из загрузочного бункера подают на ленточный транспортер, при этом регулируют скорость движения ленточного транспортера для регулирования времени обработки семян; далее семена подают в камеру; одновременно в камеру из ионизатора воздуха с помощью вентилятора подают холодную атмосферную воздушную плазму, при этом регулируют напряжение на электроде генератора ионизатора воздуха до 20 кВ, при этом проводят обработку семян холодной атмосферной воздушной плазмой.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781971C1 true RU2781971C1 (ru) | 2022-10-21 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2076557C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ обработки семян растений |
| RU2076555C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Устройство для плазменной обработки семян растений |
| RU2076556C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ предпосевного стимулирования жизнеспособности и продуктивности семян сельскохозяйственных культур |
| RU2279202C1 (ru) * | 2005-07-05 | 2006-07-10 | Александр Анатольевич Кульков | Способ и установка промышленной предпосевной обработки семян |
| RU2293456C1 (ru) * | 2005-07-13 | 2007-02-20 | Александр Константинович Филиппов | Способ предпосевной обработки семян растений |
| CN101669416A (zh) * | 2008-09-12 | 2010-03-17 | 杨思泽 | 利用等离子体处理植物种子的方法及实现该方法的装置 |
| CN106856718A (zh) * | 2017-03-05 | 2017-06-20 | 庆阳敦博科技发展有限公司 | 一种大黄种子播前处理方法 |
| CN108770408A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-09 | 枞阳县横埠庆平家庭农场 | 一种水稻种子的播前处理方法 |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2076557C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ обработки семян растений |
| RU2076555C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Устройство для плазменной обработки семян растений |
| RU2076556C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ предпосевного стимулирования жизнеспособности и продуктивности семян сельскохозяйственных культур |
| RU2279202C1 (ru) * | 2005-07-05 | 2006-07-10 | Александр Анатольевич Кульков | Способ и установка промышленной предпосевной обработки семян |
| RU2293456C1 (ru) * | 2005-07-13 | 2007-02-20 | Александр Константинович Филиппов | Способ предпосевной обработки семян растений |
| CN101669416A (zh) * | 2008-09-12 | 2010-03-17 | 杨思泽 | 利用等离子体处理植物种子的方法及实现该方法的装置 |
| CN106856718A (zh) * | 2017-03-05 | 2017-06-20 | 庆阳敦博科技发展有限公司 | 一种大黄种子播前处理方法 |
| CN108770408A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-09 | 枞阳县横埠庆平家庭农场 | 一种水稻种子的播前处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mir et al. | Understanding the role of plasma technology in food industry | |
| Hertwig et al. | Cold atmospheric pressure plasma and low energy electron beam as alternative nonthermal decontamination technologies for dry food surfaces: A review | |
| Hati et al. | Food bioprocessing by non-thermal plasma technology | |
| Kim et al. | Moisture vaporization-combined helium dielectric barrier discharge-cold plasma treatment for microbial decontamination of onion flakes | |
| Rao et al. | The application of cold plasma technology in low-moisture foods | |
| Ansari et al. | A comprehensive study on decontamination of food-borne microorganisms by cold plasma | |
| KR101839918B1 (ko) | 비열 플라즈마를 이용한 종자의 살균 및 발아촉진방법 | |
| KR20100039831A (ko) | 식품 로스팅 및 표면 살균 방법 | |
| US5281315A (en) | Gas plasma treatment of plant seeds | |
| Harikrishna et al. | Cold plasma as an emerging nonthermal technology for food processing: A comprehensive review | |
| JP4210258B2 (ja) | 食物の表面および食物パッケージング由来のヒト病原体の低温衛生化 | |
| Feroz et al. | Emerging technologies for food safety: high pressure processing (HPP) and cold plasma technology (CPT) for decontamination of foods | |
| Rüntzel et al. | Effect of cold plasma on black beans (Phaseolus vulgaris L.), fungi inactivation and micro-structures stability | |
| Murtaza et al. | Cold plasma: A success road to mycotoxins mitigation and food value edition | |
| RU2781971C1 (ru) | Устройство для обеззараживания семян холодной атмосферной воздушной плазмой и способ его работы | |
| WO2008013749A1 (en) | Pasteurization and sterilization of dry or low moisture particulate pharmaceutical and food products by high frequency microwaves | |
| Butscher et al. | Disinfection of granular food products using cold plasma | |
| JP6473873B2 (ja) | 穀類の滅菌・処理方法 | |
| Salarieh et al. | Sterilization of turmeric by atmospheric pressure dielectric barrier discharge plasma | |
| Filatova et al. | Plasma-radiowave stimulation of plant seeds germination and inactivation of pathogenic microorganisms | |
| Kamano et al. | Use and efficacy of low temperature plasma in foods: promising intervention on aflatoxin control in maize in Kenya–A review | |
| US4307120A (en) | Coconut method and product | |
| Ramireddy et al. | Cold plasma applications on pulse processing | |
| RU2294124C2 (ru) | Способ стерилизации сушеных пищевых продуктов | |
| Pandey et al. | 15 ChaptEr Use of plasma in Food processing |