DE2945334C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begasung von in einem Behälter gelagerten landwirtschaftlichen Produkten, wie z. B. Korn, mit einem Gemisch aus einem gasförmigen, von den Produkten sehr wenig aufgenommenen Beizmittel und Luft.

Landwirtschaftliche Produkte, wie z. B. Korn, werden häufig über eine bestimmte Zeitdauer gelagert, wie z. B. zwischen der Ernte und der Weiterverarbeitung der Produkte. Diese Zeitdauer kann beträchtlich sein. Dementsprechend wird zur Aufrechterhaltung der Qualität des gelagerten Produkts das Produkt gewissen Behandlungen unterworfen, um es in einem guten Zustand zu halten und ein Verderben zu verhindern.

So muß beispielsweise die Temperatur und Feuchtigkeit des gelagerten Produkts innerhalb gewisser Grenzen gehalten werden, um ein Verderben zu verhindern. Dieses Konditionie­ ren wird in einigen Fällen mittels physikalischem Umwälzen des Korns in dem Lagerbehälter erreicht. Dabei wird die Temperatur und Feuchtigkeit mittels großer Ventilatoren zur Belüftung des Produkts durch ein in dem Lagerbehälter an­ geordnetes Belüftungssystem erreicht, das gewöhnlich aus einem unterhalb des gelagerten Produkts angeordneten Be­ lüftungsverteiler und in dem Dach oder Oberteil des Lager­ behälters (gewöhnlich als "Deckel" bezeichnet) angeordnete Entlüftungsöffnungen besteht. Auf diese Weise strömt Um­ gebungsluft durch das Volumen des gelagerten Produkts nach oben oder nach unten.

Zusätzlich zu den Problemen, die von einer zu hohen Tempe­ ratur oder Feuchtigkeit verursacht werden, besteht die Ge­ fahr, daß die gelagerten landwirtschaftlichen Produkte von Schädlingen, wie z. B. Insekten, beschädigt werden, die das Produkt fressen, Eier in das Produkt legen usw. Das heißt, man muß, sobald die Produkte gelagert sind, Maßnahmen ergreifen, um eine wesentliche Verschlechterung des Produkts zu ver­ hindern, die auftreten kann. Es wurden verschiedene flüs­ sige chemische Mittel verwendet, um Schädlinge in den ge­ lagerten landwirtschaftlichen Produkten zu töten und zu verhindern, daß sie das Produkt zerstören. Derartige flüs­ sige Beizmittel werden von oben auf das gelagerte Produkt aufgegeben, wodurch das chemische Mittel in dem Produkt und durch das Produkt nach unten fließt, um den Insekten­ befall an allen Stellen zu verhindern. Derartige flüssige Behandlungsverfahren sind jedoch nur sehr aufwendig zu steuern und schwierig so anzuwenden, daß man eine gleichförmige Verteilung des chemischen Mittels innerhalb des gelagerten Produkts erreicht, die notwendig ist, einen annehmbar hohen Prozentsatz des Insektenbefalls zu tilgen.

Aus der US-PS 32 64 118 ist bereits ein Verfahren zur Lagerung von Korn in einem Behälter bekannt, bei dem zunächst konditionierte Luft mit einer Strömungsge­ schwindigkeit von durchschnittlich 0,102 m³/min pro m³ Produkt durch den Behälter geleitet wird. Dann wird konditionierte Luft intermittierend durch den Behälter zirkuliert, wenn die Temperatur im Behälter über (= 4,5°C) 40°F ansteigt. In diesem Stadium kann die Behandlung anstatt mit Luft auch mit einem anderen nicht giftigen Gas erfolgen. Schließlich wird wieder konditionierte Luft kontinuierlich durch den Behälter zirkuliert, und zwar mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,0424 m³/min pro m³ Produkt. Die Mitverwendung eines Beizmittels ist nicht vorgesehen.

Aus der US-PS 16 13 186 ist ferner auch bereits ein Verfahren zur Begasung von Korn bekannt, bei dem verdünntes Konservierungsgas (Inertgas, welches das Beizmittel, z. B. Cyanwasserstoff, enthält) im Gemisch mit Luft in dem Lagerbehälter umgewälzt, für etwa 2 Stunden darin belassen und dann von nachströmender Luft wieder ausgetrieben wird. Von einer Strömungs­ geschwindigkeit ist nicht die Rede, aber im Hinblick auf die kurze Kontaktzeit kann angenommen werden, daß diese sehr hoch ist.

Bekannt ist schließlich auch ein spezielles Beizmittel, Aluminiumphosphid, das man als festes Beizmittel bezeichnen kann. Es ist in der Form von Tabletten, Pellets oder verdichtetem Pulver erhältlich. Von dem festen Aluminiumphosphid wird gasförmiges Phosphin in Gegenwart von atmosphärischer Feuchtigkeit erzeugt. In der Vergangenheit wurde Phosphin als Beizmittel bei statischer Anwendung verwendet, da die Fachwelt der Meinung war, daß es nicht in mit Luftströmung arbeitenden Verfahren verwendet werden sollte. Das Beizmittel wurde in seiner festen Form dem Korn zugegeben, wenn das Korn von einem Behälter in den anderen gefördert wurde, und oben oder oben und unten auf bzw. in dem Korn in dem Behälter als auch in verschiedenen Höhen im Korn verteilt. Dabei beruht jedes dieser Beizverfahren auf der Eindringfähigkeit des Phosphingases und auf der Konvektionsströmung innerhalb eines Lagerbehälters, um eine Verteilung in dem gelagerten Produkt zu erreichen. In einigen Fällen wurden Belüftungssysteme mit hohem Luftdurch­ satz zur Unterstützung des Eindringens des Phosphins ver­ wendet. Während andere Beizmittel in ungefähr 10 bis 40 min austreten und eine Konzentrationsspitze erreichen, erfordert Aluminiumphosphid eine sehr viel längere Zeit, 16 bis 30 Stunden, zum Abgeben des darin enthaltenen Phosphingases, wobei man die Beziehung zwischen dieser Abgabezeit und dem geeigneten Luftdurchsatz bisher nicht erkannt hat.

Es besteht daher ein Bedürfnis für ein Behandlungs­ verfahren für Korn und andere landwirtschaftliche Produkte, mit dem eine gleichmäßige Verteilung eines chemischen Mittels in einer Luftströmung und eine gleichförmige hohe Verteilungsgeschwindigkeit erreicht wird, ohne daß große und teure Luftumwälz­ anlagen oder große Mengen des chemischen Mittels erforderlich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß das Beizmittel Phosphin ist, das innerhalb der Begasungsvorrichtung aus Aluminiumphosphid gewonnen wird, und daß das Gemisch aus Beizmittel und Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von weniger als 0,005 m³/ min pro m³ Produkt in dem Behälter ausreichend lange umgewälzt wird, um die in dem Behälter enthaltene Luft ein- bis zehnmal umzuwälzen.

Um den gewünschten Erfolg zu erreichen, wird die Luft innerhalb des Behälters mit einer Strömungsgeschwindig­ keit umgewälzt, die geringer als 0,005 m³ /min pro m³ Produkt ist (1,5stündiger Luftaustausch). Optimale Ergebnisse werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zwischen 0,00127 m³/min pro m³ Produkt (6,5stündiger Luftaustausch) und 0,0006 m³/min pro m³ Produkt (11stündiger Luftaustausch) eingestellt wird. Das Verfahren kann mit Erfolg sogar noch bei einer Strömungsgeschwindig­ keit der Luft betrieben werden, die ausreichend niedrig ist, um einen Luftaustausch in 3,5 Tagen zu bewirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zum Beizen ganzen oder behandelten Korns und mehlartiger Produkte, wie z. B. Mehl, geeignet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Speichers für landwirtschaft­ liche Produkte, der zur Durchführung des Verfahrens verwendet wird.

Fig. 1 zeigt schematisch den Umriß eines Speichersystems, das mit dem Verfahren arbeitet. Das landwirtschaftliche Produkt 10 ist in dem Behälter 12 gelagert. Mit dem unteren Abschnitt 12 ist über einen Luftzuführkanal 16 und einen Belüftungsverteiler 18 ein Gebläse oder Ventilator 14 verbunden, während eine Luftrückführ­ leitung 20 mit dem Behälter 12 in der Nähe des oberen Abschnitts des Behälters verbunden ist und Luft aus dem Behälter zu dem Gebläse 14 zur Umwälzung durch den Luftzuführkanal 16 und das gelagerte Produkt 10 leitet.

Das Umwälzsystem, bestehend aus dem Gebläse 14 und den zugehörigen Zuführ- und Rückführkanälen 16 und 20 wird an dem Speicher angeordnet, um einen Umwälzer für die Luft zu schaffen, die durch den Behälter und das gespeicherte Produkt 10 strömt. Das Aluminiumphosphid wird dann in dem geschlossenen System zugegeben.

Gewöhnlich wird bei diesem Verfahren das Aluminium­ phosphid auf die obere Fläche des landwirtschaftlichen Produkts 10 aufgegeben, obwohl es auch irgendwo innerhalb des geschlossenen Systems, wie z. B. in dem Zuführkanal 16 oder dem Rückführkanal 20 zugegeben werden kann, je nachdem welche Art und Weise in einem speziellen Anwendungsfall am geeignetsten erscheint. Das Gebläse 14 wird über eine geeignete Zeit zur Erreichung einer gleichförmigen Verteilung des gasförmigen Phosphins innerhalb des Volumens des landwirtschaftlichen Produkts 10 betrieben. Wenn das Gebläse ausreichend lange zur Erreichung der gewünschten gleichförmigen Verteilung eingeschaltet war, wird es abgeschaltet. Es ist keine weitere Luftbewegung mehr notwendig, bis der Behälter zur Belüftung des landwirtschaftlichen Produkts und zur Entfernung des Phosphins entlüftet wird.

Das Gebläse 14, der Luftzuführkanal 16 und der Luftrück­ führkanal 20 sind größenmäßig schematisch dargestellt, um die relative Größe der Geräte zum Trocknen, Kühlen, Konditionieren und Behandeln des Produkts 10 nach gewöhnlichen Verfahren zu zeigen. In Fig. 1 ist eine Rückführleitung 22 für geringen Durchsatz, ein Gebläse 24 für geringen Durchsatz und eine Zuführleitung 26 für geringen Durchsatz dargestellt, die eine relativ geringe Größe und Kapazität aufweisen, und die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so durchgeführt werden, daß die Entlüftungen des Behälters 12 abgedichtet sind und das Gebläse 24, wie Rückführ­ leitung 22 und die Zuführleitung 26 zum Umwälzen des chemischen Mittels mit einer sehr geringen Strömungsgeschwindigkeit und einer ausreichenden Zeitdauer verwendet werden, um eine gleichförmige Verteilung zu bewirken. Es kann aber auch eine Umwälzeinrichtung größerer Kapazität verwendet werden, wie z. B. aus dem Gebläse 14, dem Luftzuführ­ kanal 16 und dem Luftrückführkanal 20. Wenn diese größere, gewöhnliche Ausrüstung verwendet wird, wird die erfindungsgemäße sehr geringe Luftströmung dadurch erreicht, daß das größere Gebläse nur in Abständen von 3 bis 4 Stunden jeweils 1 bis 5 min lang eingeschaltet wird und geeignete Vorkehrungen hinsichtlich der auftretenden höheren Drucke getroffen werden.

Das beim erfindungsgemäßen Verfahren als Beispiel dienende Phosphin wird von den landwirtschaftlichen Produkten nur in geringem Maße absorbiert. Es wird aus dem Aluminiumphosphid nur langsam freigegeben. Daher kann die Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Durchsatz der umgewälzten Luft entscheidend vermindert werden, wobei man bei geringeren Material- und Ener­ giekosten bessere Ergebnisse erzielt. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Begasungsverfahrens werden Durchsätze von weniger als etwa 0,005 m³/min pro m³ Produkte verwendet. Vorzugsweise werden Durchsätze zwischen 0,00127 m³/min pro m³ Produkt und 0,0006 m³ / min pro m³ Produkt verwendet, wobei man eine ausgezeichnete Verteilung des gasförmigen Beizmittels erreicht. Diese Durchsätze entsprechen einem vollständigen Luftaustausch in dem gespeicherten Produkt innerhalb 6,5 bis 11 Stunden.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen im folgenden anhand einiger Beispiele erläutert werden. Die in diesen Beispielen verwendeten Aluminiumphosphid- Tabletten wogen pro Stück 3 g. Jede Tablette enthielt soviel Aluminiumphosphid, daß theoretisch 1 g Phosphin freigesetzt werden konnte.

Beispiel 1

Es wurden drei gleiche stahlgeschweißte Kornspeicher mit einer Höhe von 12 m und einem Durchmesser von 35 m 11 m hoch mit 10670 m³ Langkornreis beladen. Ein 2-PS-Gebläse mit einer Eintrittsöffnung mit einem Durchmesser von 152 mm und einer Austrittsöffnung mit einem Durchmesser von 86 mm wurde in Verbindung mit den letzten zwei Speichern verwendet. Auf dem oberen Teil jedes Speichers wurde eine Rückführleitung mit einem Durchmesser von 152 mm mit dem Gebläseeintritt verbunden. Der Gebläseaustritt war mittels eines 1,8 m langen Schlauchstücks mit einem Durchmesser von 100 mm mit dem mittleren Sammelsystem am Boden des Speichers verbunden. Es wurde ein Luftdurchsatz von 0,0011 m³/ min pro m³ Produkt mit einem etwa 8stündigen Luftaustausch innerhalb des Reises erreicht.

Als Vergleich wurde der erste Tank mit Aluminiumphosphid ohne Luftumwälzung behandelt. Es wurden zwei Schachteln Aluminiumphosphid-Tabletten (etwa 40 Tabletten pro 33,35 m³ Reis) gleichmäßig über die Reisfläche verteilt. Nach 500 Stunden (21 Tagen) war der Beiztest abgeschlossen.

In dem ersten Tank erhielt man Spritzenkonzentrationen in der Größenordnung von 2400 ppm. Das Gas erforderte 5 Tage, um bis zum Boden des Speichers mit einer sublethalen Konzentration von 10 bis 15 ppm durchzudringen. Nach 21 Tagen hatte die Bodenkonzentration 20 ppm nicht überschritten, obwohl eine minimale Konzentration von 50 ppm angestrebt wurde.

Der zweite Tank wurde mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben. Es wurden 40 Aluminiumphosphid-Tabletten pro 33,35 m³ gleichmäßig über die Reisoberfläche verteilt. Nach ungefähr 3 Stunden, nachdem die Konzentration des Beizmittels im oberen Bereich 490 ppm erreichte, wurde das Gebläse angeschaltet und mit Ausnahme kurzer Unterbrechungen 13 Stunden lang betrieben. Nach 10 Stunden Stillstand wurde das Gebläse erneut etwa 8 Stunden lang angeschaltet, so daß es etwa insgesamt 21 Stunden lang in dem Versuch lief. Das Gebläse wurde dann abgeschaltet und der Versuch nach 201 Stunden (8,3 Tagen) beendet. Man erhielt im gesamten Speicher 8 Stunden nach der Behandlung eine vollständige Verteilung von 450 ppm. Eine gleichförmige und lethale Konzentration wurde innerhalb von 5,5 bis 8 Tagen mit dem Ergebnis einer vollständigen Schädlingsbekämpfung erreicht.

Der dritte Tank wurde mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben, wobei nur ungefähr 20 Aluminiumphosphid-Tabletten pro 33,35 m³ verwendet wurden. Die Tabletten wurden pulverisiert und in den Raum oberhalb des Gutes von einer Seite eingeblasen. Nach 1,5 Stunden, nachdem eine Konzentration von 650 ppm über dem Reis festgestellt wurde, wurde der Ventilator angeschaltet und kontinuierlich 18 ¹/₂ Stunden betrieben. Nach 135 Stunden wurde das Beizverfahren als abgechlossen angesehen. Auch mit der verringerten Dosierung wurde eine vollständige Verteilung des Gases innerhalb eines Zeitraums von 8 Stunden erreicht. Die gesamte Entwesung wurde innerhalb von 5,67 Tagen erreicht.

Beispiel 2

Ein ebenes Lagerhaus mit Stahlwänden mit einer Länge von 110 m, einer Breite von 27,5 m und einer Höhe von 12 m enthielt vier Behälter mit einer Länge von 27,5 m und einer Breite von 27,5 m mit einer Kapazität von 36 850 m³. Jeder Behälter wurde etwa 10,8 m hoch beladen und enthielt 24 120 m³ Rohreis. Es wurden 80 Tabletten Alu­ miniumphosphid pro 33,35 m³ in die oberen Abschnitte des Gehäuses über eine Rohrleitung mit einem Durchmesser von 32 mm, die mit einem 1,5-PS-Hochgeschwindigkeitsgebläse verbunden war, eingeblasen. Ein Gebläse war mit einem unteren Belüftungsverteiler unterhalb jedes Behälters verbunden. Die Durchsatzmenge der Luft wurde auf etwa 0,0012 m³/min pro m³ Produkt (6stündiger gesamter Luftaustausch) berechnet. Ein natürlicher Insekten­ befall von Reisrüsselkäfern und kleineren Kornwürmern wurde ausgerottet und der Reis wurde nach etwa vier Monaten verladen, ohne daß irgendein Insektenbefall festgestellt werden konnte. Die vollständige Verteilung wurde innerhalb von 6 Stunden erreicht, wobei man Konzentrationen erhielt, die innerhalb der für das Produkt zulässigen Toleranzen lagen.

Beispiel 3

Zwei identische Kornspeicher aus Wellblech mit einem Durchmesser von 22 m, einem Dachvorsprung von 15,5 m und einer Höhe von 22 m, die eine zugemessene Kapazität von 6633 m³ aufwiesen, wurden mit 6578 m³ Mais beladen. Auf dem Dach wurde 0,6-0,9 m über dem Dachvorsprung eine PVC-Leitung mit einem Durchmesser von 152 mm angeordnet, die nach unten an der Außenwand bis etwa 1,52 m über Grund geleitet wurde. Ein Verteiler aus einem PVC-Rohr und ein biegsamer Schlauch verband die Rückführleitung mit einem 2-PS-Gebläse, wobei die Ausführung von dem Gebläse mit einem Belüftungssystem im Boden des Speichers unterhalb des Korns verbunden war. Es wurde ein Luftdurchsatz von etwa 0,0021 m³/min pro m³ Produkt (3,5stündiger Luftaustausch) berechnet. Beide Speicher wurden mit der gleichen Menge von ungefähr 80 Aluminiumphosphid-Tabletten pro 33,35 m³ gebeizt, wobei insgesamt 14 400 Tabletten pro Speicher verwendet wurden.

In dem ersten Speicher wurde die gesamte Menge über die Kornoberfläche auf die der Luftrückführleitung gegenüberliegenden Fläche aufgebracht. Sobald alle Tabletten eingebracht waren, wurde das Gebläse an­ geschaltet und blieb 12 Stunden lang eingeschaltet. Nach 7 Stunden wurde es erneut 5 ¹/₂ Stunden eingeschaltet, wodurch man eine Gesamtlaufzeit von 17 ¹/₂ Stunden oder eine 24stündige Beizzeit erhielt. Nach 3,5 Stunden wurde eine gleichförmige vollständige Verteilung festgestellt.

Zum Vergleich wurden in dem zweiten Speicher 9600 Tabletten (²/₃ der Menge) in die obere Zone eingebracht und die verbleibenden 4800 Tabletten wurden in die Belüftungskanäle am Boden des Speichers eingebracht. Es wurde keine Umwälzung verwendet. Unterschiedliche Konzentrationen des Beizmittels wurden an verschiedenen Stellen von der Oberseite bis zum Boden des Speichers festgestellt. Das Gas benötigte 2,5 Tage um bis zur Mitte des Speichers durchzudringen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile können zusammengefaßt werden, indem man die verschiedenen Behandlungsparameter für einen typischen dichten Stahlspeicher mit einer Kapazität von 6700 m³ vergleicht. Die Belüftung und Konditionierung kann in einem derartigen Speicher bei einem Durchsatz von 0,0848 m³/min pro m³ Produkt erfolgen, wobei ein 20-PS-Gebläse mit einem Leitungsdurchmesser von 1220 mm einen Durchsatz von 34 000 m³/h erreicht. Bekannte Beizverfahren mittels Umwälzen verwenden gewöhnlich einen Durchsatz von 0,0212 m³/min pro m³ Produkt, der mittels eines 3-5-PS-Gebläses und einer Leitung mit einem Durchmesser von 914 mm erreicht wird. Das erfindungsgemäße Beizverfahren kann in einem derartigen Tank demgegenüber mit einem Durchsatz von 0,000848 m³/min pro m³ Produkt betrieben werden, wodurch lediglich ein Gebläse mit einer Leistung von ¹/₃-PS und eine Leitung mit einem Durchmesser von 114 mm erforderlich ist. Das Verfahren kann wirkungsvoll sogar noch bei geringeren Durchsätzen von 0,0006 m³/min pro m³ Produkt mit einer noch kleineren Einrichtung betrieben werden.

Die Vorteile des Verfahrens treten aufgrund eines Vergleiches der erforderlichen Menge von Aluminium­ phosphid hervor. Die Gebrauchsanweisungen empfehlen 180 Tabletten pro 33,5 m³, wobei sich eine allgemeine Verwendung von 40 bis 80 Tabletten pro 33,5 m³ durchgesetzt hat, was zu wirksamen Behandlungszeiten von 8 bis 10 und 8 bis 21 Tagen führte. Gemäß der Erfindung sind nicht mehr als 20 bis 40 Tabletten pro 33,5 m³ zur Erzielung einer wirksamen Behandlung innerhalb von 5,5 bis 6 Tagen erforderlich.

Claims (4)

1. Verfahren zur Begasung von in einem Behälter gelagerten landwirtschaftlichen Produkten, wie z. B. Korn, mit einem Gemisch aus einem gasförmigen, von den Produkten sehr wenig aufgenommenen Beizmittel und Luft, dadurch gekennzeichnet, daß das Beizmittel Phosphin ist, das innerhalb der Begasungsvorrichtung aus Aluminiumphosphid gewonnen wird, und daß das Gemisch aus Beizmittel und Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von weniger als 0,005 m³/min pro m³ Produkt in dem Behälter ausreichend lange umgewälzt wird, um die in dem Behälter enthaltene Luft ein- bis zehnmal zu wälzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit zwischen 0,00127 m³/min pro m³ Produkt und 0,0006 m³/min pro m³ Produkt gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu begasende Produkt Korn ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu begasende Produkt mehlartig ist.