Глава 6. Экосовместимые электротехнологии и электро­техноло­гические уста­новки антисептирования и обеззараживания сельскохозяйственной продук­ции и технологических сред

6.1. Электроантисептирование в сельскохозяйственном производстве

6.1.1. Технологический эффект применения озона

Одним из современных, экологически чистых и эффективных способов нейтрализации вредных химических и биологических примесей в воде и воздухе является способ их окисления озоном. С помощью озона можно очищать выбрасываемые промышленными предприятиями газы, природные и сточные воды, производить санитарную обработку помещений, увеличивать сроки хранения сельхозпродуктов, обрабатывать гноящиеся раны, очищать кровь, повышать КПД двигателей внутреннего сгорания, уменьшать их токсичность и т.д.

Озон является сильным окислителем. Его применение для хранения плодоовощной продукции способствует резкому снижению обсемененности ее поверхности гнилостной микрофлорой, снижает уровень метаболических процессов и препятствует ее прорастанию, т. е. устраняет основные причины порчи сельскохозяйственной продукции, давая значительный экономический эффект.

Озонный метод пригоден для хранения сочной овощной продукции. Для каждого ее вида необходим подбор времени обработки и дозы озона.

Озонирование микробов Fusarium solani и Rhizoctonia solani в режиме 12…15 мг/м³ периодически по 3…6 часов в сутки ежедневно, и непрерывно до 48 часов замедляет их развитие. При этом уменьшая скорость их роста уменьшается в 3…5 раз. Рост гриба Phitoftora infestans (фитофтора) подавляется полностью при озонировании в течение 6…10 часов при концентрации озона 15…18 мг/м³.

Обработка озоном не ухудшает питательные свойства и вкусовые качества продукции при одновременном увеличении сроков хранения.

Озон, как активный дезинфектант, применяется для увеличения сроков хранения зерна различной влажности и семян пшеницы, овса, ржи и ячменя.

Применение озоно-воздушной смеси в процессах послеуборочной обработки семян и зерна позволяет:

• увеличить срок безопасного хранения семян (зерна) в 1,5…2 раза по сравнению с вентилированием материала наружным воздухом. При этом предотвращается порча и потеря зернового материала. Данный технологический прием применим для хозяйств, не располагающих необходимыми сушильными мощностями, например, в фермах и крестьянских хозяйствах;

• повысить качество семенного материала (энергию прорастания и всхожесть) при незавершенном периоде его послеуборочного дозревания;

• озоно-воздушная смесь освобождает зерновую массу (особенно влажную и засоренную) от насекомых и вредителей, отпугивает грызунов и птиц;

• после окончания срока безопасного временного хранения материала влажностью 19% и более рекомендуется его дополнительное одно–двукратное вентилирование озоно-воздушной смесью с концентрацией озона 15…20 мг/м³, что увеличивает срок безопасного хранения на 15…20%;

• озонированный материал после временного хранения рекомендуется высушивать в установках активного вентилирования низкотемпературным (до 35 ⁰С) озонированным (3…5 мг/м³) теплоносителем, что обеспечивает повышение всхожести семян и снижение длительности процесса сушки до 25% с соответствующим уменьшением энергозатрат.

Озон, являясь метастабильной аллотропической модификацией кислорода, обладает сильнейшими окислительными свойствами. Его окислительный потенциал намного превосходит потенциал иных окислителей, таких как хлор, перекись водорода и т. д. Действие озона на различные виды и формы микрофлоры, одноклеточные организмы по своему механизму одинаково и сводится к разрушению мембран и поверхностного слоя протоплазмы клеток. Он оказывает губительное действие на простейшие и даже многоклеточные организмы. С точки зрения экологии озон является идеальным реагентом, так как самопроизвольно в течение непродолжительного времени распадается до кислорода.

В процессе решении задач озонирования необходимо в обрабатываемом объеме создать определенную пороговую концентрацию озона, при которой наблюдается эффект озонирования.

Этот фактор необходимо учитывать при санации. При часовой обработке для инактивации гриппозного вируса требуется концентрация озона 0,0002 мг/л. Для разрушения стафилококка – не менее 0,001 мг/л. Стерилизующее действие озона на бактерии перевязочного материала достигается в течение 45…60 минут при концентрации не менее 20 мг/л. Концентрации около 0,03 мг/л угнетают процессы размножения и роста плесневых грибов и дрожжей. Концентрации озона около 1,5 мг/л разрушают их вегетативные формы, а свыше 20 мг/л разрушают споры.

Выживаемость тестовых культур при озонировании приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1.

Концентрация озона мг/м3	Экспозиция, мин
	2,5	5,0	7,5	10,0	20,0	30,0		2,5	5,0	7,5	10,0	20,0	30,0
	Шигеллы (Sh. sonnel)						Сальмонеллы (S. java)
5 15 25 35 45	– – 0,47 0,40 0,26	0,81 0,71 0,10 0,06 0,04	– – – 0,00 0,00	0,56 0,21 0,00 0,00 0,00	0,24 0,00 0,00 0,00 0,00	0,06 0,00 0,00 0,00 0,00		– – 0,51 0,47 0,44	0,78 0,66 0,09 0,08 0,02	– – – 0,002 0,001	0,74 0,49 0,01 0,00 0,00	0,57 0,00 0,00 0,00 0,00	0,37 0,00 0,00 0,00 0,00
	2,5	5,0	7,5	10,0	20,0	30,0		2,5	5,0	7,5	10,0	15,0	20,0
	Стафилококк (St. aureus)						Антроконд (B. cereus)
5 15 25 35 45	– – 0,41 0,40 0,16	0,68 0,65 0,28 0,05 0,01	– – – 0,00 0,00	0,41 0,19 0,05 0,00 0,00	0,32 0,03 0,00 0,00 0,00	0,21 0,00 0,00 0,00 0,00		– – 0,64 0,48 0,26	0,55 0,53 0,36 0,28 0,11	– – – 0,07 0,01	0,21 0,14 0,03 0,01 0,00	– – 0,01 0,00 –	0,08 0,03 0,00 0,00 0,00
	1,0	2,5	5,0	10,0	20,0	30,0		2,5	5,0	7,5	10,0	20,0	30,0
	Кишечная палочка (E. coli)						Дикие дрожжи, молочно- и уксусно-кислые бактерии (Micrococus, Sarcinia, Lactobacillus)
5 15 25 35 45	– – 0,19 0,15 0,1	– – 0,09 0,09 0,07	1,00 1,00 0,05 0,02 0,00	0,93 0,56 0,00 0,00 0,00	0,85 0,37 0,00 0,00 0,00	0,39 0,00 0,00 0,00 0,00		– – 0,53 0,44 0,17	1,00 1,00 0,27 0,20 0,1	– – – 0,11 0,00	1,00 0,71 0,07 0,00 0,00	0,90 0,40 0,00 0,00 0,00	0,63 0,00 0,00 0,00 0,00