اثر و مشخصات گاز دهي اوزون برروي ذرت انبار شده
چکيده :
اين مطالعه اثر اوزون را به عنوان ضد عفوني کننده در ضد عفوني کردن ذرت نگهداري شده در انبار ارزيابي ميکند . تيمار با اوزون با غلظت ppm 50 براي سه روز موجب نابودي 100-92 درصدي حشراتي از قبيل سوسک قرمز آرد ، شپشه درت و لارو شده و موجب کاهش 63% سطح آلودگي قارچي اسپرژيلوس پارازيتيکوس مي شود.
گاز دهي با اوزون داراي دو فاز مي باشد : در فاز اول تجزيه سريع اوزون و حرکت کند آن را بر روي غله راداريم ولي در فاز دوم ، اوزون آزادانه بر روي غله با تجزيه کمي جريان داشته که علت آن اشباع شدن نقاط مولکولي واکنش دهنده مي باشد.
سرعت اشباع به سرعت جريان اوزون / هوا بستگي دارد. اپتيمم سرعت نفوذ عمقي اوزون به توده غله m/s.03/0 ميباشد که در طي فاز يک طي 5 روز سرعت تجزيه ثابتي معادلm 3/0 /ppm 1 بدست مي آيد. سرعت اپتيمم در فاز دوم m/s 02/0 ميباشد که بيشترين اثر را در کمترين زمان دارد.
مقدمه :
هر ساله مقدار زيادي غله انبار مي شود و حشرات و قارچها مشکلات کيفيتي جدي را در دانه هاي انبار شده ايجاد ميکنند و خسارتهاي زيادي به دولت ها وارد مي کنند . تنها راه حذف کردن آفت ها بطور کامل از يک غله خوراکي بدون باقي گذاشتن اثري از آفت کش ، فوميگاسيون (گاز دهي ) مي باشد. از دو گاز ثبت شده براي مواد غذايي انبار شده متيل برومايد و فسفين ، هم اکنون فسفين به عنوان تنها گاز پذيرفته شده و مورد استفاده براي غلات انبار شده مي باشد.اما متاسفانه بعضي از حشرات محصولات انبار شده نسبت به بعضي مقادير فسفين مقاومت نشان مي دهند.
افزودن O که بوسيله تخليه الکتريکي در هوا توليد ميشود و اخيرا در صنايع پزشکي براي ضد عفوني کردن در برابر ويروسها و ميکروارگانيسم ها و هم چنين به عنوان کاهنده بو و براي از بين بردن مزه ، رنگ و آلودگي هاي محيطي و در کاربردهاي صنعتي استفاده ميشود.
جنبه قابل توجه اوزون اينست که سريعا ( نيمه عمرm 50-25 ) به مولکولهاي اکسيژن ، بدون بر جاي گذاشتن بقايايي تجزيه مي شود.
هم چنين اثر سميت گاز اوزون براي حشرات توده دانه ذرت از طريق گازدهي مخازن غلات ثابت شده است بطوري که استفاده از اوزون به غلظت ppm 50 براي مدت سه روز باعث نابودي 100 درصدي سوسک بالغ آرد ، شپشه ذرت و لارو مي شود.
مواد و روشها :
1- توليد اوزون:
اوزون بطور الکتروستاتيکي بوسيله ژنراتور توليد ميشود که در بالاترين ولتاژ دستگاه اوزوني با غلظت بين ppm 50-20 توليد مي کند. (019/0-054/0 – m3/s).
سرعت ظاهري عبوري از روي دانه بصورت جريان هواي کل (m³/s) تقسيم بر سطح کف ساختمان انبار(m² ) تعريف ميشود.
2- ميزان نفوذ اوزون در توده دانه :
در زمينه مطالعه : توليد کننده اوزون بوسيله لوله اي به بالاي مخزن استيل گالوانيزه دانه به ظرفيت 7/12 تن متصل مي شود . در حين عبور گاز به طرف پايين توده توسط لوله هايي که در سطح و در فضا و در عمق هاي 3/ ، 81/0 ، 5/1 و 8/1 متري از سطح دانه قرارگرفته اند عمل نمونه گيري از گاز صورت گرفته و نمونه ها به آناليز کننده اوزون منتقل مي شود که با دقت ppm 70-001/0 اوزون را اندازه گيري مي کند.
3- نفوذ اوزون به توده دانه:
در زمينه مطالعه ازمايشگاهي :شامل يک ستون (m 3 × m57 قطر) از جنس استيل مي باشد. ژنراتور به بالاي ستون از طريق درب آن منتقل شده است. آناليز کننده اوزون در اينجا بيشتر توسط لوله هايي از جنس تفلون در 3/0 متري ديواره و در عمق هاي 3/0 ، 1/0 ، 5/1 ، 1/2 و 7/2 متري عمل نمونه گيري از اوزون و اندازه گيري آن را انجام مي دهد.
حشرات و قارچها :
سه نوع از حشرات محصول انبار شده (ذرت) شامل شپشه ذرت ، سوسک قرمز آرد و لارو به صورت جداگانه اي در قفسهايي که حاوي تقريبا 100 هسته کامل ذرت خوراکي است قرار داده شدند و هم چنين اسپرژيلوس پارازيتيکوس رقيق شده بروي دانه ها پاشيده شده و جمعا ده قفس براي گونه حشرات و آسپرژيلوس در مخزن کنترل و ده نمونه در مخزن تيمار اوزون قرار داده شدند.
آزمايش سه بار بصورت ppm 50 اوزون براي 3 روز و ppm 25 براي 5 روز تکرار شد. بعد از آن تعداد حشرات زنده و مرده و کلني هاي رشد يافته(که از محيط PDA استفاده ميشود) شمارش ميشوند.
در نهايت پس از بررسي تفاوتهاي قابل توجها در نابودي حشرات و تعداد CFU قارچ در بين نمونه تيمار و کنترل مشاهده شد.
نتيج و بحث ها :
1- اثر اوزون برروي حشرات
مدت دو تا سه روز براي کامل شدن گاز دهي غلات با فسفين نياز است و مطالعات نشان مي دهند که ppm 50 اوزون براي سه روز حشرات بالغ موجود در غلات انبار شده را مي کشد بطوري که تحت شرايط آزمايش ، گازدهي با اوزون در غلظت ppm50 براي سه روز و ppm 25 براي 5 روز بطور قابل توجهي مرگ و مير سوسک قرمز آرد ، شپشه ذرت و لارو را در مقايسه با نمونه کنترل افزايش مي دهد . همچنين نابودي بالاي 90% براي لارو در ذرت تيمار شده در ppm 25 براي 5 روز مشاهده مي شود.
در صورت شکسته بودن دانه ها بدليل کاهش جريان هوا در اثر افزايش مقدار ذرات ريز يا محل هاي واکنش بيشتر ، مقدار نابودي حشرات در مقايسه با دانه کامل کاهش مي يابد.
2- تاثير اوزون بر عليه آسپرژيلوس پارازيتيکوس
تعداد کونيدي آسپر ژيلوس پارازيتيکوس داراي قابليت رشد بروي سطح دانه ، زمانيکه در معرض اوزون با غلظت ppm 50 قرار گرفتند، به ميزان 63% کاهش مي يابد در حاليکه غلظت ppm 25 براي 5 روز کاهش قابل توجهيي ايجاد مي کند.
تاثير اوزون بر قابليت رشد ( زنده ماندن ) اسپرژيلوس پارازيتيکوس
غلظت اوزون (ppm) زمان در معرض گذاري (d ) تعداد قفس (Cage ) تعداد کلني هاي شکل يافته ( 105× )
کنترل تيمار
25 5 30 a 1/3±5/51 a 9/4± 7/43
50 3 30 b 2/2 ±43 b 2/2 ± 1/16
3- قابليت نفوذ اوزون به توده دانه
سطوح اوزون مورد استفاده با غلظت ppm 50 در 9/8 تن ذرت براي مدت 20 روز پايدارند . که بعد از آن غلظت هاي 10 و 5/1 ppm در 5/1 و 8/1 متري عمق توده بدست آمدند.
اوزون در محيط توده ذرت سريعتر از مرکز آن نفوذ مي يابد.و وارد کردن اوزون از بالاي مخزن بهتر مي باشد زيرا انواع حشرات در سر فضا و 2 متري بالاي توده مي باشند. هم چنين سطح توده محل مناسب براي صدمه ديدن از قارچها زيرا در معرض آب کندانس و بخارات مي باشد.
مطالعات نشان مي دهند که گازدهي با اوزون داراي دو فاز مجزا مي باشد در فاز اول ذرتهايي که قبلا با اوزون تيمار نشده اند داراي محل هاي ذاتي بروي سطح هستند که طي گازدهي مقدماتي با اوزون با آن واکنش مي دهند. اوزون با واکنش با اين محل ها تنزل يافته وآنها را حذف مي کند، که اين پديده تحت عنوان متوسط نياز اوزون تعريف مي شود . اما در فاز دوم سرعت تجزيه اوزون کاهش مي يابد که بدليل اشباع شدن اين نقاط واکنش دهنده مي باشد.
کاهش زمان گازدهي طي فاز يک از طريق يافتن اپتيمم سرعت قابل دسترسي مي باشد . سرعت هاي مورد استفاده شامل m/s 02/0- m/s 03/0 – m/s 04/0 مي باشد . که با اندازه گيري اثر و ميزان ماندگاري اوزون با اين سرعت ها در شرايط گازدهي ذکر شده در اين مطالعه بهترين سرعت اپتيمم مورد نياز جهت ضد عفوني m/s 03/0 مي باشد.
منبع: 1-(Stephen A.Kells, Linda J. Mason , Dirk E. Maier , Charles P. Woloshuk.) , Efficacy and fumigation charactrestics of ozone in stored maize. Journal of stored products research
