اثر و مشخصات گازدهی اوزون برروی ذرت انبار شده

چکیده :
این مطالعه اثر اوزون را به عنوان ضد عفونی کننده در ضد عفونی کردن ذرت نگهداری شده در انبار ارزیابی میکند . تیمار با اوزون با غلظت ppm 50 برای سه روز موجب نابودی 100-92 درصدی حشراتی از قبیل سوسک قرمز آرد ، شپشه درت و لارو شده و موجب کاهش 63% سطح آلودگی قارچی اسپرژیلوس پارازیتیکوس می شود.
گاز دهی با اوزون دارای دو فاز می باشد : در فاز اول تجزیه سریع اوزون و حرکت کند آن را بر روی غله راداریم ولی در فاز دوم ، اوزون آزادانه بر روی غله با تجزیه کمی جریان داشته که علت آن اشباع شدن نقاط مولکولی واکنش دهنده می باشد.
سرعت اشباع به سرعت جریان اوزون / هوا بستگی دارد. اپتیمم سرعت نفوذ عمقی اوزون به توده غله m/s.03/0 میباشد که در طی فاز یک طی 5 روز سرعت تجزیه ثابتی معادلm 3/0 /ppm 1 بدست می آید. سرعت اپتیمم در فاز دوم m/s 02/0 میباشد که بیشترین اثر را در کمترین زمان دارد.
مقدمه :
هر ساله مقدار زیادی غله انبار می شود و حشرات و قارچها مشکلات کیفیتی جدی را در دانه های انبار شده ایجاد میکنند و خسارتهای زیادی به دولت ها وارد می کنند . تنها راه حذف کردن آفت ها بطور کامل از یک غله خوراکی بدون باقی گذاشتن اثری از آفت کش ، فومیگاسیون (گاز دهی ) می باشد. از دو گاز ثبت شده برای مواد غذایی انبار شده متیل بروماید و فسفین ، هم اکنون فسفین به عنوان تنها گاز پذیرفته شده و مورد استفاده برای غلات انبار شده می باشد.اما متاسفانه بعضی از حشرات محصولات انبار شده نسبت به بعضی مقادیر فسفین مقاومت نشان می دهند.
افزودن O که بوسیله تخلیه الکتریکی در هوا تولید میشود و اخیرا در صنایع پزشکی برای ضد عفونی کردن در برابر ویروسها و میکروارگانیسم ها و هم چنین به عنوان کاهنده بو و برای از بین بردن مزه ، رنگ و آلودگی های محیطی و در کاربردهای صنعتی استفاده میشود.
جنبه قابل توجه اوزون اینست که سریعا ( نیمه عمرm 50-25 ) به مولکولهای اکسیژن ، بدون بر جای گذاشتن بقایایی تجزیه می شود.
هم چنین اثر سمیت گاز اوزون برای حشرات توده دانه ذرت از طریق گازدهی مخازن غلات ثابت شده است بطوری که استفاده از اوزون به غلظت ppm 50 برای مدت سه روز باعث نابودی 100 درصدی سوسک بالغ آرد ، شپشه ذرت و لارو می شود.
مواد و روشها :
1- تولید اوزون:
اوزون بطور الکتروستاتیکی بوسیله ژنراتور تولید میشود که در بالاترین ولتاژ دستگاه اوزونی با غلظت بین ppm 50-20 تولید می کند. (019/0-054/0 – m3/s).
سرعت ظاهری عبوری از روی دانه بصورت جریان هوای کل (m³/s) تقسیم بر سطح کف ساختمان انبار(m² ) تعریف میشود.
2- میزان نفوذ اوزون در توده دانه :
در زمینه مطالعه : تولید کننده اوزون بوسیله لوله ای به بالای مخزن استیل گالوانیزه دانه به ظرفیت 7/12 تن متصل می شود . در حین عبور گاز به طرف پایین توده توسط لوله هایی که در سطح و در فضا و در عمق های 3/ ، 81/0 ، 5/1 و 8/1 متری از سطح دانه قرارگرفته اند عمل نمونه گیری از گاز صورت گرفته و نمونه ها به آنالیز کننده اوزون منتقل می شود که با دقت ppm 70-001/0 اوزون را اندازه گیری می کند.
3- نفوذ اوزون به توده دانه:
در زمینه مطالعه ازمایشگاهی :شامل یک ستون (m 3 × m57 قطر) از جنس استیل می باشد. ژنراتور به بالای ستون از طریق درب آن منتقل شده است. آنالیز کننده اوزون در اینجا بیشتر توسط لوله هایی از جنس تفلون در 3/0 متری دیواره و در عمق های 3/0 ، 1/0 ، 5/1 ، 1/2 و 7/2 متری عمل نمونه گیری از اوزون و اندازه گیری آن را انجام می دهد.
حشرات و قارچها :
سه نوع از حشرات محصول انبار شده (ذرت) شامل شپشه ذرت ، سوسک قرمز آرد و لارو به صورت جداگانه ای در قفسهایی که حاوی تقریبا 100 هسته کامل ذرت خوراکی است قرار داده شدند و هم چنین اسپرژیلوس پارازیتیکوس رقیق شده بروی دانه ها پاشیده شده و جمعا ده قفس برای گونه حشرات و آسپرژیلوس در مخزن کنترل و ده نمونه در مخزن تیمار اوزون قرار داده شدند.
آزمایش سه بار بصورت ppm 50 اوزون برای 3 روز و ppm 25 برای 5 روز تکرار شد. بعد از آن تعداد حشرات زنده و مرده و کلنی های رشد یافته(که از محیط PDA استفاده میشود) شمارش میشوند.
در نهایت پس از بررسی تفاوتهای قابل توجها در نابودی حشرات و تعداد CFU قارچ در بین نمونه تیمار و کنترل مشاهده شد.
نتیجه و بحث ها :
1- اثر اوزون برروی حشرات
مدت دو تا سه روز برای کامل شدن گاز دهی غلات با فسفین نیاز است و مطالعات نشان می دهند که ppm 50 اوزون برای سه روز حشرات بالغ موجود در غلات انبار شده را می کشد بطوری که تحت شرایط آزمایش ، گازدهی با اوزون در غلظت ppm50 برای سه روز و ppm 25 برای 5 روز بطور قابل توجهی مرگ و میر سوسک قرمز آرد ، شپشه ذرت و لارو را در مقایسه با نمونه کنترل افزایش می دهد . همچنین نابودی بالای 90% برای لارو در ذرت تیمار شده در ppm 25 برای 5 روز مشاهده می شود.
در صورت شکسته بودن دانه ها بدلیل کاهش جریان هوا در اثر افزایش مقدار ذرات ریز یا محل های واکنش بیشتر ، مقدار نابودی حشرات در مقایسه با دانه کامل کاهش می یابد.
2- تاثیر اوزون بر علیه آسپرژیلوس پارازیتیکوس
تعداد کونیدی آسپر ژیلوس پارازیتیکوس دارای قابلیت رشد بروی سطح دانه ، زمانیکه در معرض اوزون با غلظت ppm 50 قرار گرفتند، به میزان 63% کاهش می یابد در حالیکه غلظت ppm 25 برای 5 روز کاهش قابل توجهیی ایجاد می کند.
تاثیر اوزون بر قابلیت رشد ( زنده ماندن ) اسپرژیلوس پارازیتیکوس
غلظت اوزون (ppm) زمان در معرض گذاری (d ) تعداد قفس (Cage ) تعداد کلنی های شکل یافته ( 105× )
کنترل تیمار
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- قابلیت نفوذ اوزون به توده دانه
سطوح اوزون مورد استفاده با غلظت ppm 50 در 9/8 تن ذرت برای مدت 20 روز پایدارند . که بعد از آن غلظت های 10 و 5/1 ppm در 5/1 و 8/1 متری عمق توده بدست آمدند.
اوزون در محیط توده ذرت سریعتر از مرکز آن نفوذ می یابد.و وارد کردن اوزون از بالای مخزن بهتر می باشد زیرا انواع حشرات در سر فضا و 2 متری بالای توده می باشند. هم چنین سطح توده محل مناسب برای صدمه دیدن از قارچها زیرا در معرض آب کندانس و بخارات می باشد.
مطالعات نشان می دهند که گازدهی با اوزون دارای دو فاز مجزا می باشد در فاز اول ذرتهایی که قبلا با اوزون تیمار نشده اند دارای محل های ذاتی بروی سطح هستند که طی گازدهی مقدماتی با اوزون با آن واکنش می دهند. اوزون با واکنش با این محل ها تنزل یافته وآنها را حذف می کند، که این پدیده تحت عنوان متوسط نیاز اوزون تعریف می شود . اما در فاز دوم سرعت تجزیه اوزون کاهش می یابد که بدلیل اشباع شدن این نقاط واکنش دهنده می باشد.
کاهش زمان گازدهی طی فاز یک از طریق یافتن اپتیمم سرعت قابل دسترسی می باشد . سرعت های مورد استفاده شامل m/s 02/0- m/s 03/0 – m/s 04/0 می باشد . که با اندازه گیری اثر و میزان ماندگاری اوزون با این سرعت ها در شرایط گازدهی ذکر شده در این مطالعه بهترین سرعت اپتیمم مورد نیاز جهت ضد عفونی m/s 03/0 می باشد.

منابع :
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.