利用循环的气态消毒剂对多个贮仓进行消毒

摘要

利用来自一个单独的消毒剂供应源(17)的含有消毒剂的气体的再循环对包括多个贮仓的贮存设备的任意个贮仓(10)中的粒状物品同时进行消毒,需要一包括一供气管道(13)、一排气管道(14)和一气体接管(15)的气体再循环回路。贮仓(10)在再循环回路中并联,它们各自的进气口(11)经各自的阀(19)与供气管道(13)相联,而其各自的排气口(12)与排气管道(14)相联。气体输送装置(16)使气体经再循环回路循环。系统控制阀(25)将供气管道中的气压维持在一个预定值,而与再循环回路中的贮仓数目无关。各贮槽的进气口(11)包括一块孔板(24),可调节其孔口,以便确保有所需的气流从供气管道穿过与其相联的贮仓。单独的消毒剂供应源向供气管道(13)中供给消毒剂,以便维持供气管道中的消毒剂浓度达到或高于预定的最低值。

说明书

本发明涉及对贮存的颗粒状物品的消毒。更具体地说，本发明涉及一种方法和一种装置，由此，通过反复循环含有由一个单独的消毒剂源供给的气态消毒剂的气体，可以同时消毒在一个贮存设备的若干个独立的贮仓(也称料仓)中存贮的物品。

通过使气态消毒剂反复穿过贮仓而对贮仓中所贮存的颗粒状物品(如谷物)进行消毒是已经实施了一段时间的一种消毒工艺。在美国专利US4,200,657(授予J.S.Cook)的说明书中阐述了一种此类消毒技术。

利用再循环的气态消毒剂的所有现行消毒系统的一个特点是，按此方法靠一个单独的消毒气体源只能消毒一个贮仓或料仓。因此，在具有一个以上贮仓的贮存设备中，或者(a)设备中的每个贮仓或料仓要求有一个自带消毒气体源的单独的循环系统；或者(b)如附图的图1所示，使各贮仓或料仓的进气口与一根单独的进气总管相联，使各贮仓或料仓的排气口与一根单独的排气总管相联，使与承载气体(通常是空气)混合的来自一个单独气源的消毒气体从排气总管再循环到进气总管，但是每个料仓的进气口设有一个开/关阀并且在任何时候只对多料仓设备中的一个料仓中所贮存的物品进行消毒。上述消毒装置中前一种的明显缺点是需要有许多消毒气体源，因而连带要有许多或便携式的循环风机和许多消毒剂气体浓度传感器(特别是如果贮存设备的料仓存在泄漏时)。后一种系统的缺点包括：(i)在设备的所有料仓或贮仓中完成消毒所需的时间延长，当所用的消毒剂(此类消毒剂的一种是磷化氢)需要较长的暴露时间才会生效时，该缺点可能更为严重；和(ii)在对所有贮仓或料仓进行消毒之前，已消毒的料仓有可能又重复感染，特别是如果在消毒工序开始之前，在贮存设备的一个以上的料仓中的谷物或其它粒状物品已存在病虫害时。

在附图的图1所示的装置(本说明书在下文中将对其进行详述)中，仅只打开一个以上的料仓或贮仓进气口的开/关阀是不可行的。采用图1的装置，非常难以实现使平衡的气流穿过一个以上的料仓。贮存设备的每个料仓的规模和结构可能完全相同，但是，由于谷物不同(或者含有不同虫屎量的谷物的等级不同)，不同的贮仓充填率会产生不同的反向压力，并且，该反向压力影响来自共用的进气总管的气流穿过贮存设备中“打开的”料仓的量值。此外，为了防止在风机的负压侧流入空气，导致循环气体中消毒剂的浓度降低，一个基本的要求是每个料仓必须是气密的。

本发明的一个目的在于提供一种装置，由此，利用含有气态消毒剂的气体的反复循环，靠一个单独的气态消毒剂供应源就可以对一个多料仓贮存设备中任意数量的贮仓或料仓同时进行消毒，而无需料仓全部是气密的。

利用在国际专利申请No.PCT/AU90/00268的说明书和在澳大利亚专利申请No.38649/93的说明书中所公开的多贮仓消毒装置和技术的一种改进形式可达到本发明的上述目的。此装置和技术要求有一个与供气管道或总管相联的单独的气态消毒剂供应源，而所述供气管道或总管与每个贮仓或料仓的进气口相联。每个贮仓或料仓的各自的进气口设有一块可调节的孔板，以便使进入每个贮仓的气流与从总管进入贮存设备的其它料仓的气流基本无关。

本发明的改进有两个方面。首先，使各料仓的排气口(每个料仓在其进气口处有一块孔板)与一第二管道(一根排气总管)相联，该管道通过一装有一循环风机(也称为“鼓风机”)的气体接管与进气总管相连。其次，如此建立的再循环回路设有一个阀门(已将其命名为系统阀门)，每当在再循环回路中增添或去除一个料仓时，对此阀门进行调节，以便确保进气口或供气管道中的静压力维持在一个如下所述的值，即该值可提供所需的穿过贮存设备的每个处于工作状态的贮仓或料仓的消毒气体流。也就是说，调节该系统阀的设定值，以补偿当被消毒的料仓数目发生变化时供气管道中静压力的波动；在下列情况中，被消毒的料仓数目会出现变化：(a)当一个贮仓或料仓关闭时(例如，当一个料仓即将排空时)，(b)当贮存设备中的一个原本“关闭”的料仓对消毒气体“打开”时。

因此，根据本发明，提供了一种利用一个单独的气态消毒剂供应源对存放在贮存设备的多个贮仓或料仓中的粒状物品同时进行消毒的方法，每个贮仓或料仓具有一个进气口和一个排气口，上述方法包括：

(a)将各贮仓或料仓的进气口连接于一根单独的供气管道上；

(b)将各贮仓或料仓的排气口连接于一根单独的排气管道上；

(c)使上述的供气管道、上述排气管道、一个气体输送装置(如鼓风机或风机)和上述的料仓形成一个气体再循环回路，将上述的料仓并联在上述的再循环回路中；

(d)在上述的再循环回路中，在上述气体输送装置的下游设置一个系统控制阀，所述系统控制阀适于改变在上述供气管道内的静压力，以便将上述静压力维持在一个预定值或一个预定的数值范围内；

(e)每个料仓的各个进气口设有一块具有一可调开口的孔板，并且调节每个可调的开口，以便控制进入相关联贮仓的气体流量，从而维持物品内气体的线速度基本恒定和相关联的贮仓的进气口压力基本恒定；

(f)提供一个可操作地与上述再循环回路联接的气态消毒剂的供应源并对上述回路提供气态消毒剂。

根据本发明，还提供了一种用于同时消毒包括多个贮仓或料仓的贮存设备的多个贮仓或料仓的消毒装置，每个贮仓或料仓有一个进气口和一个排气口，上述的消毒装置包括：

(a)一根单独的供气管道，它与各贮仓或料仓的进气口相联；

(b)一根单独的排气管道，它与各贮仓或料仓的排气口相联；

(c)在上述排气管道和上述供气管道之间的一根气体接管，以便形成一条包括上述供气管道、上述排气管道、上述气体接管和上述贮仓或料仓的气体再循环回路；所述的贮仓或料仓在上述的再循环回路中并联；

(d)气体输送装置(例如鼓风机或风机)包括在上述的气体再循环回路中；

(e)在上述再循环回路中，在上述气体输送装置的下游设有一个系统控制阀，上述的系统控制阀用于改变在上述供气管道内的静压力，以便将上述静压力维持在一个预定值或维持在一个预定的范围值之内；

(f)在上述的每个进气口上包括一块相应的孔板，每块孔板有一可调节的开口，调节该开口可控制进入与其相关联的贮仓的气体流量，以便维持相关联贮仓中物品内的气体线速度基本恒定和供给相关联贮仓的进气口压力基本恒定；

(g)一个可操作地与上述的气体再循环回路连接的单独的气态消毒剂供应源，它适于向上述再循环回路提供气态消毒剂。

可将任一种适用的消毒气体供应源用于本方法和装置(包括在国际专利申请PCT/AU93/00270的说明书中所述那种类型的封装的磷化氢供应源)。如果消毒剂供应源是一个消毒剂气罐，消毒装置最好包括消毒剂气体喷射装置(除非考虑采用“一次喷出”消毒技术)，该喷射装置确保再循环气体中的消毒剂浓度在达到或低于一个预定的最小值时提高。消毒剂气体喷射装置可以包括一个在供气管道中的消毒剂气体传感器，该传感器的输出信号由一个程控的微信息处理器监控，以使得每当消毒剂气体的浓度降至一个预定的水平以下时向再循环回路中提供补充的消毒剂气体。另一种方案是，该装置可包括一个向再循环的气体中定期喷入一定量的消毒剂的机构，其喷射频率和所加入的消毒剂的量取决于所测量到的料仓的泄漏速率。

本发明的这些和其它特征将在对本发明的一个实施例所进行的下列描述中举例说明。在仅用举例的方式提供的下列说明中将参照附图进行描述。

图1示意地示出了一种已知的消毒装置，采用该装置，利用一个单独的消毒剂气体供应源和消毒剂气体与承载气体的混合物的再循环，可以消毒一个贮存设备的许多料仓。

图2也用示意图表示了一个多料仓贮存设备，其中，该设备的每个料仓均按本发明的一种较佳形式进行同时消毒。

在图1和图2中，已采用相同的参考标号标注图示消毒装置的共同的构件。在各图示的装置中，一个气体再循环回路中包括三个并联的贮仓或料仓10，每个料仓有一个进气口11和一个排气口12，上述气体再循环回路还包括一根供气管道或总管13，一根排气管道或总管14，一根气体联接管道15和一个鼓风机或风机16。使消毒剂气体的供应源(在图中用一个装有二氧化碳和磷化氢的加压混合物的气罐17表示，但实际上可以是任一种适用的气态消毒剂的供应源)与管道13相联，根据需要经一喷嘴18喷入消毒剂气体。

每个贮仓或料仓10都装有一定量的粒状物品。本发明主要是用于麦拉的消毒，但任何其它的颗粒状食品(例如稻米或适于食用的豆类)或贮存于贮仓或料仓中的任何其它的粒状物品的颗粒均可采用本发明进行消毒。料仓10的每个进气口均设有一开/关阀19。

在图1的装置中，为了消毒料仓10中的物品，打开通往一个贮仓或料仓的进气口的阀19并关闭通往其它料仓的进气口上的阀19。然后，利用反复循环消毒剂技术，对与其相关联的阀19打开的料仓进行消毒。当对该料仓中的物品消毒完毕时，将打开的阀19关闭并将其它阀19中的一个打开。然后，再对与其相关联的阀19已打开的料仓中的物品进行消毒。该过程重复进行，直至贮存设备的每个料仓中的存储物品都得到了消毒为止。

如上所述，当采用磷化氢作为消毒剂时，利用图1中所示的装置进行多个料仓的消毒要花费许多时间，并且，存在着当在对贮存在另一料仓中的物品进行消毒的同时，某一料仓中已消毒过的物品可能再次感染的问题。

在图2所示的装置中，在气体再循环回路中包括一个系统阀25。采用该系统阀25可将管道13中的静压力维持在一个预定值或使静压力值处于一个预定的范围内。

通常，将采用压力表24监测供气管道13中的静压力。对将管道13中的静压力保持在所需的压力值的系统阀25的设定的控制可由一名操作工人进行，每当下列情况出现时该操作工人应观察压力表：(i)一个贮仓停止消毒并且该贮仓从再循环回路中脱离时，以及(ii)将一个新贮仓加入再循环回路时。另一方案是，通过下述操作也可以自动地实施对系统阀25的设定的控制，即利用由压力表产生的电信号并将其输入一受程序控制的微信号处理机26，以产生一控制信号，从而驱动一电动机27(最好是一台步进式电动机)，该电动机可机械地改变系统阀25的设定值。这种用于维持在一个腔室、管道或类似物内的预定压力的伺服系统本身是已知的。

各料仓10在其进气口处均设有一孔板20。每个孔板20的孔口是可以调节的，由此当供气管道13中的气压达到其所需的预定值(或处于预定的范围值内)时，使气体以所需速率流过与孔板相关联的料仓。于是，通过打开相应的阀19和调节系统阀25，以确立管道或总管13中所需的静压力，可以对存储在贮存设备的任意数目的料仓内的物品同时进行消毒。

通过调节系统阀25的设定值，使供气管道13中的压力恢复到所要求的值，就能方便地校正由于打开原本关闭的阀19以便能消毒贮存在另一贮仓10中的物品或由于关闭一个已打开的阀19以便将一个料仓10从消毒工序中去除(例如当料仓中的物品将要卸空时)所造成的含有消毒剂气体的气流的波动。当完成系统阀25的上述调节时，含有消毒剂的气体将再次按相应的所需速率同时穿过并联的“打开的”料仓或贮仓10。

可以靠人工向再循环的气体中添加消毒剂，以便补偿因泄漏和被在正在消毒的料仓中的物品吸收所造成的损耗。为了由人工控制消毒剂的添加量，要求较早地监测贮存系统的运行，以便根据经验确定正在使用的贮存料仓所处的条件：i)必须向再循环气体中补充消毒剂的时间；和ii)为了在再循环气体中至少保持所需的消毒剂的最低浓度，需要添加的消毒剂的量。

这种向再循环气体中定期补充消毒剂的操作可以采用一种已知形式的计量装置自动地进行，该计量装置与一装有加压的气态消毒剂的气罐相联并由一个定时器控制的筒形线圈操作。

但是，向再循环气体中添加消毒剂以补偿泄漏和吸收损耗的较佳布置如图2所示。由一消毒剂气体传感器21监测供气管道13中气体所含消毒剂的浓度。将传感器21的输出信号传给可与微信号处理机26做成一体的一台微信号处理机22。微信号处理机22的输出适于控制从气罐17到供气管道13的气态消毒剂的供应。每当来自消毒剂传感器21的输出信号表明磷化氢(或其它的气态消毒剂)在管道13中的浓度已降至预定值以下时，微信号处理机22就使气罐17排放出更多的消毒剂，直至再循环气体中消毒剂的浓度至少已经恢复到预定值为止。利用该装置，可以自动地增加再循环气体中消毒剂的浓度，以便维持一个所需的最低值并补偿各料仓10的不同的气体损耗率。

气罐17可以安装在台秤23上。使用台秤23来监测气罐17中残留的液化气体的数量。如果需要，在消毒装置中可以包括一个具有已知形式的设备，如果气罐17中的液化气体达到下限，该设备会发出报警信号。

图2所示的以及上文中所述的消毒装置的一个优点在于：通过提供具有相同线速度的穿过贮存设备的每个料仓的气体并且使每个料仓的进气口压力相同，可使料仓顶部的泄漏，或换言之，料仓底部或底座中的泄漏有最小的影响。但是，如果将料仓10全部密封到一个气密标准并且各料仓的极低的泄漏速率或料仓之间泄漏的分布几乎没有差别，很容易实现使消毒剂在系统的各料仓中令人满意地分布。在上述条件下，在再循环气体中的消毒剂浓度的减小速率非常低。消毒剂的主要损耗仅仅只是由料仓中的贮存物品的吸收所造成的。因此，倘若一次喷入再循环回路中的消毒剂气体可使再循环气体中的消毒剂浓度在规定的消毒周期终止时不低于所需的最低浓度，则可以实施“一次喷入”的消毒技术。另一方面，最好是在再循环回路中可以包括一个“缓慢释放”的消毒剂气体供应源(如在国际专利申请PCT/AU93/00270的说明书中所述的一种封装的配置(formulation))，在此技术中，产生的新消毒剂将补偿料仓的少量泄漏和由贮存物品吸收的消毒剂，因此，在整个消毒过程中均可获得一个低水平(但是可以接受的)消毒剂量。

当料仓10有较大的泄漏-并且各料仓的泄漏可能存在差异-时，如图2所示，利用微信号处理机控制消毒剂的供给将特别有用。如果在料仓的顶部和底部上有孔，则可能出现气体从下部的孔逸出，外部空气从上部的孔渗入，其结果是会导致气态消毒剂的浓度迅速变稀。在此情况下，传感器21和与其相关联的微信号处理机22将确保在供给料仓10的气体中始终维持预定的消毒剂气体的浓度。

可以意识到，再循环回路内的压力参数应达到下列要求，即如果各料仓10的底部和各料仓10的侧壁基本密封且无泄漏，稀释的空气将不会通过料仓顶部上的孔被吸入再循环回路中，即使不同料仓上的孔的大小不同。同样，如果料仓的顶部和料仓的侧壁基本密封，稀释的空气将不会通过料仓底部上的孔被吸入再循环回路。

虽然在上文中已提到在澳大利亚专利No.AU640,699(源自于国际专利申请No.PCT/AU 90/00268的授权的澳大利亚专利申请)的说明书中所述的SIR0FLO消毒方法和在国际专利申请No.PCT/AU 93/00270的说明书中所述的磷化氢供应源，但是并非必须采用磷化氢作为消毒剂气体。在本发明中可采用任何适用的气态消毒剂，包括硫化羰和氰。

在撰写本说明书时正在进行本发明的试验。在澳大利亚的澳大利亚首府区联邦科学和工业研究机构的黑山现场正在进行上述试验，在那里已建成一个每个贮仓的贮存容量各为50吨的包括三个贮仓的贮存设备。每个贮仓的顶部设有一直径为148mm的可拆卸的圆形手孔。每个贮仓的底部或基座设有一直径为100mm的可拆卸的圆形手孔。由于将每个上述贮仓都构造成是气密的，将手孔用于模拟从料仓的顶部和底部发生的泄漏。试验设备除了不包括微信号处理机22和对从气罐17输出的气体进行相关联的控制之外，  已将贮仓式料仓设计成如图2所示，因此已靠人工和(新近)利用一定时器控制的计量装置将消毒剂气体(磷化氢)喷入供气管道。

已经进行了寸个月的这些试验表明，无论在气体再循环回路中包括一个、两个还是三个料仓，本发明在维持料仓中的消毒剂气体的有效浓度方面是有效的。特别地，试验显示：

(a)由于料仓的顶部(仅此处)存在泄漏(直至并包括将三个手孔盖全部拆除)，磷化氢的减少速率与“泄漏”的总面积成指数关系，其变化如下：无泄漏时，y＝32.979e^-0.178x(式中y是泄漏速率，x是泄漏的总面积)；当顶部有一个直径为148mm的泄漏孔并且三个料仓均在再循环回路中时，y＝185.9e^-2.7163x；当三个料仓全部处于再循环回路中并且三个顶部的手孔盖全部被拆除时，y＝3203e^-5.1911x；

(b)在贮仓的基座(仅此处)中存在泄漏时，其泄漏的结果与仓顶处的泄漏结果类似，但其程度不太明显，其变化如下：当只有一个料仓的基座有一个直径为100mm的泄漏孔时，y＝41.359^-0.2759x；当底座有一个直径为100mm的泄漏孔并且三个料仓全部处于再循环回路中时，y＝51.529e^-0.3361x；

(c)由于贮仓的顶部和基座(底部)均有开口，磷化氢的减少速率与仅在顶部有泄漏时观测的结果类似；以及

(d)在多仓贮存设备的所有构形中，通过定期喷入磷化氢，有可能维持消毒系统中磷化氢的有效的最低浓度，并使添加磷化氢的时间间隔使得采用含有消毒剂的气体的再循环的多仓消毒技术非常经济，所需的气态消毒剂的量少于采用在澳大利亚专利No.AU640,699的说明书中所述的“SIROFLO”技术时一个流通式系统中所需的气态消毒剂的量。

应当注意到，虽然在本说明书中已举例说明了本发明的几个示例性的实施例，但是，在不偏离本发明的构思的前提下可对上述实施例进行变更和改进。