专利名称：一种烟叶快速降氧杀虫方法
技术领域：
本发明属于仓储烟草杀虫技术领域，具体涉及一种烟叶快速降氧杀虫的方法。
背景技术：
烟叶在制成卷烟产品以前需要2-3年的储存和养护，以完成烟叶的自然醇化过程，达到改善和提高烟叶品质的目的。醇化过程一般是在存放在仓库中进行的，而长期存放于仓库的烟叶易发生虫蚀，一直是烟草行业必须重视而又比较困扰的问题。目前烟叶杀虫主流方法是一年两次普遍性的磷化氢(PH3)、溴甲烷(CH3Br)等熏蒸杀虫。该种方法虽然杀虫效果明显，但由于该类杀虫剂的剧毒、易燃、易爆性质，在熏蒸杀虫过程中易造成人员中毒和其他恶性安全事故，同时会给周围环境和人畜带来一定危害。此夕卜，对熏蒸后的废气、废液、废渣进行无毒处理也较麻烦。随着环保意识的不断增强 ，目前许多药剂已经被列为禁用产品，随着人们环保意识的增强，磷化氢等在烟草行业中会逐步停止使用。而具有环保、低残留等优点的气调杀虫技术受到世人的关注，已逐渐成为储藏物病害虫防治技术的主流。近来正在推广使用的烟叶气调养护剂杀虫方法，是采用一定的降氧剂吸收密封贮烟空间中的氧气，将密闭空间氧气浓度降至较低的水平。这种方法的缺陷在于降氧剂消耗氧气的过程中会放热，降氧速率越快，放出的热量使烟叶堆垛内局部温度越高，可导致烟叶走油、烧心、结板等现象，使烟叶丧失使用价值。而控制烟叶气调养护剂的降氧速率，使放热对烟叶的影响较小则形成良好的杀虫环境所需时间相对较长，一般需要数周甚至一个月的时间才能将封闭空间内的氧气浓度降至2%以下，即需要一个月以上的时间才能将贮烟害虫杀死，因此病虫害防治效果不理想。正由于目前的片烟贮存技术尚存在这样或那样的问题，如何探索更先进的片烟贮存杀虫技术，是烟草行业的共同愿望。邹兴等人采用两步控制烟叶醇化的储存环境第一步为用塑料薄膜将烟叶密封包装，采用吸氧材料或用氮气、二氧化碳或惰性气体将烟叶储存密封袋中的氧气浓度体积百分比降低至O. 01-4%，密封10-400天；第二步为在第一步完全杀死烟叶中的害虫和霉菌后，往烟叶密封袋中补充氧气或空气，使袋中的氧浓度体积百分比上升至4-40 %，储存时间为10-700天(邹兴、邹端端、王俏贤，一种不影响烟叶醇化的杀虫防霉方法，中国专利号CN101416771A)。该方法低氧处理时间较长，过度降低烟叶醇化速度，烟叶易出现颜色变深现象，可用性下降。中国专利公开号1633925公开了一种二氧化碳防治烟仓虫技术，其在密闭条件下保留CO2浓度65%以上，封杀时间6天以上，可以百分百杀死烟仓虫的成虫、幼虫、蛹及卵。该方法所需CO2浓度高，而空气中CO2浓度仅O. 03%，烟厂大规模使用该方法杀虫成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种无污染、无残留、安全、环保、成本低，且高效的烟叶快速降氧杀虫的方法。解决本发明技术问题所采用的技术方案是该烟叶快速降氧杀虫方法先采用变压吸附制氮设备向存放烟叶堆垛的密封空间内通过充入氮气并使密封空间内排出的混合气回抽到变压吸附制氮设备的吸附罐中循环使密封空间内氧气浓度降到5%以下，再向密封空间内充入二氧化碳至密封空间内二氧化碳浓度为3-50%，使烟叶堆垛内氧气浓度快速降至2%以下。氧气控制在2%以下能抑制和杀灭贮藏环境中的微生物和植物病虫害。所述变压吸附制氮设备通过管道与密封空间连通。变压吸附制氮(PressureSwing Adsorption)是一种采用碳分子筛作为吸附剂的先进气体分离技术。碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大，且根据变压吸附原理，碳分子筛的吸附容量随压力的变化而变化，因此可在加压条件下，从空气中吸附分离出氮气。经过纯化干燥的压缩空气，在装有碳分子筛的吸附罐中进行加压吸附，由于空气动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先吸附，氮在气相中被富集起来，通过出口形成成品氮气输出到存放烟 叶堆垛的密封空间内；然后吸附罐经减压至常压，碳分子筛脱附所吸附的氧气等杂质，实现再生。变压吸附制氮技术用于现场供氮气，方便、效率高。利用CO2排除密封空间内的空气，烟草害虫会因缺氧而窒息死亡或使虫体器官发生代谢障碍和代谢紊乱而死亡，CO2不仅能杀死烟草害虫的成虫，而且还能杀死烟草害虫的幼虫、卵和蛹。本发明烟叶快速降氧杀虫方法，具体包括以下步骤I)采用密封空间将烟叶堆垛密封烟叶堆垛的密封空间配有进气口、排气口及气体浓度检测仪，所述气体浓度检测仪包括氧气浓度检测仪和二氧化碳浓度检测仪，进气口和排气口通过管道及阀门与外部连通或密封；2)通过进气口向密封空间内充入氮气，通过排气口排出密封空间内的空气或混合气，使密封空间内氧气浓度降至5%以下采用管道将密封空间进气口连接到变压吸附制氮设备的充气口，将密封空间排气口连接到变压吸附制氮设备的抽气口上，形成循环回路，开启变压吸附制氮设备，变压吸附制氮设备所制氮气充入烟叶堆垛的密封空间，密封空间内的空气或与氮气的混合气体又被变压吸附制氮设备的抽气口回抽至变压吸附制氮设备的装有碳分子筛的吸附罐中进一步分离氧，使所制氮气的浓度进一步增加，逐渐使密封空间内回到变压吸附制氮设备抽气口的循环气中氮气浓度增高，当密封空间内氧气浓度降至5%以下时关闭变压吸附制氮设备以及密封空间进气口和排气口阀门；本发明中采用变压吸附制氮设备制氮除氧用气与烟叶堆垛密封空间内排出气形成循环，大大减少密封空间内达到5%以下氧气浓度所需循环时间。另外变压吸附制氮设备在直接使用空气除氧制氮时，制氮浓度越高(如制氮浓度大于95%时)，所需功率越高，制取成本越高，不使用循环气时，将密封空间内氧气浓度降至5 %以下所需时间越长，消耗能量越大。本发明中将烟叶堆垛密封空间内排出气回收到变压吸附制氮设备吸附罐中循环使用(并适当补充外部空气)，由于该循环使用的排出气中氮气浓度大大高于空气中的氮气浓度，这样使变压吸附制氮设备使用同样的功率就能制出更高浓度的氮气(如在I分钟内，就可使输出氮气浓度达到99. 99%),并在比非循环状态下少得多的时间里使密封空间内氧气浓度降至5%以下(如在非循环状态下使密封空间内氧气浓度降至5%所需时间为48-72小时；本发明采用循环气，使密封空间内氧气浓度降至5%所需时间为6-48小时)。3)向密封空间内充入二氧化碳气体将密封空间进气口连接在二氧化碳气源上，排气口连接抽风机，打开进气口阀门充入二氧化碳，并打开排气口阀门开启抽风机，当密封空间内二氧化碳浓度为3-50%时停止充气并关闭进气口阀门和排气口阀门，此时密封空间内氧气浓度在2%以下；4)常温下，保持步骤3)所述气体浓度2-10天。优选的是，所述密封空间可采用密封室或密封帐幕。进一步优选的是,所述密封帐幕采用透氧率小于100mL/day · m2的塑料薄膜制备。
优选的是，所述变压吸附设备产氮气量在20m3/h以上，用空气所制氮气浓度在90%以上。优选的是，所述二氧化碳气源中二氧化碳纯度在95%以上。二氧化碳气源可为市
售钢瓶装二氧化碳气。本项发明将变压吸附制氮降氧技术应用在烟草杀虫，大大缩短了降氧时间；通过充入二氧化碳在较高氧浓度的情况下提高烟草害虫的致死率。本发明的优点如下I.降氧时间短，无副作用。采用变压吸附制氮降氧循环技术将密封空间内氧气浓度降至5%以下的时间仅为6-48小时，可省电50%左右(与非循环空气相比)，且不会产生热量损毁烟叶，不影响烟叶堆垛的后续醇化过程。2.杀虫迅速彻底，采用低氧和一定二氧化碳浓度相结合的杀虫方法，密封保持3-10天,贮烟害虫死亡率达100%。3.绿色环保，本发明在进行仓储烟叶杀虫过程中不使用任何化学药品，不会产生有毒有害的物质，因此在杀虫过程中不会污染烟叶，不会造成环境污染，符合清洁生产的要求。4.节约能源，采用密封空间进气口和排气口用管道分别连接到变压吸附制氮设备的充气口和抽气口上，逐渐使密封空间内高浓度氮气循环回到变压吸附制氮设备的抽气口，大大减少达到5%氧气浓度所需循环时间及变压吸附制氮机的功率，节省电能。
图I为本发明一个具体实施例中密封空间与变压吸附制氮设备的连接示意图；图2为本发明一个具体实施例中密封空间与CO2气源的连接示意图。图中1-密封空间；2_变压吸附制氮设备；3-进气口阀门；4-排气口阀门；5-充气口阀门；6-抽气口阀门；7_放空阀；8_压力表；9_截止阀10-钢瓶装二氧化碳气源。
具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。下面的实施例中，变压吸附制氮设备2采用型号LDPN-50/99. 5HP的移动式变压吸附制氮机。实施例I :本实施例使用50件已经部分生虫的复烤片烟，烟跺体积约为30m3，密封空间为密封帐幕。如图I所示为本实施例中密封空间与变压吸附制氮设备的连接示意图。本实施例包括以下几个步骤I)采用密封帐幕I将烟叶堆垛密封根据烟叶垛位大小计算所需密封帐幕底膜的面积，并在垛位底部铺设用于防潮并可保护密封帐幕底膜的防潮物，如牛皮纸、蜂窝纸板、麻袋等。然后在防潮物上平铺复合膜制作的密封帐幕底膜。本实施例中，密封帐幕塑料薄膜采用O. 08mm厚的聚乙烯复合膜,透氧率小于60mL/day ·ηι2。在密封帐幕底膜上再铺设一层衬垫物，衬垫物可选用牛皮纸、蜂窝纸板或麻袋等。衬垫物的尺寸与堆垛底面的尺寸基本一致。在衬垫物上堆叠烟箱形成烟叶堆垛。罩上密封帐幕的罩膜，将密封帐幕的底膜和罩膜热合在一起。 烟叶堆垛的密封空间配有进气口、排气口及气体浓度检测仪，所述气体浓度检测仪包括氧气浓度检测仪和二氧化碳浓度检测仪，进气口和排气口通过管道及阀门与外部连通或密封；2)通过变压吸附制氮设备2进气口将密封帐幕I内充入氮气，通过排气口排出密封帐幕I内的空气或混合气，使密封帐幕I内氧气浓度降至5%以下首先使用U型管压差计对该密封烟叶堆垛进行负压测试，以检测密封帐幕的密封效果。通常的密封标准是以5分钟内压力回升小于IOOPa为合格，本实施例中5分钟内压力回升为94Pa，密封效果符合要求。然后将进气口和排气口用管道分别连接到变压吸附制氮设备的充气口和抽气口上形成利用空气制氮除氧的循环通道，调节放空阀7，使抽气口风量略小于充气口风量，防止将密封帐幕I抽破。如图I所示，开启变压吸附制氮设备2，变压吸附制氮设备所制氮气充入烟叶堆垛的密封帐幕I内，密封帐幕I内的空气或与氮气的混合气体又被变压吸附制氮设备的抽气口回抽至变压吸附制氮设备的装有碳分子筛的吸附罐中进一步分离氧，使所制氮气的浓度进一步增加，逐渐使密封空间内回到变压吸附制氮设备抽气口的循环气中氮气浓度增高，当氧气检测仪测得密封帐幕内氧气浓度在5%时关闭变压吸附制氮设备2，以及进气口和排气口阀门；变压吸附制氮设备运行了 6小时。3)向密封帐幕I内充入二氧化碳气体如图2所示，将进气口通过管道连接在钢瓶装二氧化碳气源10上，排气口连接抽风机，打开进气口阀门3充入二氧化碳，并打开排气口阀门4开启抽风机，当二氧化碳检测仪测得密封帐幕I内二氧化碳浓度为3%时停止充气。此时密封帐幕I内氧气浓度在2%以下。4)密封杀虫保持该实施例步骤3)所述气体浓度10天后拆除密封帐幕I，统计各烟箱内烟草害虫死亡率为100%。实施例2 本实施例使用100件已经部分生虫的复烤片烟，烟叶堆跺体积约为60m3，密封空间为密封帐幕。本实施例包含的步骤与实施例I基本相同，不同之处在于步骤I)中所采用的密封帐幕塑料薄膜为O. IOmm厚的聚丙烯复合膜，透氧率小于8 OmL/day · m2。步骤2)中当氧气检测仪测得密封帐幕内氧气浓度在2%时关闭变压吸附制氮设备，变压吸附制氮设备运行了 14小时。步骤3)中当二氧化碳检测仪测得密封帐幕内二氧化碳浓度为25%时停止充气。保持该实施例所述气体浓度6天后拆开密封帐幕，统计各烟箱内烟草害虫死亡率为 100%。实施例3 本实施例使用150件已经部分生虫的复烤片烟，烟跺体积约为90m3，密封空间为密封帐幕。 本实施例包含的步骤与实施例I基本相同，不同之处在于步骤I)中所采用的密封帐幕塑料薄膜为O. 12mm涤纶复合膜，透氧率小于IOOmL/day · m2。步骤2)中当氧气检测仪测得密封帐幕内氧气浓度在O. 5%时关闭变压吸附制氮设备，变压吸附制氮设备运行了 48小时。步骤3)中当二氧化碳检测仪测得密封帐幕内二氧化碳浓度为50%时停止充气。保持该实施例所述气体浓度2天后拆除密封帐幕，统计各烟箱内烟草害虫死亡率为 100%。实施例4 本实施例使用150件已经部分生虫的复烤片烟，烟跺体积约为90m3，密封空间为密封室。本实施例包括以下几个步骤I)采用密封室将烟叶堆垛密封将烟叶堆垛放置于密封室内并关闭密封室。2)通过变压吸附制氮设备将密封室内氧气浓度降至5%以下使用U型管压差计对该密封烟叶堆垛进行负压测试，以检测密封室的密封效果。5分钟内压力回升为88Pa，密封效果符合要求。然后将进气口和排气口用管道分别连接到变压吸附制氮设备的充气口和抽气口上形成循环通道，调节放空阀，使抽气口风量略小于充气口风量。开启设备，当氧气检测仪测得密封室内氧气浓度在5%时关闭变压吸附制氮设备，变压吸附制氮设备运行了 36小时。3)向密封室内充入二氧化碳气体将进气口通过管道连接在二氧化碳气源上，当二氧化碳检测仪测得密封帐幕内二氧化碳浓度为50%时停止充气。4)密封杀虫保持该实施例所述气体浓度3天后打开密封室，统计各烟箱内烟草害虫死亡率为100%。其余与实施例I中相同。实施例5 本实施例使用150件已经部分生虫的复烤片烟，烟跺体积约为90m3，密封空间为密封室。本实施例包括以下几个步骤I)将烟跺放置于密封室内将烟叶堆垛放置于密封室内并关闭密封室。2)通过变压吸附制氮设备将密封室内氧气浓度降至2%以下使用U型管压差计对该密封烟叶堆垛进行负压测试，以检测密封室的密封效果。5分钟内压力回升为95Pa，密封效果符合要求。然后将进气口和排气口用管道分别连接到变压吸附制氮设备的充气口和抽气口上形成循环通道，调节放空阀，使抽气口风量略小于充气口风量。开启设备，当氧气检测仪 测得密封室内氧气浓度在2%时关闭变压吸附制氮设备，变压吸附制氮设备运行了 40小时。3)向密封室内充入二氧化碳气体将进气口用管道连接在二氧化碳气源上，当二氧化碳检测仪测得密封帐幕内二氧化碳浓度为3%时停止充气。4)密封杀虫保持该实施例所述气体浓度7天后打开密封室，统计各烟箱内烟草害虫死亡率为100%。其余与实施例I中相同。由以上对本发明实施例的详细描述，可以了解本发明解决了烟叶虫害难以彻底迅速去除的困难情况，并且解决了以往烟叶杀虫方法不够环保的问题。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种烟叶快速降氧杀虫方法，其特征在于先采用变压吸附制氮设备向存放烟叶堆垛的密封空间内通过充入氮气并使密封空间内排出的混合气回抽到变压吸附制氮设备的吸附罐中循环使密封空间内氧气浓度降到5%以下，再向密封空间内充入二氧化碳至密封空间内二氧化碳浓度为3-50%，使烟叶堆垛内氧气浓度快速降至2%以下。
2.根据权利要求I所述的烟叶快速降氧杀虫方法，其特征在于，包括如下具体步骤 1)采用密封空间将烟叶堆垛密封 烟叶堆垛的密封空间配有进气口、排气口及气体浓度检测仪，进气口和排气口通过管道及阀门与外部连通或密封； 2)通过进气口向密封空间内充入氮气，通过排气口排出密封空间内的空气或混合气，使密封空间内氧气浓度降至5%以下 采用管道将密封空间进气口连接到变压吸附制氮设备的充气口，将密封空间排气口连接到变压吸附制氮设备的抽气口上，形成循环回路，开启变压吸附制氮设备，变压吸附制氮设备所制氮气充入烟叶堆垛的密封空间，密封空间内的空气或与氮气的混合气体又被变压吸附制氮设备的抽气口回抽至变压吸附制氮设备的装有碳分子筛的吸附罐中进一步分离氧，使所制氮气的浓度进一步增加，逐渐使密封空间内回到变压吸附制氮设备抽气口的循环气中氮气浓度增高，当密封空间内氧气浓度降至5%以下时关闭变压吸附制氮设备以及密封空间进气口和排气口阀门； 3)向密封空间内充入二氧化碳气体 将密封空间进气口连接在二氧化碳气源上，排气口连接抽风机，打开进气口阀门充入二氧化碳，并打开排气口阀门开启抽风机，当密封空间内二氧化碳浓度为3-50 %时停止充气并关闭进气口阀门和排气口阀门，此时密封空间内氧气浓度在2%以下； 4)常温下，保持步骤3)所述气体浓度2-10天。
3.根据权利要求I或2所述的烟叶快速降氧杀虫方法，其特征在于所述密封空间可采用密封室或密封帐幕；
4.根据权利要求3所述的烟叶快速降氧杀虫方法，其特征在于所述密封帐幕采用透氧率小于100mL/day · m2的塑料薄膜制备。
5.根据权利要求I或2所述的烟叶快速降氧杀虫方法，其特征在于所述变压吸附设备产氮气量在20m3/h以上，氮气纯度在90%以上。
6.根据权利要求I或2所述的烟叶快速降氧杀虫方法，其特征在于所述二氧化碳气源纯度在95%以上。
全文摘要
本发明提供一种烟叶快速降氧杀虫方法，其特征是包括以下步骤1)采用密封空间将烟叶堆垛密封；2)通过变压吸附制氮设备向密封空间内充入氮气，将密封空间内氧气浓度降至5％以下；3)向密封空间内充入高浓度的二氧化碳气体，将密封空间内二氧化碳浓度调节至3-50％，此时密封空间内氧气浓度在2％以下；4)常温下，保持上述气体浓度2-10天杀灭烟草害虫。本发明制氮降氧与充入二氧化碳时间为10-48小时，密封杀虫时间为3-10天，其突出优点在于能短时间内彻底杀死密封空间内的烟草害虫，降低烟叶虫害造成的经济损失，且成本低，对烟叶及环境无任何不良作用。
文档编号A24B1/02GK102871208SQ20111020413
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者刘胜祥, 敖悦扉, 瞿佳政, 岳骞 申请人:湖南华望熏蒸消毒有限公司