专利名称：谷物中稻米、豆类、小麦等产品的微波杀虫方法
技术领域：
本发明涉及一种杀灭各种谷物等粮食产品的杀虫方法，特别是采用微波法杀灭谷物中稻米、豆类、小麦等粮食产品中成虫、幼虫和虫卵的方法。
背景技术：
世界范围内，谷物中稻米、豆类、小麦等各种粮食产品中的虫害一直是粮食仓储、加工人员比较难以用物理法解决的难题，由于缺乏有效技术和设备，在我国谷物中的稻米、豆类、小麦等粮食的虫害问题一般依赖于磷化氢(或磷化铝)等药物熏蒸技术，这可以杀灭成虫和幼虫，但对寄生在粮食颗粒中的虫卵却不能完全杀灭，在仓储和销售货架期，合适的温度和湿度条件，虫卵就会孵化；过度使用化学药物的过程后，使得谷物、稻米、豆类、小麦保存和加工过程中受到化学和药物污染，给消费大众带来健康威胁。虽然国内有采用微波杀虫的专利公开，比如CN 1528154A(大米或稻谷的微波在线杀虫方法)，此专利采用微波辐射加工散装稻谷或在线大米加热杀虫的方法，它侧重采用微波加热可以直接杀灭稻谷或大米中的成虫、幼虫和虫卵，但没有完整考虑解决大米或稻谷的杀虫的同时，如何保持大米或稻谷质量不变(如爆腰、变色、裂纹、失水等)的问题，尤其是该方法对微波杀虫的机理理解错误。微波具有穿透和整体加热介质材料的特点，但是，微波加热腔中微波的功率分布不是绝对一致的，其中的大米或稻谷分布不是各向一致的，在微波加热过程中表现在大米或稻谷横截面上(垂直于输送带)存在温差，一般是当中温度高，四周温度低；当物料初温越低其微波加热升温后温差越大；表层大米或稻谷容易蒸发水分；微波直接加热稻米温度高于65°C后，或稻米间温差过大时，就会对大米或稻谷产生爆腰、变色、失水、膨化、熟化等变化；此专利对克服微波处理时谷物或大米的温差、爆腰、变色、失水没有对策；致使，粮仓或米厂用此方法杀灭虫害时，要么，杀虫效果不佳，要么虫杀了，米的质量也下降了，实际上无法使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种谷物中稻米、豆类、小麦等粮食产品的微波杀虫方法，确切的说是一种物理条件下微波协同杀虫方法。采用此方法既能将谷物中的稻米、豆类、小麦等产品中的虫体和虫卵杀灭，又能保持谷物中稻米、豆类、小麦等产品的原有质量、风味不变。本发明的原理是应用微波技术方法杀灭虫害，系统首先考虑到1)利用微波加热技术的优点是具有穿透特点、但穿透深度受微波频率的影响；2)微波加热过程中的物料受热均匀性是有偏差的，应通过设备设计和加热工艺调整来减小偏差；3)考虑谷物、稻米、豆类、小麦等产品能承受的耐热性(如变色、爆腰、失水、膨化、熟化变质)；4)温升速度、料间温差、料层温差，这些问题将通过设备和工艺流程辅助解决；5)考虑成虫、幼虫、虫卵的微波致死条件或微波与其它物理方法协同致死条件；6)然后考虑兼顾杀虫和保证各种谷物如稻米、豆类、小麦等产品质量的工艺流程方案；7)建立实际生产工艺流程进行验证并优化适应粮食仓储、流通单位使用。本发明的技术解决方案是，提供一种包括以下工艺过程及条件的谷物中稻米、豆类等粮食产品微波杀虫方法，步骤如下(I)、先将谷物中稻米、豆类、小麦等产品定量装入带气孔包装袋中或非金属容器中；(2)、然后进入箱式或隧道式工业微波炉中均匀加热到40_70°C ；(3)、然后再进入隧道式保温烘箱，温度设定在50_70°C，保持3-15分钟；(4)、依次再进入冷却通道，将容器或包装袋在冷风环境下缓慢降温，降到40°C以下；(5)产品入库，待进仓或转运流通市场销售。以上所述物理条件下微波协同杀虫工艺适用各种谷物，包括稻米、豆类、小麦等粮食产品进库前处理或出库时处理，也可以是粮食产品最终包装后的出厂前处理。所述的谷物中稻米、豆类、小麦等产品是未脱壳或脱壳处理后产品；所述的害虫，包括各种成虫、幼虫和虫卵；步骤(I)中，所述容器或包装袋，容器是指非金属材料、无毒性，如PP、陶瓷、玻纤、玻璃等材料制成，容器上开有少量气孔；包装袋可以是粮食专用各种纤维、棉麻织物袋、布袋、编织带或PP、PE袋，袋上用针扎一定量气孔；步骤(2)中，所述箱式或隧道式工业微波炉缓慢对谷物、稻米、豆类等粮食均匀升温，帮助改善谷物的均匀性，最终使物料温度达到40-70°C后，通过输送带输出。所述箱式或隧道式工业微波炉，是一种类似流水线状设备，中间是微波加热腔、腔体两侧是微波防泄漏端，物料一端进另一端出；其中的箱式微波炉是多个微波箱通过过渡段相互连接起来，而隧道微波炉是一个长隧道箱体；设备加热腔结构优选是箱式工业微波炉，该设备具有加热和均温功能；微波功率应可以调节大小(产量、季节、物料初温变化时可以调节)；微波加热设备选用箱式，该类设备加热比较均匀，微波腔对物料间隙式加热，过渡段有均温作用，逐渐加热和均温物料使得物料在加热过程中温差缩小；微波采用2450MHz或915MHz频率时，当采用2450MHz频率时，对应波长约为12cm，容器或包装袋在输送带上的厚度控制在8cm以下，当微波采用915MHz频率时，对应波长约为32cm，容器或包装袋在微波输送带上的厚度控制在6-25cm。微波加热腔内应通有热风，热风温度在30_70°C，它可以辅助改善物料里外的受热后的温度扩散、均匀性；此设备如上海麦风微波设备有限公司GETS-2X-100型微波设备，其微波频率是2450MHz，或者GETS-9A-100型，微波频率为915MHz，设备。步骤(3)中，所述的隧道式保温烘箱，是一种四周封闭型隧道式输送通道，通道内的温度可以设定成恒定温度，该设备不向外排湿和排风，使得从中通过的物料温度保持在几乎恒定的温度；本工艺中优选温度设定在50-75°C，优选的是隧道型保温烘箱(如上海麦风微波设备有限公司GETS-2HX-100型保温烘箱)。步骤⑷中，所述的冷却通道，是指物料从保温烘箱出来后，进入的降温段通道，是一种输送通道，通道上的降温气流由空气直接输入或由制冷空气引入；从冷却通道上通过的物料温度逐步降低，避免因快速降温引起谷物的开裂、爆腰等变化；
步骤(5)中，完成降温后谷物粮食，就可以入库或供应市场了。与现有技术相比较，本发明的有益效果是1、具有生产工艺完整，提高了生产加工速度和产品质量，可实现连续性生产，尤其是通过等量包装、微波间歇、均匀升温、热风保温、冷却降温技术实现谷物、稻米、豆类产品灭虫；2、本发明的方法是一种纯物理灭虫技术，解决了谷物、稻米、豆类等粮食入库前杀虫和生产加工出厂前杀虫的方法，该工艺能最大程度减小谷物的熏蒸污染，提高产品质量和产量的稳定性。
图1为本发明将谷物中稻米、豆类、小麦等产品的微波杀虫方法的工艺流程图。图2为本发明将谷物中稻米、豆类、小麦等产品的微波杀虫方法的设备配置图。附图标记1:箱式或隧道式工业微波炉设备；2 :隧道式保温烘箱设备；3 :冷却通道设备；4 微波炉输送带；5 :微波防泄漏端；6 :微波加热腔；7 :微波过渡段；8 :微波输送卸料板；9 隧道保温烘箱；10 :隧道式保温烘箱输送带；11 :烘箱输送卸料板；12 :冷却通道输送带；13 :冷却通道。
具体实施例方式以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中术注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例1微波杀灭箱装稻谷中成虫、幼虫、虫卵的方法方法，包括以下步骤(I)取一批1-25公斤容量塑料箱，该箱能耐85°C温度，在箱盖和四周开20-50个针眼作为透气孔，然后将稻谷称重等量分装入箱中，然后盖口 ；当系统中微波设备频率用2450MHz时，稻谷料高控制在8cm下，微波设备频率用915MHz时，稻谷料高控制在16cm下；(2)开启微波杀虫生产线系统，调整好微波设备1、保温烘箱设备2、冷却通道设备3到工作状态；(3)开启箱式工业微波炉I，将装箱稻谷依次放入微波输送带4，调节微波功率、辅助热风对稻谷进行加热，控制稻谷微波加热达到温度为40-70°C间，时间约在3-10分钟，然后输出工业微波炉I ;(4)然后通过微波输送卸料板8将此稻谷送上隧道式保温烘箱设备2的烘箱输送带10，进入保温烘箱9，保温烘箱温度设定在70V ±5°C，稻谷在此通道保温3-10分钟；(5)从保温通道出来的稻谷，通过烘箱输送卸料板11进入冷却通道输送，12，通过风冷形式进行降温，降温到40°C以下就可以了，但降温速度不宜过快、一般控制在15-250C /Ho经过工艺流程的稻谷，就完成稻谷杀虫，可以入库或进入流通市场。
实施例2微波杀灭袋装稻谷中成虫、幼虫、虫卵的方法方法，包括以下步骤(I)取一批1-25公斤容量编织袋，该箱能耐85°C温度，然后将稻谷称重等量分装入袋中，然后封口 ；当系统中微波设备频率用2450MHz时，稻谷料高控制在8cm下，微波设备频率用915MHz时，稻谷料高控制在16cm下；(2)开启微波杀虫生产线系统，调整好微波设备1、保温烘箱设备2、冷却通道设备3到工作状态；(3)开启箱式工业微波炉I，将装袋稻谷依次放入微波输送带4，调节微波功率、辅助热风对稻谷进行加热，控制稻谷微波加热达到温度为45_65°C间，时间约在3-10分钟，然后输出微波炉I ;(4)然后将此稻谷送上隧道式保温烘箱设备2的烘箱输送带10，保温烘箱2温度设定在70°C ±5°C，稻谷在此通道保温3-10分钟；(5)从保温通道出来的稻谷，进入冷却通道设备3的冷却通道输送带12，通过风冷形式进行降温，降温到40°C以下就可以了，但降温速度不宜过快、一般控制在15-25°C /H。经过工艺流程的稻谷，就完成稻谷杀虫，可以入库或进入流通市场。实施例3微波杀灭袋装大米中成虫、幼虫、虫卵的方法方法，包括以下步骤(I)取一批1-25公斤容量塑料袋，该袋能耐10(TC温度，在袋上扎10-20个针眼作为透气孔，然后将大米称重等量分装入袋中，然后封口 ；当系统中微波设备频率用2450MHz时，大米料高控制在8cm下，微波设备频率用915MHz时，稻谷料高控制在16cm下；(2)开启微波杀虫生产线系统，调整好工业箱式微波设备1、保温烘箱设备2、冷却通道设备3到工作状态；(3)开启箱式工业微波炉I，将装袋大米依次放入微波输送带4，调节微波功率、辅助热风对大米进行加热，控制大米微波加热达到温度为50-65°C间，时间约在3-10分钟，然后输出微波炉；(4)然后将此大米送上隧道式保温烘箱设备2的保温烘箱输送带10，保温烘箱温度设定在70°C ±5°C，大米在此通道保温3-10分钟；(5)从保温通道出来的大米，进入冷却通道设备3的冷却通道输送带12，通过风冷形式进行降温，降温到40°C以下就可以了，但降温速度不宜过快、一般控制在15-25°C /H。经过工艺流程的大米，就完成大米杀虫，可以入库或进入流通市场。实施例4微波杀灭袋装绿豆中成虫、幼虫、虫卵的方法方法，包括以下步骤(I)取一批1-5公斤容量塑料袋，该袋能耐85°C温度，用针在袋面上扎10_20个针眼作为透气孔，然后将绿豆称重等量分装入袋后封口 ；系统中微波设备频率用2450MHz时，绿豆料高控制在6cm下；(2)开启微波杀虫生产线系统，调整好工业微波设备1、保温烘箱设备2、冷却通道设备3到工作状态；
(3)开启箱式工业微波炉I，将装袋绿豆依次放入微波输送带4，调节微波功率、辅助热风对袋装绿豆进行加热，控制绿豆微波加热达到温度为50-65°C间，时间约在3-10分钟，然后输出微波炉；(4)然后将此袋装绿豆送上隧道式保温烘箱设备2的保温烘箱输送带10，保温烘箱温度设定在70°C ±5°C，绿豆在此通道保温3-10分钟；(5)从保温通道2出来的绿豆，进入冷却通道设备3的输送带12，通过风冷形式进行降温，降温到40°C以下就可以了，但降温速度不宜过快、一般控制在15-25°C /H。经过工艺流程的绿豆，就完成绿豆杀虫，可以入库或进入流通市场。实施例5微波杀灭袋装小麦中成虫、幼虫、虫卵的方法方法，包括以下步骤(I)取一批1-25公斤容量编织袋，该箱能耐85°C温度，然后将小麦称重等量分装入袋中，然后封口 ；当系统中微波设备频率用2450MHz时，小麦料高控制在8cm下，微波设备频率用915MHz时，小麦料高控制在16cm下；(2)开启微波杀虫生产线系统，调整好微波设备1、保温烘箱设备2、冷却通道设备3到工作状态；(3)开启箱式工业微波炉I，将装袋小麦依次放入微波输送带4，调节微波功率、辅助热风对小麦进行加热，控制小麦微波加热达到温度为45-65°C间，时间约在3-10分钟，然后输出微波炉I ;(4)然后将此小麦送上隧道式保温烘箱设备2的烘箱输送带10，保温烘箱2温度设定在70°C ±5°C，小麦在此通道保温3-10分钟；(5)从保温通道出来的小麦，进入冷却通道设备3的冷却通道输送带12，通过风冷形式进行降温，降温到40°C以下就可以了，但降温速度不宜过快、一般控制在15-25°C /H。经过工艺流程的小麦，就完成小麦杀虫，可以入库或进入流通市场。
权利要求
1.一种谷物或加工后谷物中稻米、豆类、小麦等产品的微波杀虫工艺方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、先将谷物中稻米、豆类、小麦等产品定量装入带气孔包装袋中或非金属容器中；(2)、然后进入箱式或隧道式工业微波炉I中缓慢、均匀加热到40-70°C；(3)、然后再进入隧道式保温烘箱2，温度设定在50-70°C，保持3-15分钟；(4)、依次再进入冷却通道3，将容器或包装袋在冷风环境下缓慢降温，降到40°C以下；(5)产品待进仓入库或转运流通市场。
2.根据权利I所述的方法，其特征在于，所述的谷物中稻米、豆类、小麦等产品是未脱壳或脱壳处理后产品；所述的害虫，包括各种成虫、幼虫和虫卵；进一步的，所述物理条件下微波杀虫工艺适用各种谷物，包括稻米、豆类、小麦等粮食产品进库前处理或出库时处理，也可以是粮食产品最终包装后的出厂前处理。
3.根据权利I所述的方法，其特征在于，步骤(I)中，所述带气孔包装袋或非金属容器为非金属材料、微波几乎不吸收，无毒性，如PP、陶瓷、玻纤、玻璃等材料制成，容器上开有少量气孔；包装袋可以是粮食专用的各种纤维、棉麻织物袋、编织带或PP、PE袋，袋上自有或用针扎一定量气孔。
4.根据权利I所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述箱式或隧道式工业微波炉I 是一种类似流水线状设备，中间是微波加热腔6、腔体两侧是微波防泄漏端5，物料一端进另一端出，其中的箱式微波炉是多个微波腔通过过渡段7相互连接起来，而隧道微波炉是一个长隧道腔体；微波功率应可以调节大小(产量、季节、物料初温变化时可以调节)；进一步的，当谷物料层厚度在6cm 25cm时，优选915MHz微波设备，一般采用谷物料层厚度小于8cm时，优选2450MHz微波设备；进一步的，设备加热腔结构优选是箱式工业微波炉，该类设备加热比较均匀，微波腔对物料间隙式加热，过渡段有均温作用，逐渐加热和均温物料使得物料在加热过程中温差缩小。
5.根据权利4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，微波加热腔内应通有热风，热风温度在30-70°C，它可以辅助改善物料里外的受热后的温度扩散、均匀性；微波缓慢对谷物中稻米、豆类、小麦等粮食均匀升温，最终使物料温度达到30-70°C后，通过输送带输出。 如上海麦风微波设备有限公司的2450MHz频率的GETS-2X-100型设备和915MHz频率的 GETS-9A-100 型设备。
6.根据权利I所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的隧道式保温烘箱2，是一种四周封闭型隧道式输送通道，通道内的温度可以设定成恒定温度，该设备不向外排湿和排风，使得从中通过的物料温度保持在几乎恒定的温度；本工艺中优选温度设定在50-75°C， 优选的是隧道型保温烘箱(如上海麦风微波设备有限公司GETS-2HX-100型烘箱)。
7.根据权利I所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的冷却通道3，是指物料从保温烘箱出来后，进入的降温段通道，是一种输送通道，通道上的降温气流由空气直接输入或由制冷空气引入；进一步的，从冷却通道上通过的物料温度逐步降低，避免因快速降温引起谷物的开裂、爆腰等变化。
8.根据权利I所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，完成降温后谷物粮食，就可以入库或转运流通 市场，供应销售了。
全文摘要
本发明公开了一种谷物原料或加工后谷物中稻米、豆类、小麦等产品的微波杀虫方法，此方法适用于谷物类产品入库前或出库后。谷物的微波杀虫方法，包括以下步骤1、先将谷物产品定量装入带气孔包装袋中或非金属容器中，2、进入箱式或隧道式工业微波炉中均匀加热到40-70℃；3、然后进入隧道式保温烘箱，温度设定在50-70℃，保持3-15分钟；4、进入冷却通道，将容器或包装袋在冷风环境下缓慢降温到40℃以下；5、产品入库或零售。所述方法是一种纯物理杀虫技术，该方法能完全杀灭谷物中稻米、豆类中的成虫、幼虫和虫卵，又能保持谷物中稻米、豆类、小麦等产品原有质量、风味不变。
文档编号A23B9/04GK102986864SQ20111027623
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者陈玉麒, 陈玉麟 申请人:上海麦风微波设备有限公司