Modelling the ozone penetration in a grain layer

Abstract

Studies of grain drying with ozone-air mixture were carried out to detect the ozone penetration patterns through the grain mound of various moisture content (14.6 ≤ w ₀ ≤ 23.0%) at different ozone concentrations (500 ≤ C ₀ ≤ 1250 ppb) in the supplied air. The ozone penetration through the grain layer depends on the initial ozone concentration in the supplied air, ozonation time, velocity of the supplied air, height of the grain mound, initial grain moisture content and mycobiotic contamination of grain surface. It was determined that in a 60 cm height of the grain layer ozone is first recorded after 12 h, and at 105 cm – only after 34 h at w ₀ = 19.0%, C ₀ = 500 ppb. If the initial concentration of ozone is higher, it is first recorded sooner. Ozone penetration through the grain layer with higher moisture level is slower, and ozone reaction with grain surface and microflora present on it is longer.  Hypothesis about the adequacy of the model (how it reflects the real process) has been verified by calculating reproduction and adequacy variance. The mathematical model could be applied for prediction of the course of grain ozonation process.

Article in English.

Ozono skverbties grūdų sluoksnyje modeliavimas

Santrauka. Grūdų džiovinimo ozono ir oro mišiniu tyrimai atlikti siekiant išaiškinti ozono skverbties per skirtingo drėgnio grūdų sampilą dėsningumus (14,6 ≤ w ₀ ≤ 23,0%), esant skirtingoms ozono koncentracijoms (500 ≤ C ₀ ≤ 1250 ppb) tiekiamame ore. Ozono skverbtis grūdų sluoksnyje priklauso nuo pradinės ozono koncentracijos tiekiamame ore, ozonavimo trukmės, tiekiamo oro greičio, grūdų sampilo aukščio, pradinio grūdų drėgnio ir jų paviršiaus mikobiotinio užterštumo. 60 cm grūdų sluoksnio aukštyje ozonas pradėtas fiksuoti po 12 h, o 105 cm – tik po 34 h, kai w ₀ = 19,0%, C ₀ = 500 ppb. Padidinus pradinę ozono koncentraciją, ozonas pradedamas fiksuoti greičiau. Ozonuojant drėgnesnius grūdus, ozonas per jų sluoksnį skverbiasi lėčiau, vyksta ilgesnė jo reakcija su grūdų paviršiumi ir ant jų esančia mikroflora. Hipotezė apie modelio adekvatumą (kaip jis atspindi realų procesą) buvo patikrinta apskaičiavus reprodukcijos ir adekvatumo dispersijas. Sudarytas matematinis modelis gali būti taikomas grūdų ozonavimo procesui prognozuoti.

Reikšminiai žodžiai: aplinkos procesų modeliavimas, grūdų sampilas, ozono skvarba