充氮气调与机械通风温控相结合的粮食储藏技术

充氮气调与机械通风温控相结合的粮食储藏技术

粮食是影响国家计划和人口生活的重要战略材料和特殊商品。它的安全与小国的社会稳定和经济发展密切相关。1996年11月第二次世界粮食首脑会议通过的《罗马宣言》和《行动计划》,对世界粮食安全做了如下表述:“只有当所有人在任何时候都能够在物质上和经济上获得足够、安全和富有营养的粮食,来满足其积极和健康生活的膳食需要及食物喜好时,才实现了粮食安全”。粮食安全由“吃得饱”向“吃得好”跨越,质量安全显得尤为重要。在粮食流通过程中,粮食储藏是粮情管理周期最长,保管粮食数量最大,关系粮食质量品质安全的重要环节,因此做好粮食储藏管理工作是维护国家粮食安全的关键。粮食储藏过程中,要严格控制粮食的温度、水分、生虫、发霉等影响粮食品质的因素。气调储藏和低温储粮均是国内外广泛采用的绿色储粮技术,具有绿色、环保、高效、低成本等特点,符合粮食储藏技术的发展要求。气调能有效地防虫、杀虫、抑菌。低温能延缓粮食品质劣变,是有效的粮食保鲜方式。抚州位于江西省东部,属第五储粮生态区,中温高湿。年平均相对湿度13%～98%,1月气温0℃～10℃,7月气温28℃左右,全年15℃以上的时间121d～253d,高温高湿时间长导致虫霉繁殖危害,气候环境对储粮极为不利,单一的低温储粮和单一的气调储粮技术均因成本太高在现行经济条件下难以推行。2015年10月,抚州国家粮食储备库开始运用智能充氮气调与机械通风控温相结合,高温季节实行充氮气调杀虫防虫抑菌保鲜,低温季节实行机械通风控温密闭储粮,经过近三年探索试验,表明该绿色储粮技术在保证防虫效果、粮食品质和降低生产成本上均取得了比较满意的效果,是一项符合当前实际、经济实用,值得推广的绿色生态储粮方法。1材料和方法1.1材料表面1.1.1营地和食物供试仓房为抚州国家粮食储备库18-2号仓和8号仓,仓房和储粮基本情况见表1。1.1.2设备1.1.2.智能控制系统110B型制氮机、GA30+型空气压缩机、氧气报警检测仪、CRP111-144-6.8-30-T空气呼吸器、薄膜封口机、槽管压管机、温湿度传感器、智能控制系统主机及控制模块、智能系统软件、0.1mm厚复合薄膜、密封胶管等。1.1.2.2通风设备轴流风机若干台,18-2号仓单机功率为750W,8号仓单机功率为380W,使用电源为三相380V,镀锌冷扎钢板通风地上笼若干。1.1.2.3.循环熏蒸设备环流机、不锈钢环流管道、阀门等。1.2测试方法1.2.1粮食温降和密闭保持低温试验仓18-2号仓储粮方法为充氮气调结合机械通风控温。早稻收购入库满仓转入正常保管后,首先使用轴流风机或排风扇在夜晚进行机械通风散热,平衡水分,将粮温降至30℃左右,然后密闭粮堆进行充氮气调杀虫保鲜,至冬季12月～次年1月利用自然低温空气,机械通风冷却,将最高粮温降至10℃以下,平均粮温降至6℃～8℃,再进行密闭保持低温或准低温至第二年6月左右;进入第二年夏秋高温季节,适时进行密闭充氮气调保鲜(包括杀虫),保鲜充氮保持氮气浓度95%以上,杀虫充氮氮气浓度保持在97%以上,至第二年冬季再揭膜利用自然低温空气进行冷却机械通风,再密闭保持低温或准低温储粮至第三年6月左右,如此循环直至出库。1.2.2粮食降温、冷却对照仓8号仓储粮方法为双低储粮。早稻收购入库满仓转入正常保管后,首先使用轴流风机或排风扇在夜晚进行机械通风散热,平衡水分,将粮温降至30℃左右,然后密闭粮堆进行环流熏蒸杀虫,至冬季12月～次年1月利用自然低温空气进行机械通风冷却,将最高粮温降至12℃以下,平均粮温降至6℃～8℃,再进行密闭保持低温或准低温至第二年6月左右;进入第二年夏秋高温季节,适时进行密闭环流熏蒸杀虫,至第二年冬季12月左右再揭膜进行冷却通风,密闭保持低温或准低温储粮至第三年6月左右,如此循环直至出库。1.2.3害虫检测粮食入仓时、揭膜放气后每个仓至少取6个点,用过筛法和观察法查看害虫的种类和数量。1.2.4可能用于整仓粮食的样品检测方法第20e选取水分、出糙率、脂肪酸值作为研究指标,样品采集时点为2015年11月粮食入仓密闭前和2019年12月粮食出库前,检测样品以整仓粮食作为一个检验单位,扦样及检测方法依据分别为:《中央储备粮油质量检查扦样检验管理办法》(国粮发[2010]190号),GB5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》第一法,GB/T5495-2008《粮油检验稻谷出糙率检验》,以及GB/T20569-2006《稻谷储存品质判定规则》。1.2.5储运行成本分析对试验仓充氮所需电耗成本,对照仓杀虫所需的药剂和药剂残渣处理费、电费、施药营养补助费等费用与储粮数量对照比较分析,得出相关储粮运行成本结果。因为试验仓和对照仓都有机械通风制冷环节,且通风的时段接近,故此环节的能耗比看作相同。2结果与分析2.1-2号仓气调防治前后实施alp药剂脱硫废水从2015年9月新粮收购入库检测害虫的种类和数量情况表明:两仓害虫种类相似,均有麦蛾、玉米象和锈赤扁谷盗3类常见害虫,害虫数量相似,其中18-2号仓检测到麦蛾29头/kg、玉米象21头/kg、锈赤扁谷盗18头/kg;8号仓检测到麦蛾28头/kg、玉米象22头/kg、锈赤扁谷盗22头/kg,还发现谷蠹4头/kg。转入正常保管并进行平衡散热通风后,18-2号仓于10月14日至12月4日首次采用单管模式进行充氮杀虫,2015年12月至2016年7月未发现活虫。仅于2016年8月发现玉米象4头/kg,锈赤扁谷盗6头/kg。2016年9月至11月采用多仓串联模式进行充氮杀虫保鲜,未发现活虫。对照仓8号仓于2015年10月实行AlP片剂环流熏蒸杀虫,2015年11月仓中发现谷蠹2头/kg、锈赤扁谷盗6头/kg。2016年5月开始仓中检测到不同程度活虫,5月仓中检测到谷蠹2头/kg、锈赤扁谷盗8头/kg、书虱6头/kg,6月害虫数量明显增加,分别为5头/kg、28头/kg和26头/kg。7月再次进行熏蒸后,8月害虫种类和数量减少,仅检测到锈赤扁谷盗9头/kg。但9月害虫种类和数量再次明显增加,检测到火虫谷蠹2头/kg、锈赤扁谷盗26头/kg、书虱26头/kg。10月进行了第二次熏蒸后锈赤扁谷盗数量减少至10头/kg。12月实施了防虫磷喷雾法表层拌粮处理后,才使锈赤扁谷盗数量大大减少。结果表明,18-2号仓一年只进行一次充氮气调杀虫处理,杀虫彻底;8号仓进行AlP环流熏蒸,加大剂量和重复熏蒸仍未能取得较好的效果,具体见表2。因长期单一使用同一种熏蒸剂易使害虫产生抗药性。2.2系统能耗分析2015年10月至12月,18-2号试验仓新粮入仓,实行单仓充氮杀虫模式,充氮所耗电量1548kW·h,支出电费1176.5元,每吨耗电0.46元。8号仓新粮入仓,仅熏蒸一次,AlP用药36kg,当年AlP价格32元/kg,支出药剂费用为1152元,每吨耗费0.5元,18-2号与8号仓比较,吨粮能耗节省0.04元/t。2016年,18-2号试验仓粮食进入储存期,实行多仓串联充氮杀虫模式,充氮耗电1424kW·h,支出电费1082.2元,每吨耗电0.42元。8号仓粮食进入储存期,每年要熏蒸2次,视粮情适时还需增加局部熏蒸,AlP用药83kg,当年AlP价格32元/kg,支出药剂费用为2656元,每吨耗费1.05元,与传统环流熏蒸比较,储粮平均一年节省费用0.66元/t,同时多仓串联充氮杀虫模式充分考虑尾气利用,杀虫经济效益更加显著。2018年18-2号仓因杀虫彻底每年减少充氮次数1次,充氮所耗电量1154kW·h,支出电费877.04元,每吨耗电0.34元;8号仓AlP用药85.5kg,当年AlP价格44元/kg,支出药剂费用为3762元,每吨耗费1.45元。后期两仓相比较,试验仓每年减少费用1.11元/t。具体见图1。2.3粮堆平均温度测定粮情稳定性明显提高。排除机械通风影响因素,选取试验仓18-2号与对照仓8号仓2017年6月～12月粮堆平均温度进行对比,见图2。从图2中可以看出,试验仓18-2号仓粮堆平均温度变化幅度更小,且均明显低于对照仓8号仓,温差最高达15℃,说明冬季机械通风达到低温后,与气调相合,不仅杀虫彻底,而且也能进一步提高储粮稳定性。2.4对储存品质的影响从表3检测数据可以看出,两种储粮方式下出糙率、水分等质量指标变化差异不明显,对储存品质的主要衡量指标脂肪酸值的变化影响显著,试验仓储粮脂肪酸值还在宜存范围,小于30(KOH/干基)/(mg/100g),而对照仓储粮脂肪酸值已到轻度不宜存范围。试验表明,充氮气调结合机械通风控温储粮可有效减缓品质劣变趋势。3结论3.1实现环境保护与环保储粮的环保策略充氮气调是用物理方法从空气中分离出氮气,制氮过程对环境无污染,改变了储粮害虫防治主要依靠化学药剂的传统模式,消除了储粮化学药剂对粮食和环境的污染,同时也能有效降低化学药剂对保防人员身体健康的伤害和安全生产风险,真正实现了储粮化学药剂的“零使用、零排放”。该方法同时避免了微生物可能产生的真菌毒素,真正实现粮食的绿色生态储藏。因此,全面实现从入库、储存到出库全过程的绿色生态环保储粮,采取智能充氮气调与机械通风控温综合储粮,是当前切实可行的一种有效途径。经济实力较好的企业,可进一步推行空调低温或谷物冷却低温以进一步提高控温效果,在高温季节实现准低温甚至低温储粮目标。3.2充氮操作操作智能充氮气调只需1人即可通过电脑自动检测气密性和充氮操作。而环流熏蒸施药要3人～4人才能完成,开仓散气易重新感染害虫,还需专人收集并处理药剂残留,在库区需建有专门药剂残渣处理池处理药剂残留。3.3减少储藏期间因害虫造成的损失由于充氮气调杀虫彻底,储粮无虫期长,避免了因储粮害虫引起的粮食发热品质劣变和药物熏蒸造成的农药残留。同时大大减少储藏期间因虫害造成的粮食干物质损失,据统计,我国每年粮食总产量约为6600亿kg,国家粮库存储约占25%,每年因害虫虫害造成的粮食损失占总损失的10%～30%,造成的粮食损失约15亿kg～45亿kg,总共造成的损失高达180亿～240亿元人民币。按本地区产粮28亿kg计算,减少粮食损失约636万kg～1800万kg。3.4对粮食的经济效益的影响通过三年多的对比试验数据,试验仓粮食脂肪酸值明显优于对照仓,粮食储存期间的呼吸作用得到较好地抑制,进一步减少粮食在储存期间因呼吸作用造成的干物质损失,使粮食的内在品质得到有效提升,进一步提高了粮食的经济效