粮情检查-检查粮堆气体成分（粮油储藏技术课件）

项目二任务五检查粮堆气体成分一、用电子气体检测仪检测粮堆内的氧气和二氧化碳气体浓度电子气体检测仪种类很多，随着科技进步，检测仪的更新换代也很快。不同型号的检测仪使用方法各不相同，但操作步骤基本相同。1.预埋气体取样管。按照规定在粮面下预埋气体取样管，将取样管口移出粮堆。2.安装电池。注意正、负极，并保持良好的接触，检查显示是否正常。3.调节零位。把开关拨到“零位调节”位置，调节“零位”电位器，使仪器显示值为零。4.标定仪器。使用电子气体检测仪检测室外新鲜空气，氧气含量应为21%，二氧化碳含量应为0.03~0.04%。5.采集粮堆被测气体样品。采集气体时把电子检测仪的进气端与预埋的气体取样管口相接，打开抽气泵取样。一、用电子气体检测仪检测粮堆内的氧气和二氧化碳气体浓度6.检测粮堆氧气浓度。在采集气体的同时，打开电子气体检测仪的检测开关，待显示的数值稳定后读取检测的数值，并做好记录。7.检测粮堆二氧化碳气体浓度。在采集气体的同时，打开电子气体检测仪的检测开关，待显示的数值稳定后读取检测的数值，并做好记录。【注意事项】1.每种气体应重复检测2~3次，数值应基本一致，否则说明仪器工作不稳定，应该进行维修。2.干电池电量不足时会影响检测结果，因此，每次检测气体浓度前应先检查电池的电量。3.检测粮堆气体成分时要用导气管取气，操作人员不能直接进入缺氧环境取样，防止造成检测人员窒息死亡。二、使用磷化氢浓度检测仪检测磷化氢气体浓度1.安装电池。按照检测仪说明书要求，在仪器中安装相应规格的电池，并注意正负极。2.检查检测仪。开启检测仪电源，仪器传感器即进入极化状态，显示数字逐步趋于稳定，在清洁空气中仪器应当显示零，否则要按说明书要求进行零位调节。3.设置磷化氢浓度检测取样管。将取样管和回气管按照对应编号连接到仓外磷化氢检测箱内。4.检查取样管。打开仓外磷化氢检测箱，将抽气泵或检测仪的吸气管分别接到各气体取样阀接口上，打开取样阀，启动抽气泵或检测仪，检查取样管和回气管是否畅通。二、使用磷化氢浓度检测仪检测磷化氢气体浓度5.打开气泵。检测磷化氢浓度，在磷化氢熏蒸投药后规定的时间，用磷化氢检测仪检测磷化氢气体浓度。把仪器的吸气管和回气管分别接到取样阀相应接口上，打开取样阀，启动抽气泵。6.打开磷化氢检测仪。当仪器传感器遇到被测磷化氢气体时即显示数值。7.读取检测数据。待检测仪上显示的数值稳定后读取检测数值。8.填写检测记录表。立即把检测数据填入磷化氢浓度检测记录表中。二、使用磷化氢浓度检测仪检测磷化氢气体浓度【注意事项】1.磷化氢气体检测仪使用时要防止从高处跌落或受到剧烈振动，不得随意拆卸。2.不要把磷化氢气体检测仪长时间暴露在高浓度磷化氢气体环境中，以免降低传感器的灵敏度。3.仪器长时间不用要把电池取出，置于低温、干燥、无尘处保存。4.为了保证仪器的正常使用和检测数据的准确性，要按说明书要求定期标定仪器。5.不能利用磷化氢气体检测仪代替报警仪使用，防止检测精度不够而误报。三、使用磷化氢报警仪检查磷化氢气体泄漏情况1.安装电池，按照报警仪说明书要求，在仪器中安装相应规格的电池，并注意正负极。2.检查报警仪。开启报警仪电源，仪器传感器即进入极化状态，显示数字逐步趋于稳定，在清洁空气中仪器应当显示零，否则要按说明书要求进行零位调节。3.检测磷化氢。把报警仪传感器外的检测口对着需要检查磷化氢气体泄漏的地方，仪器如果显示有正数值，说明该地方有磷化氢气体泄漏。三、使用磷化氢报警仪检查磷化氢气体泄漏情况【注意事项】1.使用磷化氢气体报警仪时要防止从高处跌落或受到剧烈振动，不得随意拆卸。2.不要把磷化氢气体报警仪长时间暴露在高浓度磷化氢气体环境中，以免降低传感器的灵敏度。3.仪器长时间不用要把电池取出，置于低温、干燥、无尘处保存。4.为了保证仪器的正常使用和检测数据的准确性，要按说明书要求定期标定仪器。5.不能利用磷化氢气体报警仪代替检测仪使用，防止传感器损坏。四、用比长式磷化氢气体检测管测定磷化氢浓度1.设置磷化氢浓度检测取样管，将取样管和回气管按照对应编号连接到仓外磷化氢检测箱内。2.安装取气工具。将气体取样器一个接口与磷化氢检测箱内的取样管相接，另一个与回气管相接。3.抽取气体样品。取气时把三通开关的回气管口关闭，打开取样管抽气，再把取样管口关闭，打开回气管排气。如此抽气排气反复数次，待把取样管内原有空气完全排除后，再准确抽取粮堆内气体样品50mL。4.安装磷化氢气体检测管。把比长式磷化氢气体检测管的两端割断，通过一节短橡胶管把一端套接在取样器上的三通开关的排气口上。四、用比长式磷化氢气体检测管测定磷化氢浓度5.检测磷化氢气体浓度。以200s时间将注射器内50mL气体均匀地注入比长式检测管中。6.读取磷化氢气体浓度。注入的磷化氢气体将立即与检测管中的指示剂反应变色，根据变色柱的长度可直接读取磷化氢气体浓度，记录检测的磷化氢气体浓度。7.重复3、4、5、6步骤再检测一次。【注意事项】1.向检测管内注入磷化氢气样时，通气速度要均匀一致，太快、太慢均会影响测定的准确性。2.三通开关与取气管和检测管的连接要用弹性好的胶嘴，接口要严密，不能漏气。五、用奥氏气体分析仪检测粮堆氧气和二氧化碳气体浓度1.按规定在粮堆内设置气体取样管。2.按照奥氏气体分析仪说明书要求安装好仪器各部件。3.配置氧气和二氧化碳气体吸收液，并把吸收液分别倒入相应的吸收瓶中。4.检查奥氏气体分析仪的气密性，如有漏气要重新检查安装。5.把粮堆气体取样管与仪器进气口相连接，经过3~4次吸气和排气，待管内原有空气完全排除后，再吸取粮堆气体样品。6.打开二氧化碳吸收瓶上的单向活塞，测定二氧化碳气体浓度，测定后及时关闭该单向活塞，并做好检测记录。7.打开氧气吸收瓶上的单向活塞，测定氧气浓度，测定后及时关闭氧气吸收瓶上的单向活塞，并做好检测记录。8.重复5、6、7步骤再检测一次。五、用奥氏气体分析仪检测粮堆氧气和二氧化碳气体浓度【注意事项】1.测定气体时，应作重复试验，双试验允许误差不得超过0.2mL。2.经多次使用后，吸收剂的吸收能力会减弱或消失，因此，每次测定前应先侧正常空气的氧含量，以校对仪器。3.吸氧剂对氧的吸收能力随温度的降低而减少，在0℃时几乎不吸收。侧氧最好在15℃的环境中进行，温度稍低时，可适当增加吸收次数。4.应先测二氧化碳后测氧，顺序不能颠倒，否则氧吸收剂中的氢氧化钾也会吸收二氧化碳，影响测定结果。5.测定时水准瓶移上移下要缓慢进行，太快将产生猛然压力，吸收瓶内会出现气泡现象，或吸收液冲入梳形管，影响测定准确性，吸收剂如进入梳形管，应拆洗干净，放在通风处晾干后再使用。项目二任务五检查粮堆气体成分一、粮堆内气体取样管的设置1.二氧化碳气体浓度检测点设置充气前至少在仓内布设7个二氧化碳浓度检测点，位置分别为：仓房中部的仓顶、粮面、粮堆上层（堆高四分之三处）、中层（堆高三分之一处）、下层（堆高四分之一处），仓房空间中部、排气口。2.磷化氢气体检测取样点设置房式仓每廒间设置气体取样点应不少于5个，即在仓房的四角和中央设置气体取样点，气体取样点深度一般在粮面下30cm-50cm，必要时可在其他部位增设气体取样点。立筒仓和浅圆仓在环流管道上设置气体取样点，必要时可在仓内空间或粮堆中设置气体取样点。二、电子测气仪工作原理1.电子测氮仪的工作原理电子测氮仪一般采用电化学极普法进行工作。仪器由氧电极、放大器及数字显示等部分组成。采用铂金丝为阳极，封闭在玻璃管内，露出一截面。以银-氯化银为阳极。电板外面用四氟塑料套管及聚乙烯薄膜构成极化电解池，在电极与套管、薄膜之间盛有氯化钾溶液，作为电解质。在两电极间施加极化电压电路就有电流通过，其反应式如下：在阴极上：O2+4H++4e-→H2O在阳极上：4Ag+4Cl-→AgCl+4e-阴极上获得电子，阳极上失去电子，外电路就有电流流过，这种电解电流和气体中氮的浓度成正比，此电流信号经过放大器放大后，由数字显示器直接显示出氮的浓度（%）。二、电子测气仪工作原理2.二氧化碳测定仪工作原理二氧化碳测定仪一般采用热导池原理，运用自动温差补偿，自动取样。热导池式二氧化碳测定仪以空气的热导率为1作为参比值，而被测试的二氧化碳热导率为0.605，由此产生电桥不平衡的现象，通过集成电路放大后，由显示器显示被测气体中二氧化碳的含量。二、电子测气仪工作原理3.磷化氢气体检测仪及报警仪工作原理磷化氢气体检测仪因生产厂家不同，产品在结构、检测方式等方面也有所不同，但检测原理基本相同。（1）磷化氢检测仪的基本原理。磷化氢气体检测仪的传感器通常采用定电压电解法原理，其构造是在电解池内安置了三个电极，即工作电极、对电极和参比电极，并施加一定极化电压，用薄膜同外部隔开，被测的磷化氢气体透过此薄膜到达工作电极发生氧化还原反应，此时传感器将有一输出电流，电流大小与磷化氢气体浓度成正比例关系，此电流信号经放大器放大后，从模拟量转换成数字量，然后通过显示器将磷化氢气体浓度值显示出来。二、电子测气仪工作原理（2）磷化氢气体检测仪的基本结构。磷化氢气体检测仪内装有印刷电路板、声光报警器、充电电池、电化学传感器等部件。液晶数字显示屏以ml/m³为单位显示环境中被测磷化氢气体浓度，当环境中磷化氢气体浓度超过设定的报警值，磷化氢气体检测仪或报警仪发出声光报警信号。磷化氢气体检测仪配有系气泵，通过取样管将被检测气体自动吸送到检测仪器的传感器室，可以检测远距离的气体中的磷化氢浓度。（3）磷化氢气体报警仪的工作原理磷化氢气体报警仪用于熏蒸环境的安全监测，其监测原理、结构与磷化氢气体检测仪基本相同，所不同的是磷化氢气体报警仪的测量范围较小，测量精度较高。二、电子测气仪工作原理（4）磷化氢气体检测仪主要技术参数测量范围：0-1000ml/m³最小显示值：＜1ml/m³响应时间：≤1min测量误差：±5%（5）磷化氢气体报警仪的主要技术参数磷化氢气体报警仪的主要技术参数如下：测量范围：0-20ml/m³最小显示值：＜0.1ml/m³响应时间：≤30s测量误差：±5%国家规定环境中磷化氢气体的允许浓度为0.2ml/m³，当超过此浓度时属于不安全环境，在此环境中工作的人员必须采取安全防护措施。三、比长式磷化氢气体检测管的构造、检测原理和使用方法1.检测管的构造。比长式磷化氢气体检测管是一根两端密封的细长玻璃管，上面标有刻度，管内装有磷化氢气体吸收指示剂和保护层。指示剂是用硅胶作载体浸润硝酸银或硫酸铜溶液，干燥后装入玻璃管中。保护层是用少量玻璃粉和棉花，玻璃粉是避免指示剂被棉花吸附，影响其灵敏度，棉花用于固定指示剂的位置。2.检测管的检测原理。磷化氢气体遇到硝酸银或硫酸铜时能迅速反应变色，其反应式如下。PH3+3AgNO3→3HNO3+Ag3P（黑色）2PH3+3CuSO4→3H2SO4+Cu3P2（黑色）当磷化氢通过吸附有硝酸银或硫酸铜的硅胶吸附剂时，吸附剂即呈现一段棕黑色的色柱，变色柱的长度与磷化氢浓度成正比。三、比长式磷化氢气体检测管的构造、检测原理和使用方法3.检测管的使用。检测前在粮堆要预埋取气管。检测时将取样器与取气管连接，再调节三通开关排气，如此重复若干次，待取样管内原有空气完全排除后，再准确抽取50mL气体样品。然后将比长式检测管两端割断，调节三通开关，以200s时间，将50mL气体样品匀速注入比长式检测管内。注入的磷化氢气体将立即与指示剂反应变为棕黑色，根据变色柱的长度可直接读出或查表求得磷化氢浓度。四、奥氏气体分析仪的测定原理、构造和使用方法1.奥氏气体分析仪的测定原理将粮堆中一定容积的混合气体样品，分别经过二氧化碳或者氧吸收剂吸收后，根据被测气体样品体积减少的百分数，计算被吸收某种气体的百分含量。二氧化碳吸收剂为33%的氢氧化钾溶液。吸收反应式如下：2KOH+CO2→K2CO3+H2O配置方法：取58g氢氧化钾溶于160ml蒸馏水中配置而成。氧吸收剂为16.6%的焦性没食子酸溶液与60%的氢氧化钾溶液的混合剂。反应式为：C6H3(OH)3+3KOH→C6H3(0K)3+3H2O2C6H3(0K)3+1/2O2→(KO)3C6H2+C6H2(OK)3+H2O四、奥氏气体分析仪的测定原理、构造和使用方法配置方法：取22g焦性没食子酸，溶于111ml蒸馏水配成溶液甲，再取66g氢氧化钾溶于44ml蒸馏水配成溶液乙，然后将甲乙两种溶液混合既得碱性没食子酸溶液。2.分析仪构造奥氏气体分析仪构造如图所示。图2-5-1奥氏气体分析仪构造图1.量气筒2.玻璃水套3.水准瓶4.梳形玻璃管5、6.CO2吸收瓶7、8.O2吸收瓶9、10单向活塞11.三通活塞四、奥氏气体分析仪的测定原理、构造和使用方法奥氏气体分析仪中的量气筒1是用来度量被测气体样品的容器，容积为100ml，最小刻度为0.2ml，为避免温度急剧波动，被放置在装满清水的玻璃水套2中，玻璃水套两端装有橡皮塞，下端由橡皮管与水准瓶3相连。水准瓶装有200ml饱和食盐水，加入几滴硫酸和甲基红显色。酸性溶液可防止被测气体中二氧化碳溶入。同时甲基橙遇碱呈黄色，因此在操作中如不慎将碱液吸入量气瓶时可及时发现。量气筒上端由橡皮管与梳形玻璃管4连接。吸收瓶装有吸收剂，其中瓶5、7为吸收室，内放一束玻璃管，以增加气体与吸收剂接触面积，加快吸收速度，瓶7、8为移液室，移液室管口用1厘米厚的液体石蜡封闭，防止吸收液与外界空气接触，单向活塞9、10用以在测定时接通或切断吸收瓶与量气筒的联系。三通活塞11用来使分析仪在抽取气体样品时与粮堆相通，切断与外界空气联系；在排气时，与外界相通，而切断与粮堆的联系，在气体分析时，则同时切断与粮堆和外界的联系。四、奥氏气体分析仪的测定原理、构造和使用方法3.气体测定步骤（1）测定准备。现将仪器全部安装好，活塞涂凡士林，再将吸收液分别倒入吸收瓶中。检查气密性。将活塞全部关闭，将水准瓶放在分析仪的木箱上，静置数分钟，如量气筒内液面稳定不动，表示仪器气密性良好，无漏气。（2）取气体样品。先打开三通活塞与外界相通，上升水准瓶，使量气筒内的液面上升接近管口，排除梳形管内原有空气。再打开三通活塞与待测气体相通，下降水准瓶，吸入待测气体，随之排出外界，反复3-4次，以保证量气筒里所取气体完全是粮堆内待测气体样品。然后下降水准瓶，使量气瓶内液面下降至零刻度，并使水准瓶与量气筒的液面都位于零，略待数分钟，关闭三通活塞，切断一切通路，此时量筒内气体样品为100ml，并与大气压保持平衡。四、奥氏气体分析仪的测定原理、构造和使用方法（3）测二氧化碳气体。测气时必须先测二氧化碳气体，打开二氧化碳吸收瓶上的单向活塞，提升水准瓶，再降低水准瓶，如此反复3-5次，操作要缓慢，使二氧化碳与吸收液充分反应。最后一次使吸收液面准确地停留在原刻度上，关闭活塞，将水准瓶移近量气筒，把两者液面调整到同一水平线上，记录量筒上减少的毫升数（A），则二氧化碳气体含量为：VCO2（%）=A（4）测氧气。打开氧气吸收瓶的单向活塞，按测定二氧化碳气体的程序测定氧气，再记录量筒上减少的毫升数（B），然后按下式计算氧气百分含量。VO2(%)=B-A五、气调储藏应用技术（一）气调储藏概念在密封粮堆或气调仓库中，通过生物降氧或人工气调的方法，改变粮堆中的氮气、二氧化碳和氧气的比例，使之产生一种防治储粮害虫、抑制霉菌繁殖、降低储存粮食生理代谢的气体，从而达到保持粮食品质，确保粮食安全的目的。这种以调节环境气体成分为依据，增加粮食储藏稳定性的技术称气调储藏。我国的气调储藏具有悠久的历史，远在仰韶文化时期已有气密性的缸、坛、窖藏。新中国成立后，气调储藏技术有了更快发展。先后在上海、浙江、江西、江苏、河南、山东等省开展了气调储藏工作，目前已有稻谷、玉米、豆类、油料、大米、油品等20多个粮种采用了自然缺氧气调储藏。人工气调也有了较大进展，并致力于气调技术和气调保鲜理论的研究。五、气调储藏应用技术实践证明，气调储藏对保持粮食品质、防虫和防霉等方面均较常规储藏更具有明显的优越性和储藏效应。1.气调储藏防治虫害的作用储粮害虫的生活条件与所处环境的气体成分、温度、湿度分不开。粮堆中氧气浓度的降低和二氧化碳（或氮气）浓度的增加都能起到防治害虫的作用，详见表2-5-8。只要仓房的气密性好，维持一定时间可以得到很好的杀虫效果。在气调储藏中，杀虫效果除了与气体成分有关外，温度、湿度、虫种和虫期以及处理时间等因素对杀虫效果也有很大的影响。当氧气浓度含量在2%以下，储粮害虫就能致死。当有高二氧化碳和低氧混合气体同时起作用时就更具毒性。杀虫率所需的时间取决于环境温度，大气温度越高，达到95%杀虫率所需的暴露时间则越短，所以高温可以增加气调的效力。此外，在比较低的湿度下处理比在较高的湿度下处理更为有效。五、气调储藏应用技术2.气调储藏抑茵防霉的作用气体对真菌的代谢活动有明显的影响，将氧气降低至0.2%～1.0%，不仅控制了储藏物的代谢，也明显地影响到气体对真菌的代谢活动。当粮堆氧气浓度下降到2%以下时，对大多数好气性霉菌具有显著的抑制作用，特别是在安全水分范围内的低水分粮以及粮食相对湿度在65%左右的低湿条件下，低氧对霉菌的控制，其作用尤为显著。但是有些霉菌对氧气要求不高，极能忍耐低氧环境，例如灰绿曲霉、米根霉，能在0.2%氧浓度下生长。粮食上的霉菌对低二氧化碳有较强适应能力，只有当二氧化碳浓度提高到40%以上时才能有明显的抑制作用。高水分粮采用人工气调，同样能收到抑制毒菌的效果，因此气调储藏可作为高水分粮的应急储藏措施，是可行的。五、气调储藏应用技术3.气调储藏降低粮食呼吸强度呼吸是和生命紧密联系的，呼吸强度是粮食主要的生理指标。在储藏期中，粮食呼吸作用增强，有机物质的损耗会显著增加，粮食易劣变。在缺氧环境中，粮食的呼吸强度显著降低，当粮食处于供氧不足或缺氧的环境条件下，并不意味着粮食呼吸完全停止，而是靠分子内部的氧化来取得热能，在细胞内进行着呼吸来延续其生命活动。正常的呼吸作用是一个连续不断从空气中吸收氧的氧化过程，而缺氧呼吸所需氧则是从各种氧化物中取得的，即是从水及被氧化的糖分子中的一OH根中获得的。所以，缺氧呼吸是在细胞问进行的氧化过程与还原过程。有氧呼吸和缺氧呼吸两者间的共同途径是相同的，都由复杂的各种酶参与反应，其中脱氢酶、氧化酶是起着决定性作用的酶。呼吸产物的共同点是都要放出二氧化碳和热能，也都有氧化过程。五、气调储藏应用技术但当粮食由需氧呼吸方式变迁为缺氧呼吸方式时，由于粮堆环境中氧受到限制，粮食呼吸强度也相应降低到最低限度。可见缺氧呼吸可降低粮食生理活动，减少于物质的耗损。与此同时，不论缺氧呼吸或有氧呼吸，所产生的二氧化碳都能积累在粮堆中，相对地抑制粮食的生命活动，并抑制虫霉繁殖。但积累高浓度的二氧化碳只有在密闭良好的条件下才能取得。据文献报道，当二氧化碳积累量达40%以上时，就可杀死储粮害虫，高二氧化碳浓度到70%以上时，绝大部分有害霉菌可被抑止。因此，在实践中缺氧储藏具有预防和制止储粮发热的效果，而且，干燥的粮食采用缺氧储藏，可以较好地保持品质和储粮稳定性；因为在干燥的粮食中，它们呼吸的共同途径是都兼有缺氧呼吸，即不仅发生着正常的需氧呼吸，而且还发生缺氧呼吸过程。常常由于整个呼吸水平极其微弱，即使有缺氧呼吸在细胞中进行，它们所形成的呼吸中间产物也是极其有限的、微不足道的，对粮食的品质和发芽力都不致有重大影响。五、气调储藏应用技术4.气调储藏对粮食品质的影响气调储藏对粮食品质的影响，国内外在近几年的研究中对此问题作了详尽的分析与评定。实践证明，影响储粮品质的首要因素是温度，其次才是其它条件。控制储粮环境的主要原因是控制或防止害虫、真菌、螨类的侵害。气调储藏能否保持粮食品质正在受到人们极大的关注。包括气调揭幕后的粮食变色问题，从大米缺氧储藏的效果分析，对14.05%水分的大米采用气调储藏的品质与空气常规储藏相比较，气调储藏组品质变化显然优于常规储藏。同时经过研究表明，气调储藏的粮食品质变化与粮食含水量大小有密切的关系。对安全水分粮食基本无影响；对高水分粮食的影响较为明显，水分含量越高，储藏时间越长，影响越大。五、气调储藏应用技术因此，安全水分的粮食才能进行长期的气调储藏；而半安全、不安全粮食只能用它作为临时保管手段或应急措施。气调储粮是一种无公害的绿色储粮方式，它能有效杀虫、抑菌、延缓储粮劣变，并避免了化学药剂对人员的危害、对粮食的污染和环境的破坏；不存在熏蒸时对粮仓配套设施（特别是粮情检测系统）的腐蚀，还能避免储粮害虫抗性增加等；符合人们对绿色食品需求和粮食市场需求的趋势；具有巨大的、潜在的社会和经济效益；适应储粮方式朝着“多样化、高质量、高效益、高营养、低损耗、低污染、低成本”的方向发展的需求，将会随着科技的进步和经济的发展得到进一步扩大，将解决制约我国粮食储藏、保鲜的关键性技术问题；能减少粮食产后损失，延缓粮食在储藏期间的品质劣变，减少虫霉的危害和化学药剂的污染，对于保障我国的粮食安全具有重大的战略意义。项目二任务五检查粮堆气体成分1教学目标知识目标掌握呼吸的类型和呼吸作用对储粮的影响；掌握比长式磷化氢气体检测管测定的原理；磷化氢气体测试仪的结构原理与操作使用方法；奥氏气体分析仪的结构原理与操作使用方法。能力目标能用电子气体检测仪检测粮堆中的氧气和二氧化碳气体浓度；能用比长式磷化氢气体测定管测定粮堆内磷化氢气体浓度；能够用磷化氢气体测试仪检测粮堆中磷化氢气体的浓度；能够熟练使用奥式气体分析仪检测粮堆中的氧气和二氧化碳气体浓度。一、粮食的呼吸作用在生物体内（活细胞内）氧化有机物质并同时释放能量的一个生理过程称作呼吸作用。粮食的呼吸作用是粮食及油料籽粒维持生命活动的一种生理表现，呼吸停止就意味着死亡。通过呼吸作用，消耗O2、放出CO2并释放能量。对有萌发力的籽粒，呼吸作用主要发生在胚部，以有机物质的消耗为基础。呼吸作用强则有机物质的消耗大，造成粮油品质下降快，甚至丧失利用价值。加工后的成品粮虽已丧失发芽能力，但也表现为消耗O2与放出CO2，这主要是由于感染了微生物和害虫，这些生物也进行呼吸，且强度比籽粒要大，所以粮油籽粒的呼吸作用实际上是粮堆生态系统的总体表现。一、粮食的呼吸作用1.呼吸作用的类型粮食的呼吸作用有两种类型，即有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸是活的粮油籽粒在游离氧存在的条件下，通过一系列酶的催化作用，有机物质彻底氧化分解成CO2和H2O，并释放能量的过程。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2821KJ有氧呼吸是粮食呼吸的主要形式，产生的能量大约有70%储藏在ATP中，其余的能量则以热能的方式散发出来。这就是为什么呼吸作用是粮食发热的重要原因之一。一、粮食的呼吸作用有氧呼吸的特点是有机物的氧化比较彻底，同时释放出较多的能量，从维持生理活动来看是必须的，但对于粮油储藏是不利的，因此储藏期间需要人为地将有氧呼吸控制在最低水平。当粮堆通风良好，水分超过临界水分、氧气供应充足，粮食正常生理条件下，主要以有氧呼吸为主。无氧呼吸是粮油籽粒在无氧或缺氧条件下进行的。籽粒的生命活动取得能量不是靠空气中的氧直接氧化营养物质，而是靠内部的氧化与还原作用来取得能量的。无氧呼吸也叫缺氧呼吸，由于无氧呼吸基质的氧化不完全，产生乙醇，因此，与发酵作用相同。C6H12→2C2H5OH+2CO2+117KJ一、粮食的呼吸作用有粮食和油料在储藏过程中，既存在有氧呼吸，也存在无氧呼吸。处于通气情况下的粮堆，以有氧呼吸为主，但粮堆深处可能以无氧呼吸为主，尤其是较大的粮堆更为明显；长期密闭储藏的粮堆，则以无氧呼吸为主。无氧呼吸产生的乙醇会影响粮油籽粒的品质，水分越高，影响越大。有氧呼吸和无氧呼吸之间既有区别又有密切的联系，有氧呼吸是无氧分解过程的继续。一、粮食的呼吸作用2.呼吸强度和呼吸系数呼吸强度是表示呼吸能力及强弱的大小，而呼吸系数则表示呼吸作用的性质。呼吸强度定义为单位时间内单位质量的粮粒在呼吸作用过程中所放出的CO2量（以QCO2代表）或吸收的O2量（以QO2代表）。单位为mg（或ml）/（kg·d）。粮粒的呼吸强度受许多因素的影响，正常储藏的干燥粮食，呼吸作用极微弱，呼吸强度很低。以玉米为例，籽粒成熟时，其呼吸强度为40.8~49.92mg/（kg·d），干燥后呼吸强度仅为0.82~1.49mg/（kg·d）。一、粮食的呼吸作用呼吸强度是衡量呼吸强弱的标准。粮油籽粒在储藏中的呼吸强度可以作为粮食陈化与裂变速度的标准，呼吸强度增加，也就是营养物质消耗加快，裂变速度加速，储藏年限缩短，因此粮食在储藏期间维持最低呼吸强度是粮食保鲜的基础。为了了解储藏条件是否适宜，常需要了解粮食在储藏期间的生理状态，就必须了解呼吸作用强弱，粮食储藏过程中呼吸性质的判定方法是测定储藏粮食的呼吸系数，即呼吸时放出的CO2体积与同时吸入O2体积两者之间的比值，表示为：RQ=VCO2/VO2一、粮食的呼吸作用糖被完全氧化，其呼吸系数为1.0，脂类比糖还原程度高，即在脂类分子中氢对氧的比例大，所以脂类在氧化时需要更多的氧，因而脂类的呼吸系数小于1，为0.7~0.8（如油料籽粒），视分子种类而定。植物蛋白质完全氧化到CO2、H2O和NH3，其呼吸系数接近1。但在细胞中更普遍的是不完全氧化，氧被保留在酰胺中，这样则其呼吸系数为0.75~0.8（大豆）。有机酸由于相对含氧量多，所以其呼吸系数大于1。一、粮食的呼吸作用根据上列方程式，当底物完全被氧化时，底物的性质和呼吸系数有一定关系，可以用RQ值推测呼吸底物，但是在一些情况下，呼吸系数偏离理论值。例如，在粮堆通风不良，即在氧气不足时，虽然以糖为底物，但是RQ＞1，这是由于有无氧呼吸的存在；呼吸底物不完全分解，有部分发生物质转移，也使RQ偏离理论值。如脂肪含量较高的油料种子；一些反应影响到CO2释放和O2的吸收量，如细胞内发生羧化反应，RQ值减小。一、粮食的呼吸作用3.影响呼吸作用的因素影响粮油籽粒在储藏过程中呼吸作用的因素很多，主要包括两方面，即内部因素和外部因素（环境因素）。内部因素：粮油籽粒本身对储藏过程中呼吸作用有十分显著的影响。一般来说，胚占籽粒比例大的粮种呼吸作用强，如玉米比小米的呼吸强度在相同的外部条件下要搞；未熟粮粒较完熟粮粒的呼吸作用强；当年新粮比隔年陈粮呼吸作用旺盛；破碎籽粒较完整的籽粒呼吸强度高；带菌量大的粮食较带菌量小的粮食呼吸作用强。一、粮食的呼吸作用外部因素：影响粮粒呼吸作用的外部因素主要是水分、温度及环境气体成分。在影响粮油劣变的诸因素中，水分是最主要因素。水分对于粮粒呼吸的重要意义在于，水是粮粒呼吸过程中以及一切生化反应的介质。一般情况下，随着水分含量的增加，粮油籽粒呼吸强度升高，当粮食水分增高到一定数值时，呼吸强度就急剧加强，形成明显的转折点，这个转折点的粮食含水量称为粮食的临界水分。一、粮食的呼吸作用任何一种粮食的临界水分是指与大约75%大气相对湿度相平衡的粮食含水量，如下表所示。粮粒间隙空气相对湿度为75%时，各种粮食的呼吸强度都显著升高，因此，在常温下短期储藏的最高安全水分相当于75%相对湿度下的粮食水分；长期储藏或高温度下储藏的粮食最高含水量则应相当于更低的相对湿度，长期储藏（1~3年）的粮食，其最大安全水分应降低到对应于65%的相对湿度。为了保证粮油储藏过程中的品质及延长储藏时间，必须控制粮食的含水量，使其不超过安全储藏所要求的数值，更不能超过临界水分。一、粮食的呼吸作用不同粮食的临界水分大小不同。一般禾谷类粮食的临界水分为14%左右，油料的临界水分较低为8%~10%，单大豆的临界水分在14%左右。粮食含水量超过其临界水分时呼吸强度即急剧增高，其原因之一是干燥状态的粮食，其内部水分为束缚水，因此呼吸作用及其他代谢过程均不活跃；当含水量增高，并有了自由水，酶活性增加，从而使呼吸强度也增高。一、粮食的呼吸作用温度对酶促反应有直接的影响，呼吸作用是由酶催化的一系列生化过程，因此呼吸作用对温度变化很敏感。温度对粮食呼吸作用的影响可分为三基点，即最低、最适合和最高点。一个过程能够进行的最高或最低限度的温度分别称为最高点和最低点。呼吸作用最低点的温度，只能维持粮食极微弱的生命活动。粮食呼吸作用的最高点，一般在45~55℃，在该温度下，开始可能比最适温度下的呼吸速率为高，但很快急剧下降，这可能是由于原生质及酶都不耐高温的缘故。一、粮食的呼吸作用某一温度使这一过程进行最快，而且是持续的，该温度称为最适温度。呼吸作用最适温度一般为25~35℃之间。在最低点与最适点之间，粮食和油料的呼吸强度随温度的升高而加强。呼吸强度随温度的变化规律可以用温度系数Q10表示，它是指温度每升高10℃，呼吸强度增加的倍数。小麦的Q10见下表。一、粮食的呼吸作用水分与温度是影响粮食和油料呼吸作用的主要因素，但二者并不是孤立的，而是相互制约的。水分对油料呼吸作用的影响受温度条件的限制，温度对粮食和油料呼吸作用的影响受含水量制约。在0~10℃时，水分对呼吸作用影响较小，当温度超过13~18℃时，这种影响即明显地表现出来。因此低温时，水分较高的粮食也能安全储藏，如在我国东北及华北地区，冬季气温很低，高水分玉米（一般含水量为25%）也能安全储藏，夏季气温回升时，必须降水（晾晒、通风干燥、烘干）才能安全储藏。北京地区大米度夏安全水分为13.5%，而气温较高的上海地区就必须控制在12.0%才能过夏，但现在低温或准低温储藏大米，水分可高达15%。同样，温度对粮食呼吸作用的影响与粮食含水量有关。水分较低时，温度对呼吸作用的影响不明显，当水分升高时，温度所引起的呼吸强度变化非常激烈。一、粮食的呼吸作用利用温度、水分对粮食和油料呼吸作用的综合作用，实践中可通过严格控制粮食的含水量使粮食安全度夏，或在低水分条件下进行热入仓高温杀虫（如小麦），保持粮食品质；同样利用冬季气温低的有利条件，降低粮温，使高水分粮安全储藏。人们从实践中总结出来的粮食安全水分值称为粮食储藏安全水分。一般禾谷类粮食的安全水分是以温度为0℃时，水分安全值18%为基点，温度每升高5℃，安全水分降低1%。粮食和油料储藏环境中气体成分的变化会影响其呼吸强度和呼吸类型。一、粮食的呼吸作用氧分压的高低对粮食和油料呼吸强度有明显的影响。通常随着氧分压的降低，有氧呼吸减弱，无氧呼吸加强。不同粮食和油料进行正常呼吸时，需要的最低氧分压也不同，因此储藏中氧分压的降低也有一定的限度，应该以能够维持粮食和油料的最低生理活动为标准，不至于形成粮堆缺氧呼吸。缺氧呼吸将会造成不利的影响，主要有两个方面：①有机物质消耗极大，粮粒在缺氧呼吸状态下，为了获得足够的能量来满足生理活动的需要，必然消耗大量的有机物质，造成核酸和ATP的合成受阻，引起代谢紊乱；②积累有毒物质：缺氧呼吸过程中，产生大量有毒的中间代谢产物，如乙醇、乙醛等。这些物质对粮食和油料籽粒的生命部位—胚造成危害，引起生活力下降，甚至完全丧失。但在实践中，我们可以利用缺氧储藏保管粮食，因为缺氧储藏对呼吸有抑制作用，对保持粮食品质是有益的，但是这种储藏除要求粮食干燥外，还需求储藏环境的低温。一、粮食的呼吸作用CO2是呼吸作用的产物，环境中CO2的浓度增高时，就会抑制呼吸作用的进行，使呼吸强度减弱。人为地调节粮食和油料籽粒储藏环境中气体的成分，增加CO2浓度，可以抑制粮食和油料的呼吸作用，从而减弱呼吸强度，达到保鲜储藏的目的。每1万kg大米充入10kgCO2，用塑料薄膜密封储藏，发现可明显抑制虫、霉、发热、脱糠，保持大米度夏。控制储藏环境中的气体成分，是粮食储藏后仍然保持新鲜品质的重要技术措施，是气调储藏的基础。一、粮食的呼吸作用4.呼吸作用对储粮的影响呼吸作用是粮食和油料在储藏过程中一种正常的生理现象，是维持其生理活动的基础，同时也是使粮食和油料保鲜的前提，但强烈的呼吸作用对储藏是不理的。呼吸作用消耗了粮食和油料籽粒内部的储藏物质，如淀粉（糖类）、脂