粮油储藏基础知识
更新时间:2023-09-23 09:53:01 阅读量: 人文社科 文档下载
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第一讲 粮油储藏基础知识
一、粮堆的主要物理性质与储藏的关系..........................1 二、粮堆温度、湿度、水分和气体成分的变化规律................8 三、粮堆的结露、预防和处理.................................17 四、微生物与储粮发热霉变...................................20 五、储粮生理...............................................21 六、粮油储藏技术...........................................33 七、小麦、玉米的储藏.......................................44 八、粮油仓储管理..........................................49
第一讲 粮油储藏基础知识
粮油储藏是减少粮油在储藏过程中损失的一项十分重要的工作。粮油在储藏过程中的损失,是指数量和质量方面的损失,由此也就确定了粮油储藏的基本任务是:第一,防止不应有的数量损耗;第二,尽量保持粮油的原有品质;第三,节约保管费用,提高经济效益。同时应坚持“以防为主,综合防治”的保粮方针。 一、粮堆的主要物理性质与储藏的关系
粮堆物理性质是指粮油在储存、运输过程中反映出的多种物理属性。粮堆是粮油储藏的基本形态,进入储藏状态的粮油籽粒均堆聚成粮堆,储藏期间粮油发生的各种变化过程也均在粮堆内进行。因此粮堆所具有的各种物理属性是影响粮油储藏稳定性的重要因素,在一定程度上决定着粮油的储藏品质,所以,在粮油储藏中,必须首先了解粮堆的物理性质。 (一)散落性与自动分级
1、散落性 (1)散落性的概念
粮粒在从一定高度自然落下形成粮堆时,向四面流散成为圆锥体的性质称为粮油的散落性。
粮油散落性的大小通常用静止角α表示。静止角是指粮油由高点落下,自然形成圆锥体的斜面与底面水平线之间的夹角。静止角越大,表示粮油散落性越小;静止角越小表示粮油散落性越大。 反映粮油散落性大小的另一个指标是自流角β。自流角是粮粒在不同材料的斜面上开始移动下滑时,该斜面的倾角。自流角是一个相对值,它
(2)散落性的影响因素 ①粮粒的物理状态
粮粒的大小、形态、表面光滑程度等影响粮油的散落性。粒大、饱满、
与粮粒自身的特性和斜面材料有关。
圆形籽粒、表面光滑的粮油散落性大,反之,则散落性小。如油菜籽、大豆等粮油的散落性较大,而小麦、稻谷等粮油的散落性较小。下表给出了主要粮种的静止角。
粮 种 小 麦 玉 米 ②粮油的含水量
同种粮油的含水量不同,散落性亦不同。含水量愈高,粮粒间的摩擦力愈大,散落性会相应降低,其降低的程度与含水量的增加成正相关。 根据这个关系,用手插入粮堆或手握粮油摩擦时的感觉判断散落性,可在粮油征购时估测粮油的含水量。 ③杂质
粮油中的杂质含量及特征会影响粮油散落性。杂质越多,特别是各种轻浮杂质如麦秸、壳和稻杆等更会大大降低粮油的散落性。
另外,粮油在储藏期间因保管不善,引起发热、霉变、发芽或结块时,也会使粮油的散落性降低,甚至完全丧失散落性。 (3)仓房的安全使用
散落在粮仓里的粮食,由于仓壁的限制不能自然散开,粮堆就对仓壁产生一种推力,这种力称为侧压力。粮堆越高,侧压力就越大。侧压力的
静止角(°) 23~38 30~40 变动范围 15 10
由于不同品种的粮食,其散落性大小不同,对仓壁所产生的侧压力大
大小是确定粮仓堆粮线高度的重要依据。
小也就不同。因此,同一仓房,在储粮品种轮换时,应重新计算装粮线的高度,以确保仓房的安全使用。
侧压力的大小及装粮线高度的计算,可通过下面的简化公式求得: P = 2V·h2·tg2(45o— 2)
式中:P—每米宽度仓壁上所受的侧压力(千克/米)
V—粮食容量(千克/米3) h—粮堆高度(米) α—静止角(取最小值) (4)散落性与粮食储藏的关系
①散落性的变化可在一定程度上反映粮食的储藏稳定性。 安全储藏的粮食,总是具有良好的散落性。如果粮食出汗、返潮、水分增加、虫霉滋生,散落性就会大大降低。因此根据粮食散落性,可估测粮食的储藏稳定状态,了解粮食劣变情况。 ②散落性是确定清理、输送设备倾角的依据
如用溜筛清理粮食和安装自流管时,其倾角应大于粮食的自流角;用输送机进粮时,输送机的倾角须小于粮食的自流角,粮食才不会倒流。 ③散落性大小影响粮食的运输装卸过程
散落性大的粮食,在运输过程中容易流散,对于装车装船、入仓出仓都较方便,可节省劳力和时间。
2、自动分级
1α
(1)自动分级的概念
自动分级是在散落性的基础上形成的。一般来说,任何一批粮食,都是
非均质的聚集体,其质量总不会绝对均一整齐。粮粒有饱满的和瘦瘪的、完整的和破碎的,形态多种多样,还含有各种各样的杂质。在散落时彼此受到的摩擦力和重力都不相同,运动状态也不同。因此粮油在移动、震动或散落的过程中,同一类型的粮食和杂质就集中在粮堆同一部位,不同类型的则集中在粮堆不同部位,从而引起粮堆组成成分的重新分布,这种现象称为自动分级。如用汽车或板车运送粮油,在不平的道路上行驶时,因受车辆颠簸,轻的粮粒或杂质就会转移到上面,重的会沉到下面。 (2)自动分级的影响因素和类型
粮油自动分级的发生与粮油输送移动的距离、作业方式、仓房类型等密切相关。粮油移动距离不同,作业方式不同,自动分级状况不同;仓房不同,自动分级也不同。因此,自动分级按其作业方式、仓房类型和粮堆形成的条件可大体分为四种情况: ①自然流散形成粮堆
粮油从高点自然流散成粮堆时,粮粒与粮粒之间、粮粒与杂质之间以及杂质与杂质之间受到的重力、摩擦力不同,同时落下时受到的气流浮力也不相同。这些差异相互影响的综合结果使饱满的粮粒和较重的杂质落在圆锥体的中心部位,而较轻的、破碎的粮粒及杂草种子就沿着斜面下滑至圆锥体的底部。因此,随着圆锥体的不断扩大,杂质就在圆锥粮堆的底部不断积累,最终形成基底杂质区。 ②房式仓入粮
房式仓粮油入库一般有输送机进粮和人工入粮两种。输送机进粮又分移动式和固定式。若移动式入库,一般是输送机头先从仓房山墙处开始,随入粮逐步由内向外退移。因此,饱满的粮粒和沉重的杂质多汇集于机头落下的粮堆中央部位;沿输送机两侧的粮油含有较多的瘪粒和较轻的杂质,形成带状杂质区。若固定式入库,粮油入库时就有多处卸粮点,那么象自然形成粮堆一样,在一个仓房内部形成多个圆窝状杂质区,即每个卸粮点有一个基底状杂质区。
房式仓人工入粮时,由于倒粮点分散,边倒边匀,自动分级不明显,质量组合比较均匀。
按照自动分级形成的原因,自动分级又可归纳为重力分级、浮力分级和气流分级。
重力分级的情况明显地发生在有震动运输的过程中。如散装原粮长途运输后,大而轻的物料就会浮到最上面,细而重的物料就会沉到底部,而较细、较轻、较大、较重的物料分于两者之间,从而形成了分层的现象。
浮力分级是说明粮粒下落过程受力不同而造成的自动分级。 气流分级通常发生在露天堆粮的过程中,。当输送机在风天卸粮时,在下风处就会聚积较多的轻杂质,从而形成自动分级现象。这种情况在皮带输送机、扬场机的作业中都会发生。 (3)自动分级与储藏的关系
自动分级现象破坏了粮堆组成成分的均匀性,使粮堆组分重新分布,杂质集中,这对安全储粮十分不利。杂质较多的部位,往往水分较高,空
隙度较小,虫霉容易滋生,是极易发热霉变的部位,如未能及时发现还能蔓延危及整堆粮油。因此,对自动分级严重的地方,要多设检查层点,密切注意粮情变化。
自动分级中灰尘集中的部位,空隙度小、吸附性大,在熏蒸时,药剂渗透困难,影响杀虫效果。同时,在通风降温降水过程中,也因空气阻力的加大,使风速达不到规定的要求,造成局部温度、水分偏高。 在粮油储藏中也可利用自动分级有利的一面。如利用气流分级清理粮油,使用筛子震动去掉重杂质等。
防止自动分级最积极的办法是预先清理粮油,提高粮油净度和均一性。此外,在粮仓上安装一些机械装置,使粮油均匀地向四周散落,也可减轻自动分级现象。如皮带输送机头部的抛粮机构,在卸粮时扇面不断旋转,借助粮流的惯性冲力,将粮油均匀抛出。也可以在入粮口安装锥形散粮器或旋转散粮器。
(二)吸附性和吸湿性 1、吸附性
所有粮油籽粒都具有吸附各种物质的蒸气和气体分子的特性,称为吸附性。
由于粮食具有吸附性,所以,在储藏过程中要严禁与化肥、农药以及其他易使染毒或感染异味(如汽油、煤油等)的物品混存。熏蒸处理的粮食,要待毒气释放到合乎卫生标准后方可出库供应。 2、吸湿性和平衡水分 (1)吸湿性
吸湿性是指粮油吸附和解吸水汽的性能。它是粮油吸附性的一种具体
表现。在储藏期间,粮油水分的变化主要与粮油吸湿性能有关。所以,吸湿性与粮油的储藏稳定性及储藏品质变化密切相关,与粮油的发热霉变、结露、返潮等现象亦有直接关系。因此,粮油吸湿特性是粮油储藏中最重要的变量因素之一。
粮油吸附水汽的原因,除了它具有多孔毛细管结构外,更重要的是由于粮油中含有很多亲水胶体。淀粉和蛋白质是粮油中的主要成分,含有很多能与水作用的极性基团(如-OH、-COOH等),它们可以通过氢键与水分子相互作用。 (2)平衡水分 ①平衡水分的概念
粮油在储藏过程中,由于对水汽不断的吸附和解吸,粮油含水量就随着外界环境而时增时减。在一定的温湿度条件下,当粮油内外的水蒸汽分压相等时,粮油的吸附和解吸量相等,达到吸附平衡状态,此时粮油的含水量称为该条件下粮油的平衡水分。与该水分相平衡的空气相对湿度称为平衡相对湿度。
在粮油储藏中,常以粮油的平衡水分作为自然通风、机械通风或密闭储藏的依据,在干燥粮油时也要根据平衡水分这个因素来考虑降低水分的程度,不致因过分干燥而后来又吸湿返潮。所以,对通风、密闭和干燥等储藏技术措施的掌握都与粮油的平衡水分有关。 下表给出了常见粮油不同温湿度下的平衡水分
常见粮油不同温湿度下的平衡水分
粮 粮温 种 (℃) 20 稻 谷 大 米 小 麦 玉 米 大 豆 30 相 对 湿 度 (%) 40 50 60 70 80 90 30 7.13 8.51 10.00 13.12 14.66 17.13 25 7.40 8.80 10.20 1088 11.93 13.40 14.90 17.30 20 7.54 9.10 10.35 11.15 12.20 13.70 15.23 17.83 30 7.59 9.21 10.58 11.61 12.51 13.90 15.35 17.72 25 7.70 9.40 10.70 11085 12.80 14.20 15.65 18.20 20 7.98 9.59 10.90 12.02 13.01 14.57 16.02 18.70 30 7.41 8.88 10.23 11.40 12.54 14.10 15.72 19.34 25 7.55 9.00 10.30 11.65 12.80 14.20 15.85 19.70 20 7.80 9.24 10.68 11.84 13.10 14.30 16.02 19.95 30 7.85 9.00 11.13 11.24 12.39 13.90 15.85 18.30 25 8.00 9.20 10.35 11.50 12.70 14.25 16.25 18.60 20 8.23 9.40 10.70 11.90 13.19 14.90 16.92 19.20 30 5.00 5.72 6.40 7.17 8.86 10.63 14.51 20.15 25 6.35 8.00 9.00 10.45 11.80 14.00 16.55 19.40 20 5.40 6.45 7.10 8.00 9.50 11.50 15.29 20.28 ②平衡水分的影响因素
粮油的吸湿性和平衡水分的大小随环境的温度、湿度和粮油品种的不同而不同。同一种粮油,在温度一定的条件下,平衡水分随相对湿度的增加而增大;相对湿度一定时,平衡水分随温度的升高而减小;在温度和相对湿度都一定的条件下,平衡水分因粮油种类和品种而不同。 Ⅰ.相对湿度的影响
在一定温度下,平衡水分与相对湿度的关系,虽然是随相对湿度的增
加而增大,但并不是直线关系,基本上是一个“S”型曲线关系。这种在一定温度下,表示粮油吸湿性、平衡水分与相对湿度之间相互关系的曲线称为吸湿等温线。 Ⅱ.温度的影响
相对湿度一定的条件下,温度对粮油吸湿性的影响与对气体的吸附影响是一致的。即随着环境温度的升高,吸附量减小,平衡水分下降。 Ⅲ.粮种的影响
在温度一定的条件下,平衡水分的高低,就是粮油吸湿性能大小的具体表现。在一定的相对湿度下,粮油吸附水汽的数量,主要取决于粮油化学成分的性质和含量。粮油中的蛋白质和淀粉都是亲水胶体,所以含蛋白质、淀粉多的粮油吸湿性强,在同样的温湿度下,平衡水分较高。而含脂肪等疏水成分多的粮油吸湿性差,平衡水分较低。所以油料的平衡水分明显小于禾谷类。
另外,同一粮粒不同部位的平衡水分也不相同。如胚部的平衡水分就比胚乳要大。 (三)气流性 1、粮堆气流的形成
粮堆各部位及粮堆内外,常常存在温差和气压差,它们是形成储粮气流运动的主要原因。由于粮粒的存在,粮堆空隙中分子运动阻力较大,加上粮堆常处于相对静止、相对密闭的环境中,所以储粮气体流动速度非常缓慢。在散装粮堆中,气流速度只有0.1~1毫米/秒。所以,储粮气流又
粮堆气流不但在运动,而且在运动中变化,它象一条运输线,不断向
称为微气流。
粮堆送入或带出水分、能量、氧、二氧化碳及熏蒸毒气等物质。
2、粮堆气流运动的一般规律 ①热核心粮气流。当粮温高于仓温 2~3℃时,粮堆中间部位的气体由 于有较高的温度,作上升运动,周 围气体沿外围下沉,从而形成热核 心粮堆气流。 (见图1) 图1 ②冷核心粮气流。当粮温低于仓温 2~3℃时,粮堆中间部位的粮温较 低,气流作下沉运动,周围气体沿 外围作上升运动,而形成冷核心粮 图2 堆气流。(见图2)
粮堆气流的运动,会诱发水分转移、粮堆
结露等不利于粮食安全储藏的现象发生。在投药熏蒸时 ,可利用粮堆的气流特性,选择合适的施药点(如热核心粮堆熏蒸时,投药点设在粮堆中下部;冷核心粮堆选择从粮堆上部投药),使毒气在气流的运载下,向整个粮堆均匀地扩散和渗透。
二、 粮堆温度、湿度、水分和气体成分的变化规律
温度、湿度和气体成分是影响粮油安全储藏的主要因素,是粮食、昆虫和微生物等生物成分生存的必要条件,可称为“生命三要素”。在粮油
储藏过程中,只要控制住其中一个因素,就能达到抑制粮油、储粮害虫和微生物生理活动,实现粮油安全储藏的目的。因此,了解温度、湿度和气体成分的变化规律并加强管理,对于及时掌握粮情的变化和发展,采取积极、正确、有效的储藏措施,确保粮油安全储藏具有十分重要的意义。 (一)温度的变化
粮油储藏中的温度包括外界空气温度、仓内空气温度和粮堆温度,简称气温、仓温和粮温,通常称为储粮“三温”。正常情况下,“三温”变化的一般规律是气温影响仓温变化,仓温影响粮温变化,粮温变化主要受气温和仓温变化的影响。 1、气温的变化 (1)气温概述
气温是指空气的冷热程度。温度数量的表示法称为温标,是衡量温度高低的尺度。常用的温标有摄氏温标和华氏温标两种。摄氏温标是以纯水在标准大气压下的冰点为0度,沸点为100度,中间划分为100等份,每一等份代表1度,用“℃”表示。华氏温标是以纯水在标准大气压下的冰点为32度,沸点为212度,中间划分为180等份,每一等份代表1度,用“℉”表示。
摄氏温标和华氏温标的换算关系为:
℃=(℉-32) 或 ℉=℃+32 在仓储管理中,所使用的温标一般为摄氏温标。 (2)气温变化的一般规律
①日变:气温在一昼夜间发生的变化。在正常情况下,日变最高值出
现于午后二时左右,最低值出现于日出之前。一昼夜间气温最高值与最低值之差称为气温的日变振幅,也称日较差。
②年变:气温在一年中各月间发生的变化。年变的最高月通常出现于七、
八月份,最低月出现于十二月和次年一月份,沿海地区出现于一、二月份。一年中最高月份和最低月份的平均气温之差称为气温的年变振幅,也称年较差。
气温的高低,受地理位置、季节、地形、气候等因素的影响。 2、仓温变化
仓温变化主要受气温影响,也有日变和年变规律。通常仓温日变的最高值与最低值的出现比气温晚一、二小时,年变最高值和最低值的出现比气温晚一个月;仓温最高值低于气温最高值,仓温最低值高于气温最低值。因此,仓温变化的日变振幅与年变振幅均较气温小,但也与仓房结构和通风情况有关。铁皮仓和简易仓因导热系数大,隔热性能差,受气温影响大,仓温变化与气温变化接近;以砖石结构为主的平房仓或地下仓,密闭性能好,受气温影响小,仓温较稳定;此外,外墙刷白的仓温比不刷白的低1~3℃。
3、粮温变化
正常粮温变化是指粮堆生物体的生理活动较弱,产生的热量较小,粮温的变化主要受气温和仓温的影响。
正常粮温变化主要受气温和仓温影响,但由于粮食是热的不良导体,粮堆中空气的流动一般又很微弱,因此,正常粮温变化远远滞后于气温、
(1)粮温的日变化
粮温日变化的最高值与最低值的出现比气温晚二、三个小时以上,其
仓温变化,且日变振幅和年变振幅也较小。
日变振幅较小(0.5~1℃),且仅限于粮堆表层不超过30cm深处,中、下层的粮温日变化不明显。 (2)粮温的年变化
粮温在一年中随季节气温的变化而周期性变化,其年变化的最高、最低值的出现通常较气温晚一、二个月以上,且年变振幅小于气温和仓温的年变振幅。只是在季节转换时期,才会出现粮温与气温相接近的现象。 在冬季,粮温一般下层>中层>上层,夏季则相反;而在春、秋季节,上层粮温变化较大,同时粮温的最高、最低值又出现在相邻的上、中层。此时,高温粮与低温粮相遇,空气的对流作用加强,湿热扩散使得水分容易在粮堆某一部位聚积,可造成粮堆结露,严重影响储粮稳定。因此,在春、秋气温转换季节,要加强粮情检查,尤其在秋季,更要勤检查,采取必要措施,防止粮面“结露”。 (3)影响粮温变化的因素
正常粮温变化除主要受气温、仓温影响外,还受仓房围护结构、粮油堆装形式、粮油所处方位、粮堆生物体的生理活动、粮油入仓原始温度等因素的影响。掌握粮温的正常变化规律,对于检测粮温、分析粮情、判断储粮是否安全等具有十分重要的意义。
①仓房围护结构:仓房围护结构不同,储粮温度受外温影响的程度也不同。围护结构越大,越严密,隔热性能越好,粮温受外温的影响就越小;
反之,所受影响就越大。如高大平房仓,与矮小的土圆仓、简易仓、钢板结构立筒仓等仓型相比较,其春暖后粮温上升缓慢,夏季的粮温也低得多;而在冬季,高大平房仓的个别部位可能残留高温,使虫、霉繁殖为害。 ②粮油堆装形式:粮油堆装形式常见的有包装和散装,堆装形式不同对粮温变化的影响也不同。包装粮堆的空隙比散装粮堆大,空气对流作用强,受外温影响较大。据试验,其春、秋两季的粮温每旬可升降4~5℃。而散装粮由于粮堆空隙较小,粮温变化较缓慢。
③粮油所处方位:仓内不同位置的粮油温度也不同,一般规律是向阳面>背阳面。
④粮堆生物体生理活动:粮堆中的粮粒、储粮害虫和微生物等生物体进行呼吸作用,消耗营养物质,并向粮堆中释放热量。呼吸作用的强弱,释放能量的多少又受粮油含水量、粮温、气体成分和粮质等条件制约。在一般情况下,产生的热量较少,并通过热传递向粮堆外散发后,对粮温无太大影响。但在非正常情况下,各种生物体旺盛的呼吸作用,产生大量热量,又不能及时散发出来而造成热量在粮堆中聚积使粮温显著升高,从而造成粮堆“发热”。
⑤入仓原始粮温:不同季节或不同方式入仓的粮油具有不同的原始粮温,入仓后的变化也不同。如秋粮入仓粮温比夏粮要低;烘干后未经冷却的粮油入仓后,都具有较高的粮温,而且温度变化也极不规则。 (二)湿度变化
1、湿度的概念及表示方法
湿度是指空气中水汽含量的多少。湿度的表示方法有两种,即绝对湿
(1)绝对湿度
每立方米空气中实际含有的水汽量称为绝对湿度,用“Φ”表示,单
度和相对湿度。
位是g/m3。
在一定温度下,每立方米空气中所能容纳的最大限度的水汽量称为饱和湿度,也称饱和水汽量,用“Φ饱”表示。空气中容纳水汽量的能力随温度的升高而增加。
空气中水汽含量越多,水汽压力就越大,所以绝对湿度和饱和湿度也可以用水汽压力表示,单位是“Pa”。
不同温度下空气饱和水汽量与饱和水汽压见下表。
空气饱和水汽量与饱和水汽压
温饱 和 饱 和 温度饱 和 饱 和 温度 饱 和 饱 和 度水汽压 水汽量(℃) 水汽压 水汽量 (℃) 水汽压 水汽量
-20 104 -19 113 -18 127 -17 139 -16 152 -15 167 -14 183 -13 200 -12 219 -11 240 -10 261 1.078 4 1.170 5 1.269 6 1.375 7 1.489 8 1.611 9 813 872 935 6.330 28 3784 26.981 6.761 29 4010 28.447 7.219 30 4248 30.036 1001 7.703 31 4498 31.702 1073 8.215 32 4760 33.446 1148 8.857 33 5037 35.272 1.882 10 1228 9.329 34 5326 37.183 1.942 11 1313 9.934 35 5630 39.183 2.032 12 1403 10.574 36 5949 41.274 2.192 13 1499 11.249 37 5284 43.461 2.363 14 1599 11.961 38 6634 45.746 -9 285 2.548 15 1705 12.712 39 7001 48.133 (2)相对湿度
每立方米空气中实际含有的水汽量(即绝对湿度)与同温度下饱和水汽量(即饱和湿度)的百分比称为相对湿度,通常用“RH”表示。 RH%=Φ/Φ饱 ×100%
式中:Φ——某温度下空气的绝对湿度(g/m3) Φ饱 ——同温度下空气的饱和湿度(g/m3)
相对湿度反映了空气中实际含有的水汽接近饱和状态的程度,因此可直接表示空气的干湿程度。相对湿度越高,表示空气中实际含有的水汽量与饱和水汽量越接近,空气就越潮湿,粮油水分越不易蒸发,如阴雨天;反之,则表示当时温度下空气中含有的水汽量与饱和水汽量相差越远,空气越干燥,粮油水分容易蒸发,如晴天。
影响相对湿度变化的决定性因素有两个:一是空气中实际含有水汽量
(绝对湿度) 的多少,二是温度的高低。在同一温度下,空气中实际含有的水汽量愈多,相对湿度就愈大,即同温度下相对湿度与绝对湿度成正比关系。而在空气中实际含水汽量相同的情况下,温度愈高,相对湿度愈低,即空气中实际含水汽量一定时,相对湿度与温度成反比关系。 仓储管理中所用的湿度一般指的是相对湿度。 2、“三湿”变化规律
和温度相似,湿度也有“三湿”之称,即大气相对湿度、仓内空气相对湿度、粮堆空隙中的空气相对湿度,简称气湿、仓湿、粮湿。 (1)气湿变化
大气湿度变化也有日变化和年变化之分。因为相对湿度与温度成反比,所以气湿的日变化与气温日变化相反,即在一昼夜中日出前气湿最高,午后二时左右最低。气湿日变振幅还同天气、季节变化有关,阴雨天日变振幅小或没有,晴天振幅大,夏季日变振幅比冬季日变振幅大。但在我国东南沿海地区的夏季,由于受到海洋带来的含有较多水汽的季风的影响,这种风在午后最盛,此时相对湿度最高。
相对湿度年变化,一般最热月湿度最低,最冷月湿度最高。但在我国东南沿海地区,夏季受海洋季风影响很大,从海洋吹向陆地的空气中含有较多的水汽,因此,湿度高于冬季,是高温、高湿季节。而冬季由于受西北地区干冷空气影响,则属于低温、低湿季节。 (2)仓湿变化
仓湿变化与气湿的变化规律基本一致,只是一日中比气湿变化的时间略
迟,变幅也小。但仓湿的变化并不完全取决于气湿变化,还受仓温变化、储粮含水量大小及仓房防潮隔热性能的影响。 (3)粮湿变化
粮湿除表层受气湿和仓湿变化的影响外,粮堆内部的湿度变化,在静止状态下受粮温和储粮水分的支配,在空气流动状态下则受空气对流和湿热扩散的影响。在粮堆内部一般以低温部位及高水分部位湿度最大,而且其变化与水分变化规律基本一致。 (三)粮油水分变化 1、粮油水分的类别
粮油中的水分,根据其存在的状态、性质及其与粮油结合的程度,一般可分为游离水和结合水两种。
游离水又叫自由水,存在于粮粒细胞间隙中或细胞内大分子、各种团聚粒结构之间以及大、小毛细管内,是生化反应的介质,结合不牢固,因此,可随着外界温湿度的变化而变化。
结合水又叫束缚水,存在于粮粒细胞内,与淀粉、蛋白质等胶体物质的亲水基团以氢键形式相结合,结合得较紧密,因此,不参与粮粒内部的生化反应,一般温湿度条件下较稳定。
通常所说的粮油含水量是指粮粒中所含游离水和结合水之和。经过充分干燥后的粮油一般只含有结合水,储藏中很稳定。一般禾谷类粮食水分增加到14%~15%后,明显出现游离水,储藏稳定性下降。 2、安全水分
在一定温度范围内,可以保证粮食安全储藏的水分,称为粮食安全水分。
粮食的安全水分与粮种和温度有关。同一品种,各地温度不同,安全水分标准也不同,所以又称相对安全水分。
在储粮实践中,安全水分具有重要意义。当粮食含水量高于安全水分时,粮食的生命活动即显著趋向旺盛,粮食储藏稳定性下降;含水量只有控制在安全范围以内,粮食才可安全储藏。根据粮食含水量、环境温度和粮油储藏的关系,储粮可分为安全粮、半安全粮和危险粮等不同等级。 ①安全粮:是指含水量在当地安全水分标准以内,在正常保管条件下可安全过夏的粮油。我省规定小麦的安全水分为12.5%,玉米的为13%,水分在此之内的小麦、玉米均为安全粮。
②半安全粮:是指含水量略高于安全粮,能在气温较低季节短期储藏,而不能在当地安全过夏的粮油。五月至十月份,小麦水分超过安全水分0.1~0.5%以内,玉米超过安全水分0.6~1%为半安全粮;十一月至下年四月份,小麦水分超过安全水分在0.6~1.5%以内,玉米超过安全水分在0.1~1%以内,为半安全粮。超出以上标准为危险粮。
③危险粮:是指含水量高于半安全粮,极易发热、霉变的粮油。
山东省主要粮油的安全储存水分标准
储存粮油 小 麦 玉 米 晚粳稻大 米 面 粉 花生果 花生仁 安全水分 12.5% 13% 15% 15% 13% 9% 8% 根据实践经验,水分在14%~15%的禾谷类粮食,在我国的冬春季节中,如无特殊原因,很少发热、霉变;水分在12%~13%的禾谷类粮食,在夏、秋季节中,同样也是安全的。 3、粮油水分变化规律
《粮油储藏品质判定规则》规定了稻谷、小麦、玉米、大豆、食油等粮
油的储藏品质控制指标。
小麦和玉米储藏品质控制指标
小麦 项目 宜存 回归评分值 脂肪酸值,mgkOH/ --- 100g 粘度,mm /s 面筋吸水量,% 品尝评分值,分 色泽 气味
≥4 ≥180 ≥70 正常 正常 <4 <180 <70-≥60 正常 正常 --- --- <60 不正常 有异味 --- --- ≥70 正常 正常 --- --- <70-≥60 正常 正常 --- --- <60 不正常 有异味 --- --- ≤40 >40—≤70 >70 --- 不宜存 --- 陈化 --- 宜存 ≥70 不宜存 <70 陈化 --- 玉米 31 食油储藏
品质控制指标
大豆油,菜籽油 花生油,葵花籽油 项 目 宜 存 宜 存 陈 化 宜 存 宜 存 陈 化 过氧化值
回归评分值(Y)按下式计算:
Y玉米=80.5+0.10×发芽率-0.34×脂肪酸值
公式中的发芽率、脂肪酸值和粘度均为被检查储粮样品测定的数据。 小麦熟食品尝试验应按操作规程进行制粉、发酵和蒸制馒头等手续,根据熟食品的色、香、味及外观性状、适口性等项目进行品评,其中以滋味、气味为主。品尝评分按下表纪录。 品评记录表 样 号 气 味 外 观 色 泽
综合评分以品质一般正常者定为60分;优于一般者为70分、80分、90分、l00分。具有不正常气味、滋味、适口性差者可定为50分以下(10~40分),有严重异味者可定为“0”分。品评人数以8~10人为宜,根据每人的评分结果加以整理、统计。品尝还应考虑当地大多数群众的食用习惯,凡综合评分在60分以上者,必须是大多数消费者所能接受的,而综合评
≤8 >8–≤12 >12 ≤12 >>4 ≤3.5 >>>20 >4 酸 价 ≤3.5 结构或粘 滋 味 综合评分
上述各种粮油的各项指标只限于在储藏过程中未发生过发热、霉变、
分在60分以下者,即为大多数消费者所不能接受的。
酸败等正常的粮油,测定各项指标时,必须按标准的测定方法进行。不具备检测条件的地区,也可根据“储粮品质控制指标及测定方法”组织品尝鉴定小组,用品尝方法评定储粮品质。
(3)储藏品质控制指标的使用与宜存、不宜存、陈化的判定 储藏品质控制指标适用于安全水分条件下正常储藏的无污染的粮油。 各种粮油宜存、不宜存、陈化的判定规则: ①小麦
有一项储存品质控制指标符合“不宜存”规定的,即判定为不宜存小麦;但是,品尝指标是参考指标,不是判定指标;判定小麦是否陈化,则以品尝指标为准。但色泽、气味是参考指标,不是判定指标。 ②玉米
有一项储存品质控制指标符合“不宜存”规定的,即判定为不宜存玉米;但是,回归评分值是参考指标,不是判定指标;判定玉米是否陈化,则以脂肪酸值为准。但是,品尝和色泽、气味是参考指标,不是判定指标。 ③食油
有一项储存品质控制指标符合“不宜存”规定的,即判定为不宜存食油;有一项储存品质控制指标符合“陈化”规定的,即判定为陈化食油。 4、延缓陈化的途径
粮油在储藏期间,随着时间的延长,陈化是不可避免的自然现象,但陈化的进程又与环境条件密切相关,所以,可通过改善储粮环境和采用储
藏技术延缓粮油陈化,保持其新鲜度。根据影响粮油陈化的诸多因素分析,在粮油储藏中,要积极创造条件,改善仓房条件,造成低温、低湿的储粮环境;或者采用气调储藏、“双低”、“三低”储藏等储粮技术,抑制虫、霉危害;减少粮堆中的杂质,提高净度等措施,以控制粮油旺盛的代谢活动,均可延缓粮油陈化速度。 5、陈化与粮油储藏的关系
粮油陈化后,新鲜度和发芽率下降,食用品质和种用品质降低,商品的质量下降,并且价格也降低。因此,为了保证粮油的品质,满足消费者生活的需要,对长期储藏的粮油,应有计划地进行推陈储新,并尽可能创造低温、干燥的储粮环境条件,延缓陈化的进程。 六、粮油储藏技术 (一) 常规储藏
常规储藏是指粮油经过干燥入仓后,在常温、常湿条件下,对粮油采用适时通风或密闭的办法进行保管。它是粮食系统多年来普遍使用的储藏方法。
1、自然通风
自然通风与密闭是最基本的储粮技术,二者是为达到确保储粮安全这一目
的的两个方面。即充分利用有利时机,适时对粮油通风降温、降水,然后又及时密闭,以降低外界高温高湿的影响,使粮油较长时间保持低温、干燥状态,以达到安全储藏目的。 (1)自然通风储藏技术
①自然通风原则
自然通风是指利用空气自然对流,将外界干燥、低温的空气与粮堆内
的湿热空气进行交换,达到降低粮油温度、水分目的。储粮通风原理,是基于粮堆具有空隙,空气通过粮堆空气能够渗透的性质。
自然通风的原则必须把握空气温、湿度应低于粮油温度和粮油平衡水分为前提。即合理选择通风时机,最好能达到既降温又降水分目的。如果不能同时达到,应尽量争取在不增加粮温的前提下通风降水,或者在不增加水分的前提下通风降温。但在实践中不可能测定时刻变化的空气参数来采取相应措施,主要是抓住季节性有利时机,进行长期性的连续通风,除雨、雾、雪天外,在不产生结露、增湿、升温的条件下,就可以任其对流。
②自然通风条件
要使通风达到预期目的,就要求通风必须合理,否则会适得其反。要想做到合理通风,不仅要求能把握有利的气候和季节,同时还要求必须根据气温、气湿、仓温、仓湿、粮温、粮油水分以及粮油的吸湿平衡原理等具体情况综合分析,加以确定。
一般情况下,当大气湿度小于70%,外温低于粮温5℃度,通风对降温、降水都有利,可以通风。但在雨、雪、雾天气,大气湿度处于或接近饱和状态,一般不宜通风。
从全年气温变化规律看,一年当中,春夏是气温上升季节,秋冬则是气温下降季节。气温下降时期,气温一般低于仓温或粮温,是自然通风的大好时机,就以通风为主。而气温上升季节,对水分小,粮温低的储粮,或趁热进仓密闭杀虫的储粮,应该密闭。但对新收获的高水分粮,或晒后
粮油水分增减的根本原因有两个方面,一是通过吸湿或散湿与周围环
境进行水分交换,二是粮油、微生物等生物成分的代谢活动产生的代谢水使储粮水分发生变化。
从整个粮堆水分变化情况分析,表层粮油水分变化主要受气湿和仓湿的影响,粮堆内部水分变化情况比较复杂,主要有因储粮气流引起的水分转移,由温差引起的湿热扩散,由于干粮、湿粮混堆引起的水分再分配以及由生物成分代谢活动引起的粮油水分增加等。 (1)粮堆表层水分变化
粮堆表层及外围水分随气湿和仓湿的变化而变化,其变化规律同气湿和仓湿变化基本一致。在一天当中,粮堆表层5cm深处的粮油水分,一般是日间温度高,湿度低,水分下降;夜间温度低,湿度高,水分上升,但总的来说,日变化不明显。在一年中,粮堆表层不超过20~30cm深处的粮油水分因地区不同,随气湿的年变化而呈现出一定的规律性。如北方地区冬季温度低,湿度高,水分升高;夏季温度高,湿度低,水分降低。但沿海地区夏季为高温、高湿天气,粮油吸湿增水,而冬季属低温、低湿天气,粮油散湿降水。表层粮油水分年变化的平均幅度约为1%~2%,中、下层水分变化不大。
根据上述规律,当外界气湿大于粮油含水量的平衡湿度时,应做好仓房密闭工作,以防粮油吸湿增水;当外界气湿小于粮油含水量的平衡湿度时,可进行通风散湿,以降低粮油水分。 (2)空气对流引起的水分变化
空气对流运动的结果,常常将水汽从粮堆的一个部位带向另一个部位
由温差引起的热力对流,能使高温部位的水汽向低温部位转移,使低
或者引起粮堆内外水分交换。
温部位的粮油水分增高。例如,秋冬交替季节粮温较气温、仓温高,特别是热进仓的夏粮,容易出现温差,中、下层粮温高于上层,形成热核心粮气流,粮堆内热空气上升遇到冷的粮面就会使粮堆上层水分明显增加,形成结顶现象;而在春季,中、下层粮温低,外围和上部粮温高时形成冷核心粮气流,则会发生相反的对流现象,使底部粮油水分增高。在储粮实践中,春、秋季节转换时期,要特别注意水分转移的情况,即使是水分很低的储粮,由粮堆外围环境风压引起的动力对流也能使储粮水分发生变化。利用自然通风或机械通风降低粮油水分,其实质就是以空气为载体,将粮堆水汽不断输送到粮堆外的过程;但通风时机如果掌握不当,通风不均匀,也会使整个粮堆水分分布不均匀,致使局部储粮水分增加。 (3)湿热扩散引起的水分变化
粮堆内各部位的温度是不均衡的,常常存在温差。粮油水分能按照热传递的方向而移动的现象,称为水分热扩散,也称湿热扩散。湿热扩散是造成粮堆内部水分转移和局部水分增高的又一重要原因。因为粮温高的部位空气中实际含水汽量大,水汽压力高,而低温部位的水汽压力小,根据分子运动规律,水汽压力大的高温部位的水汽分子总是向水汽压力小的低温部位扩散移动,结果导致低温部位的粮油水分增加。
湿热扩散造成的粮堆局部水分增高,常发生在阴冷的墙边、柱石周围和粮堆底部及仓房背阳面。粮堆中冷、热部位的温差越大,持续时间越长,湿热扩散就越严重,甚至会造成粮堆出现结露现象,严重影响粮油安全储
藏。 据试验:含水量9.8%的小麦,在20℃的温差下经过两周,阴冷部位的小麦水分会增至36.2%,最终引起发热、霉变,甚至发芽。 在储粮中,湿热扩散和空气对流引起的水分转移往往同时发生,二者的作用混在一起,不易区分。但就其发生的基本原因而言,前者是由于水汽压力不同,水分子任意扩散运动的结果,而后者则是空气密度的不同,空气对流运动造成的。
(4)水分再分配引起的水分变化
粮油通过吸湿和散湿作用使原有水分发生变化的现象,称为水分再分配。含水量不同的粮油混堆在一起时,水分含量较高的粮油向外散湿降低水分含量,并在粮堆空隙中形成较高的湿度,而水分含量较低的粮油则通过吸湿作用增加水分含量。
水分再分配的实质,是粮油水分在吸湿与散湿作用基础上发生的一种吸湿平衡现象。但由于受吸附滞后作用的影响,经过再分配后的粮油水分只能达到相对平衡,原来含水量较高的粮油平衡水分始终高于含水量较低的粮油平衡水分。
(5)粮堆生物成分代谢活动引起的储粮水分增加
粮堆中粮粒、微生物、储粮害虫等生物成分的呼吸作用能产生新的水分和热能,特别是旺盛的代谢活动常产生大量的湿、热,在粮堆内又不能及时散发,从而导致粮堆局部水分增加,粮温升高,继而使生物体代谢活动更加旺盛,造成恶性循环。局部水分增加,温度升高,又通过湿热扩散,影响其它部位储粮,如不及时处理,最终将导致全仓储粮的发热、霉变。 (四)粮堆气体成分的变化
1、粮堆气体成分的组成特点
粮堆空隙中空气成分的组成比例与正常空气不同,一般情况下,粮堆
中氧气的浓度比大气要低,二氧化碳的浓度比大气要高。氧和二氧化碳的存在及其含量变化,对生物有机体的生理活动有着重要影响。这种生理活动反过来又影响到粮堆空隙中氧气和二氧化碳气体的组成比例。 2、粮堆气体成分的变化规律
在粮维生态系统中,粮堆内各种生物成分的生理代谢活动,需要消耗氧并产生二氧化碳,所以粮堆气体成分变化的总趋向是氧浓度逐渐降低,二氧化碳浓度逐渐积累。但在一般储藏情况下,由于仓房围护结构的气密性有限,粮堆内外气体不断地进行交换,氧浓度的降低和二氧化碳的积累,并不能达到抑制粮堆内生物体生理活动的程度。只有当粮堆完全处于密封状态,才能保持高浓度的二氧化碳和低浓度的氧。另外,粮温、粮油水分和粮种都会影响粮堆生物成分的生命活动,从而影响粮堆内气体成分的变化。一般地,储粮温度高、水分大、降氧能力强的粮种,粮堆生物体的生理活动旺盛,氧气的消耗和二氧化碳的积累迅速,易形成低氧和高二氧化碳的气体环境。
在密封粮堆中,氧和二氧化碳的分布不同。由于二氧化碳比氧气重,因此在密封粮堆中,从上到下氧浓度逐渐降低,而二氧化碳浓度则逐渐升高,形成两个相反的浓度梯度。 三、粮堆的结露、预防和处理 (一)粮堆结露
结露就是空气中的水汽量达到饱合状态后,凝结成水的现象。开始出现结露的温度叫“露点”。结露形成的原因主要是出现温差,并达到露点。温差越大,结露越严重。粮堆结露一般发生在季节转换或气温骤升骤降之时,以及粮温变化较大的时候。另外,在梅雨季节,空气湿度较大,也会产生结露。
1、表层结露 多发生于季节转换时期。在秋冬季节粮温高
于外温,形成热核心粮气流,粮堆内部热空气上
升,遇到冷的粮面,便会导致结露,结露部位常 在粮面下5~30厘米处,其中以5~15厘米的粮层 最严重,在春末夏初,低温粮进入高温季节,外 温高,粮温低,热空气与粮面接触,也容易引起 表层结露热核心粮堆
2、粮堆内部结露
主要是由于在粮堆内不同部位出现较大温差 造成的。由于粮堆内存在温差,在空气对流和温 热扩散的作用下,易使低温部位湿度增大,产生 结露。
。
3、底层结露
当粮温明显低于气温时,由于冷核心
粮气流的作用,而引起底层结露。 冷核心粮堆
4、密封储藏的粮堆结露
用塑料薄膜进行密封储粮,当薄膜内温度高,而薄膜外温度低时,达到露点,易在薄膜内面形成结露,露水很容易浸入粮堆,导致粮食发热霉变,这种情况应引起特别注意。密封粮堆时,应在薄膜与粮面之间加一层铺垫物。
粮堆可能发生结露的情况多种多样,如夏粮入仓,粮温与地坪温差过大;通风不合理;仓房日常管理不善等,都会造成粮堆结露。但只要掌握只有达到露点才能结露这一规律,就可事先预防和避免。 (二)粮堆结露的预测
露点温度是预测粮堆结露的主要依据。因为结露不仅要有温差存在,还必须达到露点,才能结露,所以粮堆结露的预测实际上就是测算粮堆内外的露点。
1、应用空气饱和水汽量估算露点
在一定温度下,空气的饱和水汽量是个常数。当空气中实有水汽量达到饱和时,便会结露。因此,可根据粮温和粮湿估算露点。
例:当仓温(或粮温)为20℃,仓内(或粮堆)相对湿度为74%时,求露点。 (1)首先查饱和水汽量表,得出20℃时的饱和水汽量为17.117 g/m3; (2)计算20℃,相对湿度74%时空气的绝对湿度;
由公式1–2得:Φ=Φ饱 ×RH%=17.117×74%≈12.667(g/m3)
(3)再查饱和水汽量表,当饱和水汽量为12.667 g/m3时,相对应的
温度接近15℃,故取15℃为所求的露点。即该仓粮油温度由20℃下降到15℃时,便会出现结露现象。
2、应用粮堆露点近似值检查表确定露点。
根据储粮含水量和粮温,可从下表查到露点近似值。此表适用于禾谷类粮食。
例:某粮仓储粮水分含量为15%,粮温15℃,查表即可求得露点近似值为10℃。这就是说,在储粮含水量为15%的情况下,粮温由15℃降至10℃以下,即温差为5℃以上时,便会出现结露现象。
露点与温差变化有一定的规律,即在粮温一定时,储粮水分愈高,其露点就愈高,发生结露的温差就愈小,反之则愈大。所以,对高水分粮更应注意粮堆结露。
粮堆露点近似值检查表(℃)见下页
粮 温 (℃) 10 11 12 水 分(%) 13 14 15 16 17 18
0 5 10 13 14 15 16 18 -14 -9 -2 1 2 3 3 4 -11 -7 0 3 4 5 5 6 -9 -5 1 4 6 6 7 8 -7 -3 3 6 7 8 8 10 -6 -1 4 7 8 9 10 12 -4 0 5 9 10 10 11 13 -3 1 7 10 11 12 13 15 -2 3 8 11 12 13 14 16 2 -1 4 9 12 13 14 15 17 1 结露温12~14 10~12 8~10 7~8 6~7 4~5 3~4 (三)粮堆结露的预防和处理 1、粮堆结露的预防
根据粮堆结露的条件,应采取以下措施,防止结露。
(1)入仓粮油水分要低:因为低水分粮油,即使温差较大也不易结露。 (2)要防止粮温骤升、骤降,尽量减少因温差造成的结露。如适时做好粮堆的通风和密闭,对夏季入仓及过夏的高温粮,在秋冬季节应逐渐进行通风降温,减少粮堆内外温差;在春夏季节要对低温粮进行密闭,防止外界高温突然侵入粮堆;对于烘、晒后的热粮或新出机的成品粮,应充分冷却后再入仓;常温粮入低温仓储藏时,应分阶段将粮温逐步降低到与仓温相接近,才可入仓;对于粮堆局部温度过高时,应及时通风降低温差,防止粮堆内局部结露。
(3)干、湿粮应分开堆放:防止粮堆高湿部位的水汽因空气对流水分转移引起粮堆局部结露。
(4)做好铺垫和防潮工作:采用稻糠、麻袋、草帘等物料铺垫粮堆底
部或苫盖粮堆上表面和侧面,一可缓冲粮温骤变,二能吸收结露的水分,防止储粮霉变,但应适时更换。 2、粮堆结露的处理
粮堆一旦发生结露,必须立即采取措施处理。对于粮面结露,轻者可翻动粮面,散发水汽,翻粮时要尽可能翻得深些,最好每隔1~2天翻一次。重者可移顶曝晒或烘干处理。对于粮维内部结露或底层结露,可利用机械通风降温散湿,或开沟扒塘,或倒仓处理,以免引起更大范围的发热、霉变而扩大损失。 四、 微生物与储粮发热霉变
储粮微生物的生命活动是造成储粮发热的主要因素,其次是粮油籽粒和其它生物成分(如害虫)呼吸代谢放出的热量。实验证明,在绝热环境中,粮食种子发芽时的旺盛呼吸所放出的热量,也只能使粮温上升1—3℃,所以改变储粮环境条件,控制微生物的生长繁殖,是预防粮食发热霉变的重要措施。
(一)如何控制粮堆温度、湿度抑制微生物的发展
在储粮微生物中,以中温性微生物为最多。中温性微生物是导致储粮发热霉变的主角。中温性微生物其最低生长温度为5~20℃,最适生长温度为20~40℃。由此,在冬季通风过程中,将粮温降至0℃左右,气温回升前适时密闭粮仓,保持低温状态,可有效地控制微生物的发展。 水是储粮微生物生存的必需条件。因此,保持粮食水分在安全水分之内和干燥的储粮环境是控制微生物生长繁殖极为重要的因素。绝大多数的
储粮微生物其生长最低相对湿度在80%以上。所以当仓内湿度较高时,应及时通风散湿。而大气湿度较高时应及时密闭仓房。长期保持仓内湿度在65%以下,对抑制仓内生物成分的生命活动和保持储粮稳定性都极为有利。 (二)储粮发热霉变及处理方法 1、发热霉变
粮食在储藏期间,粮温出现不正常上升的现象称为发热。发热与霉变相互关联,往往相伴而产生。
(1)如何判断粮食的发热
①气温上升季节,粮温上升的幅度超过日平均仓温3~5℃以上者;气温下降季节,粮温长期不降,甚至反而回升的。说明已经或可能发热。
②同一部位的粮温,与前几次检查记录比较,有突然上升的现象,或同一部位,不同层次的粮温变化不符合正常粮层温度的变化规律,该低的反而高。
③凡入仓时间,保管条件基本相同的同种粮食的仓房,个别层点粮温有显著增高者。
2、发热霉变的类型
(1)局部发热霉变,指个别部位的发热霉变现象,常见于害虫群集区,自动分级形成的杂质区,粮堆内湿热扩散形成的高湿区,漏雨部位。 (2)上层发热霉变,粮面下30厘米左右深处粮层的发热现象。主要是由于表层吸湿受潮,发生结露引起。春、秋季节易发生上层发热霉变。 (3)下层发热霉变,粮堆底部的发热霉变现象。主要由于入仓粮食与地坪之间温差过大,直接接触引起。
(4)垂直层发热霉变,一般发生在靠近墙壁处或自动分级形成的垂直
杂质区。
(5)全仓发热霉变,整仓储粮水分过大、粮质差会引起全仓发热霉变。上述几种发热情况处理不及时,也会有点到面引起全仓发热霉变。 3、发热霉变的预测
储粮发热霉变初期会有一些症状出现,如小麦“发乌”,并出现“褐胚”,储粮表面温润,有“出汗”,“返潮”现象,出现轻微异味等。应通过温度检测和初期症状的观察,尽早预测发热霉变的发生,及时采取措施,减少储粮损失。
4、发热霉变的处理方法 (1)温度引起的发热霉变
对因原始粮温高,长期积热引起的发热,应采取适时的机械通风为主。 (2)因粮食水分过大引起的发热霉变
应采取机械通风为主,数量较少的可采取日晒、摊晾的方法。 (3)虫害引起的发热霉变 采取冷冻或化学药剂熏蒸处理。 (4)受潮、结露及局部发热霉变
翻倒粮面、扒沟通风,或适时的机械通风降温散湿。 (5)已发生过发热霉变的储粮
对发生过发热霉变的储粮,虽经处理,但因其生理活性强,应单独存放,不宜久储,优先出仓。 五、储粮生理
粮堆生物体都是活的生物成分,在储藏期间仍在不断地进行合成、分解代谢,以维持其生理活动。特别是粮油籽粒都是作物的种子,它们虽然脱离了母株和栽培的环境条件,但仍然是活的有机体,即使处于休眠状态,仍在继续进行生理活动,主要表现为呼吸、后熟等生理现象。所不同的是它们不能再从外界环境中摄取营养,而是耗用自身储藏的物质。粮油生理活动的结果往往使其在储藏期间发生温湿度、水分、化学成分等一系列的变化,总的来讲,是以分解代谢为主,逐步走向陈化和衰老,直接影响粮油的储藏稳定性。因此,储粮工作的目的,就是采取一切措施来控制储粮的代谢过程,使之处于最低限度,借以推迟其陈化,延长其寿命,并在储藏期内保持其食用品质、种用品质和工艺品质。
在储藏过程中,粮油的生理活动包括呼吸、后熟、萌发、陈化等现象。 (一)呼吸作用
在储藏过程中,无论是原粮,还是成品粮,始终表现出消耗氧气和释放二氧化碳的现象。这不仅是粮油本身的呼吸,还包括感染的虫、霉及混入的有机杂质的呼吸在内。因此,粮油的呼吸现象实际上是粮堆生态系统呼吸的总体表现。 1、呼吸作用
粮食的呼吸作用是指粮食中的有机物质在多酶系统的催化作用下,逐步氧化分解为二氧化碳和水及简单物质,并释放能量的生物氧化过程。 粮食的呼吸作用是以有机物质(营养物质)的分解、消耗为基础的,呼吸放出的热量又是造成粮堆发热的主要原因。粮食呼吸作用愈强,其营养物质的消耗就愈多。因此,为了减少营养物质的消耗,应把粮食储存在
合理的条件下,使之处于休眠状态,减弱其呼吸。这样,粮食的营养物质损失减少,不会引起其品质劣变。 2、呼吸类型
根据对氧的需要,粮食的呼吸作用可分为有氧呼吸和缺氧呼吸两种类型。
(1)有氧呼吸
有氧呼吸是指生物体从环境中吸收分子态氧,使营养物质完全氧化成二氧化碳和水,并释放能量的过程。如以葡萄糖为呼吸基质的总反应式为: C6H1206+602=6C02+6H20+2868KJ (2)无氧呼吸
无氧呼吸是指生物体在氧气供给不足或缺氧的情况下,有机物质依靠分子内部的氧化还原作用取得能量,其营养物质氧化不彻底,并残留有氧化不完全产物(乙醇、乳酸等)的过程。这种呼吸作用也称为缺氧呼吸或发酵作用。如以葡萄糖为呼吸基质的酒精发酵的总反应式为: C6H1206=2C2H50H+2C02+226KJ
其产物乙醇常常积累在有机体组织中,对粮粒的生命有害。潮湿的粮油在密封的条件下储藏会产生酒味,就是酒精发酵的结果,这不仅会降低种子发芽率,对品质的保持也有较大影响。因此,无氧呼吸一般只能维持粮食籽粒一段有限时期的生存。 3、呼吸强度
粮食的呼吸强度是指单位时间内单位重量的粮食呼吸所吸收氧或放出二氧化碳的量。单位为mgO2(或CO2)/g粮油/h。呼吸强度是表示粮食
呼吸强度与干物质的消耗成正相关,呼吸强度愈大,干物质消耗愈多。
呼吸代谢强弱的生理指标。
正常储藏的干燥粮食呼吸作用极微弱。以玉米为例,种子成熟时期呼吸强度为400~500mgCO2/100g干重/24h,而干燥后仅为8~15mgCO2/100g干重/24h。
4、影响粮食呼吸作用的因素
影响粮食呼吸作用的主要因素是水分、温度、气体成分、粮粒本身状况和其它生物成分等。 (1)水分
含水量(%) 10.6 14.6 15.7 16.8 17.1 17.8 mlC02/kg粮食/24h 4.1 6.9 7.3 25.2 70.1 80.4 粮食含水量的大小,是
粮 种 小 麦 小 麦 硬红冬麦 硬红春麦 白 麦 硬质麦 软红冬麦 水 分(%) 15.0 14.7 14.6 14.8 15.0 14.1 14.7 测定温度 21 27 25~28 25~28 25~28 25~28 25~28 决定呼吸强弱的重要因素。含水
量愈大,呼吸强度愈大。呼吸强度一般随含水量的增加而加强,当水分增高到某一程度,粮食的生理活动趋向旺盛,呼吸强度急剧加强,呈直线上升,如左表所示,形成一个明显的转折点,这个转折点表明粮油中开始出现大量游离水,此时粮油的含水量就是临界水分。
不同含水量小麦的呼吸强度 75%相对湿度下各种粮油的水分含量
粮食临界水分一般是指与接近75%的相对湿度相平衡时的粮油含水
量。在常温下,粮油种类不同,临界水分值也不同。禾谷类粮食的临界水分一般为l4%~15%,油料种子的临界水分较低,一般为8%~10%,但大豆的临界水分却仍为14%左右。右表归纳了在75%相对湿度下各种粮食的水分含量。
实践证明;水分是引起粮油品质劣变的关键因素,保持粮油含水量在安全储藏的临界标准以内,才能保证安全储藏。在常温下,短期储藏的粮油最高安全水分相当于临界水分;对于长期储藏或高温过夏的粮油最高安全水分则应低于临界水分值,水分应降低到与约65%的相对湿度相平衡时,才能长期安全储藏。 (2)温度
储粮温度是影响呼吸强度的另一主要因素。储粮在一定温度范围内,呼吸强度随温度的上升而增强,当温度上升到一定极限时,呼吸强度会随温度的上升而下降。
粮食的含水量和温度对粮食呼吸的影响还具有综合作用。二者既相互促进,又相互制约。水分大时,温度所引起的呼吸变化非常激烈;水分低时,温度对呼吸的影响并不明显。因此,储粮水分和温度对粮食呼吸综合影响的一般规律,对储粮实践的指导意义是:对于水分高的粮食,必须保管在较低的温度条件下;而对温度高的粮食必须控制其水分含量,才能安全储藏。如我国北方地区,冬季气温很低,含水量高达35%的粮食也能安全储藏。但入夏以后,温度升高,水分必须降到13%左右,才能安全储藏。
(3)气体成分
粮堆中的气体成分对粮食呼吸有影响的主要是氧气和二氧化碳。氧气
显然,粮食储藏的稳定性受到温度和水分的综合影响。
是影响呼吸的主要因素。在氧含量较低时,呼吸随氧含量的增加而加强,但氧含量增至—定程度时,呼吸不再增强,氧气浓度降至5%~8%时,呼吸很微弱。氧气浓度降至1%时,呼吸甚微,此时,有氧呼吸与无氧呼吸往往都会发生。因此,低氧可抑制粮油的呼吸作用,这对保持粮油品质非常有利。
二氧化碳浓度对呼吸也有明显的影响。在高浓度的二氧化碳条件下,活细胞处于麻痹状态,酶的活性受到抑制,从而抑制粮油的呼吸作用。当粮堆中二氧化碳浓度增至14%~22.8%时,能明显抑制粮油的呼吸。 氧气和二氧化碳对呼吸强度的影响是相互联系的,其作用不可分割。二氧化碳对呼吸的抑制作用,可因氧气浓度的增加而减轻,但仍有明显的抑制作用;在高二氧化碳和低氧气浓度条件下,对粮油呼吸的抑制作用最大。
氧气和二氧化碳对呼吸强度的影响还与温度有关,在二氧化碳浓度增加和氧气供给不足的情况下,若温度升高,会引起大量氧化不完全产物的积累,从而阻挠细胞的正常生命活动,逐渐降低呼吸强度,甚至死亡。因此,在密闭储粮中,应保持低温。 (4)籽粒状态
粮油籽粒状态不同,呼吸强度亦不同。凡未熟粒、冻伤粒、胚大的粮粒,含水量较高,可溶性物质含量多,呼吸强度较大;破碎粒、虫蚀粒,
均易吸湿返潮和遭受有害生物侵袭,呼吸强度较正常粮粒大;受潮、发热或生过芽的粮油,因酶已活化,虽重新晒干到原来的干燥水分,其呼吸强度仍比正常粮油大得多;粮粒表面粗糙,内部组织外露并且带菌量高的粮油,比表面光滑、带菌量低的粮油呼吸强度大。所以,粮食在入仓前,应进行清理分级,在储藏时根据它们的不同特点,分别处理。 (5)其它生物体
除粮粒本身外,整个粮堆的呼吸作用,在较大程度还受其它生物体呼吸作用的影响。微生物、储粮害虫、草籽和有机杂质对粮堆呼吸作用都有很大影响。
5、呼吸作用与粮食储藏的关系 呼吸对储粮的影响有利弊两个方面。 (1)有利方面
①促进新粮后熟,改善品质
呼吸作用可以促进粮食内部有机物质的合成,从而促进粮食后熟,提高粮食储藏的稳定性。 ②保持生活力
呼吸是反映种子生命力保持状况的指标。储粮只有保持微弱的呼吸,才能维持其生活力,对防止微生物的生长繁殖具有一定的抵御能力,从而保持粮油的新鲜度。 ③有利于自然缺氧储藏
在气调储藏中,可利用粮食的呼吸作用,消耗粮堆中的氧气。对于干燥粮油进行自然缺氧储藏,不仅可抑制粮油自身旺盛的呼吸作用,还可防止虫、
(2)不利方面 ①消耗营养物质
霉危害,达到安全储藏的目的。
粮食呼吸作用要消耗营养物质,不论是有氧呼吸,还是无氧呼吸,都会引起干物质的损耗,使储粮重量损失。呼吸愈强,时间愈长,干物质的消耗愈多,损失就愈大。 ②增加粮堆水分
粮食在呼吸过程中产生的水,增加了粮堆水分。如粮堆通风不良,呼吸产生的水散发不出去,会造成粮食水分增加或粮堆湿度增大,旺盛的呼吸会导致粮堆返潮和“出汗”,甚至 “结顶”。 ③增加粮堆温度,导致储粮发热及霉变
粮食在呼吸时所放出的能量,只有极少部分用来维持本身的生理活动,绝大部分能量以热量的形式散发出来。强烈的呼吸会使大量热量积聚于粮堆中,若不能及时散发,将使粮温升高,导致储粮发热,甚至霉变。 ④改变粮堆气体成分
粮油呼吸时要消耗氧气,增加二氧化碳气体,因此,粮堆中氧气浓度不断下降, 二氧化碳浓度不断升高。特别是呼吸强度大的高水分粮,在不能通风的条件下,氧气的消耗和二氧化碳的积累更为严重。在这种情况下,粮食将转向缺氧呼吸,逐渐积累乙醇,毒害活细胞,使粮食生活力丧失。因此,对高水分粮应注意通风。 (二) 后熟作用 1、后熟作用的基本概念
(1)后熟
粮食从收获成熟到生理成熟的变化过程称为后熟作用。完成后熟所经历的时间称为后熟期。
粮食籽粒在植株上达到成熟后,即可收获,这时粮油只完成了收获成熟(也叫形态成熟或技术成熟),但在生理上还没有完全成熟,其主要表现为:虽具有生活力,但因胚还未完全成熟,而不能发芽或发芽力低;粮粒内可溶性物质较多,还需继续合成高分子物质;加工成品率低,食用品质较差,呼吸强度高,耐藏性差。
粮食收获后,经一段时间的储藏,使其发芽率、食用品质、工艺品质等都 达到了应有的水平时,粮食在生理上才达到了完全成熟。粮食是否完成后熟,一般是以籽粒群体正常发芽率能达到80%作为完成后熟的标准。后熟期的长短,随着粮种、品种、产地以及储藏条件的不同而有很大差异。,白皮小麦的后熟期最短的只需5天,红皮小麦可长达30~90天以上,玉米为11~18天。 (2)休眠
粮食的休眠是指收获后的种子由于受到内在因素或外界条件的影响,而使种子一时不能萌发或萌发困难的自然现象。休眠一般分为强迫休眠和后熟休眠两种。 ①强迫休眠
强迫休眠是指种子在生理上已完成后熟,具有萌发能力,但得不到适宜的萌发条件而不能萌发的现象。这种休眠一般是受人为造成的环境影响而强迫其不能萌发。如把储粮的水分降到安全水分;或利用低温储粮技术把储
粮温度降到使其不能萌发的温度;或利用缺氧储藏使其得不到萌发所需要的氧浓度等。在储粮中,一般只要控制其中的—个条件,种子就不能萌发,一旦能完全提供这些外界条件,种子就可以萌发。 ②后熟休眠
后熟休眠是指种子本身在生理上还没有完成后熟而引起的休眠,也称生理休眠。这种休眠是因为种子本身的内在因素达不到萌发要求所致,即使给予它适宜的水分、温度和氧气等条件,也不能萌发或发芽率很低。造成后熟休眠的主要原因是:胚没有发育成熟;内部的生化反应处于合成状态,储存的物质不能被胚直接利用;粮粒中存在有抑制萌发的化学物质,如氨、有机酸、氰化氢、植物碱等;种皮和细胞壁的透气和透水性很低,不能将水和氧等萌发条件供给种子内部需要;缺少种子萌发的内源激素等。 2、后熟期间的变化
粮油在后熟期间的变化,主要分为物理的、化学的、生理的三个方面。 (1)物理变化
粮粒在完成后熟后,细胞内的高分子物质已充分合成,干物质含量达到最高水平,其物理性质也发生变化,主要表现为体积缩小,硬度增大,重度增加,散落性变大,种皮由紧密变为疏松呈多孔状态,透水性与透气性得到改善,储粮稳定性也随之增强。 (2)化学变化
粮油在后熟期间的化学变化主要是以物质的合成作用为主,分解作用为次,即种子内部各种简单的低分子物质继续合成为复杂的高分子物质,氨基酸、脂肪酸、可溶性糖含量逐渐下降,而蛋白质、脂肪、淀粉含量逐渐
增加,并放出水分。酶活性及呼吸作用也随着后熟作用的完成而减弱。 (3)生理变化
粮油在后熟过程中,种胚逐渐成熟,种子发芽率逐渐增加。完成后熟的种子,胚发育完成,细胞内高分子化合物充分合成,一些种子萌发抑制物逐渐转化、消失,种子得到适宜的条件即可萌发。 3、影响后熟作用的因素
影响后熟作用的因素,主要是温度、湿度和气体成分等。 (1)温度
温度是影响粮油籽粒后熟的重要因素之一。各种粮油完成后熟时所需要的温度并不相同,有的需要较高的温度才能完成后熟,有的所需温度并不高。一般禾谷类粮食后熟所需要的温度在10~30℃的范围内。在完成后熟所必需的温度基础上,适当的提高温度(一般最高不超过45℃),能促进后熟作用的完成。如将新收获的小麦储藏在室温条件下,经过三周,发芽率由原来的1.3%增加到13%;而在44℃条件下,一周增加到58.5%,三周则达98.5%。 (2)湿度
在一般情况下,粮油储藏在潮湿的环境条件下,粮粒水分向外扩散受到抑制,不利于后熟。在干燥条件下,则有利于粮粒散湿,有利于大分子营养物质的合成转化,能促进后熟。 (3)气体成分
粮堆内气体成分对后熟作用也有一定的影响。氧浓度高,有利于促进后熟作用。而在缺氧或高二氧化碳浓度的情况下,都对粮油的后熟起到延缓的
4、后熟作用与粮油储藏的关系 (1)有利于缺氧储藏
作用。
利用粮油后熟期间呼吸强度大的特点,对新收获的粮油,采用密封储藏依靠粮粒自身的呼吸作用,消耗粮堆内的氧气,达到缺氧储粮的目的。如囤套囤密闭储藏。 (2)改善储粮品质
粮油经过后熟,品质可得到良好的改善,发芽率提高;未完成后熟的粮油,加工后食用品质不如后熟完成的口感好。据试验,新收获的小麦,储藏三个月后再加工食用,面筋含量高,面粉吸水量增大,面包品质好。一般陈麦加工的面粉,无论工艺品质,还是食用品质都比新麦好。 (3)“出汗”
粮油在后熟期间进行强烈的合成作用,由简单低分子物质合成为复杂高分子物质时,要放出水分,即使入仓时水分不高,也会在粮粒表面发生结露返潮现象,俗称“出汗”。 (4)“乱温”
粮油在后熟期间呼吸作用旺盛,生理活性强,除放出水分外,还放出大量的热量,积累的结果使粮温升高,常常出现粮堆各部位温度不均,局部发热,俗称“乱温”。
“出汗”和“乱温”现象会造成粮油的储藏稳定性下降。因此,对新收获入仓的粮油应加强管理,经常翻动粮面,散发湿热,及时消除“出汗”和“乱温”现象。新粮入库后的三个月内,要适当增加检查粮温的次数。
(三)陈 化 1、陈化的概念
粮食的陈化是指完成生理成熟的粮食随着储藏时间的延长,酶活性和生活力逐渐减弱,呼吸强度逐渐下降,种用品质和食用品质逐渐降低的现象。
粮食在储藏期间,无论是有生活力的种子还是无生活力的粮食,在储藏期间虽未发热、霉变或其它损坏,但随着储藏时间的延长,粮食的物理性质、化学成分和生理特性都将发生一系列的变化,使储存的粮食发生由新到陈、由旺盛到衰老的不可逆的变化。研究粮食陈化,可及时了解储藏粮食的种用品质、食用品质,以便在生产实践中不断改善储粮条件,推陈储新,使储存的粮食始终保持良好的品质。 2、粮食陈化的变化
陈化主要表现为粮食在储藏期间的物理变化、化学变化和生理变化三个方面。
(1)物理变化
粮食陈化时,物理性质变化很大,表现为:水分降低,粮粒收缩,千粒重降低,容重相对增大;粮粒组织硬化,柔韧性变弱,米质变脆;淀粉颗粒变
硬,糊化能力降低,粘度下降;米饭破碎,口感变差,带有陈米气味;油料走油酸败,有辛辣味;面筋持水力下降,面粉发酵性能减弱,面包品质较差等。
(2)化学变化
粮食陈化时的化学成分变化,一般以脂肪变化较快,淀粉次之,蛋白质变化比较缓慢。 ①脂肪的变化
脂肪的储藏稳定性很差,最易发生酸败变质,生成游离脂肪酸,进一步氧化成为醛、酮等挥发性物质,从而产生强烈苦涩味和特殊酸臭味。保管时间长的大米发生的“陈米”气味,面粉味道“变苦”,油料产生的“哈喇”味,油脂产生的“恶臭”味等,都是因为脂肪酸败造成的。
脂肪发生酸败后,粮油的脂肪酸值、硬度、酸价、过氧化值、皂化价等都会有不同程度的增加,粮油陈化加深。 ②淀粉的变化
新鲜粮食在储藏初期,因淀粉酶活性较强,淀粉水解为麦芽糖和糊精,使粮油粘性较强,食用味美。储藏时间较长,麦芽糖和糊精继续水解,还原糖增加,非还原糖显著减少,粘度下降,粮油开始陈化。随着时间延长,尤其在水分较大、温度适宜的情况下,还原糖将继续氧化,含量又可能减少,生成二氧化碳和水,或者酵解生成乙醇和乳酸,使粮油带酸味,品质劣变,陈化加深,严重时可失去食用价值。 ③蛋白质的变化
陈化粮食中的蛋白质变化主要是水解和变性。粮食在储藏中,受外界物理、生物等因素的影响,会引起蛋白质水解和变性。蛋白质水解后,游离氨基酸增加,酸度也增加;蛋白质变性后,肽键展延,空间结构松散,非极性基外露,亲水基内藏,蛋白质与脂肪乳化共存的晶体结构被破坏,蛋白质由溶胶变为凝胶,溶解度降低,粮油陈化,其种用、食用、工艺品质均降
低。
另据报导,小麦在长期储藏中,尤其是在高水分及高温的促进下,胚部还原糖与氨基酸发生缩合反应,容易使胚部变褐。褐胚率的增加可综合反映小麦的发芽率和烘焙品质的劣变情况。 (3)生理变化
粮食陈化的生理变化,主要表现为酶活性和代谢水平的变化。粮油中酶的活性减弱或丧失,粮油的生活力随之降低或丧失,其生理作用也随之减弱或停止。 3、粮食品质陈化指标
粮食在储藏期间的陈化情况,可通过测定其脂肪酸值、酸度、酸价、过氧化值、粘度、面筋持水率、发芽率、生活力、脱氢酶活性、过氧化氢酶活性、α-淀粉酶活性、还原糖与非还原糖含量、褐胚率等具体指标综合评定。粮种不同,评定的项目及其指标也不一样。 (1)粮食储藏品质控制指标相关定义 ①宜存粮油
宜存粮油是指符合判定为“宜存”规定的,可继续储存的粮油。 ②不宜存粮油
不宜存粮油是指符合判定为“不宜存”规定的,需要轮换的粮油。 ③陈化粮油
陈化粮油是指符合判定为“陈化”规定的,不宜直接作为口粮食用的粮油。
(2)储藏品质控制指标
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