氮气气调储粮技术应用进展

高约 7 。空仓采用五面密闭, 实仓采用单面密封,
对门窗、通风孔及工艺空洞进行气密处理, 气密性平
均为 280 s; 气调仓维持 95% ~ 98% 氮气浓度 3 个月
左右, 气调仓粮食品质变化情况及粮温情况见表 6。
表 6 桂林直 属库气 调仓 与对 照仓 稻谷 脂肪 酸值 变化
情况
( 单位: mgK O H/ 100 g )
菌 相 (%) 青霉 白曲霉 镰刀菌 灰绿曲霉 共头霉 毛霉
20
/
5
10
5
/
95
/
35
/
/
/
70
10
20
15
10 5
55
5
20
15
/
/
15
/
5
5
/
15
51
3
17
9
3
4
第 38 卷
氮气气调储粮技术应用进展
27
表 4、表 5 数据表明: 3 个月高浓度氮气储藏, 霉 菌带菌量减少了两个数量级( 从 105 降为 103 ) , 霉菌 感染率降低, 导致粮堆发热的曲霉被抑制( 平均检出 率从 69% 降为 10. 8% ) 。可见, 氧气浓度低 于 2% 时对粮食微生物有较好的抑制作用。
表 2 常德直属库 气调仓防治害虫情况
时间
玉米象
谷蠹
锈赤 扁谷盗
赤拟 谷盗
45 d 100% 100% 100% 100%
书虱 备注 100% 仓内无活虫
注: 试虫未进行常温下培养
试验表明: 长期维持 95% ~ 98% 的氮气浓度,
防治主要储粮害虫成虫效果良好。
3. 1. 3 淮安直属库气调仓基本情况及害虫防治效果
表 4 新沙港直属库气调后 15 d 霉菌检测结果
取样 位置
霉菌 带菌量 ( 个/ 克)
菌 相 (%)
黄曲 霉
黑曲 霉
灰绿 曲霉
毛霉
细菌
粮 面 1. 4 105 100 62 36 26 12
发热点 2. 5 105
84 90 42 20
66
平 均 1. 95 105 92 76 39 23
39
根霉 / / / 15 / 3
试验表明: 98% 以上氮气浓度维持 15 d 即可杀 死玉米象、赤拟谷盗、谷蠹、锈赤扁谷盗及书虱等害
虫成虫, 但防治耐低氧能力强的谷蠹虫卵需较长时 间维持 98% 以上的氮气。 3. 1. 2 常德直属库气调仓基本情况及害虫防治效果
试验仓为高大平房仓, 长 56 m, 宽 20 m, 稻谷 水分在安全水分以内, 气密性处理 采用五面密闭, - 300 P a半衰期为 300 s; 墙体采用挤塑板隔热、粮 面采用隔热毯压盖和气囊隔热, 平均粮温在 20 以 下, 大多数测气点维持 95% ~ 98% 氮气浓度 3 个月 左右, 害虫防治情况见表 2。
试验仓为高大平房仓, 长 30 m, 宽 21 m, 通过 外墙粉刷、堆粮线上安装双槽管、仓门单砖墙封堵、 通风口改造、薄膜单 面封等措 施, 气密 性- 300 Pa 半衰期平均 113 s; 通过粮面压盖、屋面喷涂了聚氨 酯泡沫层和反光涂料隔热层, 外墙浅色喷砂隔热及 空调降温等控温措施, 粮温与 2007 年相比降低约 2 ~ 3 , 部分气调仓稻谷品质变化、粮温及氮气浓度 情况如表 8。
2 头谷蠹
120 d 100% 100% 100% 100% 100%
无活虫
基金项目: 中国储备 粮管理总公司 2008 年 现代控温 气调储 粮技术扩 大应用 项目, 项目 编号: ZCL20082006- CC。 联系地址: 北京市西城区西直门外大街甲 143 号凯旋大厦 A 座
26
粮食储藏
2009( 4)
黄曲霉 15 / 5 5 15 8
黑曲霉 5 20 10 30 50 23
气密性最差的仓- 180 Pa 半衰期为 90 s, 多次充气后 氮气浓度达到 97% , 浓度衰减快, 防虫效果差, 甚至出 现了害虫聚集现象。2009 年粮食轮换后, 该仓采取 五面密闭, 气密性- 300 Pa 半衰期达到 320 s, 累计充 气时间 40 h, 氮气浓度达到 98% 并长期维持, 减少了 补气次数, 降低了制氮成本, 害虫防治效果显著。
表 1 新沙港直属库气调仓防治害虫情况
时间
玉米象
谷蠹
锈赤 扁谷盗
赤拟 谷盗
书虱
常温培 养 42 d
N 2 浓度 > 98% > 98% > 98% > 98% > 98% 15 d 100% 100% 100% 100% 100%
成虫 79 头, 主要为谷蠹
90 d 100% 100% 100% 100% 100%
整仓平均 粮温( )
21. 3 21. 4 23. 2 22. 1 21. 4
注: 7、16、19 为氮气气调仓, 14、15 为对照仓。
3. 3. 2 新沙港直属库氮气气调保持粮食品质效果
试验仓基本情况见 3. 1. 1, 气调仓品质 变化如
表 7。
表 7 新沙港 直属库 气调 仓与 对照 仓玉 米脂 肪酸 值变
2 国内氮气气调应用情况
从上世纪六十年代末, 我国就开展了低氧储粮 技术的室内研究和小规模实仓试验。一是用塑料薄 膜密闭粮堆, 靠粮食自身呼吸作用耗去粮堆的氧气, 达到杀虫、抑菌的目的, 也称自然降氧储粮。二是在 密闭的粮堆内抽去空气, 充入氮气, 也称充氮储粮。 2004 年, 中央储备粮南京直属库和广西防城港国家 粮食储备库开始规模化试点应用, 结果表明氮气气 调具 有杀虫、防 虫、抑菌及 保持粮 食品质 的作用; 2008 年, 我公司在中央储备粮桂林、荆门、常德、三 明、泰和、淮安、新沙港、北碚、湖州 9 个直属库完成 了 62. 86 万吨 仓容的 气调储 粮工程 建设, 实现 了 34. 11 万吨气调储粮应用示范。
3. 1 储粮害虫防治情况
气调防治害虫的效果与粮堆气体浓度和处理时 间有着密切关系[ 3] 。与常规储粮相比, 氮气气调能有 效地防治储粮害虫, 解决了常规储粮对熏蒸药剂磷化 铝的单一依赖、害虫抗性增强以及由此导致的用药量
增加、害虫防治难度加大的难题, 为储粮害虫抗性治 理提供了新方法, 但害虫防治效果与气体浓度、粮温 以及暴露时间密切相关[ 4] , 在有效的氮气浓度下, 粮 温越低, 达到 100% 杀虫率所需的暴露时间越长。 3. 1. 1 新沙港直属库气调仓基本情况及害虫防治 效果
试验仓为高大平房仓, 长 30 m, 宽 21 m, 稻谷
水分在安全水分以内。对门、窗及工艺孔洞进行气
密处理, 粮面采取单面密闭, 气密性- 300 P a 半衰
期 127 s, 经过补气, 氮气浓度维持 95% 以上。通过
冬季通风降温和粮面压盖隔热及空调降温等控温方
式, 平均 粮温 在 20 以 下, 上 层和 外围 平均 粮 温 25 , 最高粮温 28 。害虫防治情况见表 3。
3. 3. 1 桂林直属库氮气气调保持粮食品质效果
试验仓为高大平房仓, 长 40 m, 宽 21 m, 7 号仓
屋面下弦板喷 3 cm 现场发泡聚氨酯保温材料, 仓顶
反光隔热涂料, 4 台轴流风机散热; 7 号仓表层平均
粮温 21. 3 , 14、15、16、19 号仓只装两台轴流风机,
仓顶及粮面未新增隔热措施, 表层平均粮温比 7 号仓
化情况
( 单位: mgKOH / 100 g)
仓号
试验仓 Q51
日期
08 年 4 月 08 年 7 月 09 年 1 月 ( 入仓后) ( 散气) ( 散气 1 月)
脂肪酸值 35. 4
43. 0
44. 6
对照仓 Q63 8 月 11 月 40. 7 44. 1
表 6、表 7 中表明: 控温气调储粮对谷物脂肪酸 值的上升有一定的抑制作用; 安全水分粮在秋冬季 节启封未出现品质加速变化现象。 3. 3. 3 湖州直属库氮气气调保持粮食品质效果
目前, 世界各国对食品安全和环境保护越来越重 视, 对用于储粮害虫防治化学药剂的限制日益严格, 经济发达国家已逐步减少 化学药剂在储粮 上的使 用[ 1] 。世界粮农组织要求各成员国在二十一世纪逐 步减少直至全部禁止在粮食储藏过程中使用化学药 剂, 以满足广大消费者对绿色食品日益增长的需要。
低温和气调是国际公认的绿色储藏技术[ 2] 。低 温是最好的粮食保鲜方式, 我公司已在东北、西北、 华北等冬季低温资源丰富的地区开展了大量卓有成 效的工作。而我国南方地区, 由于高温季节漫长, 采 用低温储粮成本高, 气调储粮是适宜我国南方地区 的绿色储粮技术。
仓号
7 16 19 14 15
脂肪酸值 2008. 3 2008. 9 2009. 3
21. 6 21. 9 22. 0 21. 4 21. 8 22. 7 21. 6 22. 0 22. 8 19. 5 21. 8 23. 7 18. 8 21. 3 23. 1
表层平均 粮温( )
21. 3 28. 0 29. 5 28. 3 29. 2
试验仓为浅 圆仓, 直径 25 m, 实 仓气密性 500 P a 半衰期为 323 s, 装粮高度 18 m, 储存东北烘干玉 米, 平均水分在安全水分以内。新增仓顶喷淋等控 温措施, 效果良好, 由于粮食在低温季节入库, 度夏 期间 整 仓 平 均粮 温 小 于 20 , 最 上层 平 均 粮 温 25. 2 , 最高点粮温 小于 30 ( 1 个发热 点除外) 。 大多数测气点 3 个月以上维持氮气浓度 98% 以上, 害虫防治情况见表 1。
表 3 淮安直属库 储粮害虫防治情况
时间 玉米象 扁谷盗
备注
28 d
100%
100%
湿度 75% , 28 条件 下培养 42 d, 发 现 2 头活虫
试验表明: 长期维持 95% 以上的氮气浓度也能 较好地防治不耐低氧的储粮害虫。 3. 1. 4 三明直属库气调仓基本情况及害虫防治效果
试验仓为高大平房仓, 长 36 m, 宽 24 m, 稻谷水 分在安全水分以内。2008 年充氮前是实仓, 气密处 理包括门、窗及各工艺孔洞及单面密封, 因鹰厦铁路 贯穿该库, 火车振动导致墙体漏气, 各仓气密性不一,
综上所述, 气调防治害虫的效果与仓房气密性及 氮气浓度维持时间密切相关, 仓房气密性好, 高氮气 浓度维持时间长, 则杀虫、防虫效果显著。
3. 2 粮食微生物抑制情况
气体对真菌的代谢活动有明显的影响。若能理 想地将氧降低至 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[ 5] 。 当氧浓度下降到 2% 以下时, 在安全水分条件下, 对 大多数好氧性霉菌具有明显的抑制作用, 但是有些 霉菌可忍耐低氧环境, 例如灰绿曲霉、米根霉, 能在 0. 2% 氧浓度下生长。当氮气气调储粮期间粮堆表 面或周围结露时, 在局部湿度大的部位就会出现上 述霉菌, 厌氧性霉菌如毛霉、根霉、镰刀菌等亦能在 低氧环境中生长。因此, 氮气气调粮食水分必须控 制在 中央储备粮安全储存水分及配套储藏技术操 作规程( 试行) 所规定的水分以内。新沙港直属库 储藏的东北玉米平均水分在安全水分以内, 但存在 局部水分不均匀, 以往度夏期间粮堆容易发热, 每年 需采用谷物冷却机处理 1~ 2 次; 2008 年, 采用气调 后( 基本情况见 3. 1. 1) , 只有一个部位局部轻微发 热, 未采用谷冷处理发热受到抑制, 粮食微生物防治 效果见表 4、表 5。
表 5 新沙港直属 库气调散气后霉菌检测结果
取样位置
霉菌感染 率( % )
粮面
65
粮面下 中心
来自百度文库95
1. 5m 各 仓壁
100
处混样 1/ 2 半 径 90
中心离仓底 1. 5 m 75
平均
85
霉菌带菌量 ( 个/ 克)
8. 2 103 7. 2 103 3. 0 103 5. 0 103 6. 5 103 5. 98 103
3. 3 粮食品质变化情况
项目实施一年多的结果表明: 控温和氮气气调 相结合保持粮食品质效果良好, 脂肪酸值上升速度 较常规储藏慢, 色泽、气味正常, 散气一个月后检测, 散气前后品质无明显变化, 初步证实了控温和气调 保持粮食品质的作用, 下一步将对试验仓控温和气 调在保持粮食品质方面的作用进一步研究, 揭示散 气后品质变化规律。
第 38 卷
氮气气调储粮技术应用进展
25
粮食储藏技术
氮气气调储粮技术应用进展
高素芬 ( 中国储备粮管理总公司 100044)
摘 要 通过分析 30 多万吨氮气气调储粮对虫霉防治及保持品质方面的效果, 总结出氮 气气调是适用于我国南方经济有效的绿色储粮技术。
关键词 气调储粮 氮气 控温
1 概述
3 氮气气调储粮应用效果