（精选幻灯片）第二章3 粮堆的物理性质和粮食仓库

第五节粮堆的物理性质和粮食仓库,1,教学要求,要求掌握粮堆温湿度和气体变化；熟悉散落性与自动分级、自动分级与储藏的关系；了解粮堆的组成、粮食仓库。重点内容：粮堆温湿度和气体变化。难点内容：散落性与自动分级、自动分级与储藏的关系。,2,概况,粮食的概念：粮食是一个广义的概念，是泛指粮食系统仓储部门保管的各种商品。粮食包括：食用粮、油料和种子粮。食用粮：包括谷类、豆类和薯类。谷类：包括原粮和成品粮。原粮：稻谷、三麦、玉米、高梁、粟、黍、稷等；成品粮：大米、面粉、玉米粉、小麦等；豆类：蚕豆、豌豆、赤豆、绿豆、芸豆等。薯类：甘薯、薯干。油料：大豆、油菜籽、花生、棉籽、芝麻、茶籽、向日葵籽等。种子粮：农业生产上推广的各种优良品种。,3,元麦：青稞,4,粟：小米,5,黍：黄米,6,5.1粮堆的组成,粮堆：粮食颗粒堆聚而成的群体。粮堆组成：基本粮粒；有机和无机杂质；一定数量和种类的微生物；粮粒间孔隙中的空气；被感染粮食的储粮昆虫、螨类。,7,5.2散落性与自动分级,一、散落性的概念和表示方法散落性概念：当粮食自上而下降落时，粮食籽粒会四下流散，使粮堆形成一个圆锥体。粮食的这种特性就叫散落性。散落性表示方法：以粮食由散落性形成的圆锥体的静止角的大小来表示。圆锥体的斜面与底面形成的夹角叫静止角，其大小与散落性成反比。,8,二、影响散落性的因素,散落性与粮食种类、籽粒大小、形状、轻重、水分、杂质含量等有关。一般同种粮食：粮食籽粒饱满，散落性大；水分低，散落性大；含杂少，散落性大。,9,三、散落性与储藏的关系,可以从散落性的变化看到粮食储藏稳定性的情况。一般感官检查粮情：粮面易于松动的散落性大，粮食质量较好；粮面不易松动、紧实、散落性小，粮食质量可能有问题。原因：粮食出汗返潮、霉菌滋生，使粮食散落性变小、使粮面板结。,10,四、自动分级的形成,散落性使粮食自上而下降落时产生自动分级。收获的粮食，包含着各种杂质以及不饱满粒、破碎粒。它们的形状、大小、轻重，都不一样。因此其散落性也不同。粮食在入仓入囤时，同一质量的粮食籽粒、同一性质的杂质就自然集中在同一部位，形成自动分级。,11,5.3自动分级与储藏的关系,自动分级有利于粮食的清理，而不利于粮食的保管。粮食清理可以利用粮食自动分级这一物理特性，采用风车、筛子、去石机等机械，除去混杂在粮食中的杂质。粮食保管时，杂质多、水分大的粮食集中在粮堆某一部位，使这一区段孔隙度小、潮湿而易滋生虫、霉，成为粮食发热霉变的发源地。,12,13,一、密度和孔隙度,（一）孔隙度和密度的概念粮堆孔隙度：粮堆内孔隙所占的空间体积与粮堆总体积的百分比。孔隙度=（1密度）*100%（1容重/比重）*100%粮堆密度：粮食籽粒和杂质的实际体积占粮堆总体积的百分比。密度=（容重/比重）*100%,14,（二）孔隙度与储藏的关系,有利：粮堆有孔隙，堆内外空气才能对流，粮堆湿热交换才能进行。孔隙度大，空气分流阻力小，通风效果好，粮食散热散湿效果也好，药物也容易扩散进粮堆。对粮食保管有利。自然通风、机械通风、药物熏蒸等就是利用孔隙度。不利：当外界空气的温湿度高于粮食时，特别是高温高湿季节，孔隙度大，也易使外界湿热空气透进粮堆，使粮食吸湿增温。这对粮食保管不利。,15,（三）影响孔隙度的因素,粮食种类：稻谷的孔隙度约为50%，小麦与稻米基本相同，为40%左右；油菜籽则稍低，为36%左右。籽粒大小：籽粒小，孔隙度小。表面光滑度：表面光滑，孔隙度小。杂质：杂质多、孔隙度小。水分含量：水分高，孔隙度小。去壳加工：稻谷的孔隙度大于稻米。,16,二、导热性和热容量,（一）传热的基本方式粮堆内外热交换的形式有两种：一种是粮粒与粮粒接触而产生的热传导，一种是粮堆孔隙中空气流动而产生的热对流。热对流是主要形式。热传导影响小（粮食是不良导体）。,17,（二）导热系数：指在单位时间内，沿热流路线的每单位长度，从高温到低温表面降低1时，每单位面积所允许通过的热量，其单位是千焦米*小时*。导热系数大，则导热能力强。粮食的导热系数为0.500.84千焦米*小时*。水的导热系数大，因此水分高的粮食比水分低的粮食导热系数要大一些。（三）影响导热性的因素1、温差：温差大，粮堆内外交换的热量就多。2、粮堆表面积：表面积大，交换的热量就多。3、粮堆高度：越高，热流路线就越长，单位时间内通过单位面积传递的热量就减少。,18,（四）比热和热容量粮食比热：使一公斤粮食温度上升1所需要的热量。习惯上把它看作热容量，其单位为kJkg*。粮食热容量：组成成分的热容量之和(按各组成成分的百分比计算)。其中水的比热为1；淀粉为0.37；脂肪为0.49(单位均为kJkg*)。,19,（五）导热性、热容量与储藏的关系有利：粮食导热系数低，可以保持冷冻粮的低温储藏和小麦趁热入仓的高温贮藏，有利于增强粮食贮藏的稳定性。不利：在粮堆需要散热时散热缓慢，会助长粮食的劣变。采取合理的通风及翻仓倒粮，有助于散湿降温，是克服粮食导热不良的措施。,20,三、吸附性和吸湿性,（一）吸附性的概念、吸附作用的形式与分类吸附作用：固体表面滞留和浓集气体分子的作用。粮食是富有毛细管的胶质物体，吸附能力是很强的。粮食与气体分子发生吸附作用有两种形式：1）物理吸附，比较容易解吸，如粮粒对二氧化碳的吸附，在通风几天后即可彻底除去；2）化学吸附，这种吸附发生化学反应，不易解吸，被吸附的气体分子不易除去。,21,（二）影响吸附作用的因素,粮食种类：以对二氧化碳的吸附来说，在相同条件下，花生、大豆的吸附力大，小麦和稻谷的吸附力小。温度：吸附是放热过程，温度下降时有利于放热，吸附增加；解吸是吸热过程，温度上升时有利于吸热，吸附减少。气体浓度：气体浓度大时，吸附量增加，反之则减少。气体性质：在粮食同气体接触时，沸点较高而又容易凝结的气体最易被吸附。,22,（三）吸湿性,粮食的吸湿性：粮食吸附水蒸汽的作用。在粮食吸附作用中，吸附水蒸汽是最常见、最重要的一种。,23,（四）粮食的平衡水分,平衡水分：当大气水蒸汽压力与粮食内部压力相等时，粮食既不吸附，也不解吸，其水分不发生变化时的粮食水分叫“平衡水分”。这时大气湿度也叫“平衡相对湿度”。,24,（五）吸附滞后现象,吸附滞后现象：粮食在某种特定的相对湿度和温度下，吸附平衡与解吸平衡水分值，存在着明显的差异，使解吸等温线滞后于吸附等温线而产生差异称之。,25,（六）吸湿性、平衡水分与储藏的关系,粮食平衡水分与温度成反比，在湿度相同的条件下，温度高则平衡水分低，温度低则平衡水分高。粮食平衡水分与相对湿度成正比，在温度相同条件下，相对湿度大则平衡水分高，相对湿度小则平衡水分低。粮食品种有关：含蛋白质多的粮食平衡水分高，含脂肪多的粮食平衡水分低，因为蛋白质是亲水性物质，而脂肪则是疏水性物质。粮食只有在安全水分以下才能长期储藏。,26,5.4粮堆温湿度和气体的变化,一、温度的变化粮堆温度随着外界温度变化。在贮粮工作中，对于温度的概念包括气温、仓温和粮温。气温影响仓温，仓温影响粮温。1.气温日变：气温在一昼夜间发生的变化。最高值在午后二时左右，最低值在日出之前。一昼夜间气温最高值与最低值之差，称为气温的日变振幅。气温年变：气温在一年各月间发生的变化。最高值在七、八月，最低值在一、二月。最热月份的平均气温与最冷月份的平均气温之差，称为气温的年变振幅。四月和十一月前后，温差大，容易结露。,27,2.仓温也有日变与年变的规律。仓温日变的最高值与最低值，通常较气温日变的最高值与最低值迟一、二小时。仓温变化的昼夜振幅和年变振幅，通常较气温变化的振幅小。在气温上升季节，仓温低于气温，在气温下降季节，仓温高于外温。仓温高低有分层现象：上部仓温较高，下部仓温较低。仓温的变化与仓房结构与通风情况有关，特别受仓房隔热性能的影响。一般铁皮仓、木板仓受外温影响较大，砖墙仓、水泥仓受外温影响较小。外墙与屋顶刷白的仓温要比不刷白的低23。,28,3.粮温的日变和年变粮温的日变最低值和最高值出现的时间，比气温最低、最高值出现的时间迟23小时。粮温日变的部位仅限于表面，30厘米以下深处粮温的日变化不明显。粮温年变化的最低值与最高值通常较气温最高和最低月迟一个月以上；粮温年变振幅则通常比气温的年变振幅为小。这与粮食导热性不良，粮堆中空气的流动又很微弱有关。,29,二、湿度变化,（一）空气湿度的变化：在自然空气中，一般是温度高时湿度低，温度低时湿度高，所以日出前湿度最高，午后2时湿度最低。日变的振幅：阴雨天气日变振幅很小或没有，晴天振幅较大，夏季的日变振幅比冬季大。年变化：最热月湿度最低，最冷月湿度最高。但在我国沿海地区，位于季风带内，夏季受海洋吹来的季风影响很大，因此夏季湿度反较冬季高。夏季成为高温高湿季节，最不利于粮食贮藏，冬季成为低温低湿季节，为通风贮藏创造了良好的条件。,30,（二）仓内湿度的变化与大气湿度变化规律基本一致，但一日中仓湿最高与最低时间比气湿推迟一小时左右，其变化的幅度也较气湿为小。（三）粮堆湿度分为表层湿度和内部湿度。表层湿度的变化受大气湿度变化的影响，粮堆内部的湿度变化则受平衡水分的规律的支配。在空气流动状态下则受空气对流和扩散作用的影响。在粮堆内部一般以低温部位及高水分部位湿度最大。,31,三、粮堆水分变化,（一）粮堆表层的吸湿与散湿粮堆表层的水分能随气湿(仓湿)的变化而变化。表层以下无明显的日变，只有幅度不大的年变化。可在外界湿度大时，做好仓房密闭工作，以防止吸湿；在外界湿度低、温度低时进行通风，散发水分。（二）粮堆空气对流中水分转移堆内水汽随热空气上升，至表面遇冷，达到饱和状态而结露，于是表层粮食水分增加。可利用粮堆水分随空气对流而转移这一规律，进入秋冬季节，经常翻动粮面，使粮堆内部水分向外扩散，可以降低贮粮水分，防止结露。,32,（三）粮堆内的水分热扩散(湿热扩散)粮堆内发生的湿热扩散（水分从高温部位向低温部位扩散移动，使低温部位粮食水分增加）现象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。湿热扩散所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。（四）粮堆水分的再分配粮食水分再分配是在吸附作用基础上发生的一种吸附平衡现象。粮食中的水分能通过水汽的解吸与吸附作用而转移，这一规律就叫做水分再分配。高水分粮食的水分向低水分粮食转移。,33,四、粮堆结露,(一)露点与粮堆结露露点：也叫露点温度，开始出现结露的温度。粮堆结露：粮堆间隙或表层的未饱和汽在突然降温情况下到达露点时，水汽就可以开始凝为液体状态的水而凝结在粮粒表面。,34,(二)粮堆结露的类型1、上层结露：粮堆上层结露多发生在季节转换时期。常发生在粮面下530cm，特别是515cm的粮层最严重。2、粮堆内部结露：主要由于粮堆内部出现较大温差而形成。原因为呼吸热、外温影响、高温粮或低温粮入库。3、热粮结露：热粮入仓遇到冷的地坪、墙壁、柱石等，因温差过大都可引起结露。4、密封贮藏的粮堆结露：应用塑料薄膜进行密封的粮堆，薄膜内外温差达到露点就会引起结露，可在膜内或膜外结露。,35,（三）粮堆结露的测定和预防测定：应用粮堆露点温度检查表，根据粮食水分和粮温从表中查到露点近似值。或应用粮食水分与温湿度及露点关系图，在已知粮温和水分或粮温和相对湿度任一组数值时都可以求出露点。预防：1）要求入库粮食水分低，并做好仓房铺垫防潮工作。2）适时做好粮堆通风、密闭工作。,36,五、气体成分的变化,气体变化的总趋势：氧气逐渐减少和二氧化碳逐渐积累。原因：粮堆内各种生物成分的代谢活动。,37,5.5粮食仓库,一、粮仓的主要功能贮存和转运粮仓要求：1）良好的防潮、隔热、通风密闭的性能。仓顶隔热最重要。2）有利于防止鼠、雀危害。3）考虑谷物特点，保证强度（侧面压力）、耐久性和稳定性。4）有利于粮仓机械化的实施。,38,粮食仓库,二、粮仓的分类及其特点1）根据粮仓使用性质可分为：收购仓、集散仓、中转仓、储备仓和生产仓。2）根据粮仓的结构型式可分为：房式仓(包括拱型仓、薄壳仓)、立筒仓等。3）根据贮藏方式可分为散装仓和包装仓。,39,粮食仓库,三、房式仓和立筒仓房式仓：大多为平房，散装仓的仓壁具有抵抗粮食侧压力的能力，造价较低，机械作业水平较低，流通费用较高，不宜作为周转仓和粮库加工厂的原、成品库。房式仓的平面形式一般为矩形，适应固定式的机械的安装和作业。立筒仓：生产过程全部由机械完成。在发达国家立筒仓是粮仓的最主要形式。国外已经全面实施自动测温