臭氧在粮食储藏上的应用

臭氧在粮食储藏上的应用

随着我国人民生活水平的不断提高和社会经济的发展，人们的环保和健康意识逐渐增强。因此,对粮食和环境都无不良影响的绿色储粮也势必成为我国粮食仓储业的主要发展方向。由于臭氧具有强氧化的特性以及其对环境的无污染,近年来臭氧在食品和粮食行业中的研究应用正不断广泛、深入的开展,并且在防治储粮害虫和霉菌的实际应用方面取得了一定的进展。华南地区高温高湿储藏条件较差,粮堆表层及仓周等局部位置容易出现不同程度的生霉、异味甚至发热,这一问题在高水分粮保管上更为突出。为了摸索臭氧在粮食储藏上的生产应用,中央储备粮新沙港直属库结合日常保管开展了浅圆仓、楼房仓臭氧灭菌杀虫试验,使我库仓储人员初步掌握了臭氧技术在粮食储藏中的应用,并对处理前后粮食的霉菌、水分及品质指标进行了检测和分析。1试验材料1.1浅圆仓加工系统选取我库65号浅圆仓和楼房仓B1丁3堆为试验仓。浅圆仓为散装储藏,单仓设计仓容6667t,楼房仓为仓内小堆(垛)包装储藏,单仓设计仓容3100t,每(垛)数量不等。浅圆仓配备了电子粮温检测系统、环流熏蒸系统、机械通风和谷物冷却设备;楼房仓仅配备粮温检测系统,熏蒸和通风均为常规作业方式。1.2臭氧处理前后楼仓表面状况65号仓储存国产二等玉米,数量5979t,于2003年4月21日入仓,入仓平均水分14%,平均粮温14.1℃,仓温33.0℃。因新沙港地区高温季节较长,仓温最高可达35℃,该仓度夏期间粮堆上层(指粮面下3m范围内)出现不同程度的玉米生霉,霉味严重,籽粒可见明显霉斑。臭氧处理前其上层粮温最高30.6℃,最低19.5℃,平均13.4℃;上层水分最高13.9%,最低13.2%,平均13.6%。楼房仓B1丁3堆为硬红春加麦,数量123.5t,于2000年11月入库。入库平均水分12.4%,杂质0.5%,容重818g/L,储存方式为六面密闭常规储藏。2003年以来,该堆表层粮食陆续出现不同程度的生霉和异味。1.3设备条件1.3.1试验仪器1.95kWYLHD-LJC型立式粮仓绿色处理机2台;2.40kWYLHD-ZLJC型组合式粮仓绿色处理机1台;0.75kW环流熏蒸风机2台;1.1kW轴流风机2台;2.2kW轴流风机1台。1.3.2测试设备CPR-B6型系列O3气体检测仪,北京生产;微生物快速检测仪,成都生产。2测试方法2.1样品测定65号仓试验前后在相同方位和深度上扦取粮堆上层的代表样,分别检测样品的色泽、气味、水分和脂肪酸值。楼房仓试验堆顶第1层、第2层、第3层、堆顶东北角一包、堆下部四周各扦取1个原始样品并检测各项指标,试验期间每隔24小时扦取样品1次。2.2风机进风口与布风道分配器12型65号仓连接方式:将组合式粮仓绿色处理机用连接套环、弯头和大小直管经过浅圆仓仓顶人口,直接与布风道分配器(24型)相连接的轴流风机进风口相连;其余2台立式粮仓绿色处理机用Φ160mm连接管直接与布风道分配器(12型)相连接的轴流风机进风口相连。具体连接方法详见图1。楼房仓B1丁3堆连接方式:把臭氧机、风机和粮堆用PVC管和软管连接,臭氧出风口安置于堆顶中心部位,然后盖上膜,顶膜与底膜之间用铁夹夹住,每面留出几个风口,试验时可根据风量的大小调整出风口。2.3确定食物的温度和浓度试验期间,臭氧浓度及粮温每天分别检测1次。2.4配置昆虫笼楼房仓,从现场捕取锈赤扁谷盗活虫若干头,装入虫笼,将虫笼置于试验堆下部。2.5跟踪测试每天检查1次处理粮层的粮情和试验设备运行情况。3结果与分析3.1o3的产生量65号仓灭菌试验全程累计作业时间113小时,其中臭氧净处理时间102小时。经多次检测表明,组合式粮仓绿色处理机O3产生量为100g/h,立式粮仓绿色处理机每台O3产生量约为80g/h,整个试验过程O3产生量基本稳定,电器设备运行正常。经初步核算,本试验总能耗为1309kW·h,按当地电价粗略估算处理成本约为1300元(不含人工费用)。3.2臭氧处理小麦和小麦碱本试验主要通过检测玉米样品的色泽、气味变化和现场感官来判断臭氧的灭菌效果。从表1可知,生霉玉米的色泽和气味通过臭氧处理后完全恢复正常;另从现场检查来看,表层较臭氧处理前疏松,散落性明显改善。同时,楼房仓试验堆检测表明,严重尿氨味的小麦经臭氧处理后异味减少,随着处理时间加长异味逐渐减轻。以上说明,臭氧处理生霉、异味粮食具有明显的灭菌和除异味的作用。试验堆B1丁3堆放置的锈赤扁谷盗虫笼,在臭氧处理24小时后虫笼内活虫全部未被杀死(臭氧浓度24mL/m3),臭氧处理48小时后虫笼内锈赤扁谷盗60%已杀死(臭氧浓度40mL/m3),臭氧处理60小时后虫笼内锈赤扁谷盗全部被杀死(臭氧浓度42mL/m3)。由此表明,臭氧对高抗性的锈赤扁谷盗具有较好的杀灭效果。3.3臭氧处理对玉米和小麦品质的影响我库分别对试验前后的样品作了主要项目的品质检测,结果见表1。臭氧处理是否对粮食品质造成本质的影响是我们最关心的问题之一,从表1可知,作为玉米最主要的定等指标脂肪酸值通过5天的臭氧处理数值变化不大,其变化幅度在试验允许误差范围内。楼房仓小麦的降落数值在试验前后变化也不大,均在662～713之间。说明,臭氧处理不会对玉米和小麦的品质造成明显不良影响。另据美国LindaJ.Mason等以及国家粮食局成都粮油食品质量监督检测测试中心的研究,表明臭氧熏蒸基本不影响粮食品质或对粮食品质影响不明显。3.4粮食乳的阵风压的选择出现了以下情况表1表明,通过化验室105℃标准法对玉米样品作水分检测,浅圆仓表层臭氧处理后处理层玉米水分基本无变化,主要原因是本试验采用的处理方式通风量较小,不会使粮食较大幅度降水。楼房仓小麦经臭氧处理24小时后,水分变化不大,经臭氧处理100小时后,水分相对均衡,为12.4%～12.6%,其中异味小麦水分有所下降,下降幅度为0.2%,正常小麦水分则有0.4%的上升。3.5臭氧处理前后的温度变化从表2可以看出,65号仓在整个臭氧处理过程中,处理层的平均粮温和最低粮温都呈逐步上升的趋势,最低粮温上升缓慢,平均粮温升幅3.1℃。表2中最高粮温在开始处理第1天内呈下降趋势,主要原因是处理前33℃的仓温导致最高粮温较高;最高粮温在处理第5天内有所下降,在第4天晚上停止3台绿色处理机组,后续过程中仅用3台轴流风机通风。楼房仓试验堆经臭氧处理后,粮堆上、中、下层平均温度有所升高,升幅为0.1～0.6℃。由于臭氧发生器工作时的正常升温,导致了处理期间粮食温度的上升。对此,65号仓在处理结束后马上采取了适当的通风降温措施,楼房仓粮堆的小幅升温则未作专门降温处理。由于臭氧处理本身对粮食起到了灭菌作用,所以后续跟踪表明臭氧处理导致的粮温上升未对试验仓粮情造成不良影响。4臭氧处理对浅圆仓粮堆的处理效果4.1华南地区的粮食保管特别是高水分粮的保管难度较大,粮堆周围、面层、底层比较容易出现生霉、异味等异常粮情,影响了粮食的整体品质。对此,基层仓储企业一般都采用高浓度磷化氢熏蒸、谷冷通风降温等措施,力争确保储粮安全。然而,高浓度熏蒸药剂残留大已不符合今后仓储业的发展新要求,谷冷成本高,一般小型仓储企业难以承受,而且两者均为治标不治本的抑制措施。臭氧灭菌技术相对来说处理得较为彻底,同时臭氧处理对人员和粮食基本无污染、操作成本较低,值得在生产中推广。4.2前文提到,浅圆仓粮堆上层通过臭氧处理后除霉效果良好,但处理层的粮食水分并未降低。也就是说,如果处理层回温达到一定程度仍有可能再次出现粮食生霉现象。最根本的解决途径,还是要利用秋冬季的大风量通风来降低整仓粮食水分,从本质上解决粮食生霉的隐患。诚然,华南地区秋冬季合适的通风时间较少,这就更加要求我们仓储人员提高仓储技术水平,加强通风管理,充分利用为时不多的通风时机使储粮有效降温降水。4.3锈赤扁谷盗是目前磷化氢熏蒸较难杀死的高抗性虫种之一,本试验初步证明了臭氧对杀死锈赤扁谷盗效果较好,因此继续研究臭氧的杀虫技术特别是如谷蠹、锈赤扁谷盗等高抗性虫种的防治具有十分重要的现实意义。4.4本试验是我库首次在粮食储藏上应用臭氧技术,在试验方法和检测手段上仍存在一些不足,如臭氧浓度的检测不