臭氧在糧食儲(chǔ)藏上的應(yīng)用

臭氧在糧食儲(chǔ)藏上的應(yīng)用

隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的環(huán)保和健康意識(shí)逐漸增強(qiáng)。因此,對(duì)糧食和環(huán)境都無(wú)不良影響的綠色儲(chǔ)糧也勢(shì)必成為我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)的主要發(fā)展方向。由于臭氧具有強(qiáng)氧化的特性以及其對(duì)環(huán)境的無(wú)污染,近年來(lái)臭氧在食品和糧食行業(yè)中的研究應(yīng)用正不斷廣泛、深入的開(kāi)展,并且在防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng)和霉菌的實(shí)際應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)展。華南地區(qū)高溫高濕儲(chǔ)藏條件較差,糧堆表層及倉(cāng)周等局部位置容易出現(xiàn)不同程度的生霉、異味甚至發(fā)熱,這一問(wèn)題在高水分糧保管上更為突出。為了摸索臭氧在糧食儲(chǔ)藏上的生產(chǎn)應(yīng)用,中央儲(chǔ)備糧新沙港直屬庫(kù)結(jié)合日常保管開(kāi)展了淺圓倉(cāng)、樓房倉(cāng)臭氧滅菌殺蟲(chóng)試驗(yàn),使我?guī)靷}(cāng)儲(chǔ)人員初步掌握了臭氧技術(shù)在糧食儲(chǔ)藏中的應(yīng)用,并對(duì)處理前后糧食的霉菌、水分及品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)和分析。1試驗(yàn)材料1.1淺圓倉(cāng)加工系統(tǒng)選取我?guī)?5號(hào)淺圓倉(cāng)和樓房倉(cāng)B1丁3堆為試驗(yàn)倉(cāng)。淺圓倉(cāng)為散裝儲(chǔ)藏,單倉(cāng)設(shè)計(jì)倉(cāng)容6667t,樓房倉(cāng)為倉(cāng)內(nèi)小堆(垛)包裝儲(chǔ)藏,單倉(cāng)設(shè)計(jì)倉(cāng)容3100t,每(垛)數(shù)量不等。淺圓倉(cāng)配備了電子糧溫檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)流熏蒸系統(tǒng)、機(jī)械通風(fēng)和谷物冷卻設(shè)備;樓房倉(cāng)僅配備糧溫檢測(cè)系統(tǒng),熏蒸和通風(fēng)均為常規(guī)作業(yè)方式。1.2臭氧處理前后樓倉(cāng)表面狀況65號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)存國(guó)產(chǎn)二等玉米,數(shù)量5979t,于2003年4月21日入倉(cāng),入倉(cāng)平均水分14%,平均糧溫14.1℃,倉(cāng)溫33.0℃。因新沙港地區(qū)高溫季節(jié)較長(zhǎng),倉(cāng)溫最高可達(dá)35℃,該倉(cāng)度夏期間糧堆上層(指糧面下3m范圍內(nèi))出現(xiàn)不同程度的玉米生霉,霉味嚴(yán)重,籽?？梢?jiàn)明顯霉斑。臭氧處理前其上層糧溫最高30.6℃,最低19.5℃,平均13.4℃;上層水分最高13.9%,最低13.2%,平均13.6%。樓房倉(cāng)B1丁3堆為硬紅春加麥,數(shù)量123.5t,于2000年11月入庫(kù)。入庫(kù)平均水分12.4%,雜質(zhì)0.5%,容重818g/L,儲(chǔ)存方式為六面密閉常規(guī)儲(chǔ)藏。2003年以來(lái),該堆表層糧食陸續(xù)出現(xiàn)不同程度的生霉和異味。1.3設(shè)備條件1.3.1試驗(yàn)儀器1.95kWYLHD-LJC型立式糧倉(cāng)綠色處理機(jī)2臺(tái);2.40kWYLHD-ZLJC型組合式糧倉(cāng)綠色處理機(jī)1臺(tái);0.75kW環(huán)流熏蒸風(fēng)機(jī)2臺(tái);1.1kW軸流風(fēng)機(jī)2臺(tái);2.2kW軸流風(fēng)機(jī)1臺(tái)。1.3.2測(cè)試設(shè)備CPR-B6型系列O3氣體檢測(cè)儀,北京生產(chǎn);微生物快速檢測(cè)儀,成都生產(chǎn)。2測(cè)試方法2.1樣品測(cè)定65號(hào)倉(cāng)試驗(yàn)前后在相同方位和深度上扦取糧堆上層的代表樣,分別檢測(cè)樣品的色澤、氣味、水分和脂肪酸值。樓房倉(cāng)試驗(yàn)堆頂?shù)?層、第2層、第3層、堆頂東北角一包、堆下部四周各扦取1個(gè)原始樣品并檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo),試驗(yàn)期間每隔24小時(shí)扦取樣品1次。2.2風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與布風(fēng)道分配器12型65號(hào)倉(cāng)連接方式:將組合式糧倉(cāng)綠色處理機(jī)用連接套環(huán)、彎頭和大小直管經(jīng)過(guò)淺圓倉(cāng)倉(cāng)頂人口,直接與布風(fēng)道分配器(24型)相連接的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連;其余2臺(tái)立式糧倉(cāng)綠色處理機(jī)用Φ160mm連接管直接與布風(fēng)道分配器(12型)相連接的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連。具體連接方法詳見(jiàn)圖1。樓房倉(cāng)B1丁3堆連接方式:把臭氧機(jī)、風(fēng)機(jī)和糧堆用PVC管和軟管連接,臭氧出風(fēng)口安置于堆頂中心部位,然后蓋上膜,頂膜與底膜之間用鐵夾夾住,每面留出幾個(gè)風(fēng)口,試驗(yàn)時(shí)可根據(jù)風(fēng)量的大小調(diào)整出風(fēng)口。2.3確定食物的溫度和濃度試驗(yàn)期間,臭氧濃度及糧溫每天分別檢測(cè)1次。2.4配置昆蟲(chóng)籠樓房倉(cāng),從現(xiàn)場(chǎng)捕取銹赤扁谷盜活蟲(chóng)若干頭,裝入蟲(chóng)籠,將蟲(chóng)籠置于試驗(yàn)堆下部。2.5跟蹤測(cè)試每天檢查1次處理糧層的糧情和試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行情況。3結(jié)果與分析3.1o3的產(chǎn)生量65號(hào)倉(cāng)滅菌試驗(yàn)全程累計(jì)作業(yè)時(shí)間113小時(shí),其中臭氧凈處理時(shí)間102小時(shí)。經(jīng)多次檢測(cè)表明,組合式糧倉(cāng)綠色處理機(jī)O3產(chǎn)生量為100g/h,立式糧倉(cāng)綠色處理機(jī)每臺(tái)O3產(chǎn)生量約為80g/h,整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程O(píng)3產(chǎn)生量基本穩(wěn)定,電器設(shè)備運(yùn)行正常。經(jīng)初步核算,本試驗(yàn)總能耗為1309kW·h,按當(dāng)?shù)仉妰r(jià)粗略估算處理成本約為1300元(不含人工費(fèi)用)。3.2臭氧處理小麥和小麥堿本試驗(yàn)主要通過(guò)檢測(cè)玉米樣品的色澤、氣味變化和現(xiàn)場(chǎng)感官來(lái)判斷臭氧的滅菌效果。從表1可知,生霉玉米的色澤和氣味通過(guò)臭氧處理后完全恢復(fù)正常;另從現(xiàn)場(chǎng)檢查來(lái)看,表層較臭氧處理前疏松,散落性明顯改善。同時(shí),樓房倉(cāng)試驗(yàn)堆檢測(cè)表明,嚴(yán)重尿氨味的小麥經(jīng)臭氧處理后異味減少,隨著處理時(shí)間加長(zhǎng)異味逐漸減輕。以上說(shuō)明,臭氧處理生霉、異味糧食具有明顯的滅菌和除異味的作用。試驗(yàn)堆B1丁3堆放置的銹赤扁谷盜蟲(chóng)籠,在臭氧處理24小時(shí)后蟲(chóng)籠內(nèi)活蟲(chóng)全部未被殺死(臭氧濃度24mL/m3),臭氧處理48小時(shí)后蟲(chóng)籠內(nèi)銹赤扁谷盜60%已殺死(臭氧濃度40mL/m3),臭氧處理60小時(shí)后蟲(chóng)籠內(nèi)銹赤扁谷盜全部被殺死(臭氧濃度42mL/m3)。由此表明,臭氧對(duì)高抗性的銹赤扁谷盜具有較好的殺滅效果。3.3臭氧處理對(duì)玉米和小麥品質(zhì)的影響我?guī)旆謩e對(duì)試驗(yàn)前后的樣品作了主要項(xiàng)目的品質(zhì)檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)表1。臭氧處理是否對(duì)糧食品質(zhì)造成本質(zhì)的影響是我們最關(guān)心的問(wèn)題之一,從表1可知,作為玉米最主要的定等指標(biāo)脂肪酸值通過(guò)5天的臭氧處理數(shù)值變化不大,其變化幅度在試驗(yàn)允許誤差范圍內(nèi)。樓房倉(cāng)小麥的降落數(shù)值在試驗(yàn)前后變化也不大,均在662～713之間。說(shuō)明,臭氧處理不會(huì)對(duì)玉米和小麥的品質(zhì)造成明顯不良影響。另?yè)?jù)美國(guó)LindaJ.Mason等以及國(guó)家糧食局成都糧油食品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)測(cè)試中心的研究,表明臭氧熏蒸基本不影響糧食品質(zhì)或?qū)Z食品質(zhì)影響不明顯。3.4糧食乳的陣風(fēng)壓的選擇出現(xiàn)了以下情況表1表明,通過(guò)化驗(yàn)室105℃標(biāo)準(zhǔn)法對(duì)玉米樣品作水分檢測(cè),淺圓倉(cāng)表層臭氧處理后處理層玉米水分基本無(wú)變化,主要原因是本試驗(yàn)采用的處理方式通風(fēng)量較小,不會(huì)使糧食較大幅度降水。樓房倉(cāng)小麥經(jīng)臭氧處理24小時(shí)后,水分變化不大,經(jīng)臭氧處理100小時(shí)后,水分相對(duì)均衡,為12.4%～12.6%,其中異味小麥水分有所下降,下降幅度為0.2%,正常小麥水分則有0.4%的上升。3.5臭氧處理前后的溫度變化從表2可以看出,65號(hào)倉(cāng)在整個(gè)臭氧處理過(guò)程中,處理層的平均糧溫和最低糧溫都呈逐步上升的趨勢(shì),最低糧溫上升緩慢,平均糧溫升幅3.1℃。表2中最高糧溫在開(kāi)始處理第1天內(nèi)呈下降趨勢(shì),主要原因是處理前33℃的倉(cāng)溫導(dǎo)致最高糧溫較高;最高糧溫在處理第5天內(nèi)有所下降,在第4天晚上停止3臺(tái)綠色處理機(jī)組,后續(xù)過(guò)程中僅用3臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)。樓房倉(cāng)試驗(yàn)堆經(jīng)臭氧處理后,糧堆上、中、下層平均溫度有所升高,升幅為0.1～0.6℃。由于臭氧發(fā)生器工作時(shí)的正常升溫,導(dǎo)致了處理期間糧食溫度的上升。對(duì)此,65號(hào)倉(cāng)在處理結(jié)束后馬上采取了適當(dāng)?shù)耐L(fēng)降溫措施,樓房倉(cāng)糧堆的小幅升溫則未作專(zhuān)門(mén)降溫處理。由于臭氧處理本身對(duì)糧食起到了滅菌作用,所以后續(xù)跟蹤表明臭氧處理導(dǎo)致的糧溫上升未對(duì)試驗(yàn)倉(cāng)糧情造成不良影響。4臭氧處理對(duì)淺圓倉(cāng)糧堆的處理效果4.1華南地區(qū)的糧食保管特別是高水分糧的保管難度較大,糧堆周?chē)?、面層、底層比較容易出現(xiàn)生霉、異味等異常糧情,影響了糧食的整體品質(zhì)。對(duì)此,基層倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)一般都采用高濃度磷化氫熏蒸、谷冷通風(fēng)降溫等措施,力爭(zhēng)確保儲(chǔ)糧安全。然而,高濃度熏蒸藥劑殘留大已不符合今后倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)的發(fā)展新要求,谷冷成本高,一般小型倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)難以承受,而且兩者均為治標(biāo)不治本的抑制措施。臭氧滅菌技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)處理得較為徹底,同時(shí)臭氧處理對(duì)人員和糧食基本無(wú)污染、操作成本較低,值得在生產(chǎn)中推廣。4.2前文提到,淺圓倉(cāng)糧堆上層通過(guò)臭氧處理后除霉效果良好,但處理層的糧食水分并未降低。也就是說(shuō),如果處理層回溫達(dá)到一定程度仍有可能再次出現(xiàn)糧食生霉現(xiàn)象。最根本的解決途徑,還是要利用秋冬季的大風(fēng)量通風(fēng)來(lái)降低整倉(cāng)糧食水分,從本質(zhì)上解決糧食生霉的隱患。誠(chéng)然,華南地區(qū)秋冬季合適的通風(fēng)時(shí)間較少,這就更加要求我們倉(cāng)儲(chǔ)人員提高倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)水平,加強(qiáng)通風(fēng)管理,充分利用為時(shí)不多的通風(fēng)時(shí)機(jī)使儲(chǔ)糧有效降溫降水。4.3銹赤扁谷盜是目前磷化氫熏蒸較難殺死的高抗性蟲(chóng)種之一,本試驗(yàn)初步證明了臭氧對(duì)殺死銹赤扁谷盜效果較好,因此繼續(xù)研究臭氧的殺蟲(chóng)技術(shù)特別是如谷蠹、銹赤扁谷盜等高抗性蟲(chóng)種的防治具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。4.4本試驗(yàn)是我?guī)焓状卧诩Z食儲(chǔ)藏上應(yīng)用臭氧技術(shù),在試驗(yàn)方法和檢測(cè)手段上仍存在一些不足,如臭氧濃度的檢測(cè)不