CN104126662A

CN104126662A - 一种用于粮食储藏的气调保质保鲜方法及装置

Info

Publication number: CN104126662A
Application number: CN201410401324.6A
Authority: CN
Inventors: 孙术国; 林亲录; 杨涛; 蒋春燕; 唐泽君; 罗非君; 丁玉琴
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2014-11-05

Abstract

一种用于粮食储藏的气调保质保鲜方法及装置，本发明用于粮食储藏的气调保质保鲜方法，控制储藏室内的氮气体积浓度为10－40%，二氧化碳体积浓度为60－90%；控制储藏室内的温度为16－20℃，相对压力80－120Pa。本发明还包括用于粮食储藏的气调保质保鲜的装置。本发明集氮气和二氧化碳混合气调、气调循环和储粮仓体内智能温控通风等方法为一体，对粮食进行防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜。

Description

一种用于粮食储藏的气调保质保鲜方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于粮食储藏的方法及装置，尤其是涉及一种用于粮食储藏的气调保质保鲜方法及装置。

背景技术

中国是世界主要的粮食生产大国，据统计，目前我国的粮食库存量约占全年粮食产量的40％，每年有500亿吨左右的粮食用于储藏，平均储藏时间约16个月。由于我国粮食储藏技术落后，储藏设备简陋，环境条件复杂，气候温差变化大，特别是南方高温高湿的气候，非常容易导致储粮的发霉、品质劣变与虫害。据中国新闻网2013年报道，受粮食储存技术落后、设施简陋限制，仓储环节造成的粮食损耗数量惊人：广西年损失粮食达13.5亿公斤左右，相当于170万亩的产量；湖南每年因储存不当造成的损失约20亿公斤。由此可见粮食储存技术的落后使得粮食损失巨大，这种损失不但给企业和农民造成直接的经济损失，也引起了社会广泛的关注。尽管目前有些粮库采用化学熏蒸剂和谷物保护剂进行抑菌杀虫，但对粮食及环境带来污染，也存在食品安全隐患。因此，针对中国粮食储藏现状，急需新的粮食保鲜储藏关键技术和装置应用到粮食的储藏保鲜。

目前，各种粮食储藏技术都有其局限性。如低温冷却储藏技术能控制粮食的温度和湿度，防虫保鲜效果良好，但是能耗大，成本高；当前采用单一的富氮低氧或者二氧化碳气调技术能起到防虫、抑制细菌生长的作用，但保鲜效率较低，作用缓慢；以富氮臭氧气调保质保鲜技术具有很好的防虫、防霉和保鲜效果，但是臭氧在25℃温度条件下时半衰期约为30-40分钟，使用该技术需频繁补充臭氧，生产成本增加。然而，无论是低温冷却储藏、富氮低氧气调储藏、二氧化碳气调储藏、富氮臭氧气调储藏等各种储藏技术都需要均流气调送风技术和粮仓的气密性测试与气密改造技术的支持，因而单独运用上述技术都呈现各自的局限性。同时，单一的粮食气调储藏在遇到夏季高温天气时，储藏保鲜效果则会显著降低，此情况下传统的气调贮藏凸显缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能耗较低、成本较低、防霉杀菌、防蛀灭虫、保质保鲜的用于粮食储藏的气调保质保鲜方法及装置。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，

本发明之用于粮食储藏的气调保质保鲜方法，控制储藏室内的氮气体积浓度为10－40%（优选20－30％），二氧化碳体积浓度为60－90%（优选70－80％）；控制储藏室内的温度为16－20℃，相对压力80－120pa。

本发明之用于粮食储藏的气调保质保鲜装置，包括储粮仓体、二氧化碳气调送风装置、氮气气调送风装置、气体混合器、氮气浓度检测装置、二氧化碳浓度检测装置、气调循环装置、智能温控通风系统和压力调节装置；所述二氧化碳气调送风装置包括二氧化碳贮气槽、第一气体蒸发器、第一压力调节阀、第一平衡罐、第一流量计、第二压力调节阀，并与气体混合器通过送气管道连接；所述氮气气调送风装置包括氮气贮气槽、第二气体蒸发器、第三压力调节阀、第二平衡罐、第二流量计、第四压力调节阀，并与气体混合器通过送气管道连接；所述氮气浓度检测装置、二氧化碳浓度检测装置、气调循环装置、智能温控通风系统和压力调节装置设于储粮仓体内，所述气调循环装置包括循环管道、密封风机和阀门。

各装置之间通过送气管道连接。

工作过程：二氧化碳由二氧化碳贮气槽出发，经第一气体蒸发器、第一压力调节阀、第一平衡罐、第一流量计、第二压力调节阀，到达气体混合器；氮气由氮气贮气槽出发，经第二气体蒸发器、第三压力调节阀、第二平衡罐、第二流量计、第四压力调节阀，到达气体混合器；二氧化碳与氮气在气体混合器混合后，经送气管道和阀门进入储粮仓体，通过第一流量计、第二流量计、气体混合器控制氮气和二氧化碳在储粮仓体中的配比和浓度；通过氮气浓度检测装置、二氧化碳浓度检测装置分别检测储粮仓体中的氮气浓度和二氧化碳浓度，开启密封风机进行气调循环，每周开启4－6次，每次开启1.5－2.5h；通过智能温控通风系统来控制储粮仓体内的温度，通过压力调节装置来控制储粮仓体内的压力。

所述储粮仓体应当保证气密性良好。

通过气调循环，既能保持氮气和二氧化碳在粮仓内均匀分布，又能起到降低粮食温度特别是粮仓中心粮食的温度的作用，同时促进粮仓内不同部位粮食水分含量均一化，这样能最大限度的防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜等，还能循环使用储粮仓内的气体，节约成本。

本发明可以通过智能温控通风系统，根据储粮仓体内温度高低开启风机输送冷风，控制粮仓内温度在16－20℃，从而保持最佳的储粮效果。

本发明集氮气和二氧化碳混合气调、气调循环和储粮仓体内智能温控通风等技术为一体，对不同仓型的粮食进行防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜等。比单独使用氮气或二氧化碳气体的成本低，采用气调循环，储粮仓内的气体可以循环使用，避免气体的浪费，进一步降低成本。该装置具有多功能、高效率、高可靠、低成本、低能耗、智能化等技术特点：（1）多功能：气调气体供给、气调气体浓度监测和控制、储粮仓内气调循环熏蒸和储粮仓体内智能温控通风复合应用技术，多功能一体化设计，能针对粮食储存的需要提供整套解决办法（防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜、保质干燥）；（2）高效率：气调气体浓度监测和控制技术，使储粮仓体内气调储藏保持最佳效果；（3）高可靠：本发明充分利用粮食气调储藏优势，结合粮食低温温控储藏，为粮食在储藏过程中调质保鲜在提供可靠保障；（4）低能耗：本发明利用粮食气调储藏优势，建设隔热性较好的储粮仓以及智能温控技术，与粮食单一低温储藏相比，降低能耗20-40%；（5）智能化：对于储粮仓内气调气体浓度、储粮仓内温度和湿度进行实时监控，针对储粮环境变化及时反馈给智能控制系统，智能控制系统作出相应的调节，将上述气体浓度、储粮仓内温度和湿度控制设定的范围。

附图说明

图1是本发明之用于粮食储藏的气调保质保鲜装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

实施例1

本实施例之用于粮食储藏的气调保质保鲜方法，控制储藏室内的氮气体积浓度为20%，二氧化碳体积浓度为80%；控制储藏室内的温度为20℃，同时控制储粮仓库中压力为100 Pa（相对压力）。

本发明之用于粮食储藏的气调保质保鲜装置，包括储粮仓体1、二氧化碳气调送风装置2、氮气气调送风装置3、气体混合器4、氮气浓度检测装置5、二氧化碳浓度检测装置6、气调循环装置7、智能温控通风系统8和压力调节装置9；所述二氧化碳气调送风装置2包括二氧化碳贮气槽23、第一气体蒸发器10、第一压力调节阀11、第一平衡罐12、第一流量计13、第二压力调节阀14，并与气体混合器4通过送气管道连接；所述氮气气调送风装置3包括氮气贮气槽24、第二气体蒸发器15、第三压力调节阀16、第二平衡罐17、第二流量计18、第四压力调节阀19，并与气体混合器4通过送气管道连接；所述氮气浓度检测装置5、二氧化碳浓度检测装置6、气调循环装置7、智能温控通风系统8和压力调节装置9设于储粮仓体1内，所述气调循环装置7包括循环管道20、密封风机21和阀门22。

各装置之间通过送气管道连接。

工作过程：二氧化碳由二氧化碳贮气槽23出发，经第一气体蒸发器10、第一压力调节阀11、第一平衡罐12、第一流量计13、第二压力调节阀14，到达气体混合器4；氮气由氮气贮气槽24出发，经第二气体蒸发器15、第三压力调节阀16、第二平衡罐17、第二流量计18、第四压力调节阀19，到达气体混合器4；二氧化碳与氮气在气体混合器4混合后，经送气管道和阀门进入储粮仓体1，通过第一流量计13、第二流量计18、气体混合器4控制氮气和二氧化碳在储粮仓体1中的配比和浓度；通过氮气浓度检测装置5、二氧化碳浓度检测装置6分别检测储粮仓体1中的氮气浓度和二氧化碳浓度，开启密封风机21进行气调循环，每周开启5次，每次开启2h；通过气调循环，能保持氮气和二氧化碳在粮仓内均匀分布，也能降低粮食温度。通过智能温控通风系统8开启风机输送冷风来控制储粮仓体1内的温度，通过压力调节装置9来控制储粮仓体1内的压力。

（4）用于粮食储藏的气调保质保鲜方法效果分析

选用2013年秋季新产的湖南Y优1号籼稻作为储藏粮食，各取500 kg籼稻置于氮气和二氧化碳气调储粮仓内，其中氮气和二氧化碳浓度分别组合是CO₂ (100%)+ N₂(0%)、CO₂(0%)+ N₂(100%)、CO₂(80%)+N₂(20%)组合，其中仓内压力控制100 Pa，将温度分别控制20℃、30 ℃和40℃条件下，粮食气调储藏时密封风机每周开启5次，每次开启2h，通过气调循环，同时以未通气调气体，温度分别控制20℃、30 ℃和40℃条件下的籼稻作为对照样，籼稻在上述各种条件下储藏4个月，实验检测分析籼稻在4个月储藏过程中脂肪酸值和稻米蒸煮米饭的质构特性（硬度、黏度和内聚性）变化，从而分析粮食储藏的气调保质保鲜方法效果。

实施例2

采用实施例1之装置和方法来保存粮食。

检测方法标准：

籼稻样品的脂肪酸值测定按GB/T 15684-1995 方法测定；稻米蒸煮米饭的质构特性测定采用英国TA-XT2质构测定仪，具体方法参考文献方法执行（郭兴凤, 慕运动. 蒸煮大米质构特性测定方法分析. 中国粮油学报,2006,21(2):9~11）。具体结果如下：

表1 籼稻样品在不同储藏条件下脂肪酸值（mg KOH/100g）变化

注：储藏条件20℃表示在20℃下常规方法自然堆放于粮库中储存；20℃+CO₂(80%)+N₂(20%)表示采用实施例1的方法和装置在20℃下CO₂(80%)+N₂(20%)下储存。

结果表明，在20℃储藏4个月的条件下，常规储藏稻谷脂肪酸值从原始的 13.91 mgKOH/100g 上升到 17.78 mgKOH/100g，而在气调储藏条件下，脂肪酸值只上升到17.39 mgKOH/100g，气调储藏好于常规储藏，但在30℃和40℃储藏条件下，气调储藏明显好于常规储藏。上述实验结果表明用于粮食储藏的气调保质保鲜方法效果良好。

表2籼稻样品在不同储藏条件下稻米蒸煮米饭质构变化

结果表明，在20℃储藏4个月的条件下，常规储藏稻谷蒸煮米饭的硬度从原始的 1615 g上升到 1924 g，而在气调储藏条件下，米饭硬度上升到1882 g，说明气调储藏好于常规储藏，其它如黏度和内聚性指标变化也说明气调储藏好于常规储藏。特别是在较高的储藏温度下，气调储藏优势更加明显。

Claims

1.一种用于粮食储藏的气调保质保鲜方法，其特征在于，控制储藏室内的氮气体积浓度为10－40%，二氧化碳体积浓度为60－90%；控制储藏室内的温度为16－20℃，相对压力80－120pa。

2.根据权利要求1所述的用于粮食储藏的气调保质保鲜方法，其特征在于，控制储藏室内的氮气体积浓度为20－30％，二氧化碳体积浓度为70－80％。

3.一种实施如权利要求1或2所述用于粮食储藏的气调保质保鲜方法的装置，其特征在于，包括储粮仓体、二氧化碳气调送风装置、氮气气调送风装置、气体混合器、氮气浓度检测装置、二氧化碳浓度检测装置、气调循环装置、智能温控通风系统和压力调节装置；所述二氧化碳气调送风装置包括二氧化碳贮气槽、第一气体蒸发器、第一压力调节阀、第一平衡罐、第一流量计、第二压力调节阀，并与气体混合器通过送气管道连接；所述氮气气调送风装置包括氮气贮气槽、第二气体蒸发器、第三压力调节阀、第二平衡罐、第二流量计、第四压力调节阀，并与气体混合器通过送气管道连接；所述氮气浓度检测装置、二氧化碳浓度检测装置、气调循环装置、智能温控通风系统和压力调节装置设于储粮仓体内，所述气调循环装置包括循环管道、密封风机和阀门。