储粮中CO2气体的扩散特性及霉菌活动监测研究

将一定量高水分粮食作为模拟霉变点,按照试验的需要埋设在模拟储藏粮堆内,研究霉菌生长产生CO2气体在粮堆中的扩散特性,探索利用气体扩散规律监测储粮霉菌活动的可能性.结果表明:CO2气体可在粮堆中快速扩散,高温能进一步提高扩散速率,30℃比15℃试验组扩散400 mm的速率高58％;霉变发生部位的CO2气体浓度显著高于相隔一定距离检测点的CO2浓度(P＜0.05),但两点间不同浓度CO2气体的扩散比值没有显著差异(P＞0.05);在敞口储藏状态下,粮堆表面CO2气体散失量较大,检测靠近粮堆表层的CO2气体浓度难以准确反映粮堆的霉菌活动状况.CO2气体在粮堆水平方向的扩散具有向底部沉降的特性,可重点在粮堆的中、下层设置气体检测点,以便灵敏、可靠地监测储粮霉菌的危害.     

储粮中霉菌活动的生理状态与粮堆CO_2浓度变化的相关性

研究了不同生理状态霉菌活动导致粮堆中CO2浓度变化的规律.结果表明:安全水分粮食自身呼吸作用释放CO2的量少且速率恒定;霉菌在粮食中生长一般经历孢子萌发、菌丝生长和子代分生孢子形成阶段,可使粮堆的CO2浓度变化呈现"S"形曲线,其中霉菌在菌丝生长期的CO2产生速率最高.改变粮堆的温、湿度等条件会显著影响霉菌生长速率,但粮堆霉菌生长导致CO2浓度升高的"S"形曲线变化形式不变.因此,可以通过粮堆CO2浓度变化监测结果了解储粮中霉菌活动的生长状态,甄别储粮受霉菌危害的风险程度.     

脉冲磁场下储藏小麦自身呼吸CO2变化分析研究

储粮自身呼吸是陈化和霉变的重要原因之一,为动态了解储藏期间粮食呼吸的效应,开展了小麦自身所产生CO2浓度变化的研究工作.对常规条件下小麦自身呼吸CO2浓度与脉冲磁场中不同强度和脉冲数所对应的试验数据进行分析研究,结果表明:低水分储藏小麦的CO2浓度呈线性恒稳变化,脉冲磁场能抑制小麦的后期呼吸从而延缓小麦的陈化变质进程;而中、高水分的数据严重偏离线性关系,变化幅度较大,在高强度和大脉冲数的磁场中,出现曲线变化的拐点(阈值),其对小麦呼吸作用中CO2浓度变化发生窗口效应,在小麦存储中具有促进作用.     

小麦储藏环境中CO2体积分数变化与赤拟谷盗发生的关系研究

为阐明储粮环境中害虫发生与CO2体积分数变化的关系,研究了不同水分含量的小麦感染不同虫口密度(0、2、5、10、20、30头/kg)赤拟谷盗后储藏环境中CO2体积分数变化的情况。结果表明:对于水分含量相同的小麦,储藏环境中CO2体积分数随虫口密度的增加和储藏时间的延长而显著增加。对于水分含量12%的小麦,初始感染虫口密度为30头/kg的储粮环境中CO2体积分数为1.383%,在第30天达到最大值13.187%。对于水分含量14%的小麦,初始感染虫口密度为30头/kg的储粮环境中CO2体积分数为0.920%,在第24天达到最大值,为18.217%。研究结果为通过检测CO2体积分数变化来早期监测粮堆中虫害发生情况提供了可靠信息。     

局地气候下不同初始水分稻谷静态储藏的模拟研究

为保证稻谷在储藏期间的品质,对粮堆在不同初始湿基水分条件下静态储藏过程进行研究具有重要意义。基于局部热平衡以及多孔介质热湿耦合理论,建立了仓储稻谷在静态储存条件下粮堆内部传热传质数学模型,通过有限元软件COMSOL Multiphysics模拟了秋冬季和春夏季两个时间段内初始湿基水分为14%、16%、19%条件下中试圆筒粮仓(高度为6 m、直径为3 m)在静态储粮时热湿耦合迁移过程。研究结果表明：对于长时间储藏的粮堆,外界温度以及稻谷自身呼吸对粮堆的热湿传递影响具有累积作用,能对粮堆内部的热湿传递产生持续效应;而外界温度对粮堆温度的影响与粮堆的初始湿基水分又有着有很大关系,初始湿基水分为19%的粮堆在储藏期间温湿度均较高,该工况下稻谷活性相对较大,呼吸散热散湿量多,粮堆始终处于高温高湿的危险储粮状态。在初始湿基水分较高工况下储粮易造成稻谷霉变等变化,进而降低稻谷品质。     

CO2检测法监测小麦储藏微生物活动的研究

研究了不同水分含量小麦在模拟储藏条件下CO2含量变化,及其与霉菌数量、微生物活性值之间的关系.结果表明,安全水分小麦常规储藏期间微生物数量和CO2检测值均没有明显升高;14%水分的小麦储藏10 d后二氧化碳浓度升高达到0.244%,由于二氧化碳浓度检测分辨率高(0.001%),因此,可比带菌量检测能更早、更精确地反映储粮的微生物危害情况,这一特点与微生物活性值检测方法相近.进一步分析结果表明,几种检测方法数据有正相关性,当储藏的小麦水分超出安全水分时,14%水分小麦60 d储藏二氧化碳浓度检测值与带菌量检测值的相关系数为0.95,与微生物活性值检测值的相关系数为0.99;16%水分小麦的检测数据相关性与14%水分小麦相似,分别为0.90和0.99.     

不同硬度红皮小麦的储藏霉变差异研究

将两种软质红皮小麦和两种硬质红皮小麦调节水分后置于相同的温度和水分条件下进行模拟储藏,以探讨不同硬度红皮小麦在储藏过程中的霉变差异。试验结果表明:在水分含量13.5%、28℃储藏条件下,硬质红皮小麦扬麦16和镇麦10中的霉菌的带菌量增加速率显著地高于软质小麦扬麦15和扬辐麦4号中的带菌量(P0.01),软质红皮小麦对灰绿曲霉的生长具有明显的抑制作用;在水分含量15.0%、28℃储藏条件下,软质小麦对储藏霉菌具有一定程度的抑制作用,其带菌量增速仍明显低于硬质红皮小麦中的带菌量。将干燥小麦置于RH 80%潮湿环境下进行吸湿模拟储藏4周后,硬质红皮小麦中灰绿曲霉的带菌量比软质红皮小麦高出6倍以上。利用显微镜观察小麦籽粒表面发现,小麦中霉菌的生长主要集中在胚部,硬质小麦胚部的霉菌生长明显多于软质小麦胚部。因此,在相同储藏条件下硬质和软质的红皮小麦在储藏过程中霉变的发生具有显著差异,软质红皮小麦籽粒具有较强的抗霉变特性。     

杂质与不完善粒含量对进口玉米粮堆自发热过程中热量与CO2传递特性的影响

为研究不同杂质与不完善粒含量的进口玉米粮堆局部发热时热量与CO₂的传递特性,在实验室条件下对不同杂质与不完善粒含量(1%+8%,3%+11%,5%+15%)的进口玉米粮堆(湿基水分含量14.0%)中心点加入高水分进口玉米(湿基水分含量20.0%),在20～25℃室内环境储藏40 d。结果表明：各监测点温度均呈现先上升后下降的趋势;随着与中心发热点距离的增加,各监测点温度升高速率降低,最高粮温与最终粮温降低;随着粮堆中杂质与不完善粒含量的升高,中心发热点温度升高速率降低,最高粮温与最终粮温升高,其余监测点的温度升高速率降低,最高粮温也降低,但最终温度升高;粮堆整体CO₂扩散速率由大到小的顺序为中层、下层、上层,随着粮堆中杂质与不完善粒含量的升高,各监测点的CO₂体积分数升高速率变快,最高体积分数升高;储藏40 d后中心发热点的脂肪酸值和霉菌数随着粮堆杂质与不完善粒含量的升高而上升,水分含量反而下降。研究结果可以进一步为粮堆发热点的发现、监测和控制提供基础数据,对进口玉米储藏过程中的异常粮情监控和预防做出指导。     

夏季通风抑制高水分小麦微生物活性的研究

在夏季高温环境下,试验了不通风(0 m/s)和以0.02、0.04、0.06、0.08 m/s的粮堆表面风速进行通风的情况下,水分含量分别为14.0%、14.5%和15.5%的小麦在不同时间的微生物活性变化.结果显示:在不通风的情况下,小麦中微生物活性随储藏时间延长而增长,水分含量15.5%的小麦在28 d达到安全储藏活性临界值(500 U).在以粮堆表面风速0.02⁰.08 m/s进行通风的情况下,上述小麦中的微生物活性均被显著抑制,且不同风速对小麦的微生物活性抑制结果差异不显著.在夏季高温环境中,高水分小麦以0.02 m/s的粮堆表面风速每天通风6 h可明显抑制其中的微生物活性,在一定时间内实现安全储藏.     

磷化氢在粮仓内外的浓度变化研究

储粮害虫防治使用磷化铝熏蒸,在密闭和通风期间,对粮仓内外空间和粮堆的PH_3气体浓度变化规律及其分布情况,进行了测试研究。结果表明, PH_3 在粮仓内的分布和浓度变化,在熏蒸放气后相当长一段时间内仍超过卫生标准。在常规熏蒸和“双低”熏蒸时,仓内PH_3浓度在26天和41天内均超标。仓外四周PH_3浓度在熏蒸密闭期间,距仓10米以内和通风放气期间距仓20米以内,在一定时间也有超标现象。