粮食吸湿及湿空气在粮堆中的扩散特性研究

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1、粮食吸湿及湿空气在粮堆中的扩散特性研究第31卷第2期河南工业大学(自然科学版)2010年4月JournalofHenanUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Vo1.31.NO.2Apr.2010文章编号:1673—2383(2010)02-0015-04粮食吸湿及湿空气在粮堆中的扩散特性研究黄淑霞,田海娟,蔡静平(1.河南工业大学设计艺术学院,河南郑州450001;2.吉林工商学院食品工程分院,吉林长春130000;3.河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001)摘要:研究了粮食的吸湿特性和湿空气在粮堆中的

2、扩散特性.结果表明:粮食在湿空气中吸湿速度较快,安全水分小麦直接暴露于RH80%条件下,4d左右水分即可达到基本平衡.但如果没有外部力量推动,湿空气在粮堆中扩散速度很慢,维持小麦,玉米和稻谷的初始相对湿度与环境相对湿度差值超过10%的条件,30d,0.5m粮层的相对湿度升高值均小于4%.温差对湿空气在粮堆中的扩散有较强的推动作用,在温差20℃和RH85%的条件下,对局部粮食的增湿速度,湿空气影响粮堆的深度和粮食的增湿量均显着大于无温差条件的结果.关键词:粮食储藏;相对湿度;粮食吸湿中图分类号:TS210.1文献标志码:B0前言含水率是粮食安全储藏最关键的指标.对于

3、储藏时限较长的粮食,如果含水率达到霉菌等微生物生长的要求,它们就有可能在粮食中生长繁殖,分解粮食的各种组分,破坏粮食的色泽,风味,质构等原有的商品属性,甚至产生真菌毒素等对人和其他动物有巨大危害的代谢产物..粮仓中的粮堆不是严格静态的或孤立的系统..环境中的湿空气,粮堆温差导致的湿热转移,包括粮食自身,微生物和昆虫在内的各种生物呼吸代谢作用等许多因素均会对整仓或局部粮食的含水率发生影响.对于常规的粮食储藏而言,由于粮仓的密闭性有限,而且在储藏管理期间也需要进行开仓通风及其他日常的管理作业,储藏的粮食不可避免地要接触外界空气.根据粮食吸湿平衡的原理,储粮将吸湿增加水

4、分或解吸失水.粮食的吸湿增水超过粮食安全水分将影响储粮的安全;粮食解吸失水会导致储粮减重,影响企业的经济效益.因此,研究粮食的吸湿特性和湿空气在粮堆中的扩散特性,获得相关的参数,对粮食储藏行收稿日期:2010-02—23基金项目:"十一五"国家科技支撑计划项目(2009BADAOB00—5)作者简介:黄淑霞(1957一),女,河南许昌人,高级工程师,研究方向为粮食及农产品储藏.业具有重要的意义1栋料与方法1.1试验材料1.1.1试验粮食从郑州市郊粮食市场购入,其中稻谷为郑州本地产粳稻,小麦为郑州本地产硬质白麦,玉米为郑州本地产马齿型黄色玉米.1.1.2温湿度传感器

5、由郑州贝博电子有限公司组装,其精度为温度0.1oC,相对湿度1%.1.1.3储藏容器1.2mm镀锌板制成直径650mm,高1000mm的圆筒状容器,容器侧面开有直径50am的小孔可供采集一定深度的储粮样品.1.2方法1.2.1粮食储藏方法在无菌室中用温度,湿度传感器分别控制电加热器和超声波加湿器,维持设定的温湿度,将粮食储藏在镀锌铁板制成的容器中.1.2.2粮食含水率调节方法将粮食置于塑料薄膜上,计算出理论添加水量,用喷雾器分3次将1.1倍理论添加水量的蒸馏水喷到粮食表面,用薄膜覆盖使水分完全平衡,获得所需水分的粮食.16河南工业大学(自然科学版)第31卷1.2.

6、3湿空气在粮堆中的扩散试验方法将3种试验粮食调节至一定的含水率,分别装入镀锌铁板制成的容器中,控制一定的温度和相对湿度,用埋设在粮堆各层面的温度和湿度传感器定时检测温湿度的变化.1.2.4温差对湿空气影响试验方法将镀锌铁板制成的方形储藏容器(长×宽×高:800mm×450mm×600mm)装入一定水分的粮食,再用镀锌板制成高30mm,长和宽分别大于储藏容器50mm和20mm的矩形装置,将容器安放其中,注入清水,分别用投人式制冷器和加热器及温控器组成温度控制系统,以微型水循环泵保持水温均匀,构建出容器底部的低温或高温状态,模拟粮仓的温差现象.1.2.5水分测定方法G

7、B5497--85中的105cC恒重法.2结果与分析2.1湿空气直接接触粮食的吸湿作用当粮食暴露在一定相对湿度的空气中时,粮食籽粒的吸湿或解吸作用将持续发生,直至接近理论平衡水分值,并维持动态平衡状态.图1是模拟粮仓储藏环境,调节温,湿度为30℃,85%,检测镀锌铁皮筒表层小麦的含水率获得的变化曲线.由于粮堆的深度接近1000mm,容器直径为650mm,样品从中心附近采集,其特性应该与常规的粮仓储粮相似.从图1可以看出,试验前14d的粮食水分迅速升高,然后基本保持较稳定的状态.但是,如果将粮食以薄层摊置于陶瓷盘内,储藏在恒温恒湿箱中,粮食的吸湿速度将显着加快.从图

8、2可以看出