机械通风模型储藏大米的冷却效果及品质变化的研究

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中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ......................................................... 1

§1.1 粮食储藏的意义及发展现状 ..................................... 1

§1.1.1 粮食储藏的意义 ........................................... 1

§1.1.2 我国粮食储藏的发展现状 ................................... 1

§1.2 粮食储藏过程中主要存在的问题 ................................. 2

§1.2.1 粮堆发热 ................................................. 3

§1.2.2 粮堆结露 ................................................. 4

§1.2.3 粮食储藏过程中的营养品质的变化 ........................... 5

§1.3 机械通风法及其主要存在的问题 ................................. 6

§1.4 国内外机械通风储粮的研究现状 ................................. 7

§1.5 本课题主要研究内容 ........................................... 8

第二章实验设计和实验设备及材料 ...................................... 9

§2.1 实验设计及方法 ............................................... 9

§2.1.1 粮仓的设计原理 ........................................... 9

§2.1.2 实验装置 ................................................ 10

§2.2 实验设备 .................................................... 13

§2.2.1 热线风速仪 .............................................. 13

§2.2.2 T 型热电偶 .............................................. 13

§2.2.3 力控 6.0 软件 ............................................ 14

§2.2.4 离心风机 ................................................ 18

第三章通风冷却实验 ................................................. 19

§3.1 模型模型仓的工作效率实验 .................................... 19

§3.1.1 实验方法 ................................................ 19

§3.1.2 实验结果及分析 .......................................... 19

§3.1.3 结论 .................................................... 29

§3.2 雷诺数与降温效果的关系 ...................................... 30

§3.2.1 实验方法 ................................................ 30

§3.2.2 实验结果及分析 .......................................... 30

§3.2.3 结论 .................................................... 31

第四章大米的品质检测 ............................................... 32

§4.1 水分测量 [（GB 5407-85）105℃恒重法] ........................ 32

§4.1.1 仪器和用具 .............................................. 32

§4.1.2 实验步骤 ................................................ 32

§4.1.3 实验结果及分析 .......................................... 33

§4.1.4 储藏天数与模型仓内大米平均水分含量的关系 ................ 34

§4.1.5 结论 .................................................... 34

§4.2 脂肪酸的测量（GB/T 20569-2006） ............................. 35

§4.2.1 仪器与设备 .............................................. 35

§4.2.2 实验试剂及其制备 ........................................ 36

§4.2.3 实验步骤 ................................................ 37

§4.2.4 实验结果及分析 .......................................... 38

§4.2.5 储藏天数与平均脂肪酸含量的关系 .......................... 40

§4.2.6 结论： .................................................. 40

第五章结论与展望 ................................................... 42

§5.1 课题研究的主要结论 .......................................... 42

§5.2 展望 ........................................................ 42

参考文献 ............................................................ 44

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ...................... 48

致谢 .............................................................. 49

第一章绪论

§1.1 粮食储藏的意义及发展现状

§1.1.1 粮食储藏的意义

中国是有 13 亿人口的农业大国。改革开放三十年以来，我国的粮食生产得到

了极大发展，到 1998 年粮食总产量就已经达到 5100 亿千克，比七十年代初翻了

一番。

我国也是世界上最大的粮食生产、储藏及消费大国，07 年的粮食总产量达 5.01

亿吨，居世界第一。虽然由于霉变、虫害和鼠害各种原因造成的粮食损失仅为总

产的 3％，但仔细算来居然高达 150 亿 kg。其中，霉烂粮食达 75 亿 kg，按人均

每年 250kg 口粮计算，相当于 6000 万人一年的口粮。因此，发展粮食仓储技术对

我国具有很重要的现实意义[1]。

粮食是人们日常生活不可缺少的食品，是人类社会赖以生存和发展的基础，

是保障国民经济建设高速发展的重要物质基础。粮食从一个收获年度到下一个收

获年度，必须有一定的储备量以保障市场供应，同时为防备战争、灾荒及其他突

发性事件，还应增加储备，因此粮食的安全储藏是关系到国计民生的战略大事。

粮食储藏是整个粮食流通领域中的一个重要环节，而粮仓储则对粮食的数量和质

量影响极大。粮食仓储技术是指在粮食储藏全过程对粮食储藏主体及所处环境进

行治理，优化的方法与手段[1]。

§1.1.2 我国粮食储藏的发展现状

我国粮食的仓储历史非常悠久，自从秦汉时期就建立了从中央到地方，完备

的粮仓管理体制，从而形成了比较严格的仓储管理制度。在改革开放以后，我国

政府也非常注重对国有粮食储备，以及仓储设施的建设、维护和改造，使粮食仓

储条件进一步改善。

在1998年至2001年期间，我国政府利用国债资金，先后进行3次大规模投资，

建设了一批设备先进，技术含较量高的粮食仓储设施。至2002年我国储备粮库总

库容达到500亿kg，并拥有了一批仓容能力5亿kg以上的大型库点。使长期以来因

仓容不足影响粮食流通的局面得到有效得缓解，并为粮食的安全储存创造了良好

的条件[1]。

经过五十多年的粮仓建设与发展，我国粮库的布局、规模、仓储工艺、设施

机械通风模型储藏大米的冷却效果及品质变化的研究

配备、仓型设计、新材料应用和建筑施工等都发生了根本变化，而且仓储管理与

技术管理等也得到了极大的提高。建国50多年来，伴随着仓储设施发生根本变化

的同时，我国不断加强与国外的技术合作和交流，通过引进、消化自主研发了一

批先进、实用的储粮技术及配套设备，并进行了推广和产业化应用[1]。

虽然我国粮食仓储建设已取得了一些进展，但在仓储设施、储粮技术、流通

方式、管理理念、管理成本以及综合经济效益等方面，与世界发达国家相比尚有

差距。目前，我国的粮食仓储行业仍以使用化学药剂防治储粮害虫为主，如磷化

氢、敌敌畏，虽然在一定程度上控制了害虫的发展和危害，但在取得快速效果的

同时，也使害虫逐渐产生了抗性。因此，化学药剂的使用剂量必须越来越大,熏蒸

也越来越频繁。这样不仅增加了粮食的保管费用，而且粮食上残留化学药剂给人

们带来的危害也会越来越大，也引发了环境污染及对工作人员身体健康的危害等

问题[11]。

一方面，世界各国对食品安全和环境保护越来越重视，对用于储粮害虫防治

化学药剂的限制也日益严格，经济发达国家已在逐步减少化学药剂在储粮上的使

用。世界粮农组织要求各成员国，在二十一世纪逐步减少直至全部禁止，在粮食

储藏过程中使用化学药剂，以满足广大消费者对绿色食品日益增长的需要。

另一方面，随着社会的发展进步，人民生活水平的不断提高，人们对食品安

全无污染的程度要求也越来越高。绿色、生态、和谐成为世界粮食储藏技术发展

的一大趋势，也是我国粮食储藏技术发展的主导趋势。

最后，随着经济全球化的加剧，国内市场竞争和国际贸易竞争日趋激烈，国

际绿色壁垒障碍重重。如果想在国际经贸中占有一席之地，就必须采取积极的应

对措施，对于粮食经济的对策之一便是采取绿色储粮技术。所以确保储粮质优、

新鲜、无污染，最大限度降低粮食在储藏过程中质与量的损耗，不仅是粮食企业

参与竞争，提高效益的必然要求，也是粮食仓储技术发展的必然趋势。因而粮食

储藏技术必将逐步朝着气调、低温、物理与生物综合防治的绿色生态储粮方向发

展[19]。

§1.2 粮食储藏过程中主要存在的问题

粮食在储藏过程中会出现很多问题，主要的问题有：粮堆发热，粮堆结露和

粮食品质变劣。而粮食储藏过程中必须避免和预防这些问题的出现，所以有必要

了解这些问题出现的原因和发生的过程。

第一章绪论

§1.2.1 粮堆发热

粮食在储藏过程中经常出现的问题之一就是粮堆发热，粮堆发热按其在储藏

中发生的部位及程度，蒋华伟[4]将发热分为如下几种类型：

①局部发热：在储藏过程中，粮仓内个别部位的粮食发热，俗称“窝状发热”。

产生的原因主要是因为粮仓的密封性不好，导致粮仓的顶部漏雨或囤身渗水引发

粮食发潮，然后由湿热扩散形的粮食高潮、高温区域。

②上层发热：在储藏过程中，接近粮堆表面部位的粮食发热。发生的原因大

多数是由于季节转换、气候变化，粮堆上层的粮温与气温或储粮内部的温差过大

从而形成结露，或因空气湿度过大而使粮堆表层吸湿，以致创造了利于粮食中的

微生物和害虫等进行生命活动的理想条件，从而引起粮堆表面以下的粮层出现发

热的情况。

③下层发热: 在储藏过程中，接近粮堆下层的粮食发热。分析原因一般是由

于粮仓铺垫不好，使地面潮湿，这时如果温度比较高的粮食入仓，遇到温度比较

低的地面就容易造成结露，或因季节转换等原因而使粮堆内部水分转移，从而引

起粮堆中的下层或底层的粮食发热的情况。

④垂直层发热：在储藏过程中，贴墙靠柱或四周围的垂直面的粮层发热。主

要是由于粮食与粮仓墙壁或柱石之间温差过大，或墙壁周围渗水潮湿等造成粮层

发热的情况。

如果对上述几种发热处理不及时，任其发展扩大，就容易造成整个粮仓的粮

食发热，而造成难以挽回的损失。

另外以下几个原因也会造成粮食在储藏过程中出现发热:

①堆自身呼吸作用引起发热：粮食在储藏过程中依然进行着生命活动，呼吸

是粮食的基本生命活动之一。在粮食储藏过程中，包括有氧呼吸和无氧呼吸 2 种。

有氧呼吸是从空气中吸收游离态氧，将糖等呼吸基质完全氧化分解生成二氧化碳

和水，同时释放能量的过程。无氧呼吸是在缺氧条件下，呼吸基质靠细胞内含氧

物质分子的氧化还原作用逐步分解，放出二氧化碳以及释放能量并产生不彻底的

氧化产物的过程。由此可以看出粮食呼吸过程中不管是进行有氧呼吸还是无氧呼

吸都伴有水和热量的产生，从而使粮堆的温度升高，水分增加，这样又给粮堆中

有害生物的生命活动创造了有力的条件。加快粮食自身的营养物质分解，水分含

量降低，品质发生劣变。

②粮堆滋生害虫发热:在粮食储藏过程中，不可避免的会出现不同种类的害虫，

当粮堆中害虫大量生长繁殖时，除害虫本身对粮食危害外,害虫本身的生命活动也

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目录中文摘要ABSTRACT第一章绪论.........................................................1§1.1粮食储藏的意义及发展现状.....................................1§1.1.1粮食储藏的意义...........................................1§1.1.2我国粮食储藏的发展现状...................................1§1.2粮食储藏过程中主要存在的问题.................................2§1.2.1粮...

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