除濕機在玉米儲藏中的應用研究*

周福生 張先果 姚 燦 劉興勇 李 慧

(1 中國儲備糧管理集團有限公司貴州分公司 550081)(2 中央儲備糧貴陽直屬庫有限公司 550000)(3 貴州食品工程職業(yè)學院 551400)

玉米是我國三大糧食經(jīng)濟作物之一，更是眾多工業(yè)的基礎(chǔ)原料，在維護國家糧食安全戰(zhàn)略上起著重要作用。近年來隨著玉米產(chǎn)量不斷提升，玉米儲藏過程中食品安全問題也日益凸顯。貴陽常年陰雨，晴朗天氣較少。如儲存玉米不采取人工干預措施，春季氣溫回升后，倉內(nèi)空間溫度逐漸升高，而糧堆溫度較低，空氣中的水分在糧堆表層凝聚，使糧面濕度增加甚至結(jié)露，促使微生物急劇生長而引起發(fā)熱、生霉等現(xiàn)象，給玉米的安全儲藏帶來了嚴重的危害。以貴陽直屬庫為例，每年春季氣溫回升后，均發(fā)現(xiàn)存儲玉米表面有輕微的結(jié)露、發(fā)熱、生霉現(xiàn)象，且運用防霉劑抑制、出倉攤曬等方法均無明顯效果。因此，在玉米儲藏期內(nèi)，如何控制倉內(nèi)空間濕度，避免玉米結(jié)露、發(fā)熱、生霉，對玉米的安全儲藏具有重要意義。

國內(nèi)外在控制稻谷、小麥倉內(nèi)濕度方面已經(jīng)有一定的研究。2020年T. G. G. Uthpala, S. B. Navaratne等[1]，研究了除濕機的干燥過程，明確了在食品干燥過程中除濕機干燥為較好的干燥方法；2019年Evandro André Konopatzki等[2]，研究了除濕機用于大豆種子干燥中，在發(fā)芽率和品質(zhì)保持上有顯著效果；2015年談璽平等[3]開展了《除濕機降低小麥面層水分的實驗》研究，用1臺除濕機在22天內(nèi)就將小麥倉(面積為414m2)表層水分從14.8%降至安全水分；2013年陳亮、陳渠玲等[4]在《高水分晚秈稻倉內(nèi)控濕降水試驗》中研究了用除濕機在高大平房倉中對高水分晚秈稻進行內(nèi)循環(huán)降水，用23天的時間將水分從15.1%降到了13.2%，取得了顯著的效果；2012年梁勇等[5]將除濕機應用于偏高水分優(yōu)質(zhì)晚秈稻儲存，在梅雨季節(jié)控制倉房空間濕度，降低糧堆表、上層水分，確保了高水分晚秈稻谷儲存安全；2004年張禮芳、周建剛等[6]在《除濕機降水初探》中介紹了倉內(nèi)包裝高水分稻谷與散裝高水分稻谷相比，使用除濕機降水時包裝的方式孔隙度大效果更好；2000年M.J.C. Regalado, E. Bekki & P.S.等[7]，研究了除濕機用于徑向流循環(huán)干燥的稻谷與自然干燥的稻谷品質(zhì)基本相同，且除濕機干燥的能耗低、效果好、速度快，過程不受外界環(huán)境影響。因此，從目前研究情況來看，除濕機對維持倉間干燥有著明顯效果，但其主要用于稻谷、小麥、大豆等領(lǐng)域的除濕的研究，鮮有在玉米儲藏中使用除濕機的相關(guān)報道，因此，我們嘗試將除濕機應用于玉米存儲技術(shù)領(lǐng)域，探索玉米保管安全度夏的新方法。

1 材料與方法

1.1 供試倉房

選擇中央儲備糧貴陽直屬庫有限公司32號倉為試驗倉，40號倉為對照倉。

倉房基本情況：兩個倉房均長67.2 m，寬24.0 m，設(shè)計裝糧線6.0 m，倉房容積約16048 m3；其中32號倉固定安裝有2臺除濕機，倉內(nèi)設(shè)置5組一機三道地上籠通風系統(tǒng)，倉房氣密性半衰期為50 s。40號倉未安裝除濕機，其他情況與32號倉一致。

1.2 供試糧食

32號倉儲存2018年產(chǎn)，且在當年輪換入庫的中央儲備糧玉米6956 t，品種為黃玉米，容重744 g/L，入庫初始水分13.6%，入庫脂肪酸值34.7(KOH/干基)/(mg/100g)。

40號倉儲存2018年度輪換入庫的中央儲備糧玉米8599 t，品種為黃玉米，容重734 g/L，入庫初始水分13.4%，入庫脂肪酸值32.6(KOH/干基)/(mg/100g)。

1.3 試驗設(shè)備

除濕機：2臺，型號DYD-6480EBA，寧波生產(chǎn)。最大功率為8.4 kW,除濕量20 kg/h，每臺除濕機適用范圍600 m2～800 m2。

快速水分檢測儀：1臺，型號KettPM-8188，日本生產(chǎn)。

干濕球溫度計：2個，型號：272-A型，上海生產(chǎn)。

微機糧情測控系統(tǒng)：1套，成都生產(chǎn)。

1.4 試驗原理及方法

1.4.1 除濕機工作原理 除濕機是在內(nèi)部風機的帶動下，從倉內(nèi)空間吸入濕度較高的空氣，經(jīng)過壓縮機壓縮、冷卻，將吸入空氣中的水汽凝結(jié)成水排出，再經(jīng)適當加熱輸出濕度較低的空氣的過程。如此循環(huán)往復，可降低倉內(nèi)空間濕度，減少糧堆表面水分聚集，同時，也能防止夏季糧堆與外界溫差較大引起糧堆表面及四周墻壁結(jié)露的情況。

1.4.2 試驗方法 自2019年12月開始，逐月跟蹤32號倉、40號倉糧情、倉內(nèi)空間濕度和玉米品質(zhì)變化情況。在冬季通風降溫結(jié)束后(2020年2月8日)，對32號倉進行密閉隔熱處理，同時檢修除濕機。自2020年2月中旬開始，在倉內(nèi)調(diào)試除濕機試運行，具體做法為：將32號倉內(nèi)8個保溫密閉窗、4個軸流風機口逐一檢查，關(guān)閉嚴實，用薄膜壓實密封，壓槽周圍用密封膠密封處理，通風道外口封堵隔熱板，再用密封膠粘合薄膜密封處理，提高氣密性。在倉間兩邊放置干濕球溫度計，除濕機根據(jù)倉間濕度自動控制啟停，設(shè)定除濕機濕度為高于60%時開始工作，低于或等于60%時停止工作，并試運行一周。40號倉除未安裝除濕機外，其他處理方式與32號倉完全相同。每周兩次對糧情、干濕球溫度計濕度進行記錄。試驗時間從2019年12月至2020年5月，共計6個月，其中，正式開啟除濕機為2020年2月17日至5月18日，共3個月。每月按GB 5491有關(guān)規(guī)定扦取樣品進行品質(zhì)檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗期間糧情檢測

32號倉、40號倉在試驗期間用糧情測控系統(tǒng)每周1至2次對倉間糧堆進行糧情測控，并逐一記錄，糧溫變化情況見表1和表2。

由表1、表2可以看出，試驗期間，試驗倉和對照倉的整倉平均溫度較為接近，說明除濕機對整倉的平均溫度影響不大；從整倉最高溫角度看，隨著外溫的逐漸升高，試驗倉內(nèi)的最高溫變化平緩，且無異常發(fā)熱點，而對照倉從3月6日之后，倉內(nèi)最高溫波動較大，個別點因局部結(jié)露出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。表明除濕機對倉內(nèi)表層結(jié)露具有一定的控制作用。

表1 試驗倉(32號倉)糧溫變化情況 (單位：℃)

表2 對照倉(40號倉)糧溫變化情況 (單位：℃)

2.2 倉間濕度變化情況

自2020年2月8日起，密閉所有門窗，試驗倉和對照倉每周兩次入倉檢查、記錄濕度，除濕機調(diào)試好后，于2月17日開始試驗記錄，持續(xù)時間為3個月，具體濕度變化情況見表3。

表3 供試倉房濕度變化情況

由表3可以看出，通過跟蹤記錄，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，除濕機開啟后，在2月17日到3月9日期間，試驗倉(32號倉)倉內(nèi)空間濕度由最高66%逐漸降至55%左右，3月9日至5月6日期間由55%緩慢降至53.5%。5月6日之后，濕度持續(xù)下降。而對照倉40號倉，在2月10日至5月6日期間，其倉內(nèi)濕度維持在60%～70%，處于濕度較高狀態(tài)，5月6日后濕度增加至75%以上，與試驗倉形成了鮮明的對比。表明除濕機在試驗倉內(nèi)起到了較好的控濕作用。

2.3 玉米水分及脂肪酸值的變化情況

自2019年12月開始，每月按照GB 5491規(guī)定扦樣標準，對32號、40號倉表層玉米扦樣，進行水分及脂肪酸值檢定，數(shù)值變化如表4和表5。

表4 水分變化情況 (單位：%)

表5 脂肪酸值變化情況 [單位：(KOH/干基)/(mg/100g)]

經(jīng)對比分析，32號倉玉米脂肪酸值在2019年12月、2020年1月、2月三個月未開除濕機的時間有略微上升，而在3、4、5三個月的時間脂肪酸值基本無變化。玉米水分在開啟除濕機后有較明顯降低，水分降低近1、2個百分點。按照同樣的方法對40號倉表層玉米扦樣，檢測水分和脂肪酸值，在2019年12月、2020年1月、2月低溫時節(jié)玉米脂肪酸值趨于穩(wěn)定，但在3、4、5月隨著氣溫的升高和雨季的到來，表層玉米脂肪酸值有明顯上升，同時表層水分也隨之增加。

2.4 除濕機效果分析與評價

從2020年5月底對32號、40號倉水分檢測結(jié)果和入倉檢查情況來看，以兩個倉間散發(fā)的氣味進行對比，以及對半年時間脂肪酸值變化分析，32號倉表層水分有明顯降低，糧面籽粒干燥，無點翠現(xiàn)象，倉間散發(fā)玉米的特有香味較濃，脂肪酸值保持穩(wěn)定。40號倉表層脂肪酸值和水分較32號倉上升快,且上升幅度大，特別是在梅雨季節(jié)受外界環(huán)境影響大，表層局部有輕微點翠、發(fā)熱等現(xiàn)象。因此，綜合分析，除濕機在玉米倉控制濕度效果較好，避免了糧堆表面結(jié)露、點翠及霉變現(xiàn)象。

3 結(jié)論

除濕機在玉米倉儲藏的應用，借鑒了空調(diào)控溫、循環(huán)密閉空間氣體、無外界氣體參與的特點，使倉間氣體濕度得到控制，同時借助氣體的內(nèi)部環(huán)流，促使倉間濕度分布均勻，消除溫差引起的局部水分聚集，避免糧堆結(jié)露、霉變的現(xiàn)象，保證了玉米品質(zhì)安全；同時避免了糧食霉變后搬出倉外晾曬，節(jié)省了費用。

3.1 在濕度較高、晝夜溫差較大的地區(qū)存儲玉米，首先要解決倉房的氣密性問題，只有氣密性較好的倉房，除濕機才能很好地除去倉內(nèi)空間水分和糧食籽粒水分，保持倉內(nèi)濕度處于較低狀態(tài)，且可長期保持相對穩(wěn)定。

3.2 有條件的地區(qū)可采取此種方法嘗試保管較高水分的玉米、小麥，從而降低其采購成本，增加經(jīng)濟效益。

3.3 除濕機在玉米存儲中的應用可作為保管較高水分糧食的一種方法，值得進一步探討。