浅谈大豆的储藏(二)*
2021-10-25张来林
吴 琼 ,李 岩 ,张来林 *
(1.河南工业大学粮油食品学院,郑州 450001;2.中央储备粮漳州直属库有限公司,福建 漳州363105)
(续上期)
4 大豆的储藏技术
大豆不耐高温,宜采用以控温为主、适时通风为辅的储藏方式。针对其后熟期长、安全水分标准低、吸湿性强、不耐高温、易浸油赤变等储藏特性,加强入仓粮质与水分的控制,及时检查发现粮堆的隐患点,运用适时通风、环流均温、空调控温与表层粮温和谷冷设备控制粮堆温度等技术进行处理,在大豆入仓的关键15 d内,使粮堆达到稳定状态,有助于确保大豆的安全储存。
4.1 控制大豆水分
水分含量是影响大豆储藏品质及安全储藏期限的直接因素,有效地保持大豆干燥是大豆储藏的关键。通常大豆水分低于12.5%为安全状态,12.5%~13.5%为半安全状态,高于13.5%为不安全状态。即使短期储存,大豆水分含量也不应超过13.5%,否则脂肪酸值会迅速升高且籽粒变软,并引起发热变质。因此,入库大豆的水分含量超过12.5%时,应迅速进行降水处理,芽用或种用的大豆入库水分含量应控制在12%以下。
大豆降水可通过带荚晒、脱粒晒和热风干燥来完成,但由于场地、设施设备的限制,这些措施仅适用于大豆收获时的降水,并不适用于国储粮库大规模的储粮降水,而翻动粮面散湿、通风散湿、除湿机控湿或采用储粮新工艺控湿等实用技术较适合于国储粮库。
(1)在环境湿度较低的地区,结合及时扒沟、勤翻粮面(图7),进行粮面通风降温散湿是降低稍高水分大豆粮面水分的实用方法。
图7 人工(a)和机器 (b)翻倒粮面
(2)对环境温度高、仓内湿度大的仓房或在梅雨季节,严格密封仓房门窗,采用除湿机(图8)吸湿降水并结合粮面翻动,每天间歇性地开启除湿机4~8h将仓内相对湿度控制在65%左右,可有效控制仓湿和降低粮堆表层的水分;相比人工翻晒降水,此法不仅操作简单,还不受气候条件的限制,能有效解决偏高水分大豆在多雨的春季难以安全保管的问题。
图8 福建某库平房仓(a)与浅圆仓(b)内的除湿机控湿
(3)在气温高、湿度低的地区,多次间歇通风降水是较经济实用的降水方法,具有降水效果好、操作简单、节省劳力与费用、有利于保持大豆品质等优点,但此方法只适用于粮堆较低的仓房。
(4)对仓顶隔热性能较差、粮食水分偏高的粮堆,可采用“表干内湿、控温保水”储粮新工艺,即按照粮堆生态体系原理采用负压通风降低粮堆表层水分、补冷控温维持体系内的湿热平衡的做法,解决“失水多、湿粮难保管”等难题[15]。
4.2 清理杂质及减少自动分级
杂质清理是保证大豆安全储藏的重要措施之一。大豆收获后,由于清杂工作不彻底,常使大豆中夹带一些豆荚壳、茎叶和杂草籽等易腐烂和增加水分的杂质,特别是破碎粒含量比较高时,容易使大豆感染害虫,吸湿受潮,引起发热、霉变、生芽、浸油赤变和酸败变质。经过清理的大豆不仅入仓时可减缓因自动分级形成局部杂质集中的现象,增大粮堆的孔隙和通透性,有利于提高粮堆通风、谷冷的环流降温和粮堆冷却效果。
虽然现有的四种国产减缓自动分级装置尚存不足之处,但在浅圆仓内通过增加入粮落点可显著减缓自动分级现象,迟滞粮堆发热时间并降低大豆发热程度[14,16];平房仓内采用输送机摆头、人工清扫粮堆表面杂质等措施也可较大限度减缓自动分级现象,消除杂质聚集对储粮安全的不利影响。
4.3 新粮入仓后平衡通风
国产新大豆在秋末冬初时收获,正值气温逐步下降季节,入仓后大豆籽粒间的水分不均匀,且尚处于后熟期,生理活动旺盛,释放大量湿热,极易产生结露或局部水分增加的现象;而南半球的进口大豆来粮时正处于北半球高温季节,大豆进仓后急需进行通风降温散湿,防止粮堆发热霉变。因此,大豆入仓后立即开展湿热平衡通风对提高粮堆储藏稳定性非常有利,应切实加强通风管理工作,在晴天开启仓房门窗,翻扒粮面或进行机械通风,以增强大豆的储藏稳定性。不同季节入仓大豆的温度不同,所采用的通风措施也不同。
低温季节入仓:在11月到次年4月入仓的大豆,入仓时粮温较低,平整粮面后即可利用仓外低温进行通风,将粮温降至20℃或15℃以下,有条件的粮库可将粮温降至-5~5℃,之后进入低温或准低温储粮,重点监测粮堆温度变化和储粮害虫发生情况,及时处理各种问题。
高温季节入仓:在5~10月大豆入仓时粮温较高,尤其是温度高于25℃的大豆粮堆,当风道上压有一定厚度的粮食后便要开机降温,当粮仓装满、简单平整粮面后,立即利用大风量通风或用谷冷机降温。高温季节入仓的大豆平衡通风应做到以下几点:①排除进粮时的湿热,提高稳定性;②排除长途海运中熏蒸粮堆释放的有害气体;③通风时在粮堆内积热区加插导风管,迅速排除粮堆内的局部高温;④有低温气候时,及时采用通风降温或用谷冷机降温,将粮温降至25℃以下;⑤到初秋时应开展第一次机械通风,将粮温由25℃降至16~20℃,之后随着气温逐渐下降,依次开展第二次和第三次通风,将粮温进一步降至当地的冬季粮温水平,一般为-5~15℃左右。
4.4 密闭压盖
大豆的吸湿性与散湿性都很强,在相对湿度高的条件下极易吸湿受潮,在相对湿度低的条件下也易散湿失水。大豆储藏的关键是维持仓内的低温状态,粮面压盖是弥补仓房隔热性能不佳的最经济做法,具有控温效果好、费用低、操作简便等优点。在储藏期间应切实做好密闭压盖工作:①压盖时间应选在每年春季回温前,通常采用麻袋、PEF板、塑料薄膜等材料进行铺垫隔湿和覆盖密闭防潮处理,使大豆保持干燥;②在春季相对湿度高,粮堆表面容易吸湿返潮时,应及时采取密封粮仓、加设除湿机等措施,吸收空间与表层大豆的水分,保持仓内干燥;③在日常管理中,高温高湿地区的高大平房仓应根据当地的气候特点,采用散装密闭方式,将平均粮温控制维持在20℃以下,这样可保证大豆安全储存两年以上[17]。
4.5 虫害防治
储藏大豆易遭受印度谷蛾、地中海螟蛾和粉斑螟蛾等蛾类害虫的危害,粮面压盖可以有效地防止虫害,使蛾类害虫无法爬出粮面在空中交尾和产卵;另外,采取DDVP悬挂法或在粮面放置内盛DDVP液的器皿熏杀也是较理想的防治方法。
4.6 适时通风、环流均温控制粮温
储备大豆应利用低温季节进行降温通风,待粮温降低后,进入低温密闭储藏,这样既能隔绝外界温湿度的影响和害虫感染,又能防止浸油、赤变。
储藏期间有效控制粮堆温度:①对低温粮堆要及时密闭保冷,维持大豆的低温状态并预防低温粮表面结露;②在高温季节,除必要定期检查外尽量减少进仓次数,及时排除仓内聚集的湿热;③在秋末冬初要防范高温粮结露,抓住气温比粮温低5℃以上的有利时机,及早开始防结露通风;④对于粮堆表层的轻微结露,可采取扒沟、翻动粮面等方式疏松粮堆,选择适宜时机利用通风方式排除仓内湿热气体,从而缓解和制止隐患的进一步扩大;⑤表层结露严重的,不宜采取深翻挖坑方式以免结露层下移,应迅速采取分开结露层并单独烘晒的办法,从而阻止更大范围的发热、霉变。
适时通风的密闭压盖控温技术,虽然能控制上层粮温上升过快,但粮堆表层粮温仍然会上升至25℃以上,难以达到准低温储粮的目的,此时可考虑环流均温技术。不同地区的气候条件不同,对大豆储存造成的影响也不同,度夏时粮库需因地制宜采取环流均温与补冷措施。
北方粮库可利用漫长的低温时机进行通风,在大粮堆中形成一个巨大冷芯,度夏时利用粮堆冷芯实施整仓环流的控温模式,即粮堆通过冬季通风冷却储备大冷芯,环流风机、环流管、风道、粮堆及上部空间构成一个环流系统,盛夏时在风机作用下,把粮堆内的冷气经环流管注入到仓内上部空间,与仓内空气进行交换,通过整仓环流均温(图9)达到调节仓温和表层粮温的作用,从而实现(准)低温储粮。但此法应用的前提是仓房的隔热性能良好,具有通风道及环流系统。
图9 整仓环流均温示意图
南方地区只能在冷空气南下时对粮堆进行通风降温,此时大粮堆内形成的冷芯较小。对于安全水分、基础粮温不高的大豆粮堆在度夏时,实施仓内空调补冷、内环流均衡温湿度的控温模式[18](图10),具体做法是:当夏季仓温超过25℃,开启空调与内环流系统,空调设置温度为23℃,将仓温降至25℃;盛夏时内环流运行3次左右、每次20 d左右;谷冷机用于大粮堆的补冷和防止偏高水分大豆的发热。此法应用的前提是仓房隔热性能好,仓内有通风道和局部环流系统,则能确保粮堆冬季通风冷却、春夏季隔热保冷、除湿机控湿等措施顺利进行。
图10 漳州库空调内环流补冷均温示意图
华南地区位于我国的最南部,基本上无可利用的低温时机,大粮堆内也无较低温的冷芯,需采取不同于北方粮库的做法——谷冷机补冷均温模式,确保仓内大豆的度夏安全。此法应用的前提是做好仓房的隔热改造,及时实施环流均温补冷,控制大豆储存温度,达到安全度夏的要求。
华南地区的基础粮温高,冬春季可用于粮堆降温的低温时间短而少,在春季气温回升前,广东新沙港、揭阳等地的粮库主动使用谷冷机降低粮堆的基础粮温,出口初始风温设置为比平均粮温低6℃左右,随着粮温降低,再逐渐降低出风温度,可达到节能保水、提高储粮稳定性的效果。在盛夏期间,当仓内粮堆表层粮温高于25℃时,及时使用谷冷机进行压入式短时送风、补冷均温,送风温度接近底部粮温或低2℃左右,冷风在粮堆内上行、达到表层或周壁粮堆降温的目的时即停止。在6月下旬至9月初的盛夏期,谷冷机重复进行两到三次的补冷通风,即可使粮堆安全度夏。
4.7 加强粮温检测,掌握粮情变化动态
粮温变化是储粮稳定程度的主要标志。在粮食储藏过程中,主要依靠粮温检测来反映粮情的变化和掌握内部粮情的变化趋势。因此,在大豆储粮管理中,需认真、细致、全面地进行粮温的检测与分析:①重视粮温变化规律:粮温在春夏季比仓温低,秋冬季比仓温高,春暖秋凉季节转换时,两者温度相平衡;②采取两结合的方式检查粮情,即定点与机动点相结合,仪器检测与感官检测相结合,取长补短,相辅相成。每周进仓检查粮情制度的制定就是要通过人体感官的检测去弥补仪器检测的不足;③采用五比较的方式分析粮情,即相同储藏条件下的粮堆与粮堆相比较,粮温上升与气温上升幅度相比较,同一粮堆前后两次检测结果相比较,同一粮堆不同测点相比较,同粮堆同层各测点相比较,及早发现储粮问题中的早期温度变化,为采取相应措施提供依据[19]。
按照《粮油储藏技术规范》的要求对储粮、仓房进行粮情检查。水分在12.5%以内的大豆每周至少检测粮温、查仓一次;水分在12.6%~13.5%的大豆每周至少检测粮温、查仓两次,水分超过13.6%的大豆必须每天检查粮温和查仓。在检查粮温、粮质的同时加强仓湿检查,仓湿过大时应开启窗户、轴流风机降湿或开启除湿机控湿。在夏季高温和气温转换季节,应加强粮面及以下10~50 cm的粮情检查,观察粮质变化,严格控制大豆温湿度变化。
当粮堆和仓房内温湿度出现异常时,应入仓通过感官鉴别、结合扦样分析判断粮食是否发热,特别要关注粮堆表层、仓房四周、杂质积聚区和发热区域的粮情变化,通过以下方式进一步判断隐患类别和严重程度:①鼻闻仓内有否异味,若有霉味、辛辣等异味,则判断存在“霉变”情况;② 手抓豆粒感觉其干湿和软硬程度,若发现豆粒有潮湿感,则判断存在“出汗”或“结露”情况;若发现豆粒变软,则判断存在“吸湿生霉”或“赤变”可能;③脚趟粮堆感觉其松软程度进行散落性判断,若发现豆堆表面发硬、堆内有硬块等现象,则有“结顶”或“结块”可能;④ 观察豆粒种皮颜色、子叶部位状态,若发现种皮灰暗、泛白,则有“初期霉变”可能;若子叶靠脐部位色泽变红,则为“红眼”;子叶红色明显较深,则已“赤变”;若子叶呈蜡状透明,则已“浸油”或“走油”;若豆粒出现白色斑点或破碎粒出现绿色菌落,则为“重度霉变”或霉烂现象。
如遇雨、雪天气,还应加强对仓房、窗户和粮面等部位的检查,注意仓内和粮堆上有无雨雪渗漏点、虫情及其它现象,防止个别部位大豆吸湿生霉。对偏高水分大豆,即使在冬天也会发生问题,检查时要注意粮堆中是否存在结露、出汗等现象。
中储粮油脂公司提出的四个“一点”预防措施,即准备工作考虑多一点、执行程序严一点、粮情检查与分析要勤一点、粮情处理与平仓要快一点,虽不能避免异常粮情的发生,但有助于及时发现发热隐患苗头、可为粮库处理异常粮情提供准备时间和应用空间,从而减少粮食损失[3]。
5 风道设计、通风操作及大豆保管时的注意事项
5.1 仓房气密性
熏蒸及气调杀虫对仓房气密性要求较高,仓房气密性差使气体浓度难以保证,从而导致杀虫效果差且成本高。
5.2 大豆储存时间
大豆储存时间过长,其出油率降低,食用和加工等各项品质都会下降或发生劣变,且国产与进口不同国别大豆的储藏稳定性差别较大,其储存应有一定的期限,并需因地制宜根据粮情分别对待。通常仓房储存的大豆以2年为宜,最好不要超过3年,储藏温度不能高于25℃。
5.3 粮面结露与霉变
通风时注意观察粮面豆粒的变化,防止由于温差过大造成粮面结露、局部生霉现象的发生。如局部发生轻微潮湿现象,可采取勤翻粮面、表层通风散湿、局部单多管风机通风等均衡粮温和降湿措施,但要避免在温差过大时段通风,否则会适得其反;对个别部位潮湿、结露现象较重,则应立即将潮湿严重的大豆取出摊晾,防止进一步的品质劣变。在风机的选择上,可根据实际情况选择离心式风机、混流风机或单多管风机,以达到经济利益最大化[2,20]。
5.4 通风与谷冷技术
粮库在选用通风和谷冷技术时需以维持粮堆安全储存为首要原则,适度作业,生产中应根据当地的气候条件、粮食的储存期、粮堆的回温速度和经济成本来确定降温或冷却的目标温度[21],其数值并非越低越好,目标温度确定过低会造成降温成本过高、水分减量严重、损耗过大。
5.5 通风机风量与电机功率
粮情正常时的冬季通风一般采用小风量,大风机用于非正常粮堆的应急通风或采用谷冷机的补冷降温通风,多个粮库的平房仓采用3 kW以下风机即可达到将粮温降至不高于比当地最低气温高10℃的效果,负压通风可达到比气温稍高的粮温。广东东莞省库的万吨浅圆仓采用5 kW混流风机可将粮温降至20℃以下。
5.6 粮库通风口数量与风道出风口面积
粮库选择风道时,常存在 “多组风道的通风口多,通风时可多接风机,风量大的通风效果一定好”的认识误区,所以在浅圆仓的风道设计中,常选用有4个通风口的环状风道或“丰”字形风道布置形式。但事实恰恰相反,影响粮堆通风效果的主要因素不是通风口数或风机台数的多少,而是风道出风面的大小:当风机确定后,风道的出风面越大,通风时的穿网阻力越小,通风效果就越好;若出风面一定时,采用4台风机通风的总风量是增大的,但遇到通风阻力更大,能量消耗更多,但增长的通风效果并不明显。实际运行的通风效果4台风机与2台风机相近,而能量消耗却增加1倍[22]。
5.7 浅圆仓的通风口数量
浅圆仓的通风口数量多会给实际生产操作带来一系列的不便,主要原因如下:①通风口多,会影响仓房的气密性;②环流熏蒸时,可将两个通风口并联、合用一根环流管,但环流均温时两个通风口无法共用一根环流管,只能设置4根独立的环流管,出现熏蒸与均温的两套环流系统,增大设计工作量和投资成本;③使用谷冷机时,1台谷冷机并联两个通风口或4个通风口各接1台谷冷机,存在操作麻烦或设备投资成本高的缺点。所以,浅圆仓内通风系统中两组风道的布置方案优于四组风道,其中两组风道布置以“圭”字形风道为最优。
5.8 大豆入仓季节对其储藏稳定性影响[23]
高温对大豆质量影响较大,大豆入仓时间应避开高温季节,尽量选择在11月末至翌年3月底前的低温季节。当入仓无法避开高温季节时,应24 h不间断入粮,入粮结束后迅速采用机械通风、谷冷机等措施将粮温降至25℃以下或采用空调降低表层粮温,努力延缓粮食品质劣变。
5.9 根据发热原因采取不同处理措施
①大豆吸湿、水分较高引起的发热,最实用的措施是采取翻动粮面、机械通风降温散湿或除湿机降低仓湿等;②杂质聚积引起的发热,应倒仓过筛或局部挖掘清除杂质;③害虫引起的发热,先熏蒸杀虫,再通风降温;④局部发热可采取局部通风处理的方式;⑤整仓发热则必须采取全仓冷却通风或倒仓作业,彻底消除积热。南通库及北良库的长期储粮经验表明:杂质大、通透性差的大豆粮堆,当温度超过35℃时就会出现类似昆明“石林”现象的严重结块。因此,当豆温接近30℃或有上升趋势时,就要采取通风或谷冷措施进行降温。
5.10 确保查粮人员安全
新建仓房堆粮较高,尤其是浅圆仓与筒仓更要注意保管人员的操作安全。①雨雪天后,要及时清除仓外爬梯踏板与仓顶露天通廊走道上的积水积雪;②大豆呼吸比较旺盛,易造成仓内缺氧,进入长期储存或气密良好的仓房内(包括地下通廊)检查或作业前,需先开窗(通风孔)散气,通风半小时并检测仓内氧及毒气浓度对人员无影响后,再进仓作业,且需两人以上同时进仓,确保人身安全;③开启仓房的挡粮门(板)出粮时,需先检查挡粮门结构有无安全隐患,再按操作程程序打开挡粮门上的出粮口、挡粮门扇和机械进仓,以防挡粮门突然倒塌、粮流埋人的伤亡事故发生;④集中进粮仓型、使用斗提机、密闭性能良好的仓房和使用明火作业等场合,需按安全操作程序作业,避免粉尘爆炸造成人员伤亡[19,24]。
5.11 因地制宜选用储粮技术[25]
我国地域辽阔,各地气候条件不同,所用储粮技术产生的成本也不同。通常大豆储藏控温措施有谷冷降温、仓顶喷淋、高浓度熏蒸、倒仓降温等,每种技术应用产生的吨粮费用为谷冷2.0~5.5元/次,仓顶喷淋 0.50~0.80 元/年,倒仓 2.5~3.0 元/次,高浓度熏蒸为1.5元/年。因此,粮库在选用储粮技术时,须因地制宜、因粮制宜,针对不同粮情,选择当地适合的技术进行处理,既要确保储粮安全,也要降低储粮费用,以取得较好储粮效益。在学习他人经验时,应预先进行试验,在提高、完善的基础上,再在粮库推广应用。
6 小结
大豆籽粒营养丰富、后熟期长,储藏稳定性差,储藏特性主要表现为安全水分标准低、吸湿性强、不耐高温、易浸油赤变等方面,日常保管中对储藏设施和配套仓储设备的要求高,在仓房建设及改造过程中需保证仓房的气密性、隔热性并配备完善的环流通风系统和控温设备,才能满足大豆低温干燥的储藏要求。
大豆安全储藏应根据当地的气候特点、仓房性能和大豆的质量情况,因地制宜选用合理的储藏措施,综合运用清杂、低温、干燥、通风等储粮技术,将大豆的水分、杂质、温湿度和虫霉控制在安全范围内。同时在储藏期间也要适时做好通风防潮、防结露,及时进行粮情检查,使其在储藏期间各个阶段分别实现“降温冷却、隔热控温、通风排热、环流控温”的储藏目标,减少环境因素的影响,控制霉菌和害虫的活动,最终确保大豆的安全储存。
致谢:付鹏程、王大枚及李林杰等专家在百忙中审阅了该文,并提出论文修改的宝贵意见,在此表示诚挚地谢意。