李益良 潘朝松 江 欣 王亚南
(四川省粮食局 610012)
毛金水 梁永生 余治林 程和云 王 敏 江 红
(四川川粮米业股份有限责任公司 618300)
摘 要 将水分为16. 0 %～18. 6 %的新收割优质稻谷采用包装打围、中间散存的方式储藏,分别使用热风就仓干燥,自然风就仓干燥和低温储藏干燥等方法进行干燥处理,同时也使用低温烘干机和自然晾晒等方法进行干燥处理。结果表明:各种干燥处理都达到了满意的效果,达到预期干燥水分,干燥均匀,未增加裂纹粒(爆腰粒) ,发芽率、黄粒米率、整精米率、脂肪酯值和粘度等重要品质指标未发生明显变化,品质新鲜。通过试验找到了稻谷保鲜干燥方法,可与保鲜储藏稻谷的方法配套,为保鲜大米加工常年提供新鲜稻谷原料。
关键词 稻谷干燥 保鲜干燥 就仓干燥 低温储藏干燥
新收割的稻谷,一般水分都在20 %～30 % ,为了能较长时间的储藏和运输,必须对其进行干燥。干燥的方法很多,但在我国用得较多的,还是较古老的自然晾晒法。它所需设备简单、节能、经济,但干燥条件难于控制,易发生曝晒或干燥水分过低,因而形成稻谷裂纹粒增多,碾米时碎米率增加,进而影响稻谷质量。刘建伟、徐润琪等通过调研和实验对稻谷的收割期、自然晾晒干燥条件及对稻谷爆腰率的影响做过一些研究报导〔1～4〕。他们调查发现,干燥到水分12.5 %以下的稻谷,其爆腰率可达47 %。他们实验发现,晾晒干燥速度过快,超过1. 2 %水分/h的降水速度,爆腰率大为增加。这些干燥条件,农民很难掌握。加之近年来,农村很多劳力外出务工,稻谷收获季节缺乏劳力,又难寻晾晒场地,因此很多农户愿意收割后就将稻谷卖掉,哪怕价格低点,也不愿自行晾干再卖,这无疑加重了粮库的干燥负担。
另一干燥方法就是烘干机加热干燥法,但在我国主要用于北方高水分玉米的烘干,用在稻谷干燥上较少,因为这些烘干机多属高温快速烘干机,用它烘稻谷不但爆腰率增多,还要严重影响品质和口味。商业部科技情报研究所〔7〕、游海洋〔5〕、刘平来〔6〕等对国外,特别是对日本的稻谷烘干机做过些报导。报导说,用于稻谷的烘干机,应是低温慢速烘干机,介质温度不要超过50 ℃,稻谷温度不要超过35 ℃,在大通风量作用下,烘出的稻谷才能保证质量。近年来,日本和台湾地区与国内有合资生产这种低温慢速烘干机出售,如“三久”牌烘干机,但这种烘干机产量非常低,不能满足国库烘干粮食的需要,且成本也高。在上世纪60年代,国外的一些农场和仓库开始使用“就仓干燥”方法对新收入仓的潮粮在仓内进行干燥,然后就仓储藏,后来把这种干燥方法称作“就仓干燥”。这种干燥方法简单、经济,不必购置价格可观但使用期很短的机械烘干设备,仅利用粮库常用的通风设备和空气加热器即可。而且这种方法还减少了一些输送环节,减少了粮粒的破损和损耗,因而降低了干燥成本。但它也存在较为严重的缺点,就是上下粮层干燥不均匀,下层过干燥而上层又干燥不到位。高影等〔8〕用就仓干燥方法对我国南方稻谷进行过干燥试验,取得较好效果,但仍然存在上下粮层干燥不均匀的问题。
本试验研究的目的是在现有粮食干燥的方法中,找出适合我国国情的,经济实用、易于推广,并能保持稻谷原有品质的干燥方法,与稻谷保鲜储藏方法相结合,能常年为市场提供新鲜可口的大米。
1 材料与方法
1. 1 试验稻谷
2003 年新收获“D 优—68”优质籼稻,产地四川省广汉市,粒型长宽比≥2. 8 ,水分为16. 0 %～18. 6 %(按水分分段存放) 。
1. 2 主要机械设备
烘干机:上海生产的NEWPRO —120 型良质米干燥机。通风机: 四川生产的离心风机4 - 72 -12No 60型,功率5. 5 kW。就仓干燥用加热器:成都生产的SRD —12 型加热器,较大功率12 kW。谷物冷却机: GLA85型,北京生产。粮温巡测系统:数字式测温仪TC6600 ,四川生产。LDQ —1400W 型多功能扦样器及LDS —ID型电脑粮食测水仪等。
1. 3 试验地点及试验仓
试验在川粮米业股份有限责任公司广汉米厂的大仓内进行。就仓干燥采用包装打围,中间散装的方式进行。打围仓长12 m ,宽4. 5 m ,堆高2. 5 m。在进粮前安装好地上笼风道:一机三风道,风道间中心距1. 5 m ,边风道中心距围墙边0. 75m。共做3个打围仓,其中一个用于通热风就仓干燥(空气经过加热器具) ,一个用于通自然风就仓干燥,另一个用于通冷风就仓低温储藏干燥(空气经谷物冷却机) 。为了保冷,在冷风就仓低温储藏干燥仓围墙内侧加一层10cm厚的聚氯乙烯硬泡沫塑料板,装粮之后,在粮面上加盖一层上述泡沫板,在泡沫板上再压盖一层装有稻壳的麻袋。装粮时,在打围墙内侧与潮粮之间隔一塑料薄膜,以免围墙内稻谷受潮。
1. 4 粮食干燥方法
1. 4. 1 热风就仓干燥 根据前人的研究和经验:就仓干燥稻谷的水分不要高于18 %〔9〕和就仓干燥上层粮较底层难干燥〔8〕,在粮食入仓时,我们严格掌握粮食水分,特别是上层粮食水分不高于下层水分的原则。在其中一个打围仓内装入稻谷74.1 t ,粮堆高2. 5 m ,此时空气途径比为(2. 5 m + 0. 75 m) / 2. 5 m =1.3。连接好空气加热器、通风机和风道,称此仓为热风就仓干燥仓。选有代表性的10 个点,作为测温点和测水点,每点分上、中、下3层,经扦样测定,该仓处理前平均水分为18 %。从预备试验得知,本试验用的加热器和风机组合后,可提高空气温度3 ℃左右。为此,我们掌握仓外大气湿度高于80 %,不通风干燥;仓外大气湿度低于65 %时,可通风干燥,但不加热。
本干燥试验是稻谷保鲜储藏试验的一部分,而保鲜储藏方法是低温和准低温,因此储藏水分可略高于安全水分(一般可在14. 5 %左右) ,又考虑到储藏通风降温中的水分损耗,我们把干燥的目标水分定在15 %。在用吹风方式干燥时,当10 个测水点底层水分只要有1～2点达到14. 7 %时,就要停止吹风干燥,而改成吸风方式干燥(此时不需加热器) 。当吸风干燥时,10 个测水点的上层水分只要有1～2点达14. 7 %时,停止吸风,再改成吹风,如此反复,直到上下层都有14. 7 %水分点时,停止通风,干燥完成,这时中层水分较高。在干燥过程中,每天测粮温,3～5 天用电脑测水仪测水分。
1. 4. 2
自然风就仓干燥 自然风就仓干燥与热风就仓干燥基本相同,只是吹入不加热的空气。因为用来干燥粮食的空气温度低,干燥速度更慢,所以装入干燥仓的稻谷的水分也要略低一些,我们控制在16 %左右。装粮时同样要注意上层粮食水分不要高于底层。该仓共装入稻谷77. 8 t ,平均水分15. 9 % ,粮堆高2. 5 m,空气途径比为1. 3 。装满粮后,只要把风机和风道连接就可通风干燥,但当外界空气湿度高于70 %时不通风,因为干燥效率太低,严重时稻谷还会吸潮。干燥的目标水分也是15 %,吹风与吸风相互转换的指示水分也是14. 7 % ,其它都同热风就仓干燥一样。
1. 4. 3 通冷风就仓干燥 通冷风就仓干燥(亦称低温储藏干燥) 与前面两种就仓干燥基本相同,只是通入的是经谷物冷却机冷却到10℃左右的空气,边储藏边干燥。因为干燥(储藏)的温度低,有利于稻谷原有品质的保持,有利于保鲜,但也由于温度低,干燥速度特别慢,因此,这种干燥不要求短期内完成(太浪费能源) ,而是在整个储藏期中完成。这种储藏干燥,一般都是储藏期较长,要度过夏季,以便在市场缺货时能提供品质新鲜稻谷(其它方式储藏的稻谷已开始变陈) 。通冷风干燥仓共装入稻谷75. 6 t ,平均水分为17 % ,上层水分略低于下层,干燥的目标水分为14. 5%。该仓储藏和干燥温度应始终低于15 ℃,一旦有的测温点温度达到15 ℃,立即通入冷风(温度为10 ℃,湿度为65 %) ,将粮温降至10 ℃左右即可停机。为做到这一点,每天测定粮温,10～20 天测1 次水分。
1. 4. 4 “三久”烘干机干燥 按“三久”烘干机使用说明书操作,将24 t 水分为18. 6 %的稻谷,分两次干燥成14. 5%左右。
1. 4. 5 自然晾晒干燥 从广汉新华粮库随机分取2003 年收购的“D 优—68”优质稻谷1 t 。该批稻谷是当地农民自然晾晒后交到粮库的,平均水分为13. 7 %。
1. 5 稻谷品质检测项目及检测方法稻谷、大米水分,按GB/ T56497 - 1985 执行;稻谷发芽率, 按GB/ T5520 -1985 执行; 黄粒米, 按GB/ T5496 - 1985 执行;色泽气味,按GB/ T5492 -1985执行;整精米率,按GB/ 1350 - 1999 附录A 执行;脂肪酸值,按GB/ T15684 - 1985 执行;粘度,按GB/T15682 - 1995 执行。
大米蒸煮特性试验(大米加热吸水率、米饭膨胀体积、米汤干物质,米汤pH 值、米汤碘蓝值) ,按王肇慈等1994年介绍方法〔10〕。稻谷裂纹粒,参照徐润琪等方法〔2〕,用人工剥去稻壳,在所得糙米中随机取100粒,用放大镜观察鉴别,如有一条裂纹,裂纹长度和深度过半的糙米粒计为裂纹粒;如有两条裂纹以上,不管长度和深度,均计作裂纹粒。
2 结果与分析
2. 1 干燥效果
2. 1. 1 热风就仓干燥效果 从2003 年9 月22 日开始通风干燥,于10 月23 日结束,为时31 天,通风干燥171小时, 耗电2172 kW ·h , 单位通风量135m3/ h·t ,把74. 1 t 平均水分为18 %的稻谷干燥成平均水分为15.2 %(上层15. 1 %,中层15. 6 %,下层14. 9 %) ,基本达到15%干燥目标要求,且干燥均匀,水分梯度满足《储粮机械通风技术规程》〔11〕要求。在通风干燥过程中,粮温正常,没有发现高温点,每次通风完毕后,各测温点温度均在通入空气的温度上下,说明通风均匀,风道布设合理。
2. 1. 2 自然风就仓干燥效果 2003 年9 月20 日开始通风干燥,10 月27 日结束,为时37 天,通风干燥126小时,单位通风量129 m3/ h·t ,耗电693 kW·h ,将77. 8 t 平均水分为15. 9 %的稻谷,干燥成平均水分为15%(上层14. 9 %,中层15. 3 %,下层14. 8 %) ,基本达到15 %干燥目标要求,且干燥均匀,粮堆水分梯度满足《储粮机械通风技术规程》中关于结束降水通风的要求。在通风干燥过程中,粮温正常,情况与热风就仓干燥相同。
2. 1. 3 “三久”烘干机烘干效果 “三久”NEW2PRO —120 型良质米干燥机是低温慢速式烘干机,每批次可烘干12 t。按使用说明书进行设定和操作,把12 t 水分为18. 6 %的稻谷经7 小时干燥成14. 3 %,干燥均匀,耗电64 kW·h,用柴油107 kg。此烘干机装料、卸料很费时间,本试验中,3 个工人用1. 5 小时才把12 t 稻谷装完,卸料时,也是3 人各用1. 5 小时卸完。
2. 1. 4 冷风就仓储藏干燥效果 冷风就仓干燥,其实就是低温储藏(15 ℃以下) ,因为冷风干燥需要很长时间,在本试验中进行了10个月,从2003 年9 月23 日开始, 至2004 年7 月29 日结束, 把水分为17. 0 %的稻谷干燥成14. 8%。在这期间,只要粮温高于15 ℃,就吹10 ℃左右冷风,到粮温降到10 ℃左右时停止吹风。一般5～7 天开一次机,但在12 月初至2月末可不用谷物冷却机(制冷机) ,而直接把仓外空气吹入粮堆进行降水降温。本试验中用制冷机吹入冷风时间为310 小时,共耗电24800kW·h ,因为干燥缓慢,所以干燥较为均匀,也没有发热、生霉、长虫现象。
2. 2 干燥费用
本试验研究的重点是各种干燥处理的效果及对粮食品质的影响,对干燥费用记录不全面,而且各种干燥处理的程度也不同,如“三久”烘干机只记录了电、油费用和烘干时的装卸人工费,对其它费用没记录;对热风和自然风就仓干燥只记录了风机和加热器的用电费用,而对入仓人工费用没考虑,拟把它列入储藏入仓费中;冷风就仓干燥的时间较长,所用电费不但包括干燥费,还包括低温保管费,很难将两者分开;人工自然晾晒干燥费,也只能从其它粮库的开支情况借用。尽管如此,通过有限的干燥费用比较,还是能看出些问题。现把有关情况汇总成表1 。
从表1看出,各种干燥方法中,费用较低的是自然晾晒,其次是就仓干燥,再次是烘干机,费用较高的是低温储藏干燥,其干燥费用是就仓干燥的10倍,是自然晾晒30倍,但它除干燥费用外,还包括一年的保管费,由于温度低,还节省了杀虫处理费。但应指出,由于本试验带有试验仓性质,规模小,费用高,如果改成实仓规模费用肯定要降低。
2. 3 干燥对稻谷品质的影响
各种干燥方法及干燥前后稻谷品质变化情况如表2 。
从表2 看出,本试验中所采用的几种干燥方法都不影响稻谷发芽率,保持干燥前后发芽率不变,即使是在低温储藏干燥10 个月后, 发芽率也只降低3. 5%。在干燥过程中裂纹粒都没有增加,包括自然晾晒方法,并没有出现徐润琪〔2〕调查中那么高的裂纹粒,也许是因为水分还不够低(只降到13. 7%) 。黄粒米也并未因较长时间干燥(就仓干燥30 多天,低温干燥10 个月)而增加。就仓干燥没有使脂肪酸值增加;“三久”烘干机的干燥使脂肪酸值略有增加, 从15. 7 mgKOH/ 100g升至18. 6mgKOH/ 100g ;10 个月的低温储藏干燥,脂肪酸值从15. 7 mgKOH/ 100g升到19. 5 mgKOH/ 100g ,上升速度相当慢。整精米率干燥前后的变化较大,但这并不是裂纹粒影响的,而是受水分影响的。干燥前水分较高,而整精米率低;干燥后水分较低,整精米率提高了,都在50 %以上。从这个试验来看,整精米率不受这些干燥方法的影响,而受稻谷含水率的影响。粘度值同样表现出干燥后的值高于干燥前的值,但这不是干燥对粘度的不良影响,若是有不良影响应是粘度值降低,而不是升高。试验中粘度值升高可能是受“后熟”的影响,干燥后,稻谷完成了“后熟”,也就是说完成了生理成熟,使粘度值达到较高。
通过上述分析,我们可以看出这些干燥方法对稻谷品质没有不良影响,可以很好的保持稻谷干燥前的品质。
3 讨论
3. 1 从试验结果看,本试验中所选用的几种干燥方法都能达到干燥均匀,保持稻谷的原有品质不变(如发芽率,脂肪酸值,粘度等) ,不增加碎米率,因此都能与稻谷保鲜储藏配套使用。其中,自然晾晒法较方便、较便宜,但需要大的场地和大量劳力,且条件难以控制(不能曝晒,不能过干),因此从社会、技术发展的角度看,它的使用将越来越受到限制。比较实用的还是低温慢速烘干机和就仓干燥法,但烘干机设备昂贵,使用季节性强,使用期短,一般粮库承受不起。因此,目前可行的是就仓干燥,它不需添置贵重设备,而且使用成本也比较低,一般粮库可以接受。当然,就仓干燥有些关键技术必须掌握,有些地方还需要发展完善。较好的、较具有发展前途的还是低温储藏干燥法,它能较长时间保持品质新鲜,但它的设备过于昂贵,运行成本太高,一般粮库是无法接受的。
3. 2 就仓干燥方法可以推广,但在推广中要注意关键技术的掌握,否则干燥会不均匀,而且还有坏粮的危险。一,潮粮水分不能超过18%。有些学者认为谷物水分在18 %以下,其水为结合水,它们释放困难,干燥困难,被微生物利用也困难。而18 %以上的水为自由水,失去容易,干燥容易,也易于被微生物利用,粮食生霉特别快。第二,单位通风量要大。这是由于粮食中的水分是以水蒸气的形式被空气带走,而空气容纳水蒸气的能力很低,特别是在温度较低时,因而只有通过大风量才能较快把粮食中的水分带走。我国《机械通风储粮技术规程》〔11〕中对通风降水的较低通风量有规定,但数值较低,而《储粮新技术教程》〔13〕则认为,水分为20 %以下的粮食通风降水时,单位通风量选80～200 m3 / h·t ,是适宜的。本试验采用129～135 m3 / h·t。第三,空气途径比要小,途径比越小干燥得越均匀。《机械通风储粮技术规程》要求在通风降水时,其空气途径比为1. 2～1. 5,本试验的空气途径比为1. 3。第四,为了防止底层粮食过干和上层粮食干燥不到位,可采取吹风干燥与吸风干燥相结合的方式,本试验取得较为满意效果。但如粮层过高,如5 m或更高,这时中层降水可能困难,可使用粮仓局部处理机对中层粮食通风降水,会取得较好的效果。第五,新建的高大平房仓不适合用于通风降水,因为它的风道间距较大,是根据通风降温的要求而设计的,空气途径比一般都在1.5 或以上。此外,由于它的仓容大,一般都在4000～5000 t ,要保证单位通风量在80m3 / h·t以上,很难找到合适的通风机。而适合就仓干燥的仓容较好是500～1000 t ,通风道按通风降水的空气途径比进行设置,就是说风道要密些。
3. 3
低温储藏干燥法是较为理想的储粮方法,它把低温干燥和低温储藏有机的结合在一起,减少了很多中间的转运环节,降低费用,减少损失,有利于保持稻谷原有的品质。从本试验结果看,低温储藏干燥10个月,品质仍新鲜如初,这无疑提高了储藏稻谷的商品价值,在夏季能有新鲜大米出售,丰富了市场,满足了部分消费者的需求。当然低温储藏干燥的成本也较高,但本试验中的费用并不代表低温储藏干燥的真实情况,因为本试验只是试验性,很多花费不合理,一旦低温储藏干燥走向实仓,费用将会大为降低。目前西欧一些国家,如法国、德国、比利时、英国等正大量采用低温储藏干燥技术。他们把从田间收获的水分为17 %～18 %的粮食,不经干燥直接入仓,用谷物冷却机吹冷风降低粮温,经数次或数十次降温处理,到出仓时,已降到适合加工的粮食水分。他们这样处理粮食,并未增加很多费用,只是购置设备花费较大,因为这样处理,节省了干燥费用、部分运转费用和杀虫费用,由于粮食质量好,还增加了销售收入。我们也应在有条件地区或粮库推广该项技术,但重要的是要有隔热保温仓库,谷物冷却机和足够的电力。
参 考 文 献
1 刘建伟等. 稻谷自然干燥特性与品质的研究. 粮食储藏,2001 (5)
2 徐润琪等. 适期收割对稻谷损失影响的研究. 粮食储藏,2003 (3)
3 徐润琪等. 稻谷自然干燥较佳条件的探讨( Ⅱ) ———从爆腰率发生分析干燥条件对稻谷的影响. 粮食储藏,2004(1)
4 巫幼华等. 稻米的收获及产后处理损失因素分析. 粮食流通技术,2004 (2)
5 游海洋. 国外稻谷水分再吸收研究情况简介. 粮食储藏,1993 (1)
6 刘平来编译. 大米品质与收获、干燥及储藏方法的关系.粮食储藏,1994 (1)
7 文昌贵编译. 日本稻谷、大米储藏概况. 粮食储藏,1982(2)
8 王肇慈等. 粮食食品品质分析. 中国轻工业出版社,1994 ,12
9 国家粮食局. 中华人民共和国粮食行业标准LS/T1201 —1204 —2002 ,中国标准出版社出版2002
10 国家粮食局粮食行政管理司编,2001 ,储粮新技术教程,中国商业出版社出版
沸腾床干燥机可用沸腾干燥机，又称流化床，经过30多年的使用、改进，它是由空气过滤器、沸腾床主机、旋风分离器、布袋除尘器、高压离心通风机、操作台组成。由于干燥物料的性质不同，配套除尘设备时，可按需要而进行，可同时选择旋风分离器、布袋除尘器，也可选择其中的一种。一般来讲，比重较大的物料只需选择旋风分离器 1.使用前，使转筒空转转动，查向转是不是与壳体内标指示箭头所示的相同，电热丝排。 2.安装工件时，工件应均匀分布在滚筒中。安装工件的数量取决于工件的大小，通常不超过去时的1/2。 3.用脚踩刹车板时，转筒开关必须关闭。 & 沸腾干燥机又称歇流化床干燥机。沸腾是指物料的“流化”状态，湿粒料通过料斗进入干燥器。过滤后的空气被加热到较佳干燥温度后，进入主机配气管，通过主机底部的分配板通过蝶阀与物料接触，使物料沸腾（流化状态）为t他烘干机。干燥后，将物料泵入冷却室，自然冷却后从排料口排出。废气通过内置袋式除尘器除尘， 水分散：这被定义为潮湿表面对干燥介质（热空气或气体）的可接近性。这通过使用产物分散器如机械散射器，双桨式进料器或笼式研磨机等在旋转闪蒸干燥机中通过在进料中混合干燥产物来实现。 温差：在快速干燥中，可以使用高的初始温度。这是可能的，调味料（鸡精、茹精、海鲜精）生产线干燥在流化床的CDS，FDS（流化床干燥系统） - 被用于干燥松散材料（颗粒，矿物质，煤等）。食品行业上使用的机器圆形横截面和矩形，单和多室中，空气喷泉，用沸腾，振动或喷动床。振动流化床设计不需要使用吸引设备，移动紧密间隔板不均匀固有地接近层流的流体层之间的产品的颗
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