粮仓储粮真菌的远程监测与预警

发布时间：2020-10-11 08:57

　　 粮食在储藏期间极易受到微生物的侵染,早期监测和预警储粮微生物活动,是保障粮食安全储藏的一项重要技术,本课题主要研究粮仓储粮真菌活动的远程监测和预警,为储粮真菌危害的早期防控提供新的技术手段。本课题构建了一套可适合粮仓使用的储粮真菌活动远程监测系统,该系统主要由气样采集、粮仓检测和远程操控三部分组成。气体采集部分选择了低流量的微型气泵,可消除取样对监测点CO_2浓度的影响;输气管选用硅胶材质的细管,该材质输气管具有抗弯折、抗变形、输气稳定等特点,气体输送稳定性好,可提高气体传感器的检测响应速度,减少细长输气管道对检测过程和检测结果的各种影响。通过对实仓储粮的监测和应用试验,在远程终端上设置了粮情监测、参数设置、数据查询、数据输出、检测数据实时显示、报警等操作模块,可以实现远程的检测控制,检测编程和结果呈现等储粮真菌危害活动检测的应用功能。在本课题实施的各项参数监测试验中,构建的本套监测系统均能达到在实仓中监测储粮真菌活动的效果。在实仓条件下进行储粮霉变检测效果和影响因素的分析。结果显示,控制监测仪的气体取样流速为50ml/min~100ml/min时,可以提高监测效率,保证监测结果的可靠性。检测的理论气体取样量设定为1.5倍输气管内部体积,该输气量可以满足不同规格输气管稳定检测储粮微生物活动的需求。在不同储粮温度下,粮堆中CO_2浓度与粮食带菌量变化趋势一致,两者相关性系数大于0.99,说明储粮霉菌的发展与产生CO_2气体完全同步;在带菌量相当的条件下,30℃比20℃条件检测的CO_2值高4.7倍,说明温度变化可影响检测结果,在低温条件下的储粮CO_2浓度升高更须予以关注。研究了粮食种类的监测差异。对相同水活度的小麦和稻谷进行CO_2浓度监测表明,稻谷微生物活动产CO_2气体量比小麦高2.04倍;同时,粮种对CO_2气体扩散的影响也非常明显,在霉变源CO_2气体浓度相近的情况下,稻谷粮堆内0.5m处的CO_2浓度最高值比小麦高50%,浓度峰值时间可提前4d。对粮仓漏水的极限恶劣储藏状态进行了模拟储藏和远程监测试验,结果表明,在8d的试验期间,CO_2浓度监测结果与粮堆增水速率变化完全一致(r0.99);感官检验只有在第8天时可以明确分辨粮堆下层有变色和变味现象;经典的霉菌培养分析方法在8d后可检出带菌量仅从10*10~2cfu/g增加至200*10~2cfu/g,根据该试验样的带菌量不足以判定粮食霉变或粮食品质的变化,说明本试验实施的测气法远程监测对于保障粮食储藏稳定、避免真菌的危害具有明显的优势。通过粮堆远程CO_2气体检测结果与储粮品质变化及粮食带菌量变化等指标的比较,排除储粮中昆虫活动的影响,在粮面没有覆盖的粮堆中设置2 m间隔的CO_2气体浓度监测点,任何一个点监测到CO_2气体浓度大于0.1%,可以确定粮堆中有霉菌局部活动的概率大于99%,可以发出储粮真菌危害的预警信号。针对粮食常规储藏经常使用的粮堆通风和储粮杀虫熏蒸技术,进一步开展了对本试验远程监测系统效果影响的研究,结果表明,粮堆通风对真菌活动有明显的抑制作用,最终的抑制效果与粮食水分降低率一致,也与CO_2气体浓度变化值一致;粮堆磷化氢熏蒸杀虫对储粮真菌活动的影响不明显,仅仓门开启和人员活动可对CO_2气体浓度监测值产生影响,在熏蒸实施3 d后,由霉变点产生的CO_2气体浓度即可恢复原状。因此,当粮仓不适合人员进仓检测操作时,本试验建立的远程监测系统仍可作为储粮真菌活动监测的有效方法。
【学位单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S379;TP274
【部分图文】：

2 试验材料和方法2.1 试验材料2.1.1 试验地点及粮食实验地点 1:河南工业大学储粮微生物实验室 9322、9334，模拟仓为高 H=1.1m，直径 D=0.2m 的圆柱形塑料容器。实验地点 2：河南工业大学 41 号楼粮食储运中心实验粮仓，仓房尺寸长宽高分别为 9 m、6 m、6 m，仓内粮食为 2016-2017 年河南产混合小麦，平均含水量为 11.3%，储粮量约 260 t。实验地点 3：长沙储备粮食库稻谷仓，仓房类型为高大平房仓，仓房尺寸为41.5m×33.5m×6.22m（长×宽×高），平均含水量为 13.2%，储粮量 3399 t。

2 试验材料和方法2.1 试验材料2.1.1 试验地点及粮食实验地点 1:河南工业大学储粮微生物实验室 9322、9334，模拟仓为高 H=1.1m，直径 D=0.2m 的圆柱形塑料容器。实验地点 2：河南工业大学 41 号楼粮食储运中心实验粮仓，仓房尺寸长宽高分别为 9 m、6 m、6 m，仓内粮食为 2016-2017 年河南产混合小麦，平均含水量为 11.3%，储粮量约 260 t。实验地点 3：长沙储备粮食库稻谷仓，仓房类型为高大平房仓，仓房尺寸为41.5m×33.5m×6.22m（长×宽×高），平均含水量为 13.2%，储粮量 3399 t。

称量一定质量的粮食放入塑料圆桶内，计算出添加的蒸馏水量。将预添加的蒸馏水分 2~3 次均匀的，将装有已混合均匀粮食的塑料桶密封并放入 4℃的小时将粮食翻动一次，测定平衡后的粮食含水量与设致则继续调节。 ml =粮食质量（g) (预调水分 初始水分） 预调水分测气点的布置方法数量的粮食装入双层棉布袋中并捆扎，试验准备妥善将粮包埋入粮堆，根据气体检测位点要求在距粮包一，布设完成后将粮坑填平并复原粮仓。
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本文编号：2836372