Saturday, Aug 13, 2022
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饲料企业玉米安全储存关键技术与策略

中国饲料工业已经开始进入规模化产业发展阶段,散装作业是这个产业时代化最显著标志。相比传统仓储作业,散装作业中常有因经验不足导致谷物变质、异常损耗等影响企业效益的问题发生。如何做好饲料企业玉米安全储存管理是文章关注的重点。

玉米作为我国主要粮食作物品种之一,2019年产量已达到 26077 万吨[1],超过一半以上被作为原料在饲料中大量使用。不同于在其他深加工产业中的运用,玉米作为饲料、食品加工原料必须保证较高的品质——饲料中大量使用玉米,加上规模化后企业散存作业管理与技术复杂程度增加,使得玉米在收、储、使用等环节,如何保证质量成为当下饲料企业生产营运中的重大课题。
中国饲料工业起步于上世纪60年代,此一阶段物料运储主要是使用各类包装袋模式。行业从业人员数量多、劳动强度大、作业环境差、效率低是其主要特点。80年代前后,国外大型饲料企业开始进入中国,带动了国内饲料工业快速发展,大量先进的成套设备不断引入,生产机械化程度提升较快,逐步开启了全电脑自动化配料生产模式,玉米等原料基本上配套了散粮仓收储、投用设施,生产效率显著提升。进入21世纪,国内饲料工业开始稳定提升产业规模和机械化、自动化程度:饲料企业规模扩大,饲料加工业、装备制造业、饲料添加剂工业、饲料原料工业和饲料工业服务支撑等五大体系更加配套、完善,饲料企业横向联合、纵向产业延伸开始加快,产业毛利空间进一步受到挤压,企业竞争加剧,成本约束强化。能否成功控制成本成为企业生存的制约条件之一,大物流模式逐渐成为提效降费的有效手段——普遍使用玉米散货进仓储存作业模式,不仅节约人力成本而且不用包装材料可以降低包装费用。饲料工业机械化在主要原料散收、散储中率先实现。
1 饲料企业玉米主要散货储运方式
钢筋囤仓、围囤仓、筒仓(钢板、水泥)以及房仓等等都可以作为饲料企业散货作业仓。从专业化、经济性角度看,钢板圆筒仓、水泥圆筒仓不仅可以实现周转储存粮食机械化作业的效率改善,而且能够较好地实现环境防控,可以方便地配套通风、测温系统,更进一步还可实现温、湿度自主监控并联动机械通风作业,实现较长时间、较多数量安全存粮提高采购效益的目的。
早期的围囤仓、钢筋囤散料作业模式已经少见于当下的生产加工企业,除了少量的养殖场站自配料环节的周转使用。饲料企业的主要储粮仓有钢结构筒仓、水泥建筑筒仓等。常见玉米仓见表1.
表1 主要玉米散装储存仓

2 散货储运的效益评价
同传统的包装储运作业模式比,散粮存储在饲料厂有两个价值体现:一是利用较大的仓容量储存原料,原粮价低时大量采购。二是高效收、储、用,降低人工费用、仓储费用以及机械动力费用等。不同用途散仓,需要不同的仓储设施配置:⑴ 长储料仓。因为存期较长、储量大,所以必须有良好的隔热、通风及温度监控系统,仓储条件要求高、设施配置标准严、作业管理难度大、作业环节复杂;⑵ 周转仓。满足一定的容积需求,不漏料、不进水即可。配置简单、固定投入少。
保证仓存玉米品质不发生霉变是所有储运作业的根本目的。在保证品质的前提下控制原料仓储损耗,同时避免过度分级和物料外观性状改变(破损),也是玉米仓储工作的效益评价指标。
3 玉米品质及品质影响因素
3.1 饲用玉米品质标准
国内玉米共有三套国家和行业品质标准,分别是《玉米》、《饲料用玉米》、《猪饲用玉米》。其中:GB 1353-2018《玉米》是强制性标准,适用于所有商品玉米;GB/T 17890-2008《饲料用玉米》,适用于商品饲料用玉米;CGBA-1-2016《猪饲用玉米》(中国粮食商业协会标准),适用于猪饲料玉米品质标准。
各类指标项目中,脂肪酸值是衡量玉米品质的重要指标,根据动物对霉变敏感程度差异按照不同标准限值予以控制。此外玉米谷物中的各类真菌毒素如黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、脱氧雪腐镰刀菌烯醇,经过生产加工不能或很难消除他们的存在,惟有限制他们在配方原料中的含量,才能保证最终产品符合国家《饲料卫生标准》。
3.2 玉米储存品质影响因素
国内饲用玉米来源主要有生产季当期玉米和往期存货玉米两大类。不论是何来源、是否可以用作饲料原料,应该根据玉米水分、脂肪酸值、容重、不完善粒、杂质率指标对照标准判定、分等。饲料用玉米需要有较高的品质、加上玉米在库内储存期间的品质随时间变化而降低,所以饲料企业入库玉米品质指标不仅要高于粮食行业储粮标准而且还应高于饲料生产加工使用时的品质标准,避免储存过程毒素增加而失去使用价值。如粮食行业的GB/T 20570-2015《玉米储存品质判定规则》规定储存宜存品质玉米脂肪酸值(KOH.干基-1/mg.100g-1)≦65【2】 ,而对于猪饲用玉米脂肪酸值(KOH.干基-1/mg.100g-1)最大不能超过60,见表2。入库储存的谷物要严格控制储存类毒素含量。
表2 《猪饲用玉米》主要卫生质量标准CGBA-1-2016

不良的玉米储存作业会引起霉变,导致可能携带大量真菌毒素,达不到使用标准。储存玉米品质变化的主要影响因素有水分、温度(主要是粮温)、破碎料、杂质含量、原粮害虫以及环境湿度等。
3.2.1玉米水分
玉米水分含量是玉米安全储存的重要影响因素:低水分的玉米呼吸作用慢、氧化程度弱、脂肪酸值变化小,同时水分低则微生物活动弱。玉米原始水分越高,其呼吸能力越强,粮堆发热霉变程度越严重[3] ,并同时伴随脂肪和淀粉含量越快降低。
3.2.2玉米害虫
主要有玉米象、大谷蠹、印度谷蛾等。发生虫灾害时大量繁殖的害虫导致粮温和水分双双上升,产生霉变[3]。
3.2.3粮食温度
包括玉米自身温度高,以及因为破碎粒 、各类有机和无机杂质、不完善粒等导致粮食分级,堵塞粮食空隙而影响通风和降温效果,使得温度上升、水分增高,甚至产生霉变[3]。低温储藏条件下、玉米储藏品质较为稳定,高温条件下玉米储藏品质指标随时间推移出现很大变化,尤其是脂肪酸值与时间正相关[4]。
3.2.4储存湿度
程芳等[5]研究表明 同等水分的玉米在环境相对湿度越大情况下,霉菌总数越多,越容易霉变。
总之,霉菌与水分高度相关。随时间推移玉米脂肪酸值不断上升,温度和水分增加时,脂肪酸值上升幅度更大。湿度增大、霉菌增多,更容易霉变。
4 筒仓玉米品质保证技术及规程
入库前做好品质把关,分级入仓,不同水分按照1%差异,分仓储存、保管。
4.1控制尘杂
不仅要去除大杂,还要去除小杂、尘杂等,因此要配备双层清理筛网和进行吸风除尘作业。筛网规格选择要保证清理效果,同时根据玉米籽粒大小选择,尤其入库玉米破碎不完善粒比例高或者杂质灰尘大,应该加强清理措施,保证入仓玉米尘杂合格。表3是猪饲用玉米尘杂霉变标准。
表3《猪饲用玉米》霉变和尘杂标准

4.2温、湿度控制
存期长的仓库应该配置温(湿)度测量系统,实现温湿度检测。温控系统分为自动测温和人工手动测温两类。测量点设施配置应符合GB/T 26882.1-2011《粮油储藏 粮情测控系统》传感器布置原则,仓温、湿度传感器配置在仓的中央位置中部区域部分,圆筒仓粮温传感器按照:水平间距不大于5米,垂直方向上间距不大于3米,距离粮面、仓壁、仓底0.3-0 .5米[6],最大限度配置测温点数(具体操作依据GB 50322-2011《粮食钢板筒仓设计规范》 第8.5 粮情测控系统 粮食钢板筒仓测温电缆布置数量和布置方式 )。优先选择配置自动监测粮情系统,按照程序测量粮堆、仓内、室外环境温度与湿度并记录、分析,给出通风操作或者警报提示。
4.3通风操作
机械通风是储粮通风作业的主要形式。根据功能分为降温通风、降水通风、调质通风、其他功能通风四类[7]。饲料企业玉米储存基本不涉及调质增加水分改善加工品质的通风作业。其他三类均有运用,其中其他功能通风主要目的是平衡粮堆温度、湿度,防止或消除水分转移、分层和结露、以及粮食除虫熏蒸和熏蒸作业后的散气和除湿。
根据不同仓储环境,按照《储粮机械通风技术规程》LS/T1202-2002,结合实践,总结归纳通风等筒仓安全储粮作业方案,见表4。
表4筒仓玉米安全储存操作方案

5 其他安全操作技术
5.1 玉米使用与转仓
筒仓高度H和直径D比小于1.5时(直径大且矮的浅圆仓)因为杂质流动性差而导致尘杂多集中在仓的中心形成空气难以通过的中心杂质柱体结构,在原粮仓满或者暂停进料作业时,应该放出部分玉米以破除粮堆表层集中粉尘层和中心杂质柱体。此外,无论是何地理区域或者季节,环境温度上升时也会使得仓壁和仓顶部粮食缓慢升温,尤其高温季节仓上部表层粮(100-200mm)可能会达到日最高气温[8],即便仓内其他粮温很低无须通风操作,但为了表层粮食安全,每月要安排原料使用或者周转倒仓作业一次,数量不少于满仓的3-5%。
5.2防止结露
一定气压下,空气中水汽随着温度降低达到饱和气压的温度就是露点(0℃以下是霜点),此时温度继续降低有水(霜)析出(产生)。天气影响空气湿度,昼夜变化改变环境温度,夜晚降温可能使水滴析出。应该根据当日仓内相对湿度、气温、夜晚仓内最低温度,对照查询是否在该仓内气候条件下露点以上:最低仓温(空仓部分气温,不是粮温)低于露点则要在降低到露点前启动通风,以降低仓内温度使得该相对仓内湿度下露点降低到夜间最低温度以下能避免或减少结露(降温避免结露、降温减少露水)。 露点根据气象条件、仓内温湿度查表或者计算确定[9]。
此外,粮温高于0℃时的降温通风也可能在表面结露,此类现象应该继续通风并放料扰动表面料层到结露消失。
5.3 风道的维护与清理
粮杂透过空气分配器孔板进入风网导致风道变小和阻塞,应该每年清理一次以保障通畅。因为风网进风口和仓外环境连通,仓内风道空气温度和粮堆温度接近,和室外环境普遍有温度差,风道内高温空气遇到冷风或者外环境高温、高湿空气遇风道内冷气流,可能达到空气露点而产生凝结水并同风网内的有机尘杂混合进而产生霉变,所以进风口要考虑在不通风时候,能防止环境气流进入风道的蝶阀等装置。
5.4降水通风
较高水分的玉米,采取通风降水必须在空气干燥条件下。LS/T1202-2002《粮食机械通风技术规程》建议允许通风降水的条件:粮食水分为亚热带玉米水分不大于16%、非亚热带地区不大于20%,并且粮堆温度高于大气露点温度且大气的即时绝对湿度低于粮堆水分减去1%后的水分在环境温度下的平衡绝对湿度。通俗地说就是粮食与空气接触过程吸纳的少于析出的水汽,表现为粮食水分降低。否则无法用通风降低粮食水分,应该等到空气湿度降低时再通风。降水通风停止通风的条件是粮堆温度梯度小于1℃.米-1。
即时粮温下的玉米平衡绝对湿度和即时大气绝对湿度查定方法见《粮食机械通风技术规程》附录B中的B.1。
6 结果与讨论
6.1 保证低温、干燥
把粮温控制在15℃甚至0℃以下,实现低温储粮可以显著延长安全储粮期限。存储期内应避免粮温升高,只要谷物水分均匀,不应安排粮食通风。
6.2 不长时间储粮
张玉荣[4]等的实验表明在0℃低温条件下玉米脂肪酸值也会随时间推移而发生变化。所以储存期内要定期(时长根据粮温和环温确定)查粮情,评定玉米品质,根据品质安排玉米存储或者使用。
6.3 降温通风
开始时间:需要通风的晚间大气温度较低时。大气温度越低,温差越大,降温越快[10],无论是对发热降温还是粮堆降温。
粮堆平均温度比日最低气温高8℃时,应启动降温通风。
停止时间:晴天且降温效果达成后的早上6-8点停止,达成低温干燥的通风效果。
要连续通风。降温通风是自外界低温空气把粮堆内高温(面或层)向空气出口面逐渐移动的过程,中途停止通风则高温层(面)还存在粮堆内部,所以应避免每天通风的操作。
6.4 除湿、降水通风
可能结露的天气情况下需要除湿通风。去除湿气通风首选仓顶(接近筒仓中部)动力吸风机。
降水通风操作复杂,且效果不确定,只能作为企业紧急处理原粮应急操作。
6.5 选择合适的建筑结构
锥底筒仓比平底筒仓更适合做周转仓——不仅收货进料同时生产领用玉米,也能保证先进先出、避免平仓底底层谷物滞留现象,而且无须人工操作清理底层粮。
非周转的储存玉米尽量用保温隔热仓。
6.6 其他
散储玉米品质控制技术与方法对饲料行业规模化生产条件下的其他各类原料、成品饲料安全散储具有借签意义。
运用好通风技术是饲料企业保证仓储玉米品质的最有效方法。加强仓储硬件设施投入,科学规划选择仓的类型、容量,配套温湿度粮情测控系统,在大容量仓储中逐步引入智能仓储技术,做好原粮入库质量控制,不断总结经验、提升作业技能、严格执行操作规程、落实安全储存技术,可以显著改善储粮效益、推动更快提高饲料行业生产运营管理水平。

[ 参 考 文 献 ]
[1] 国家统计局 国家统计局关于2019年粮食产量数据的公告
http://www.stats.gov.cn/tjsj/zxfb/201912/t20191206_1715827.html
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 玉米储存品质判定规则 GB/T 20570-2015 中国标准出版社 2015:5。
[3] 李慧,王若兰,渠琛玲,薛飞,等. 玉米储存过程发热霉变研究综述 .食品工业 , 2017,38(8):188-191
[4] 张玉荣,温纪平,周显青,等.不同储藏温度下玉米品质变化研究。粮食储藏,2003(3):7-9
[5] 程芳,陈伟,等.不同储存条件下玉米真菌多样性研究。中国粮油学报, 2011(10),26(10):83-87
[6] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 粮油储藏 粮情测控系统 第1部分通则 GB/T 26882.1-2011 中国质检出版社 中国标准出版社 2011:12
[7] 中华人民共和国粮食行业标准,LS/T 1202-2002. 储粮机械通风技术规程. 国家粮食局.2002
[8] 周全申,张来林,侯业茂,等.中国区域气候对仓储粮堆温差的影响 .郑州工程学院学报 ,2002(9),23(3):36-39
[9] Dewpoint Calculator,露点确定方法http://www.decatur.de/javascript/dew/index.html
[10]杨国锋,丁超,等.关于储粮机械通风温度条件的探讨.粮食储藏,2009(6):31-33

作者:张森和
(吉林大北农农牧科技有限责任公司)

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