谷物仓储管理系统的冷却与优化

粮食是畜牧业中人类营养和饲料的重要基础，它需要在整个处理过程中保持可用性，因此，必须在质量和价格最佳的收获季节储存。大多数工厂都投资了像筒仓这样的散装储存设施，以简化加工过程并在储存过程中保持谷物的质量。然而，仓储的管理主要面临新的挑战，与粮食的性质、储存环境和收获后的处理息息相关。

主要问题：高且不均匀的水分含量、高环境温度和相对湿度、储存期间的升温、虫和霉菌的滋生。所有这些因素都需要人为控制，造成额外的成本或加工效率的降低，并且会随着储存时间的延长而增加。谷物通风冷却可以减轻这些麻烦并简化管理，成为一种处理解决方案，并可满足所有谷物储存限制。

谷物冷却机通过软管连接到谷物仓房，处理过的空气被吹入谷物堆中，气流通过谷物并带走谷物中的热量，冷空气经过谷物后变得潮湿和温暖，并通过顶部的通风口离开仓房。谷物冷却要一直持续到整个仓房内温度达到要求，通常在10到18°C的范围内。具体取决于储存时间，温度升高后，需再次进行冷却。

2.1预防呼吸衰竭

谷物在收获后会继续进行呼吸作用，新鲜收获的谷物的损失主要是由其细胞呼吸和升温引起的。活动率取决于谷物的水分含量和温度，随着谷物温度和水分含量的增加，呼吸作用呈指数级增强。

呼吸作用产生热量的结果是谷物重量的损失，而呼吸作用又随着热量的增加而增强，由于谷物碳水化合物或脂肪的氧化，水分含量增加。水分含量会降低谷物的储存寿命，有利于细菌、螨虫、昆虫和真菌的滋生，谷物冷却机可降低谷物在储存过程中受损的机会。

2.2防止象鼻虫发育

象鼻虫和其他昆虫会损坏储存的谷物，它们的活动和发育受环境温度的影响。Navarro研究表明，在20到32°C的温度下，昆虫的发育处于最佳状态。然而在10到15°C的温度会降低其活性。因此，用谷物冷却的方式保护谷物。

2.3预防真菌

诸如真菌和细菌之类的微生物会粘附在谷粒表面，真菌的发育取决于温度、湿度和谷物的水分含量，在储存设施中通过干燥和谷物冷却来抑制其生长。因此，必须考虑到谷物具有生物活性，并且随着时间的推移会发生变化。当谷物的呼吸活动高产生水和热时，谷物的水分含量、储存温度和相对湿度都会导致真菌生长。

因此，真菌污染的危险不仅在于谷物变质，而且还会增加对人类和动物产生毒性作用的霉菌毒素。大多数霉菌毒素是热稳定的，可以在谷物加工过程中持续存在。因此，必须通过阻止有害真菌来防止毒素的形成，谷物冷却可以减少真菌及其真菌毒素的损害。即使谷物的水分含量超过14%，真菌在低温下也不会生长。

2.4延长储存时间

谷物的安全储存时间取决于谷物的水分含量和储存温度，下图中的储存时间计时器显示了根据温度和水分含量估算的谷物安全储存时间。通过将谷物的水分含量与其实际温度相匹配，可以读取谷物在任何特定条件下的安全储存时间。储存期纵轴上的线段给出了谷物可能的安全储存时间，很明显，谷物冷却对于延长谷物的安全储存寿命特别是在热带环境中的作用是显而易见的。该示例表明，对于14.5%的水分含量，31°C下的安全储存寿命约为18天，而在10°C下则增加到约300天。

2.5改进储存管理

存储管理负责在加工前保持谷物的质量，并将任何损失降到最低，常用技术包括通风、熏蒸和翻动谷物以避免任何热量、昆虫或真菌损害。在给谷物充气时，必须观察环境空气的温度和相对湿度，以避免或尽量减少谷物的损坏，这在收获期很难实现。

谷物低温保存不受天气影响，是一种更简单的选择，不会导致谷物质量下降。如果应用熏蒸，则必须充分保护人类健康和环境，需要一个密封的储存设施，或者定期重新充气是不可避免的，但可能会导致昆虫对一些效率低下的熏蒸剂产生抗药性，谷物低温储藏比使用熏蒸剂更安全、更容易。

翻动谷物有时用于处理由昆虫和真菌引起的谷物局部升温问题，这需要投资于设备以增加存储容量和运输设备，从而产生了劳动力和能源成本，管理层还必须能够快速有效地做出反应避免长时间局部升温对粮食造成损害。这种技术适用于许多谷物，但由于螺旋钻设备每转一圈都会导致0.06%的谷物磨损，而当应用谷物冷却时，任何时候都不需要移动谷物，从而节省了成本和损失。

2.6通过谷物冷却间接改善谷物加工

谷物冷却的效果不应局限于应用时的储存，在谷物加工中也能体现。谷物的碾磨是通过将谷粒磨成面粉来完成的，该过程以高效的方式完成，但取决于谷物质量及其均匀性。因此，谷物在加工前会进行分级或分类，颗粒越均匀，效率越高。当谷物冷却时，它保持了产后状态，并且储存期间内没有变化，因此减少了磨粉设备的调整，节省了加工时间，从而提高了流程的效率。

谷物存储时进行冷却是管理和保存大量谷物的综合解决方案，它带来的好处是使粮食的数量、质量和加工保持在最经济的状态，在温暖潮湿的气候条件下进行通风将大大改善粮食处理性能和谷物损失。