专利名称：一种户用气调贮粮系统及方法粮食产后损失是一个世界性问题，根据联合国粮农组织的调查，全世界每年粮食霉变损失3%，虫害损失5%，合计8%。我国国家粮食局调查显示，我国农村有2. 4亿多农户存粮，每年储存量约占全国粮食总产量的60%以上。由于农民在粮食产后储藏、运输等方面的不科学，我国粮食产后损失8%至10%。其中，主要是农户储粮损失，全国每年仅农户储存粮食损失即达1500万吨至2000万吨，造成损失180亿到240亿元。调查发现，我国粮食主产区农户大多采用传统方式，储粮装具大多十分简陋，防护措施少，储粮性能差，鼠害、虫害、霉变问题严重，导致了粮食在储存环节损失浪费巨大。目前，我国粮食储藏技术主要包括自然脱氧和真空充氮、CO2置换、分子筛或膜分离制氮、使用除氧剂等方式。其中，自然脱氧储存的应用主要是通过粮食、微生物和害虫自身的呼吸作用，将塑料薄膜密闭帐幕或气密库内粮粒孔隙中的O2消耗殆尽，并相应积累了高浓度的CO2，改变了气体组成，从而在低氧条件下达到抑菌、杀虫的效果。自然脱氧储存方式操作简单，但是周期长，降氧缓慢，同时降低了粮食的品质。真空充氮、CO2置换等人工气调技术能将O2浓度降低到2%以下，使霉菌生长受到抑制，害虫也很快死亡，这种技术可实现工业化生产，在实际应用中能较快达到设计所需的低氧状态，并能较好保持粮食的品质，但工业CO2源价格较贵、氮气纯化成本较高，无法在农户家庭粮食贮藏中使用。
为解决粮食自然脱氧储存的周期过长以及人工气调储存耗能大、成本高的难题，本发明提供了一种适用于农户的粮食贮藏系统。本发明通过选取含有机碳生物质废弃物等为底物，利用微生物的呼吸与发酵作用产生CO2供粮食贮藏使用。这样既能有效利用生物质废弃物，又能低能耗地完成贮粮脱氧，绿色环保。为达到上述目的，本发明的技术方案如下一种户用气调贮粮系统，包括存放粮食的储粮仓体，其特征在于户用贮粮系统还包括通过气路管道与储粮仓体连接的微生物脱氧装置；所述微生物脱氧装置是利用含有机碳生物质废弃物原料经微生物作用产生CO2的装置。上述户用气调贮粮系统由储粮仓体与微生物脱氧装置两部分构成，储粮仓体与微生物脱氧装置间通过气路管道连接。具体是微生物脱氧装置下部开口连接抽/加气泵经气路管道连接至储粮仓体下部的进气阀；储粮仓体上部的排气阀经气路管道连接至微生物脱氧装置。储粮仓体中存放粮食，微生物脱氧装置利用微生物呼吸与发酵原理消耗系统中O2并产生CO2泵入储粮仓体，置换出储粮仓体中空气送入微生物脱氧装置，O2供微生物继续消耗利用。在优化结构中，储粮仓体内腔下部固定多孔隔板，多孔隔板与储粮仓体底板之间保留间距，微生物脱氧装置中送入的气体从多孔隔板下部的开口进入储粮仓体，在充满多孔隔板与储粮仓体底板之间的空间后向上扩散，能够均匀进入粮食颗粒间的空隙，较完全地实现气体置换。储粮仓体还可以连接干燥器，当气体置换完毕后对储粮仓体进行干燥。微生物脱氧装置是微生物利用含有机碳的生物质废弃物等通过发酵与呼吸产生CO2气体的装置，主要包括相互连接的生物脱氧室与O2检测仪。装置上部开有进料口，用于向生物脱氧室内填装含有机碳的生物质废弃物以及接种发酵菌种。生物质废弃物在生物脱氧室内经微生物作用产生C02。O2检测仪用于检测生物脱氧室的O2含量。当O2检测仪检测值保持在2%以下时，表明储粮仓体中O2含量达到粮食保藏条件，脱氧操作结束。在优选设计下，生物脱氧装置上设有气体收集袋与减压阀。基于上述粮食贮藏系统，本发明还提供一种利用上述系统完成的粮食贮藏方法，·具体技术方案如下一种利用上述户用气调贮粮系统实现的粮食贮藏方法，首先将粮食存放于储粮仓体中并密闭储粮仓体；其特征在于其次在生物脱氧室内填装含有机碳生物质废弃物，接种微生物菌剂，密闭生物脱氧室，将微生物脱氧装置连接至储粮仓体，打开抽/加气泵与进气阀使生物脱氧室中气体经气路管道进入储粮仓体，同时打开排气阀保持储粮仓体与生物脱氧室间的循环气路畅通；当生物脱氧室内O2含量保持在2%以下时，关闭储粮仓体与生物脱氧室间气路，打开干燥器，对储粮仓体干燥除湿。上述方法中，微生物菌剂可以选择根霉(Rhizopus sp.)与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的混合菌。含有机碳生物质废弃物中接种微生物菌剂后密闭生物脱氧室，微生物以生物质废弃物中的纤维素、淀粉等作为底物，通过呼吸过程消耗02，随后通过液化、糖化、发酵转化为醇、有机酸类并产生C02。这样，生物脱氧室中的气体以CO2与N2为主。连接储粮仓体与微生物脱氧装置之间的气路管道，打开抽/加气泵与储粮仓体上的进气阀，使生物脱氧室内气体经气路管道进入储粮仓体进行气体置换。同时打开储粮仓体排气阀，保持储粮仓体与生物脱氧室间的循环气路畅通。生物脱氧室内气体从下部进入储粮仓体，将空间内O2含量相对较高的空气向上挤压通过排气阀进入生物脱氧室，微生物利用O2呼吸产生的CO2以及空气中剩余的N2又进入储粮仓体，如此循环往复，最终将储粮仓体中的空气置换为以CO2与N2为主要成分的气体，造成了储粮仓体内高CO2与N2的粮食贮藏环境。当微生物脱氧装置中的O2含量保持在2%以下时，关闭储粮仓体与微生物脱氧装置间的气路，继续保持储粮仓体的密封，打开干燥器，对储粮仓体进行干燥除湿。干燥除湿程度根据储藏粮食品种有所不同，分别干燥至相应的安全水分标准。当气调贮粮系统设计有气体收集袋时，在上述操作方法中，系统运行时可以通过气体收集袋膨胀程度监测系统内部压力，当系统内压力过大时，打开减压阀排出气体。上述操作方法中，含有机碳生物质废弃物等可以先进行预处理，具体是将含有机碳固体废弃物等截成2 3cm长，煮沸lOmin，浙水冷却至室温，干燥至含水量55飞5%待用。本发明提供的户用气调贮粮系统还可采用分体式设计，即储粮仓体与微生物脱氧装置间的气路连接可拆卸。当微生物脱氧装置为一个储粮仓体脱氧后，关闭储粮仓体的所有出入气口，并将微生物脱氧装置移至下一处储粮仓体，连接气路后进行脱氧操作。本发明提供的系统与方法还可用于其它农产品或中药材的贮藏。本发明提供了一种以气调为特征的粮食脱氧贮藏的系统与方法。本发明系统将微生物脱氧装置与储粮仓体结合，利用微生物产生CO2通过气体置换实现粮食的CO2与N2气调贮藏。与现有技术相比，本发明为普通农户家庭粮食储藏提供了一种简便易行的气调贮藏技术的装置和方法，解决了粮食储藏技术中的CO2源成本高，氮气气调装置需要专门纯化设备，造价不菲的技术缺陷，使农户户用粮仓也能够通过运用气调技术实现粮食的低氧贮藏；本系统利用微生物呼吸与发酵作用提供CO2,发酵所需的含有机碳生物质废弃物等在农村常年可得，无需专门购买，系统运行经济节约；利用含有机碳生物质废弃物等发酵为粮食储藏提供CO2，还能够同时解决农村秸杆处置的常见的问题，避免秸杆焚烧造成的环境污染，系统运行经济节约绿色环保；分体式设计的户用贮粮系统可利用一个微生物脱氧装置为多个储粮仓体脱氧，如果几个家庭共同使用本发明系统，可以节约可观的投资成本。下面结合附图和对本发明作进一步详细的说明。
图I是一种户用气调贮粮系统的结构示意图。附图中的数字标记分别是I储粮仓体 11进粮口 12出粮阀 13进气阀 14排气阀15多孔隔板 16干燥器 2微生物脱氧装置 21生物脱氧室2 202检测仪 23抽/加气泵 24气体收集袋 25减压阀。



本发明公开了一种户用贮粮系统与贮粮方法。针对现有气调贮粮技术中存在工业CO2源价格较贵、N2纯化成本较高，无法在农户家庭粮食贮藏中使用的缺陷，本发明提供了一种以气调为特征的粮食脱氧贮藏的系统与方法。贮粮系统包括通过气路连接的储粮仓体与微生物脱氧装置，储粮仓体中存放粮食，微生物脱氧装置利用含有机碳生物质废弃物原料经微生物作用消耗O2产生CO2，并将高CO2与高N2比例的气体送入储粮仓体中进行气体置换。经循环置换，在储粮仓体中造成高CO2与高N2环境贮藏粮食。本系统与方法还可用于其它农产品或中药材贮藏。本发明技术方案结构简洁、原理可靠，设备造价与运行成本都很低廉，特别适用于农村家庭型粮仓使用。