張來(lái)林，焦義文，蔡學(xué)軍，陳熙科，譚達(dá)川，李 巖

（1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.中儲(chǔ)糧漳州直屬庫(kù)，福建 漳州 363105）

0 前言

溫度作為儲(chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng)中重要的指標(biāo)，是影響儲(chǔ)糧安全的重要因素[1].在儲(chǔ)糧期間，低溫不僅可以抑制蟲害、微生物等生長(zhǎng)繁殖，而且可以降低糧食的呼吸強(qiáng)度，減少干物質(zhì)損耗，同時(shí)還能延緩糧食品質(zhì)的變化[2].近年來(lái)，隨著綠色儲(chǔ)糧方式的推廣，控溫儲(chǔ)糧技術(shù)得到了廣泛研究和應(yīng)用.

控溫儲(chǔ)糧技術(shù)主要包括倉(cāng)房隔熱改造、糧堆通風(fēng)和低溫儲(chǔ)糧等[3].現(xiàn)有的控溫儲(chǔ)糧技術(shù)研究大多在房式倉(cāng)中進(jìn)行[4-6]，控溫方式不同，其儲(chǔ)糧效果亦不同，但均優(yōu)于常規(guī)儲(chǔ)藏，尤其是空調(diào)控溫儲(chǔ)藏[7].中儲(chǔ)糧漳州直屬庫(kù)根據(jù)多年的儲(chǔ)糧經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，研發(fā)出一種在筒倉(cāng)內(nèi)環(huán)流均衡糧堆溫濕度的儲(chǔ)糧技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)筒倉(cāng)的控溫儲(chǔ)糧、安全儲(chǔ)糧的同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的目的.

1 試驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房及儲(chǔ)糧情況

試驗(yàn)在漳州直屬庫(kù)502 號(hào)筒倉(cāng)進(jìn)行，筒倉(cāng)高36 m，直徑12 m，倉(cāng)容2 500 t，散糧堆高33 m，筒倉(cāng)內(nèi)配有多功能通風(fēng)減壓裝置，裝置下部設(shè)有4 個(gè)通風(fēng)口，筒頂安裝1 臺(tái)5.5 kW 的固定式離心風(fēng)機(jī).試驗(yàn)糧種為玉米，入倉(cāng)完成后進(jìn)行了出倉(cāng)抽芯操作，以降低多功能裝置內(nèi)中心部位的雜質(zhì)，試驗(yàn)時(shí)多功能裝置內(nèi)中心點(diǎn)雜質(zhì)含量為5.4%，具體糧情見表1.

表1 試驗(yàn)筒倉(cāng)的儲(chǔ)糧情況

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

內(nèi)環(huán)流均溫系統(tǒng)如圖1 所示，筒倉(cāng)內(nèi)多功能裝置的下部設(shè)有風(fēng)道和通風(fēng)口：空調(diào)功率900 W、制冷量2 600 W 以上；單管風(fēng)機(jī)功率2.2 kW，通風(fēng)量1 800 m3/h；除濕機(jī)功率580 W.

QDF 型熱球風(fēng)速儀：北京檢測(cè)儀器有限公司；LSKC-4D 糧食水分測(cè)定儀：臺(tái)州跨橋皇林電子器械廠；MB 鹵素水分測(cè)定儀：奧豪國(guó)際貿(mào)易有限公司.

2 試驗(yàn)方法

2.1 內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的操作

在冬季低溫期間（2011.12—2012.02），當(dāng)外界溫濕度合適時(shí)，用倉(cāng)頂離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行分階段、小風(fēng)量通風(fēng)，用以平衡糧堆溫濕度.

在氣溫回升期間（2012.03—2012.05），用泡沫板、薄膜等材料對(duì)筒倉(cāng)進(jìn)入孔、通風(fēng)口等孔洞進(jìn)行密閉隔熱，當(dāng)倉(cāng)溫升至15～25 ℃時(shí)，開啟除濕機(jī)對(duì)筒內(nèi)空間進(jìn)行控濕，以防糧堆表層糧食生霉；同時(shí)也可以結(jié)合筒倉(cāng)內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)均衡糧堆的溫濕度.

圖1 筒倉(cāng)內(nèi)環(huán)流均溫系統(tǒng)

進(jìn)入盛夏（2012.05）以后，當(dāng)倉(cāng)溫超過(guò)25 ℃時(shí)，關(guān)閉除濕機(jī)，開啟空調(diào)（設(shè)定溫度為20 ℃）進(jìn)行筒內(nèi)環(huán)流均衡糧堆溫濕度，控制筒內(nèi)的溫濕度.

另外，在整個(gè)儲(chǔ)糧期間可根據(jù)糧情變化確定內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)機(jī).當(dāng)糧堆溫度梯度超過(guò)4 ℃或水分梯度高于0.5%時(shí)，開啟內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)進(jìn)行均衡溫濕度，內(nèi)環(huán)流的運(yùn)行方式采用下行式通風(fēng)；當(dāng)溫度梯度小于4 ℃及水分梯度低于0.5%時(shí)，關(guān)閉內(nèi)環(huán)流系統(tǒng).

2.2 期間糧情檢測(cè)

筒倉(cāng)內(nèi)設(shè)有兩處檢測(cè)點(diǎn)：一處靠近日照面筒壁（設(shè)2 個(gè)點(diǎn)，分別距筒壁0.3 和0.7 m）；另一處在筒倉(cāng)中心（設(shè)1 個(gè)點(diǎn)）.

檢測(cè)內(nèi)容：①溫度：每周一、四10 點(diǎn)、16 點(diǎn)，用手持測(cè)溫儀各檢測(cè)筒內(nèi)糧面下0.5、2.0、3.5 m 處的糧溫；②水分：每周一用水分測(cè)定儀，檢測(cè)糧面下1、3、6、9、12 m 的水分；③蟲害：監(jiān)測(cè)害蟲發(fā)生的時(shí)間、種類，并過(guò)篩檢測(cè)蟲害密度；④能耗：用電表等儀器檢測(cè)計(jì)算電流、電機(jī)實(shí)際功率和實(shí)際用電量等；⑤品質(zhì)跟蹤：度夏前后分別全倉(cāng)取樣，按國(guó)標(biāo)要求檢測(cè)品質(zhì).

3 結(jié)果與分析

3.1 控溫效果分析

不同部位的糧溫變化如表2 所示，上層糧溫變化趨勢(shì)如圖2 所示.

表2 不同部位的糧溫變化 ℃

圖2 上層糧溫的變化

從表2 和圖2 可以看出，在3 月12 日之前，由于外溫較低，倉(cāng)溫和糧溫均保持在15 ℃以下；但隨著氣溫逐漸升高，倉(cāng)溫和各點(diǎn)糧溫均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，5 月初溫度上升速率較快，于是開啟空調(diào)內(nèi)環(huán)流系統(tǒng).在機(jī)組運(yùn)行之后，各點(diǎn)溫度變化趨于平緩.對(duì)比各點(diǎn)糧溫?cái)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，距日照面筒壁內(nèi)0.3 m 處糧溫隨外溫上升變化較明顯，而距筒壁0.7 m 處和筒倉(cāng)中部的糧溫變化則較緩慢.以筒倉(cāng)上層糧溫變化為例，7 月初氣溫升至35 ℃，距筒壁0.3 m 處的上部糧溫已上升至27 ℃，而距筒壁0.7 m 處的上部糧溫為22 ℃，筒倉(cāng)中心的上部糧溫為18 ℃.即空調(diào)環(huán)流控溫機(jī)組可有效控制倉(cāng)溫和糧溫的升高，保證較低溫度下儲(chǔ)糧.

3.2 均溫效果分析

環(huán)流前后各檢測(cè)點(diǎn)的糧溫變化如圖3 所示.5月中旬開啟內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)后，各層點(diǎn)上、中、下部糧溫梯度逐漸減小，如距筒壁0.7 m 和筒倉(cāng)中部的糧溫上升速度緩慢，趨勢(shì)較為平穩(wěn)，且之間溫差逐漸減小，僅相差2～3 ℃.但距筒壁0.3 m 處的糧溫受外溫影響較大，上升速率相對(duì)較快，但也趨向平穩(wěn)，與距筒壁0.7 m 處的糧溫相差5 ℃以內(nèi)，不足以形成過(guò)大的溫差或引起濕熱的轉(zhuǎn)移，不會(huì)影響到儲(chǔ)糧安全.因此，筒倉(cāng)內(nèi)環(huán)流控溫機(jī)組均溫作用的效果顯著，可有效消除糧堆內(nèi)的溫差.

圖3 環(huán)流前后各點(diǎn)檢測(cè)糧溫的變化

3.3 冬季的通風(fēng)降溫散濕的效果

玉米入倉(cāng)后，糧庫(kù)利用當(dāng)?shù)囟镜蜏馗稍锏臍夂驐l件，利用離心風(fēng)機(jī)對(duì)偏高水分的玉米進(jìn)行了通風(fēng)降溫散濕作業(yè).水分的變化如圖4 所示.

圖4 水分的變化

從圖4 可以看出，在通風(fēng)降溫的同時(shí)，糧食水分散失較快，至3 月初水分已降至14.1%，下降幅度最高為0.4%～0.5%，可有效抑制霉菌危害.

3.4 控溫期間玉米水分的變化

筒壁0.3 m 處玉米水分變化情況如表3 所示.

3 月份以后，氣溫逐漸回升，通過(guò)筒倉(cāng)內(nèi)除濕機(jī)的控濕和筒倉(cāng)內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)的均衡溫濕度的作用，玉米水分變化逐漸趨于穩(wěn)定.由于各點(diǎn)的水分變化情況基本一致，以筒壁0.3 m 處的玉米為例，此處的糧食受環(huán)境影響最大，但在內(nèi)環(huán)流均衡溫濕度的作用下，從表3 可以看出，由14.1%下降到13.9%左右，水分變化趨于穩(wěn)定，為控溫儲(chǔ)糧創(chuàng)造了條件.

表3 筒壁0.3 m 處玉米水分變化情況 %

3.5 熏蒸期間的儲(chǔ)糧溫度變化

7 月初于筒倉(cāng)進(jìn)入孔下方發(fā)現(xiàn)玉米象、赤擬谷盜和銹赤扁谷盜，蟲口密度為18 頭/kg，故7 月6日投藥2 kg 密閉21 d 對(duì)蟲害進(jìn)行抑制.隨后在8月份糧情檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)糧堆表層出現(xiàn)8 頭/kg 的玉米象，故于8 月28 日、9 月28 日兩次共投藥15 kg，密閉熏蒸47 d 以控制蟲害發(fā)展.與以往的常規(guī)保管方法相比，蟲害發(fā)生時(shí)間有所推遲，用藥量也有所降低，即內(nèi)環(huán)流均衡溫濕度儲(chǔ)糧技術(shù)雖然不能完全杜絕蟲害，但在一定程度上推遲了蟲害的出現(xiàn)，減小了其發(fā)生規(guī)模，降低了熏蒸藥劑的用量.

由于熏蒸期間無(wú)法進(jìn)倉(cāng)檢測(cè)，故取測(cè)溫系統(tǒng)的糧溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行討論，其中C9 為筒壁正西部位電纜所檢各層糧溫的平均值.熏蒸期間糧溫的變化如圖5 所示，7 月份以后外界持續(xù)高溫，9 月中旬前氣溫一直保持在30 ℃以上，倉(cāng)溫在30 ℃左右波動(dòng)，而平均糧溫和筒壁西部糧溫則緩慢上升，維持在20℃以下，并沒(méi)有因外界的持續(xù)高溫而加速上升，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了內(nèi)環(huán)流均衡溫濕度系統(tǒng)的控溫、均溫效果，為后續(xù)的保管工作奠定了良好基礎(chǔ).

圖5 熏蒸期間糧溫的變化

3.6 玉米品質(zhì)變化情況分析

9 月份檢測(cè)了該倉(cāng)玉米的品質(zhì)指標(biāo)，結(jié)果見表4.

表4 玉米品質(zhì)指標(biāo)

從表4 可以看出，度夏后玉米脂肪酸值為58.9 mg/100 g，比原始樣升高了12.3 mg/100 g，與以往常規(guī)儲(chǔ)藏的品質(zhì)變化（15 mg/100 g 以上）相比可知，倉(cāng)內(nèi)環(huán)流均衡溫濕度儲(chǔ)藏技術(shù)可有效保持糧食品質(zhì)，延緩其品質(zhì)劣變.另外，度夏后玉米水分降至14.0%，僅降低了0.2%，與以往相比，降低幅度偏小，即該技術(shù)可以一定程度上減少糧食水分損失和儲(chǔ)糧損耗.

3.7 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)電表讀數(shù)顯示，整個(gè)夏季環(huán)流控溫機(jī)組耗電量為4 000 kW·h，相比以往夏季為達(dá)到安全度夏所采用的谷物冷卻技術(shù)（耗電8 000 kW·h 左右），約減少了50%的用電量.此外，由于度夏期間糧情穩(wěn)定、無(wú)需倒倉(cāng)，減輕了保管員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了局部處理的用工成本，在用工、用材、用電、用藥等方面實(shí)現(xiàn)了控溫儲(chǔ)糧的節(jié)能降耗，大大降低了保管費(fèi)用.

4 結(jié)論

在福建東南沿海地區(qū)高溫高濕的氣候條件下，糧庫(kù)采用冬季通風(fēng)降溫散濕、春季除濕均溫和夏季內(nèi)環(huán)流均衡溫濕度等技術(shù)措施，有效實(shí)現(xiàn)了糧堆的控溫、均溫.度夏后玉米脂肪酸值由46.6 mg/100 g 增至58.9 mg/100 g，增幅明顯低于以往；玉米水分由14.2%降至14.0%，僅降低了0.2%.與傳統(tǒng)保管方法相比，內(nèi)環(huán)流均衡溫濕度技術(shù)在降低外部環(huán)境對(duì)儲(chǔ)糧影響的同時(shí)，延緩了儲(chǔ)糧的品質(zhì)變化，減少了糧食水分散失，且節(jié)能降耗，基本實(shí)現(xiàn)了偏高水分玉米在筒倉(cāng)內(nèi)的安全儲(chǔ)藏.

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