高樹(shù)成，李 佳，趙學(xué)工

（1.遼寧省糧食科學(xué)研究所，遼寧沈陽(yáng) 110032；2.國(guó)家糧食—玉米干燥工程中心，遼寧沈陽(yáng) 110032）

相變儲(chǔ)能材料在立筒倉(cāng)稻谷控溫儲(chǔ)藏中的應(yīng)用研究

高樹(shù)成1，2，李 佳1，2，趙學(xué)工1，2

（1.遼寧省糧食科學(xué)研究所，遼寧沈陽(yáng) 110032；2.國(guó)家糧食—玉米干燥工程中心，遼寧沈陽(yáng) 110032）

針對(duì)夏季糧倉(cāng)溫度高，表層易發(fā)熱從而引起糧食品質(zhì)劣變的現(xiàn)象，開(kāi)展了利用相變儲(chǔ)能材料的準(zhǔn)低溫稻谷儲(chǔ)藏實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)。分別選擇29號(hào)常規(guī)儲(chǔ)糧倉(cāng)、保溫處理后的30號(hào)儲(chǔ)糧倉(cāng)和使用相變儲(chǔ)能材料的31號(hào)儲(chǔ)糧倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)糧效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在測(cè)試期間，隨著外溫的變化，通過(guò)對(duì)29號(hào)、30號(hào)、31號(hào)三個(gè)立筒倉(cāng)倉(cāng)溫和表面糧溫的測(cè)定，結(jié)果表明：使用相變儲(chǔ)能材料的31號(hào)糧倉(cāng)倉(cāng)溫和糧溫最低，且隨著外溫的變化表層糧溫幾乎不變，該糧倉(cāng)能有效控制糧倉(cāng)溫度和表層糧溫，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧。

相變材料；準(zhǔn)低溫；稻谷儲(chǔ)藏

糧食是人類(lèi)賴以生存繁衍的基本物質(zhì)，各國(guó)都高度重視，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)糧食儲(chǔ)藏技術(shù)的研究更是給予了很大投入。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)和對(duì)食品衛(wèi)生要求的不斷提高，市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)糧技術(shù)的需求也越來(lái)越高，發(fā)達(dá)國(guó)家的糧食儲(chǔ)藏技術(shù)更多提倡采用低溫、儲(chǔ)糧害蟲(chóng)非化學(xué)防治等新技術(shù)的應(yīng)用，更加強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。低溫儲(chǔ)糧是國(guó)際上應(yīng)用較廣的一項(xiàng)綠色儲(chǔ)糧技術(shù)，目前，世界上有60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)均采用該技術(shù)儲(chǔ)存糧食，低溫儲(chǔ)糧技術(shù)［1］是指在儲(chǔ)糧過(guò)程中，利用自然冷卻或人工制冷使倉(cāng)內(nèi)的糧食處于較低的溫度環(huán)境，預(yù)防和消除糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中自然發(fā)熱現(xiàn)象，降低糧食呼吸強(qiáng)度，防止或減緩有害生物的侵襲及糧食品質(zhì)劣變的技術(shù)。糧食低溫儲(chǔ)藏技術(shù)是綠色生態(tài)儲(chǔ)糧技術(shù)推廣應(yīng)用的首選方法和發(fā)展方向。

相變材料是一類(lèi)在其本身發(fā)生相變的過(guò)程中，可以吸收環(huán)境的熱（冷）能，并在需要時(shí)向環(huán)境發(fā)出熱（冷）能的材料［2］。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)立筒倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行相變儲(chǔ)能材料、聚氨酯發(fā)泡處理等方法，分別對(duì)三個(gè)立筒倉(cāng)進(jìn)行準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧溫控系統(tǒng)立筒倉(cāng)稻谷實(shí)倉(cāng)應(yīng)用試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 相變材料

杭州飛捷科技有限公司生產(chǎn)的PH－22相變儲(chǔ)能墊屬于復(fù)合無(wú)機(jī)鹽類(lèi)相變儲(chǔ)能材料，里層PVC，外層尼龍材料，密封性能好，防水防潮；規(guī)格為570 mm×570 mm×10 mm；相變儲(chǔ)能墊置于鋼骨架吊頂之上；實(shí)用面積為60 m2。

1.1.2 試驗(yàn)倉(cāng)房 試驗(yàn)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)選定為29＃、30＃、31＃立筒倉(cāng)，均為2000年4月交付使用。立筒倉(cāng)內(nèi)均安裝了糧情檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢溫功能。表1為倉(cāng)房基本情況表。

表1 倉(cāng)房基本情況表

1.1.3 入倉(cāng)糧情

29＃、30＃和31＃立筒倉(cāng)內(nèi)稻谷均為2016年1月28日入倉(cāng)，水份分別為14.3%、14.5%、14.4%；雜質(zhì)分別是0.8%、0.8%、0.7%；不完善粒均為0%。

1.1.4 各立筒倉(cāng)試驗(yàn)設(shè)施處理安排

29＃立筒倉(cāng)（對(duì)照倉(cāng)）：簡(jiǎn)易密封，倉(cāng)內(nèi)接測(cè)溫電纜記錄倉(cāng)內(nèi)溫度。

30＃立筒倉(cāng)：簡(jiǎn)易密封＋倉(cāng)頂內(nèi)做聚氨酯發(fā)泡保溫處理＋倉(cāng)內(nèi)接華圖S380溫濕度儀＋接測(cè)溫電纜記錄倉(cāng)內(nèi)溫度，人工記錄倉(cāng)內(nèi)外溫度。

31＃立筒倉(cāng)：簡(jiǎn)易密封＋倉(cāng)頂內(nèi)做聚氨酯發(fā)泡保溫處理＋（石膏板吊頂＋相變材料），倉(cāng)內(nèi)外接華圖S380溫濕度儀＋接測(cè)溫電纜記錄倉(cāng)內(nèi)溫度，人工記錄倉(cāng)內(nèi)外溫度。

1.2 試驗(yàn)方法

在兩個(gè)試驗(yàn)倉(cāng)和一個(gè)對(duì)照倉(cāng)內(nèi)分別布設(shè)五根測(cè)溫電纜，每根電纜分10層測(cè)溫（如圖1所示），本次測(cè)試從5月16日8：00開(kāi)始到5月23日16：00結(jié)束，每天6：00、8：00、11：00、14：00、16：00、21：00用電子檢溫系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)和人工檢測(cè)室外溫濕度，同時(shí)每天14：00進(jìn)入糧倉(cāng)人工測(cè)定溫濕度與電子檢溫系統(tǒng)進(jìn)行校正。

圖1 試驗(yàn)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)測(cè)濕電纜布設(shè)

2 結(jié)果與分析

2.1 “三溫”對(duì)比

圖2～圖4分別為29＃、30＃和31＃立筒倉(cāng)的外溫、倉(cāng)溫、糧溫的“三溫”變化曲線。

從圖2可以看出，隨著外溫的變化，29＃立筒倉(cāng)最高倉(cāng)溫為24.5℃，最低倉(cāng)溫為15.4℃，曲線波動(dòng)較大；29＃立筒倉(cāng)最高糧溫為6.4℃，最低糧溫為4. 6℃，溫度變化1.8℃。

圖2 29＃立筒倉(cāng)“三溫”變化曲線

從圖3可以看出，隨著外溫的變化，30＃立筒倉(cāng)最高倉(cāng)溫為21℃，最低倉(cāng)溫為15.1℃，曲線波動(dòng)較??；30＃立筒倉(cāng)最高糧溫為5.1℃，最低糧溫為3.7℃，溫度變化1.4℃。

圖3 30＃立筒倉(cāng)“三溫”變化曲線

圖4表明，隨著外溫的變化，31＃立筒倉(cāng)最高倉(cāng)溫為20.3℃，最低倉(cāng)溫為15.7℃，曲線波動(dòng)很??；31＃立筒倉(cāng)最高糧溫為3.9℃，最低糧溫為2.7℃，溫度變化1.2℃。

圖4 31＃立筒倉(cāng)“三溫”變化曲線

表2為三個(gè)立筒倉(cāng)測(cè)試前后溫度變化對(duì)比。由表2可以看出，29＃、30＃、31＃三個(gè)立筒倉(cāng)測(cè)試前后的倉(cāng)溫變化為7.3℃＞5.6℃＞4.4℃，即倉(cāng)溫是29＃＞30＃＞31＃；糧溫變化為1.8℃＞1.4℃＞1.2℃，即糧溫是29＃＞30＃＞31＃。

表2 29號(hào)、30號(hào)、31號(hào)三個(gè)立筒倉(cāng)測(cè)試前后溫度變化對(duì)照℃

2.2 表層糧溫對(duì)比

圖5為29＃、30＃、31＃三個(gè)立筒倉(cāng)表層糧溫對(duì)比圖。在測(cè)試期間，每日16時(shí)糧倉(cāng)表面糧溫達(dá)到最高值。從圖6可以看出，29＃、30＃、31＃立筒倉(cāng)的表層糧溫分別為16.1、15.2和12℃，使用相變材料的31＃立筒倉(cāng)表層糧溫最低。測(cè)試過(guò)程中，29＃立筒倉(cāng)表層糧溫從13.2℃到16.1℃，升高了2.9℃；30＃立筒倉(cāng)從12.8℃到15.2℃，升高了2.4℃；31＃立筒倉(cāng)從10.2℃到12℃，升高了1.8℃，31＃立筒倉(cāng)表層糧溫變化最小。

圖5 29＃、30＃、31＃立筒倉(cāng)表層糧溫對(duì)照?qǐng)D

2.3 表層平均糧溫對(duì)比

圖6為29＃、30＃、31＃三個(gè)立筒倉(cāng)表層平均糧溫對(duì)比圖。從圖7可以看出，三個(gè)立筒倉(cāng)表層平均糧溫曲線29＃在最上面，30＃次之，31＃在最下面，即表層平均糧溫T29＃＞T30＃＞T31＃，使用相變材料的31＃立筒倉(cāng)表層平均糧溫最低。

圖6 29＃、30＃、31＃立筒倉(cāng)表層平均糧溫對(duì)照?qǐng)D

3 結(jié)論

29＃、30＃、31＃立筒倉(cāng)的最高倉(cāng)溫分別為24.5、21、20.3℃；29＃、30＃、31＃立筒倉(cāng)的最高糧溫分別為6.4、5.1、3.9℃。表明使用相變材料的31號(hào)立筒倉(cāng)的倉(cāng)溫和糧溫最低，且隨著外溫的變化表層糧溫幾乎不變。31＃立筒倉(cāng)儲(chǔ)糧效果明顯優(yōu)于29＃和30＃立筒倉(cāng)，采用相變儲(chǔ)能材料儲(chǔ)藏稻谷，能有效控制糧倉(cāng)溫度和表層糧溫，使表層糧溫升高緩慢，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧，儲(chǔ)藏期間試驗(yàn)倉(cāng)沒(méi)有發(fā)生蟲(chóng)、霉及黃粒米等異常糧情。

［1］吳子丹主編.綠色生態(tài)低碳儲(chǔ)糧新技術(shù)［M］，中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2011.3.

［2］張仁元，相變材料與相變儲(chǔ)能技術(shù)［M］，科學(xué)出版社2009.1.

Application of phase change energy storage materials in vertical silos for controlling temperature in paddy storage

GAO Shu－cheng1，2，LI Jia1，2，ZHAO Xue－gong1，2
（1.Liaoning Grain Science Research Institute，Shenyan Liaoning 110032；2.National Grain－Corn Drying Engineering Center，Shenyan Liaoning 110032）

The storage of paddy under quasi－low temperature with phase change energy storage material was tested to solve the problem of grain damage caused by high temperature inside silos in summer and the get－h(huán)ot－grain surface.Three different kinds of silo，which were general silo No.29，heat－insulation－treated silo No.30 and silo No.31 made of phase change energy storage material，were chosen for contrast experiment.The temperatures inside of the silos and on the grain surface were measured with the change of outside temperatures.The results showed that for silo No.31 both the temperatures inside of the silo and on the grain surface were the lowest，further more they hardly changed with the outside temperature.The silo can control the temperatures both inside of the silo and on the surface of grain effectively，therefore grain storage by quasi－low temperature is realized.

phase change material；quasi－low temperature；paddy storage

S 379.2

A

1007－7561（2017）01－0085－03

2016－07－04

遼寧省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2015020787）

高樹(shù)成，1963年出生，男，學(xué)士，教授級(jí)高級(jí)工程師.