趙 妍，張來林*，趙書亮，袁紅斌，陳 娟，蘭紅軍，王吉龍，符阿龍

1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001

2.中央儲備糧銅川直屬庫有限公司，陜西 銅川 727001

3.中央儲備糧鄭州直屬庫有限公司，河南 鄭州 450001

我國早期儲糧倉房簡陋、技術(shù)簡單，長期以來糧食系統(tǒng)形成“安全水分糧度夏”的保管模式[1]。隨著糧食市場放開，農(nóng)村勞動力進(jìn)城務(wù)工、農(nóng)機(jī)收獲糧食等因素造成大量濕糧上市，收購偏高水分糧已成為糧庫的常態(tài)。由于糧食水分偏高、呼吸旺盛等原因，糧面需不停翻動，降溫散濕，稍不留意還會出現(xiàn)糧食霉變現(xiàn)象和發(fā)生壞糧事故[2]。因此，偏高水分糧入倉后，按照安全水分糧度夏的要求，通過壓入與吸出的反復(fù)換向通風(fēng)方式，或者采取壓入式通風(fēng)加“移動組合式立體通風(fēng)系統(tǒng)”不斷地提管、移管方式，歷經(jīng)數(shù)十天將整倉糧食水分降至14%以下的安全水分后，再轉(zhuǎn)入正常儲藏[3-7]?！捌咚旨Z降水和保管”成為目前糧庫亟待解決的一大儲糧難題。作者在偏高水分玉米入倉后實(shí)施“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝則能突破偏高水分糧“儲藏難”與長期儲糧“失水多”的技術(shù)瓶頸，提高糧庫的儲糧穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)效益[8-9]。

1 新工藝的保糧原理

1.1 儲糧原理

糧堆是一個生態(tài)體系，只要維持體系內(nèi)的溫濕平衡，即安全水分糧在較高溫度下儲存、偏高水分糧在較低溫度下儲存，能抑制霉菌的危害，實(shí)現(xiàn)糧食安全儲藏。偏高水分糧“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝依據(jù)生態(tài)體系的儲糧原理，在秋、春兩季利用降水時機(jī)，先運(yùn)用通風(fēng)技術(shù)降低偏高水分大糧堆的表層水分，實(shí)現(xiàn)“表干內(nèi)濕”后，再采用“控溫保水”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)偏高水分糧堆的安全儲糧[10]。

1.2 儲糧新工藝運(yùn)用的技術(shù)措施

依據(jù)儲糧生態(tài)體系的保糧原理，“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝是系通風(fēng)、隔熱、控溫和均溫等常用技術(shù)的優(yōu)化集成。秋、春兩季氣溫較高，有利于通風(fēng)降低水分，采用機(jī)械通風(fēng)技術(shù)降水，尤其是降低糧堆表層的水分，在大糧堆內(nèi)形成“表干內(nèi)濕”的狀態(tài)。

利用冬季低溫時機(jī)，采用通風(fēng)方式在糧堆內(nèi)形成低溫狀態(tài)，并利用大糧堆保溫性好的特性維持低溫狀態(tài)。當(dāng)倉內(nèi)糧堆過夏出現(xiàn)“熱皮冷芯”時，糧庫可實(shí)施控溫儲糧，針對倉房隔熱密閉性能，分別采用“自均溫”“膜下均溫”“補(bǔ)冷均溫”等環(huán)流方式，控制糧堆表層、周壁“熱皮”部分的糧溫，維持大糧堆內(nèi)部的低溫，確保大糧堆度夏時的穩(wěn)定性。

2 實(shí)倉試驗(yàn)及結(jié)果

選擇中儲糧銅川直屬庫為試驗(yàn)示范庫，通過機(jī)械通風(fēng)降水、空調(diào)降溫等多項(xiàng)技術(shù)集成應(yīng)用，實(shí)施“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝，達(dá)到偏高水分玉米安全儲藏的目的。

2.1 倉房設(shè)施改造

根據(jù)試驗(yàn)要求，銅川庫選用1995年建設(shè)的15號倉為試驗(yàn)倉、16號為對照倉。兩棟倉房均為門式鋼架倉，屋頂結(jié)構(gòu)為預(yù)置槽型板、有機(jī)瓦覆蓋，填充材料為珍珠巖；磚混結(jié)構(gòu)倉墻，地坪和裝糧線以下墻體均有防潮層。在2018年3月—5月，對15號試驗(yàn)倉進(jìn)行了配套支撐技術(shù)的改造，完成了倉門、倉窗的氣密隔熱性能改造和倉房專用空調(diào)的安裝。

2.2 試驗(yàn)糧食

銅川庫在吉林采購一批雜質(zhì)含量為0.6%、平均水分含量為15.1%的偏高水分玉米。按照相關(guān)操作流程將兩倉東北玉米入倉，并嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，2017年12月14日開始入糧，2018年1月11日結(jié)束入糧，完成試驗(yàn)倉和對照倉的入糧、平整糧面和糧堆均溫等工作；15號倉水分控制在15.0%～15.5%，16號倉水分控制在14.5%以內(nèi)。

2.3 儲糧管理

2018年4月—7月13日，15號倉通過自然通風(fēng)、翻倒糧面降低表層糧堆水分，使糧堆呈現(xiàn)“表干內(nèi)濕”的狀況。2018年7月14日—9月，15號倉采用空調(diào)控溫措施。同時16號倉開展安全水分玉米的常規(guī)儲糧。

2.3.1 糧情檢查

糧食入倉裝滿后，開展一次平衡糧情、降低糧溫、提高穩(wěn)定性的通風(fēng)；當(dāng)糧情穩(wěn)定后，2018年3月采用深層扦樣器扦取樣品，檢測兩倉玉米品質(zhì)(表1)。對比兩倉糧溫、水分，采用手動扦樣器檢查隱患點(diǎn)等重點(diǎn)部位糧情；每周清潔倉內(nèi)衛(wèi)生；進(jìn)入蟲害滋生時期，使用選篩檢查蟲害情況。度夏期間的糧情檢測參照《糧油儲藏技術(shù)規(guī)范》中“半安全水分糧”檢查法，每隔3～5 d檢查一次，注意高溫時糧溫上升梯度情況和異常點(diǎn)的變化。在春秋兩季檢測玉米品質(zhì)，平時只檢查水分、氣味和色澤等指標(biāo)。

2.3.2 降低表層糧堆水分含量

4月份，為維持試驗(yàn)倉糧堆的低溫狀態(tài)，糧堆未進(jìn)行以降低表層水分為目的的吸出式通風(fēng)，而是通過自然通風(fēng)、翻倒糧面等措施，將糧堆表層水分含量由15.0%～15.1%降至14.8%～14.9%。5月下旬至6月底，采用1 m螺桿的翻倉機(jī)將糧面每隔2～3 d翻倒多次，借此加快表層糧食水分的散濕使水分含量下降至14.7%左右。

2.3.3 綜合控溫儲糧

進(jìn)入高溫季節(jié)后，當(dāng)15號倉倉溫大于27 ℃時，利用凌晨至日出前氣溫較低的有利時機(jī)，及時開啟軸流風(fēng)機(jī)實(shí)施排積熱通風(fēng);當(dāng)氣溫上升時則停止通風(fēng)，關(guān)閉門窗，開啟空調(diào)降溫，將倉溫控制在25 ℃以下，以減少倉內(nèi)高溫對低溫糧堆的影響?？照{(diào)出口風(fēng)溫設(shè)置比實(shí)際溫度要低5 ℃，但最低設(shè)置為22 ℃。根據(jù)外溫及倉溫等綜合判斷，試驗(yàn)倉于6月30日—7月13日采取白天開啟空調(diào)、夜間采用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)排積熱的方式，7月14日—9月6日，空調(diào)進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行方式，以此降低倉溫、控制表層糧溫上升幅度?？照{(diào)運(yùn)行時間由外溫、倉溫的變化情況而定。

2.3.4 積熱處理

7月份以后外溫上升較快，15號倉表層糧溫在25 ℃以上，開啟空調(diào)后，糧堆上層0～30 cm處的糧溫下降明顯，但30～70 cm處部分區(qū)域存在積熱現(xiàn)象。為消除積熱，從7月底至8月中旬，采用1 m螺桿的翻倉機(jī)將糧面每隔2 d翻倒一遍，同時采用木耙將翻倒出的熱糧摟平以加快熱糧散熱。

2.3.5 預(yù)防結(jié)露及通風(fēng)降溫

9月底外溫下降較快，15號倉倉溫和表層糧溫都達(dá)到結(jié)露溫差，為消除溫差，采用翻倉機(jī)翻倒糧面，降低表層糧溫。10月中旬，采用5.5 kW混流風(fēng)機(jī)均溫通風(fēng)5 d，適時降低糧溫。11月下旬，采用吸出式通風(fēng)降溫5 d，儲存補(bǔ)充糧堆冷心，并適當(dāng)降低糧堆表層水分含量。

2.4 結(jié)果與分析

2.4.1 糧溫變化

從表2可看出，度夏期間16號倉糧堆平均糧溫較高，局部最高糧溫已超過30 ℃；15號倉在度夏期間糧溫維持較低水平，平均溫度未超過17.5 ℃，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)低溫安全儲藏。兩者相比， 15號倉取得良好的控溫效果，更有利安全儲糧。

2.4.2 水分含量和脂肪酸值變化

從表3可看出，隨儲糧時間延長，15號倉表層糧堆水分含量下降明顯，糧堆平均水分含量略有下降，初步使糧堆形成了“表干內(nèi)濕”儲糧工藝；脂肪酸值不斷升高趨勢。但由于15號倉的糧溫要低于16號倉，因此15號倉儲糧品質(zhì)變化速度較緩慢，說明糧庫運(yùn)用“表干內(nèi)濕、控溫保水”的儲糧新工藝可延緩儲糧的品質(zhì)下降速度，有利于儲糧的長期保鮮。

表3 2018年1月—9月15號、16號倉玉米水分含量和脂肪酸值的變化

2.4.3 蟲害檢查

兩倉進(jìn)入正常儲糧后，未進(jìn)行儲糧蟲害防治。通過對蟲害跟蹤檢查，16號倉從6月份開始陸續(xù)發(fā)現(xiàn)蛾類害蟲和玉米象，其間2次采用敵敵畏防護(hù)作業(yè)，蟲害滋生明顯后，于7月底開始采用磷化鋁熏蒸作業(yè)。15號倉在7月下旬發(fā)現(xiàn)少量蛾類害蟲，其間采用敵敵畏防護(hù)作業(yè)，蟲害滋生明顯后，9月初采用少量磷化鋁進(jìn)行熏蒸防護(hù)。結(jié)果表明，試驗(yàn)倉的低溫狀態(tài)有效延緩了蟲害發(fā)生的時間，抑制了蟲害滋生的程度。

2.5 討論

2.5.1 偏高水分糧儲存模式研究的必要性

糧食市場競爭日趨激烈、農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移和農(nóng)機(jī)大量使用，使糧庫收購偏高水分玉米已成為常態(tài)，烘干機(jī)干燥偏高水分濕糧的成本較高，晾曬和低糧層的通風(fēng)降水已不適應(yīng)目前大糧堆、厚糧層的儲糧需求，糧庫偏高水分濕糧的儲存難題亟須解決。依據(jù)儲糧生態(tài)體系理論，可突破常規(guī)儲糧中要求安全水分糧入倉的限制，即只要維持生態(tài)體系糧堆內(nèi)的溫濕度均衡，就能保持糧堆穩(wěn)定性的儲糧原理；儲糧通風(fēng)與控溫技術(shù)可以為“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝的應(yīng)用提供保障，可實(shí)現(xiàn)偏高水分糧的安全儲藏；新工藝解決了儲存與加工對糧食水分含量要求不同的矛盾，是實(shí)施優(yōu)產(chǎn)、優(yōu)購、優(yōu)儲、優(yōu)加和優(yōu)銷的“五優(yōu)聯(lián)動”的重要環(huán)節(jié)，更適合優(yōu)質(zhì)稻的加工，向市場提供優(yōu)質(zhì)的糧油產(chǎn)品。

2.5.2 新工藝大大簡化了偏高水分糧的保管環(huán)節(jié)

2014—2016年，銅川庫采用常規(guī)手段儲存偏高水分玉米，平均水分含量為15%左右，局部水分含量為15.5%。在度夏期間，表層糧堆先后出現(xiàn)結(jié)露、霉變現(xiàn)象，局部出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，需不停采用單管通風(fēng)、糧面翻倒、降溫散濕等措施處理異常糧情，8月份采取了熏蒸防護(hù)來抑制蟲害滋生。整個度夏期間，操作頻繁、勞動強(qiáng)度大且發(fā)生的費(fèi)用高，稍不留意還會造成壞糧事故。

試驗(yàn)倉在度夏期間，采用綜合控溫儲糧，表層糧溫控制在23～25 ℃，糧食散落性較好，7、8月份局部表面出現(xiàn)輕微結(jié)露和糧溫升高現(xiàn)象，采用翻倉機(jī)或人工方式每隔3～5 d翻倒糧面，其間翻倒糧面9次，用工12人/(次·日)，處理工作量較以往減輕許多，整個糧堆糧情穩(wěn)定、儲糧安全。

2017年冬季河南一些糧庫調(diào)入水分含量14.5%～15%的東北玉米，通風(fēng)后糧溫低于10 ℃，糧情穩(wěn)定，認(rèn)為可采取控溫模式度夏，但從2018年6月中旬開始，受倉溫升高影響，糧堆表層溫度開始升高，糧面局部水分偏高的部位出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，隨著氣溫升高，倉內(nèi)發(fā)熱點(diǎn)不斷增多、發(fā)熱面擴(kuò)大且朝周圍擴(kuò)散，最終通過反復(fù)實(shí)施翻倒糧面、通風(fēng)降溫和空調(diào)降溫等措施，才抑制住玉米的發(fā)熱狀況。2018年冬季中儲糧鄭州直屬庫9號倉調(diào)入水分含量14.5%～15%的東北玉米，在2019年3月糧堆處于低溫狀態(tài)，按照“表干內(nèi)濕”工藝要求，對糧堆實(shí)施80 h的吸出式通風(fēng)，將糧堆表層下30～50 cm的糧食水分含量降至14%左右后，再尋找低溫時節(jié)將糧堆溫度降至15.6 ℃，度夏時通過空調(diào)控倉溫、內(nèi)環(huán)流控糧溫等措施，到8月下旬玉米9號倉的倉溫為23 ℃，整個糧堆松散，糧情穩(wěn)定，避免出現(xiàn)反復(fù)發(fā)熱、處理不及的局面[11]。兩次不同的保管模式說明：“表干內(nèi)濕、控溫保水”的儲糧新工藝取得了很好的效果。

2.5.3 偏高水分玉米儲藏的經(jīng)濟(jì)效益分析

銅川庫采用常規(guī)手段儲存偏高水分玉米，因儲存期間局部出現(xiàn)結(jié)露、霉變、發(fā)熱等問題，通風(fēng)頻率較高，導(dǎo)致玉米出庫水分減量較大且品質(zhì)較差，與同期出庫的玉米相比，每噸玉米銷售價格降低120元左右。此次試驗(yàn)倉提前收購濕糧，可減少濕糧在農(nóng)村堆放發(fā)霉的可能，使?jié)窦Z收購的衛(wèi)生指標(biāo)符合要求，使農(nóng)民在經(jīng)濟(jì)上受益；儲后玉米品質(zhì)好，銷售時可提高一個糧食等級(提高50元/t)，若賣給淀粉廠，售價通常要提高20～30元/t。

兩次偏高水分玉米儲藏的結(jié)果表明,“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝較好解決“安全水分糧失水多”“偏高水分玉米難保管”的難題，實(shí)現(xiàn)偏高水分糧的安全儲藏并提高其加工品質(zhì)，降低了處理的工作量、勞動強(qiáng)度和處理費(fèi)用，提高了糧庫的儲糧穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)效益。

2.5.4 儲糧新工藝實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)

按新工藝儲存偏高水分糧時需注意：①要控制入倉糧的含雜量。②抓住兩次降水機(jī)遇是偏高水分糧實(shí)現(xiàn)“表干內(nèi)濕”狀態(tài)的前提，即秋季收獲和冬季調(diào)運(yùn)到庫的偏高水分糧,需分別利用秋季氣溫較高以及春季氣溫回升的時機(jī)，及時采用通風(fēng)技術(shù)降低糧堆表層的水分，為新工藝運(yùn)用創(chuàng)造條件。③“控溫保水”度夏是新工藝實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)：糧堆大、冷源足、倉房保溫好的糧庫可采用自環(huán)流方式，利用內(nèi)部冷源降低糧堆表層逐漸升高的糧溫；倉房保溫欠佳的糧庫可采用膜下環(huán)流方式，利用內(nèi)部冷源降低糧堆表層的糧溫；糧堆內(nèi)冷源不足的糧庫則采用補(bǔ)冷均溫方式，控制糧堆溫度的上升。

3 儲糧新工藝的創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 儲糧理論上的創(chuàng)新

依據(jù)生態(tài)體系儲糧原理，將現(xiàn)有儲糧技術(shù)優(yōu)化集成：先利用通風(fēng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)濕糧堆的“表干內(nèi)濕”狀態(tài)，再依靠“控溫保水”的相關(guān)措施，精準(zhǔn)把握通風(fēng)與控溫技術(shù)的操作力度，確保偏高水分糧的儲存安全。儲糧新工藝從理論上突破了安全水分糧才能安全度夏的限制，取得了偏高水分糧保管的“儲糧品質(zhì)好、操作工藝簡化、作業(yè)費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)社會效益顯著”的應(yīng)用效果。

3.2 儲糧新工藝與常規(guī)儲糧做法的不同點(diǎn)

偏高水分糧直接入倉，而非安全水分糧入倉；通風(fēng)時只需降低糧堆表層水分后，再進(jìn)行糧堆降溫通風(fēng)，而非單純的降水或降溫通風(fēng)；在儲糧期間，強(qiáng)調(diào)對糧堆實(shí)施環(huán)流補(bǔ)冷均溫的控制，而非以往的低溫或準(zhǔn)低溫儲糧。采用新工藝保糧，一個儲糧周期可提高糧食水分含量1%～1.5%以上，儲糧與加工的效益好。

4 結(jié)論

試驗(yàn)倉在儲糧期間，通過通風(fēng)降溫、降水、控溫補(bǔ)冷技術(shù)集成，實(shí)施“表干內(nèi)濕、控溫保水”的儲糧新工藝，度夏期間糧堆糧情穩(wěn)定，儲糧安全，達(dá)到了偏高水分玉米安全儲藏的目的，表層水分控制在安全水分以內(nèi)，整體糧堆水分變化不大，實(shí)現(xiàn)了玉米保質(zhì)減損的目標(biāo)，為糧庫增加了效益，“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝的應(yīng)用取得了初步成果。