金 浩 王 耘 胡云芳 張 峰 何正平 魏 群 吳文揚

(中央儲備糧蘇州直屬庫有限公司 210003)

蘇州位于江蘇省東南部，長江三角洲中部，東臨上海，南接嘉興，西抱太湖，北依長江。屬亞熱帶季風海洋性氣候，四季分明，雨量充沛。年平均氣溫為15℃～22℃，最熱月平均氣溫28℃～35℃，全年平均降水量1076 mm。夏季高溫高濕不利于糧食的儲存，易加速其品質劣變，所以，控制糧溫是儲糧安全度夏和延緩糧食品質劣變的重要手段。通過空調控溫能保持糧堆不受外界影響，是一種安全、經濟、方便、有效的綠色儲糧方法?？照{控溫能改善儲糧在夏季高溫期間的儲藏環(huán)境，有效控制倉溫的急劇上升，抑制糧堆上層糧溫上升的速度，延緩糧食品質的劣變，防止因溫差過大引起糧堆內部結露、發(fā)熱，有效的低溫能抑制糧堆內害蟲的生長，延長幼蟲的孵化時間，使糧食保持在低溫條件下，實現糧食低溫儲藏。針對這種情況，采用空調制冷技術應用于散裝糧倉內，經過大量試驗驗證取得了良好的效果。本試驗以中央儲備糧蘇州直屬庫有限公司的4個倉為試驗倉，利用空調對入庫的稻谷和玉米進行控溫儲藏，測定糧食儲藏期間的品質變化情況，探究空調控溫與糧食水分、儲藏品質之間的關系。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗倉房 選用本庫9號倉、21號倉作為稻谷試驗倉，選取太倉分庫3號倉、16號倉作為玉米試驗倉。四個倉均為高大平房倉，倉墻為磚混結構，設計堆糧高度6 m，倉房規(guī)格及儲糧情況見表1。

表1 試驗倉儲糧基本情況

1.1.2 試驗倉空調配備 試驗倉房空調配備情況見表2。

表2 試驗倉空調配置情況

1.1.3 試驗設備 糧情檢測設備:采用北京產糧情電子檢測系統，每倉布有49組測溫線，每根線分上、中、下、底層4個點，上層和底層測溫點分別設在距糧面、底部0.3 m處,其他各層分別間隔1.8 m設置，共計196個測溫點。

扦樣及其他設備:真空扦樣器、單倉電表、谷物冷卻機、透氣小布袋、礱谷機、天平、整精米機、烘箱、旋風磨等。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗準備工作 試驗倉在入庫完成后均經過冬季通風降溫，降低基礎糧溫，并于3月底前對倉房門窗、通風道口用聚乙烯糧膜封閉，倉房密閉保溫處理。5月底之前在糧堆中預先布樣，糧食混合均勻分裝到通風透氣小布袋中(每個小布袋裝稻谷300 g，玉米裝400 g)，并在小布袋上做好編號，每個倉有5個布樣點(中心點和四角點，四個角落布樣點距墻壁0.6 m)，每個點樣品分三層埋入糧堆(第一層距糧面0.1 m、第二層距糧面0.5 m、第三層距糧面1.5 m)。此后每月月底在每個布樣點取一個小布袋樣品進行檢驗，分層檢測質量情況。

1.2.2 試驗過程中的數據記錄 6月～9月開啟空調，溫度設置為25℃，將倉溫控制在25℃左右。試驗期間利用糧情電子檢測系統和手工測溫桿檢查糧溫，定期查抄電表，試驗期間隨時檢查糧情，查看有無蟲害、結露板結等異常情況，并做好記錄。10月初，白天平均氣溫低于25℃，停止空調控溫。

1.2.3 糧食質量檢測 每月月底在5個預埋樣品點位取一個小布袋樣品進行檢驗，并分取樣點記錄數據。取樣點具體位置如圖1所示。

圖1 糧食檢測取樣點

2 試驗結果與分析

2.1 控溫與糧情比較分析

從表3中可以看出，在開啟空調控制倉內溫濕度的4個月中，倉溫一直保持在設定溫度24℃～25℃之間，在此期間，糧溫主要受倉溫、倉房圍護結構和外界溫度的影響逐步上升。經過4個月的空調控溫，9號試驗倉平均糧溫上升4℃,上層均溫上升3.8℃，上層最高溫上升4.2℃，共計耗電5280 kW·h，單位能耗1.72 kW·h/t；21號試驗倉平均糧溫上升3.9℃,上層均溫上升2.1℃，上層最高溫上升2.4℃，共計耗電7130 kW·h，單位能耗2.42 kW·h/t；16號試驗倉平均糧溫上升3.7℃,上層均溫上升0.6℃，上層最高溫上升3.4℃，共計耗電11160 kW·h，單位能耗4.18 kW·h/t；3號試驗倉平均糧溫上升4.0℃,上層均溫上升1.6℃，上層最高溫上升2.5℃，共計耗電11260 kW·h，單位能耗3.66 kW·h/t。在空調控溫期間，試驗倉的平均糧溫上升值大于上層均溫，即空調對表層糧溫的控制效果良好。

表3 空調使用與糧情變化情況表

2.2 試驗倉糧食品質變化情況

從表4可以看出，9號、21號稻谷倉黃粒米變化情況：①時間對黃粒米的影響：從7月開始預埋點樣品黃粒米相繼升高至0.2%，其中7月初次升至0.2%的點有6個，8月初次升至0.2%的點有5個，9月初次升至0.2%的點有7個；②黃粒米發(fā)生的部位集中于部位8、9、11、12、13、14、15(中心距糧面0.5 m和1.5 m處、東北角距糧面0.5 m和1.5 m處、西北角距糧面0.1 m、0.5 m、1.5 m處)，黃粒米發(fā)生的位置多集中于距糧面0.1 m 和0.5 m處，距糧面1.5 m處較少發(fā)生。

表4 試驗稻谷倉黃粒米變化情況表 (單位：%)

從表5可以看出，3號、16號玉米倉生霉粒(>1.0%)集中發(fā)生在8月，且部位集中于四周的預埋點位、層次集中于距糧面0.5 m和1.5 m處。

表5 試驗玉米倉生霉粒變化情況表 (單位：%)

糧食脂肪酸值與糧食儲藏品質有很好的相關性，且反應靈敏，是糧食儲存品質判定的一項重要指標[1]。從表6和表7可以看出，3號試驗倉玉米的脂肪酸值平均值從6月的43.0(KOH/干基)/(mg/100g)升至9月的49.0(KOH/干基)/(mg/100g)，升幅13%，其中部位1、8、9、11、15(對應東南角距糧面0.1 m處、中心距糧面0.5 m和1.5 m、東北角距糧面0.5 m、西北角距糧面1.5 m)升幅較??；16號試驗倉玉米的脂肪酸值平均值從6月的44.2(KOH/干基)/(mg/100g)至9月的50.5(KOH/干基)/(mg/100g)，升幅14.3%，其中部位3、6、12、15(對應東南角距糧面1.5 m、西南角距糧面1.5 m、東北角距糧面1.5 m、西北角距糧面1.5 m)升幅較小。9、21號稻谷試驗倉預埋樣品的黃粒米增幅在0.1%以內；9號試驗倉脂肪酸值平均值從6月的21.6(KOH/干基)/(mg/100g)升至9月的23.6(KOH/干基)/(mg/100g)，升幅9.2%，其中部位6、7、8、9、10、12(西南角距糧面1.5 m、中心距糧面0.1 m、0.5 m、1.5 m、東北角距糧面0.1 m、1.5 m處)升幅較大；21號試驗倉脂肪酸值從6月的21.1(KOH/干基)/(mg/100g)升至9月的21.8(KOH/干基)/(mg/100g)，升幅3.3%。

表6 脂肪酸值變化情況表 〔單位：(KOH/干基)/(mg/100g)〕

表7 脂肪酸值平均值表 〔單位:(KOH/干基)/(mg/100g)〕

通過分析表4～表7可以發(fā)現：一是玉米比稻谷更容易受環(huán)境影響而使脂肪發(fā)生酸敗。稻谷和玉米試驗倉各層樣品的脂肪酸值，在整個儲存過程中一直呈現上升的趨勢，并且由于玉米胚部含有整粒中80%以上的脂肪，因此玉米相對于稻谷更容易受環(huán)境影響而使脂肪發(fā)生酸?。欢堑蜏乜梢匝泳徏Z食劣變速度，提高儲糧穩(wěn)定性。對比各層樣品脂肪酸值數據，升幅較小的點大多分布在第三層。第三層預埋點是介于測溫點上層與中層之間，是三層預埋點中的溫度較低的部位。因此儲藏溫度對儲糧的影響很大，溫度升高會帶來糧食籽粒生理活性提高、呼吸作用增強、微生物、霉菌和蟲害繁殖等一系列影響儲糧穩(wěn)定性的問題。

2.3 水分變化分析

通過表8和表9可以看出，9號試驗倉樣品袋中平均水分從預埋樣品水分13.3%降至9月的12.37%，降幅6.9%；21號試驗倉樣品袋中平均水分從預埋樣品水分13.3%降至9月的12.43%，降幅6.5%；3號玉米試驗倉樣品袋中平均水分從6月的13.9%降至9月的13.26%，降幅4.6%；16號玉米試驗倉樣品袋中平均水分從6月的13.4%降至9月的12.73%，降幅5%。根據糧食吸濕和解吸的特性可知，當糧食在一定濕度的環(huán)境中儲藏一定的時間，就會表現為糧食的含水量穩(wěn)定在一定的數值不變，即糧食與環(huán)境之間達到吸濕與解吸的平衡。查閱相關表格可知：在溫度25℃、濕度60%的環(huán)境中儲藏，稻谷的相對平衡水分在12.2%左右；玉米的相對平衡水分在12.7%左右。稻谷和玉米倉的水分均高于平衡水分，在儲藏過程中都要解吸濕，糧食水分向相對平衡水分靠近，糧堆表層的水分先降低，而且第一個月水分下降幅度最大，其他月份水分變化不明顯。

表8 水分變化情況表 (單位：%)

表9 各層水分平均值 (單位：%)

綜合4個試驗倉的水分變化情況可知，糧食的含水量與倉內空間的溫濕度始終保持一個動態(tài)平衡，值得注意的是即使環(huán)境濕度不變，環(huán)境溫度升高也會導致糧食平衡相對濕度的升高。因此在糧食儲藏中可以利用這個特性，通過空調控制倉內的溫度與濕度，進而將儲糧的水分控制在適宜儲藏的范圍內，維持儲糧穩(wěn)定性。

2.4 能耗分析

試驗倉試驗期間能耗對比見表10。

表10 試驗倉單位能耗情況

通過對比9號倉與21號試驗倉的單位能耗發(fā)現，9號倉比21號倉的單位能耗要低29%，且這兩個倉的倉房條件、儲存品種和數量基本一樣，為了探究其中的原因，我們從每百平米制冷量、糧堆高度和上層基礎糧溫三個方面來對比分析。一是從空調配置需滿足的制冷量來看，選配空調的負荷需滿足100 m2～200 m2的平面面積3500 W制冷量的要求，在空調控溫期間只有21號倉不滿足此項要求(見表8)；二是從糧堆高度上看，21號倉比9號倉的糧堆高度低0.2 m，則多出173 m3的空間體積需制冷。在空調風量一定的情況下，空間越大則空調的運行時間越長，能耗也就越高。三是從上層糧溫對倉溫的補償方面看。在夏季外圍儲糧受外溫影響而升溫，中間部位糧溫較低，形成冷核心糧。當外圍糧堆溫度升高，孔隙中的空氣變暖向上運動至表層空間四周，中間部位糧溫較低，由于中間部位的上、下層壓力差，使空間熱空氣向下運動并被儲糧吸熱后變冷、下沉，并向四周擴散給與補充，形成糧堆內外熱力對流循環(huán)回路。根據冷核心糧的這一特性可知，當糧堆中心溫度低于倉溫時，中心低溫會對倉溫進行“冷補償”，從而在一定程度上降低空調的能耗。

3 結論

高溫季節(jié)采用空調制冷降低倉溫的方法能延緩糧溫的上升速度、保持糧食品質、取得了一些成果，并能取得較好的經濟效益。研究從空調控溫對糧溫、儲糧水分和品質變化規(guī)律入手，對玉米倉、稻谷倉儲糧的適宜性及儲糧性能進行試驗研究與分析，溫度對儲糧的品質變化有很大的影響，高溫不利于糧食的安全儲存，且加速其品質變化。

試驗表明：儲藏溫度對儲糧的影響很大，環(huán)境溫度升高，糧食平衡相對濕度升高，帶來糧食籽粒生理活性提高、呼吸作用增強、微生物、霉菌和蟲害繁殖等一系列影響儲糧穩(wěn)定性的問題，加速儲糧品質劣變。因此為儲糧營造良好的儲藏環(huán)境，是使糧食安全度夏的重要措施之一。

其中尤以利用空調來控溫倉溫的方法較為經濟、適用?？照{安裝簡單，一次性投資少，使用成本也低，使用空調制冷對糧食無污染，不影響周圍環(huán)境，符合綠色儲糧要求。在能耗方面，空調配置時須滿足單位制冷量的要求，不加劇空調負荷；同時糧堆在冬季通風時使形成冷心，空調控溫時中心低溫會對倉溫進行“冷補償”，從而在一定程度上降低空調的能耗。