周鋼霞

（遼寧省糧食科學(xué)研究所，遼寧 沈陽 110032）

東北地區(qū)冬冷夏暖，四季分明；冬季寒冷期長，降雪較少；夏季時(shí)間較短，雨量集中。這一氣候特點(diǎn)為低溫和準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧提供了天然條件。近年來，在東北地區(qū)糧庫的大型糧倉上，應(yīng)用內(nèi)環(huán)流技術(shù)控制夏糧溫度升高的實(shí)際應(yīng)用越來越多[1-3]。該文針對(duì)東北粳稻綠色儲(chǔ)糧的需求，在北方地區(qū)某糧庫開展平房倉冬季保水通風(fēng)試驗(yàn)和夏季內(nèi)環(huán)流控溫試驗(yàn)。

1 概念與系統(tǒng)工作原理

1.1 內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)概念

內(nèi)環(huán)流控溫儲(chǔ)糧技術(shù)是指冬季利用軸流風(fēng)機(jī)分階段通風(fēng)蓄冷，夏季利用環(huán)流風(fēng)機(jī)通過保溫管道，將糧堆內(nèi)冷空氣循環(huán)送入到倉內(nèi)空間，降低倉溫、倉濕和表層糧溫，實(shí)現(xiàn)低溫（準(zhǔn)低溫）儲(chǔ)糧[4]。

1.2 系統(tǒng)工作原理

依據(jù)《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》和《儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程》要求，在糧堆上部空間安裝測溫傳感器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測糧面溫度。當(dāng)倉溫高于設(shè)定溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟環(huán)流風(fēng)機(jī)將糧堆中央“冷心”的低溫冷空氣通過倉內(nèi)底部通風(fēng)地籠、倉外通風(fēng)口、環(huán)流風(fēng)機(jī)、倉外保溫管、倉內(nèi)空間和糧堆形成的一個(gè)閉合回路，在環(huán)流風(fēng)機(jī)的作用下，自糧堆底部通風(fēng)地籠內(nèi)抽出冷氣，通過保溫管注入到倉房上部空間，使倉內(nèi)上下空氣在閉合的循環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)行，不與外界空氣接觸，達(dá)到調(diào)節(jié)倉溫、倉濕和表層糧溫的作用，降低倉溫和糧面溫度，從而保證整體糧堆處于一個(gè)較低環(huán)境溫度范圍內(nèi)；當(dāng)倉溫低于設(shè)定溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉環(huán)流風(fēng)機(jī)，達(dá)到節(jié)能和減少糧堆冷心溫度損失，從而實(shí)現(xiàn)低溫（準(zhǔn)低溫）儲(chǔ)糧。

2 試驗(yàn)倉房與材料

2.1 倉房基本情況

該糧庫3號(hào)倉為2001年建設(shè)的高大平房倉，單個(gè)倉房長60 m、寬33 m，裝糧高度6 m，單倉容量8 500 t。試驗(yàn)前，倉門處用15 cm 厚硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫板隔熱封堵，并用薄膜密封，倉窗內(nèi)用10 cm 厚硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫板隔熱封堵并用薄膜密封。

2.2 儲(chǔ)糧情況

儲(chǔ)糧基本情況見表1。

表1 試驗(yàn)粳稻的基本情況

2.3 試驗(yàn)材料

2.3.1 內(nèi)環(huán)流裝置。供試倉房安裝YSWF7132 型內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)共6 臺(tái)，南北倉墻外側(cè)對(duì)稱安裝各3 臺(tái)，進(jìn)行雙側(cè)環(huán)流通風(fēng)，單臺(tái)環(huán)流風(fēng)機(jī)功率0.75 kW，在倉房外墻上機(jī)械通風(fēng)口與環(huán)流風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口連接，環(huán)流管與環(huán)流風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接。

2.3.2 檢測裝置。供試倉房內(nèi)安裝了LC-6 型糧情測控系統(tǒng)，可以采集糧堆溫度和濕度數(shù)據(jù)。倉內(nèi)測溫點(diǎn)矩陣布點(diǎn)，分4 層104 根測溫電纜共416 個(gè)測溫點(diǎn)。主要檢測儀器有多功能扦樣器、電熱鼓風(fēng)干燥箱、錘式旋風(fēng)磨、振蕩器、分析天平等。

3 試驗(yàn)方法

3.1 冬季保水通風(fēng)降溫

2019年11月4 日至2020年1月16 日，在3號(hào)高大平房倉開展了冬季保水通風(fēng)降溫技術(shù)應(yīng)用實(shí)倉試驗(yàn)。采用了倉墻上6 臺(tái)DWT-1 型軸流風(fēng)機(jī)吸出式緩速通風(fēng)降溫方式，開展了分三階段間歇式冬季保水通風(fēng)降溫技術(shù)應(yīng)用示范，累計(jì)通風(fēng)885 h，此次通風(fēng)，將全倉平均糧溫由14.9℃降至-9.1℃，通風(fēng)期間外溫、倉溫和各層平均糧溫變化如圖1 所示。

3.2 夏季小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫

2019年6月27 日至8月29 日，在3號(hào)高大平房倉開展了小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫技術(shù)應(yīng)用實(shí)倉驗(yàn)證試驗(yàn)，利用研發(fā)的高大平房倉小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流均溫系統(tǒng)，通過在系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)上設(shè)定倉溫高于25℃啟動(dòng)、低于23℃關(guān)閉的運(yùn)行模式，根據(jù)外溫高低情況有選擇地分批開啟對(duì)稱安裝在南北倉墻6 臺(tái)保溫型環(huán)流風(fēng)機(jī)（額定功率0.75 kW），實(shí)施夏季糧堆“冷心”低溫緩釋控溫技術(shù)，將糧堆“冷心”的冷量抽出送入倉內(nèi)空間控制倉溫和表層糧溫。內(nèi)環(huán)流累計(jì)開啟629 h，此次通風(fēng)將全倉平均糧溫控制在15℃以下。試驗(yàn)期間各層平均糧溫變化如圖2 所示。

3.3 試驗(yàn)檢測內(nèi)容

按照GB 5497《糧食、油料檢驗(yàn) 水分測定法》和GB/T 20569《稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》中關(guān)于粳稻谷“宜存”指標(biāo)的規(guī)定方法，分別進(jìn)行分區(qū)定點(diǎn)分層扦取糧食樣品，均混成代表全倉、表層、中心和四周的4 個(gè)混合樣，由沈陽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院分別進(jìn)行水分和脂肪酸值檢測。試驗(yàn)期間水分變化如圖3 所示，脂肪酸值變化如圖4 所示。

3.4 扦樣方法

按350 m2左右面積分區(qū)，各區(qū)設(shè)中心、四角5 個(gè)扦樣檢測點(diǎn)（兩區(qū)界線上的2 個(gè)點(diǎn)為共有點(diǎn)），糧堆邊緣的點(diǎn)設(shè)在距邊緣約0.5 m 處。扦樣層數(shù)設(shè)5 層，上層和底層分別距底部和糧面0.2 m 左右，其余3 層分別為堆高的1/3、1/2 和3/4 處。

4 結(jié)果與分析

4.1 溫度變化情況

由圖1 可見，3號(hào)倉在試驗(yàn)期間暨冬季最低的時(shí)間段（2019年11月4 日至2020年1月16 日），氣溫變化范圍-12℃~-2℃，期間最低達(dá)到-16℃，振幅10℃，倉溫變化范圍-9℃~9℃，振幅18℃，倉溫振幅比氣溫振幅大8℃；全倉最高糧溫12℃，利用保水通風(fēng)機(jī)組降低糧溫，倉溫變化趨于穩(wěn)定，全倉平均糧溫均呈降低趨勢，平均糧溫降至-6℃。

圖1 3號(hào)高大平房倉保水通風(fēng)降溫技術(shù)應(yīng)用示范期間溫度變化情況

由圖2 可知，進(jìn)入盛夏期后，試驗(yàn)期間內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)開啟后，倉溫變化趨于穩(wěn)定，未超過25℃，且受外溫影響小。全倉平均糧溫均呈升高趨勢，雖然經(jīng)過了盛夏，全倉平均糧溫始終控制在15℃以下，說明內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)可以有效控制表層糧溫的變化幅度，使糧食安全度夏，達(dá)到低溫儲(chǔ)糧目的。

圖2 3號(hào)高大平房倉小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫技術(shù)應(yīng)用示范期間溫度變化情況

4.2 水分變化情況

由圖3 可知，2019年度除表層樣品的水分含量有所下降，中心和四周樣品的水分含量均變化不大，全倉混合樣水分含量也無變化。高大平房倉入倉時(shí)全倉水分為14.4%，因采用了保水通風(fēng)降溫技術(shù)和小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫技術(shù)，當(dāng)前全倉水分為13.9%，儲(chǔ)藏2年水分僅下降0.5 %。

圖3 3號(hào)高大平房倉儲(chǔ)糧水分含量變化情況

4.3 脂肪酸值變化情況

從圖4 可以看出，2019年度表層、中心、四周和全倉樣品的脂肪酸值均出現(xiàn)了不同程度的升高，但脂肪酸值變化值均在0.2~0.7 mg KOH/100 g 之間。由此可知，采用了小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫技術(shù)的試驗(yàn)倉具有良好的控溫效果，確保了粳稻在儲(chǔ)藏期間品質(zhì)不會(huì)發(fā)生明顯變化，達(dá)到了粳稻保質(zhì)儲(chǔ)藏的目標(biāo)。

圖4 3號(hào)高大平房倉倉儲(chǔ)糧脂肪酸值變化情況

4.4 能耗情況

2019年11月4 日至2020年1月16 日，此次技術(shù)應(yīng)用累計(jì)通風(fēng)885 h，全倉平均糧溫由14.9℃降至-9.1℃，總電耗5 540 kW·h，單位能耗0.034 kW·h（/℃·t）。達(dá)到了保水通風(fēng)降溫的目的。

2019年6月27 日至8月29 日，此次技術(shù)應(yīng)用環(huán)流控溫系統(tǒng)累計(jì)開機(jī)作業(yè)時(shí)間為629 h，總電耗為2 934 kW·h，噸糧電耗為0.43 kW·h，折合單位噸糧費(fèi)用約0.39 元。通過應(yīng)用小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫技術(shù)，將3號(hào)高大平房倉過夏期間平均糧溫控制在15℃以下，達(dá)到了過夏糧溫低溫儲(chǔ)藏控制指標(biāo)。

5 結(jié)論

結(jié)合東北地區(qū)冬季寒冷、夏季短促的氣候特點(diǎn)，從綠色生態(tài)儲(chǔ)糧角度出發(fā)，在充分利用外界環(huán)境和糧堆“冷心”的自然低溫基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化冬季保水通風(fēng)降溫、夏季小風(fēng)量維持通風(fēng)糧堆“冷心”低溫緩釋控溫和環(huán)流通風(fēng)均衡糧溫等低溫技術(shù)，集成了一套東北粳稻綠色生態(tài)保質(zhì)減損儲(chǔ)藏新工藝。不僅將水分減量損耗控制在0.5%以內(nèi)，而且確保粳稻在儲(chǔ)藏期間長期處于低溫或準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏狀態(tài)，避免了儲(chǔ)藏期間出現(xiàn)品質(zhì)劣變、等級(jí)下降的可能，確保輪換后的粳稻依然適應(yīng)口糧消費(fèi)需求。