劉 浩，王瀟蓉，李建雅，田 華

1. 山東中儲(chǔ)糧糧油質(zhì)監(jiān)中心 (濟(jì)南 250100)2. 河南工業(yè)大學(xué) (鄭州 450001)

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綜合控溫技術(shù)及對(duì)儲(chǔ)糧保質(zhì)減損方面的研究現(xiàn)狀

劉 浩1，王瀟蓉2，李建雅1，田 華1

1. 山東中儲(chǔ)糧糧油質(zhì)監(jiān)中心 (濟(jì)南 250100)2. 河南工業(yè)大學(xué) (鄭州 450001)

綜合控溫技術(shù)是指利用各種控溫技術(shù)，以最小能耗獲得最佳控溫效果。目前常用的控溫技術(shù)有通風(fēng)控溫、制冷控溫、隔熱控溫和內(nèi)環(huán)流等技術(shù)，這些技術(shù)互相補(bǔ)充，使糧堆溫度處于低溫或準(zhǔn)低溫狀態(tài)，共同達(dá)到控溫的目的。本文主要介紹四種控溫技術(shù)及在保質(zhì)減損方面的研究現(xiàn)狀，為控溫儲(chǔ)糧提供一定的參考依據(jù)。

溫度；通風(fēng)技術(shù)；隔熱技術(shù)；制冷技術(shù)；品質(zhì)

溫度是影響儲(chǔ)糧品質(zhì)變化的重要環(huán)境因子，在很大程度上影響儲(chǔ)糧穩(wěn)定性。溫度越高，糧食品質(zhì)變化越快，越容易劣變[1]?？販丶夹g(shù)是目前研究的熱點(diǎn)，具有經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、方便等優(yōu)點(diǎn)，在糧庫(kù)中普遍推廣，在控溫的基礎(chǔ)上，又提出綜合控溫技術(shù)的概念。綜合控溫儲(chǔ)糧是指在一定的儲(chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng)中，把多種控溫技術(shù)結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于糧倉(cāng)中，調(diào)節(jié)糧堆溫度，將平均糧溫控制在15 ℃(或20 ℃)以內(nèi)，最高糧溫控制在20 ℃(或25 ℃)以內(nèi)，從而降低糧堆的呼吸強(qiáng)度，抑制害蟲(chóng)和微生物生長(zhǎng)，達(dá)到安全儲(chǔ)糧、延緩糧食品質(zhì)劣變和節(jié)能降耗的目的[2-3]。在低溫準(zhǔn)低溫條件下，能較好地保持糧食原有品質(zhì)，減少因蟲(chóng)霉造成的數(shù)量損失，延長(zhǎng)糧食儲(chǔ)存時(shí)間，具有較好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性[4]。本文主要闡述在儲(chǔ)糧中應(yīng)用的四種控溫技術(shù)，以及對(duì)糧食保質(zhì)減損的影響，為今后更好地利用綜合控溫技術(shù)提供一定依據(jù)。

1 常用的綜合控溫儲(chǔ)糧方法

對(duì)低溫區(qū)儲(chǔ)糧而言，可在秋冬季節(jié)通過(guò)自然通風(fēng)和低功率軸流風(fēng)機(jī)緩速通風(fēng)相結(jié)合的方式將糧溫降至5 ℃以下，春季進(jìn)行隔熱材料壓蓋和薄膜密閉，夏季采用排出倉(cāng)內(nèi)積熱和冷心內(nèi)環(huán)流技術(shù)進(jìn)行控溫。對(duì)于中溫區(qū)儲(chǔ)糧而言，可利用秋冬季節(jié)采取分階段自然通風(fēng)、智能低功率軸流風(fēng)機(jī)緩速通風(fēng)、離心風(fēng)機(jī)快速通風(fēng)相結(jié)合的方式將糧溫降至10 ℃以下，春季進(jìn)行隔熱材料壓蓋和薄膜密閉，夏季采用排出倉(cāng)內(nèi)積熱、冷心內(nèi)循環(huán)和制冷技術(shù)進(jìn)行控溫。對(duì)高溫區(qū)儲(chǔ)糧而言，可以采用中溫區(qū)儲(chǔ)糧的方法，將糧溫降到15 ℃以下，春季進(jìn)行隔熱材料壓蓋和薄膜密閉，夏季采用排出倉(cāng)內(nèi)積熱、冷心內(nèi)循環(huán)和制冷技術(shù)進(jìn)行控溫。

目前，在糧倉(cāng)中應(yīng)用比較成熟的控溫技術(shù)有4類，分別為通風(fēng)降溫技術(shù)、制冷降溫技術(shù)、隔熱溫控技術(shù)、內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)。這些技術(shù)各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在儲(chǔ)糧過(guò)程中相輔相成，有些儲(chǔ)糧區(qū)域?qū)⑦@些技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于倉(cāng)房中，來(lái)達(dá)到控溫的目的，延緩糧食特別是不耐儲(chǔ)品種的品質(zhì)變化。在不同儲(chǔ)糧區(qū)域，應(yīng)因地制宜采取不同的控溫措施，熟練掌握這些控溫技術(shù)要領(lǐng)，才能夠降低能耗，節(jié)約儲(chǔ)糧成本。

1.1 通風(fēng)降溫技術(shù)

通風(fēng)包括自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，其中自然通風(fēng)是指通過(guò)打開(kāi)門窗和通風(fēng)口，外界低溫空氣和倉(cāng)內(nèi)空氣自然對(duì)流，降低糧堆溫度，這種方法適用于冬季寒冷、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的區(qū)域，既降低了糧溫，又降低了能耗、節(jié)省了費(fèi)用。機(jī)械通風(fēng)是利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力，將外界低溫、低濕的空氣送入糧堆，促使糧堆內(nèi)外氣體進(jìn)行濕熱交換，降低糧堆的溫度和水分，增進(jìn)儲(chǔ)糧穩(wěn)定性，這種方法適用于高溫高濕糧食，較快地降低糧食溫度和水分，改善儲(chǔ)糧性能，在儲(chǔ)糧過(guò)程中是必不可少的一項(xiàng)儲(chǔ)糧技術(shù)。

機(jī)械通風(fēng)是“四合一”技術(shù)中的一種，在糧庫(kù)中應(yīng)用普遍，通風(fēng)系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)、供風(fēng)管道、通風(fēng)管道、糧堆以及風(fēng)機(jī)操作控制設(shè)備組成。開(kāi)啟風(fēng)機(jī)后，外界冷空氣經(jīng)過(guò)供風(fēng)管道和通風(fēng)管道，均勻進(jìn)入糧堆，將糧堆內(nèi)的熱空氣進(jìn)行置換，起到降低糧溫的作用。機(jī)械通風(fēng)分為離心式風(fēng)機(jī)通風(fēng)和軸流式風(fēng)機(jī)通風(fēng)。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于通風(fēng)目的不同，通風(fēng)方式也不同，要根據(jù)糧情的具體情況，采取相應(yīng)的通風(fēng)方式，對(duì)于夏季新收獲的糧食，倉(cāng)內(nèi)溫度能達(dá)到三十多度，這時(shí)要快速地降低全倉(cāng)糧溫，就要采用離心式風(fēng)機(jī)通風(fēng)，不僅能降低糧溫，還起到均衡糧溫和平衡水分的作用。比如局部糧食發(fā)熱，就要進(jìn)行局部通風(fēng)，采用單管通風(fēng)的方式降低局部糧溫。當(dāng)糧食進(jìn)入安全儲(chǔ)藏期，度夏后倉(cāng)溫、糧溫都會(huì)明顯升高，在秋冬季節(jié)采用軸流式風(fēng)機(jī)通風(fēng)，緩慢地降低糧溫，還起到“保水”和降低損耗的目的。

利用當(dāng)?shù)貧夂驐l件，抓住有利時(shí)機(jī)，進(jìn)行通風(fēng)，能起到事半功倍的效果，否則將產(chǎn)生有害通風(fēng)，造成嚴(yán)重后果(比如因結(jié)露導(dǎo)致糧食生芽、霉變)。

1.2 制冷降溫技術(shù)

當(dāng)糧溫高于設(shè)定值時(shí)，利用空調(diào)、谷物冷卻機(jī)等制冷設(shè)備，向倉(cāng)內(nèi)補(bǔ)充冷氣，使糧溫降至設(shè)定值，達(dá)到降溫的目的。孫肖東研究高大平房倉(cāng)空調(diào)綜合控溫儲(chǔ)藏稻谷試驗(yàn)，結(jié)果表明，試驗(yàn)倉(cāng)糧面溫度比同類型倉(cāng)房低5 ℃，并且抑制了害蟲(chóng)的發(fā)生[5]。孔海寧利用屋頂風(fēng)機(jī)控制倉(cāng)拱溫度，利用空調(diào)控制倉(cāng)溫，把糧堆表層平均糧溫控制在20 ℃以內(nèi)，創(chuàng)造了準(zhǔn)低溫環(huán)境，保證了稻谷安全度夏[6]。黃少輝研究移動(dòng)式小空調(diào)結(jié)合保溫被的控溫儲(chǔ)糧試驗(yàn)，結(jié)果表明，這種方法有效地控制了糧溫，減少了儲(chǔ)糧水分流失，抑制了蟲(chóng)霉的生長(zhǎng)，延緩了儲(chǔ)糧品質(zhì)變化[7]。

中溫區(qū)使用空調(diào)機(jī)制冷較多，比如，在山東轄區(qū)玉米倉(cāng)、稻谷倉(cāng)全部安裝了空調(diào)機(jī)，對(duì)延緩糧食品質(zhì)變化、保持糧食良好品質(zhì)有一定作用，并在轄區(qū)制定了空調(diào)制冷指導(dǎo)書，規(guī)范操作。高溫區(qū)使用谷物冷卻機(jī)較多，在南方全年溫度較高，為使全倉(cāng)糧溫降低或處理高溫糧，必要時(shí)使用谷物冷卻機(jī)，能較快速地降低糧食溫度，但是能耗大，費(fèi)用高。

1.3 隔熱保冷技術(shù)

隔熱處理是綜合控溫必不可少的一項(xiàng)技術(shù)，利用秋冬季節(jié)將糧溫降低后，如果倉(cāng)房隔熱效果好的話，度夏后，糧溫上升幅度不劇烈，在山東轄區(qū)，監(jiān)測(cè)一隔熱性能較好的倉(cāng)房，冬季糧溫降至12 ℃，過(guò)夏后，糧溫上升至23 ℃，還處在較低糧溫范圍內(nèi)，可見(jiàn)隔熱處理對(duì)控制糧溫的重要性。

隔熱處理主要包括門窗及孔洞的密封、糧面壓蓋、屋頂隔熱、倉(cāng)內(nèi)吊頂、倉(cāng)墻隔熱、地坪隔熱等。在不同儲(chǔ)糧區(qū)，采取的隔熱處理方式也不盡相同，對(duì)隔熱處理的效果研究也較多。王宗華等對(duì)高大平房倉(cāng)糧面壓蓋隔熱試驗(yàn)，在冬季采用壓入式機(jī)械通風(fēng)降溫，糧堆達(dá)到低溫狀態(tài)，在3月份對(duì)試驗(yàn)倉(cāng)鋪設(shè)不同類型的壓蓋物，與對(duì)照倉(cāng)相比，度夏后上層糧溫低6～8 ℃[8]。魏金高利用PEF材料對(duì)高大平房倉(cāng)糧堆表面進(jìn)行壓蓋，結(jié)果表明，安全度夏后，糧面最高溫度不超過(guò)25 ℃，能夠有效地控制糧堆溫度上升幅度[9]。張琪利用冷氣囊隔熱保冷，經(jīng)過(guò)夏季后，試驗(yàn)倉(cāng)平均倉(cāng)溫為27.3 ℃，對(duì)照倉(cāng)平均倉(cāng)溫為31 ℃，兩者相差3.7 ℃，能有效阻止糧面溫度受倉(cāng)溫的影響，條件允許的話，結(jié)合倉(cāng)房屋面噴水效果會(huì)更好[10]。對(duì)倉(cāng)房門窗、通風(fēng)口等有形的孔洞進(jìn)行密閉，提高倉(cāng)房的隔熱性能，采用倉(cāng)內(nèi)吊頂、倉(cāng)頂涂抹反光材料、倉(cāng)頂淋水措施，減少因屋面?zhèn)鳠?，最大限度地減少糧食表面溫度升高的幅度。試驗(yàn)結(jié)果表明，采取隔熱處理的倉(cāng)房糧溫上升幅度明顯低于對(duì)照倉(cāng)房，保持儲(chǔ)糧環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定[11-13]。

1.4 內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)

內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)是在隔熱性能好的倉(cāng)房的基礎(chǔ)上實(shí)施的一項(xiàng)技術(shù)。內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)利用糧堆內(nèi)部“冷心”作為冷源，有效控制糧堆溫度，達(dá)到均衡糧溫的目的。蔡學(xué)軍在倉(cāng)房隔熱密閉的條件下，研究了平房倉(cāng)內(nèi)環(huán)流均衡溫濕度對(duì)儲(chǔ)糧的影響，結(jié)果表明，不僅減小了外部高溫環(huán)境的影響，有效控制了倉(cāng)內(nèi)糧食溫度和水分，而且推遲了害蟲(chóng)發(fā)生的時(shí)間，贏得較佳熏蒸時(shí)間，內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度低，還能降低儲(chǔ)糧成本[14]。在冬季通風(fēng)降溫散濕、春季除濕均溫的基礎(chǔ)上，通過(guò)立筒倉(cāng)內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)，有效控制糧堆溫度、水分，實(shí)現(xiàn)了偏高水分玉米安全度夏[15]。

這四種控溫技術(shù)是糧庫(kù)中應(yīng)用最普遍的，也較為成熟。在儲(chǔ)藏過(guò)程中，聯(lián)合采用這些技術(shù)，在秋冬季節(jié)利用通風(fēng)技術(shù)將糧溫降到低溫狀態(tài)，當(dāng)來(lái)年春季天氣回暖時(shí)，為保證儲(chǔ)糧安全度夏，利用谷冷機(jī)、空調(diào)等制冷技術(shù)補(bǔ)充冷源降低糧食溫度。以機(jī)械通風(fēng)創(chuàng)造基礎(chǔ)低溫、糧面壓蓋隔熱保溫、谷冷通風(fēng)“復(fù)冷”相結(jié)合的控溫方式，已經(jīng)成為廣東地區(qū)玉米儲(chǔ)藏的主要控溫模式并已全面推廣應(yīng)用，在生產(chǎn)中取得了良好效果。黃志宏采用機(jī)械通風(fēng)、糧面壓蓋、谷物冷卻機(jī)通風(fēng)綜合控溫措施，實(shí)現(xiàn)了高溫高濕地區(qū)玉米的安全儲(chǔ)存并延緩了品質(zhì)劣變[16]。在山東轄區(qū)，秋冬季節(jié)通過(guò)機(jī)械通風(fēng)蓄冷后，再經(jīng)過(guò)倉(cāng)內(nèi)吊頂、倉(cāng)墻敷泡沫板等隔熱處理后，夏季利用內(nèi)環(huán)流技術(shù)降低了糧面溫度，均衡全倉(cāng)糧溫。

2 在保質(zhì)減損方面的研究現(xiàn)狀

2.1 溫控技術(shù)對(duì)保持糧食品質(zhì)的影響

由于糧食是具有生命的有機(jī)體，在低溫下，糧食呼吸速率變慢，延緩糧食陳化，保持其良好的品質(zhì)。我國(guó)主要糧食品種有小麥、玉米、稻谷、大豆，其中小麥為較耐儲(chǔ)品種，其他3種為不耐儲(chǔ)品種。在保管期間受溫度影響較大，比如影響它們的發(fā)芽率、小麥的面筋吸水率和濕面筋含量、大豆和稻谷的脂肪酸值、稻谷的出糙率和整精米率、大豆的可溶性蛋白含量。古爭(zhēng)艷等在研究不同溫度對(duì)3種糧食儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響中，闡述了在溫度為20 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃條件下，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，小麥、稻谷、大豆主要品質(zhì)指標(biāo)的變化趨勢(shì)，為確定合適的儲(chǔ)藏溫度提供依據(jù)。萬(wàn)忠民研究不同儲(chǔ)藏溫度下稻谷的品質(zhì)劣變，對(duì)稻谷脂肪酸值、粘度、發(fā)芽率三方面品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，儲(chǔ)藏時(shí)間愈長(zhǎng)，溫度愈高，脂肪酸值增加、粘度下降、發(fā)芽率下降愈明顯[17]。對(duì)玉米倉(cāng)和稻谷倉(cāng)，空調(diào)降溫在中儲(chǔ)糧系統(tǒng)內(nèi)已推廣，郭超研究空調(diào)控溫對(duì)稻谷脂肪酸值變化的影響，空調(diào)倉(cāng)表層稻谷脂肪酸值的變化與對(duì)照倉(cāng)表層脂肪酸值的變化差異顯著，這表明采用空調(diào)控溫技術(shù)對(duì)延緩稻谷脂肪酸值升高具有一定作用[18]。

2.2 溫控技術(shù)對(duì)減少糧食損失的影響

在低溫條件下，可以有效限制糧堆生物體的的生命活動(dòng)，不僅減少糧食自身消耗，而且抑制蟲(chóng)霉生長(zhǎng)、繁育，這樣能在很大程度上減少糧食損失。與常規(guī)儲(chǔ)糧相比，綜合控溫技術(shù)能夠有效控制糧堆溫度，在準(zhǔn)低溫條件下，能較好地保持儲(chǔ)糧原有品質(zhì)，減少因蟲(chóng)害造成的糧食損失。

離心通風(fēng)在快速降低糧堆溫度的同時(shí)，也降低了糧食水分，造成因水分減少而帶來(lái)糧食重量的損失。在實(shí)際生產(chǎn)中，選擇合適的時(shí)機(jī)，盡量減少糧食水分散失。軸流通風(fēng)是一種緩速降溫方式，在降溫的同時(shí)，能夠達(dá)到保水的目的。

隔熱技術(shù)不僅能夠起到阻隔外界熱量的作用，營(yíng)造一種準(zhǔn)低溫的環(huán)境，保持糧食品質(zhì)良好，延緩糧堆溫度升高，而且隔熱處理的運(yùn)用，對(duì)糧食保水也起到了一定的作用，與常規(guī)儲(chǔ)藏相比，在很大程度上減少水分散失，在保水減損方面起到了重要作用。

3 綜合控溫技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

溫控技術(shù)是一項(xiàng)安全、經(jīng)濟(jì)、綠色儲(chǔ)糧技術(shù)，已成為當(dāng)今科學(xué)儲(chǔ)糧技術(shù)發(fā)展的新方向，以上4種控溫技術(shù)已得到普遍推廣。由于不同儲(chǔ)糧區(qū)域溫度差異較大，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，采取不同的綜合控溫技術(shù)才能起到更好的控溫作用。

通風(fēng)技術(shù)是綜合控溫的第一步，糧食入倉(cāng)后，先利用通風(fēng)技術(shù)降低糧溫，然后再采取其他保溫補(bǔ)冷措施。在通風(fēng)降溫環(huán)節(jié)，要抓住有利通風(fēng)時(shí)機(jī)，將糧溫降至低溫狀態(tài)，并把糧食水分降至安全水分以下。在糧食水分降至安全水分以內(nèi)時(shí)，要做好“保水”工作，這是綜合控溫的難點(diǎn)，也是關(guān)鍵點(diǎn)，這就要求我們把握好通風(fēng)時(shí)機(jī)。雖然隔熱控溫技術(shù)、空調(diào)降溫技術(shù)和內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的相關(guān)研究已取得一些進(jìn)展，但是還有待于進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)，制定適合不同區(qū)域的規(guī)程，是今后研究重點(diǎn)。綜合控溫技術(shù)要在實(shí)踐中不斷地摸索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，考慮糧食品種、儲(chǔ)存環(huán)境、倉(cāng)房條件等因素，找到一個(gè)經(jīng)濟(jì)、有效、方便的控溫技術(shù)。

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Research of integrated temperature control techniques on quality and derogation of grain

Liu Hao1, Wang Xiaorong2, Li Jianya1, Tian Hua1

1. Shandong Sinograin Quality Supervision Center (Jinan 250100) 2. Henan University of Technology (Zhengzhou 450001)

The integrated temperature control technology is the use of a variety of control techniques to minimize power consumption for optimum temperature effect. The temperature control techniques currently include ventilation temperature control, refrigeration temperature control, insulation temperature control and inner circulation temperature control. These technologies complement each other, so that the grain bulk temperature is low or quasi-low temperature, together to achieve the purpose of temperature control. Four temperature control methods and current research of the impact on quality and derogation of grain were described, in order to provide reference frame for temperature control of grain.

temperature; ventilation technology; insulation technology; refrigeration technology; quality

2016-08-21

劉 浩，男，1989年出生，主要從事糧油儲(chǔ)檢工作。

S379.5

B

1672-5026(2017)02-048-04