符云輝 王 南 王建闖

(四川糧油批發(fā)中心直屬儲(chǔ)備庫(kù) 610500)

低溫儲(chǔ)藏是通過(guò)控制儲(chǔ)藏糧食溫度，提高糧食儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，降低儲(chǔ)糧在高溫季節(jié)受溫度的影響。低溫儲(chǔ)藏通過(guò)倉(cāng)房保冷隔熱、機(jī)械通風(fēng)等手段，使糧食溫度控制在15℃及以下，最高糧溫不超過(guò)20℃，儲(chǔ)糧溫度長(zhǎng)期處于低溫狀態(tài)。針對(duì)“冷心熱皮”現(xiàn)象，我?guī)熳灾餮邪l(fā)了微氣流循環(huán)系統(tǒng)，結(jié)合表層控溫機(jī)組消除糧堆四周“熱皮”，實(shí)現(xiàn)整倉(cāng)糧堆均衡控溫。

1 材料

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房和糧情

四川糧油批發(fā)中心直屬儲(chǔ)備庫(kù)低溫倉(cāng)35號(hào)倉(cāng)為試驗(yàn)倉(cāng)，常規(guī)倉(cāng)11號(hào)倉(cāng)為對(duì)照倉(cāng)；低溫倉(cāng)36號(hào)倉(cāng)為試驗(yàn)倉(cāng)，低溫倉(cāng)38號(hào)倉(cāng)為對(duì)照倉(cāng)。倉(cāng)房基本情況見(jiàn)表1。35號(hào)倉(cāng)糧食送中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏院檢測(cè)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 供試倉(cāng)房情況

表2 35號(hào)倉(cāng)扦樣檢測(cè)數(shù)據(jù)

1.2 供試設(shè)備

1.2.1 倉(cāng)房 所有倉(cāng)房倉(cāng)頂均采用拱板隔熱，35號(hào)倉(cāng)、36號(hào)倉(cāng)、38號(hào)倉(cāng)東西墻面四角安裝0.55 kW 軸流風(fēng)機(jī)(每倉(cāng)4臺(tái))，11號(hào)倉(cāng)山墻安裝2.2 kW軸流風(fēng)機(jī)1臺(tái)，見(jiàn)圖1。

1.2.2 制冷設(shè)備 35號(hào)倉(cāng)、36號(hào)倉(cāng)、38號(hào)倉(cāng)每倉(cāng)安裝有2套12 kW淺層地能制冷系統(tǒng)、2套加濕機(jī)、4臺(tái)33 kW移動(dòng)整倉(cāng)降溫機(jī)組。

圖1 倉(cāng)房風(fēng)機(jī)布置示意圖

1.2.3 微循環(huán)系統(tǒng) 36倉(cāng)倉(cāng)墻內(nèi)表面安裝1套微循環(huán)系統(tǒng)，配備0.75 kW環(huán)流風(fēng)機(jī)2臺(tái)。

1.2.4 整倉(cāng)糧情檢查系統(tǒng) 北京生產(chǎn)，按《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》(GB/T29890-2013)布置測(cè)溫點(diǎn)。

1.2.5 內(nèi)循環(huán)系統(tǒng) 原通風(fēng)系統(tǒng)加上回風(fēng)管，外接風(fēng)機(jī)形成內(nèi)循環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)通風(fēng)。

1.3 倉(cāng)房隔熱措施

35號(hào)倉(cāng)、36號(hào)倉(cāng)、38號(hào)倉(cāng)外墻面貼5 cm厚聚氨酯泡沫板，倉(cāng)頂拱板隔熱，拱板上下弦均貼聚氨酯泡沫板，10 cm厚不銹鋼保溫門(mén)窗。

2 方法及結(jié)果分析

2.1 試驗(yàn)方法

2.1.1 35號(hào)倉(cāng)低溫試驗(yàn)倉(cāng) 2017年、2018年夏季糧堆四周糧溫高，墻體部位多局部發(fā)生蟲(chóng)害，采用單管風(fēng)機(jī)結(jié)合表層控溫機(jī)進(jìn)行局部控制糧溫，蟲(chóng)害嚴(yán)重部位使用單管風(fēng)機(jī)吹入惰性粉處理害蟲(chóng)或吹入儲(chǔ)糧防護(hù)劑殺蟲(chóng)或采用誘捕器物理除蟲(chóng)。試驗(yàn)結(jié)果表明：惰性粉進(jìn)入糧堆后快速吸水結(jié)塊，失去防蟲(chóng)效果；防護(hù)劑能殺滅風(fēng)管周?chē)?0 cm左右糧堆害蟲(chóng)，但防護(hù)劑本身的氣味對(duì)害蟲(chóng)具有趨避作用，驅(qū)散害蟲(chóng)而不是殺滅害蟲(chóng)，殺蟲(chóng)效果不理想；誘捕器長(zhǎng)度1 m，插入生蟲(chóng)部位糧堆，連續(xù)一周，定時(shí)清理誘捕器內(nèi)害蟲(chóng)計(jì)數(shù)，平均每桿58頭，同點(diǎn)位誘捕器內(nèi)害蟲(chóng)數(shù)量逐漸減少，表層糧堆害蟲(chóng)得以控制。

2017年冬季進(jìn)行逆溫差保水降溫通風(fēng)試驗(yàn)，從糧堆高溫部位引入低溫潮濕空氣(微結(jié)露狀態(tài))，糧堆內(nèi)部氣流從高溫部位流向低溫部位，使糧堆在通風(fēng)過(guò)程中也處于微結(jié)露狀態(tài)，保持糧粒表面水蒸氣壓，減少糧粒內(nèi)水分外移；同時(shí)在同等外環(huán)境條件下，低溫部位流出氣體的水分含量也遠(yuǎn)低于高溫部位，減少了水分損失。通風(fēng)結(jié)束，通風(fēng)失水僅0.02個(gè)百分點(diǎn)，是常規(guī)通風(fēng)失水的1/50。

2018年冬季進(jìn)行小功率軸流風(fēng)機(jī)緩慢降溫通風(fēng)試驗(yàn)，根據(jù)微弱氣流不影響糧粒表面水蒸氣壓原理，減少通風(fēng)失水。通風(fēng)結(jié)束，稻谷水分增加0.1個(gè)百分點(diǎn)(該數(shù)據(jù)為通風(fēng)過(guò)程中采用快速測(cè)水儀多次取值的平均值，非通風(fēng)前后檢驗(yàn)室數(shù)據(jù))。

2.1.2 11號(hào)倉(cāng)對(duì)照倉(cāng) 入庫(kù)完畢全倉(cāng)新風(fēng)通風(fēng)均溫均水，夏季多局部發(fā)生蟲(chóng)害，常采用單管風(fēng)機(jī)降溫、挖溝扒塘、局部熏蒸，每年整倉(cāng)熏蒸，冬季降溫通風(fēng)。

2.2 結(jié)果與分析

2.2.1 儲(chǔ)藏期間11號(hào)倉(cāng)和35號(hào)倉(cāng)三溫變化及分析 35號(hào)倉(cāng)低溫儲(chǔ)藏高水分稻谷度夏，采用整倉(cāng)降溫機(jī)降低糧堆溫度、表層控溫機(jī)控制倉(cāng)溫和表層糧溫的工作模式。2017年至2019年的高溫季節(jié)，35號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫控制在17℃～20℃，平均倉(cāng)溫19℃；表層糧溫在11.3℃～20.2℃，平均16.2℃。11號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫24.2℃～30.3℃，高于試驗(yàn)倉(cāng)7.2℃～10.3℃，平均倉(cāng)溫28.2℃，高于試驗(yàn)倉(cāng)9.2℃；表層糧溫24℃～27.9℃，高于試驗(yàn)倉(cāng)12.7℃～6.7℃，平均表層糧溫26.3℃，高于試驗(yàn)倉(cāng)10.1℃。

圖2～圖4中，氣溫有時(shí)較低，是因?yàn)榧Z情檢測(cè)時(shí)間多數(shù)在上午8：00～9：00，檢測(cè)值比當(dāng)日最高氣溫低。

圖2 2017年度夏期間控溫效果比較

圖3 2018年度夏期間控溫效果比較

圖4 2019年度夏期間控溫效果比較

2.2.2 11號(hào)倉(cāng)、35號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間稻谷水分變化及分析 從圖5和圖6可以看出，35號(hào)倉(cāng)低溫倉(cāng)稻谷入庫(kù)水分15.6%，出庫(kù)水分14.5%，儲(chǔ)藏期間水分損失1.1個(gè)百分點(diǎn)。11號(hào)倉(cāng)常溫倉(cāng)入庫(kù)水分13.0%，出庫(kù)水分12.9%，儲(chǔ)藏期間水分損失0.1個(gè)百分點(diǎn)。低溫倉(cāng)儲(chǔ)藏高水分稻谷，出庫(kù)水分達(dá)國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最高值，保持水分較好。常溫倉(cāng)入庫(kù)時(shí)水分嚴(yán)格控制，低于國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最高值0.5個(gè)百分點(diǎn)，儲(chǔ)藏期間水分越低越好保管。35號(hào)倉(cāng)稻谷夏季制冷通風(fēng)期水分逐漸損失，冬季保水通風(fēng)期水分有所回升，說(shuō)明整倉(cāng)降溫機(jī)通風(fēng)促進(jìn)糧食水分散失，冬季逆溫差通風(fēng)和小功率軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)減少糧食水分丟失且有補(bǔ)水功能。

圖5 35號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間水分變化

圖6 11號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間水分變化

2.2.3 11號(hào)倉(cāng)和35號(hào)倉(cāng)稻谷儲(chǔ)藏期間脂肪酸值變化及分析 從圖7和圖8可以看出，35號(hào)倉(cāng)粳稻入庫(kù)脂肪酸值13.6(KOH/干基)/(mg/100g)，出庫(kù)脂肪酸值24(KOH/干基)/(mg/100g)，2017年夏季脂肪酸值快速上漲達(dá)到21.7(KOH/干基)/(mg/100g)，發(fā)現(xiàn)稻谷脂肪酸值同水分有所關(guān)聯(lián)，水分高脂肪酸值變化快，水分低脂肪酸值變化小。對(duì)照倉(cāng)11號(hào)倉(cāng)入庫(kù)脂肪酸值21.9(KOH/干基)/(mg/100g)、出庫(kù)25.9(KOH/干基)/(mg/100g)，水分變化幅度小，脂肪酸值變化也較小，兩倉(cāng)數(shù)據(jù)變化說(shuō)明脂肪酸值的變化同糧食水分高低和變化呈正相關(guān)。

圖7 35號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間脂肪酸值變化

圖8 11號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間脂肪酸值變化

2.2.4 11號(hào)倉(cāng)和35號(hào)倉(cāng)稻谷出糙率、整精米率 圖9和圖10分析得出，低溫儲(chǔ)糧和常溫儲(chǔ)糧對(duì)稻谷出糙率、整精米率影響不大，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)，整精米率有所下降，下降幅度在2%～4%。

圖9 35號(hào)倉(cāng)出糙率、整精米率

圖10 11號(hào)倉(cāng)出糙率、整精米率

2.2.5 成本分析

2.2.5.1 作業(yè)成本統(tǒng)計(jì) 11號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏23個(gè)月總能耗為5512.5 kW，實(shí)際功耗按照80%計(jì)算，平均電價(jià)按1元/kW·h計(jì)算，通風(fēng)費(fèi)用4410元，單位成本1.25元/t。35號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏36個(gè)月總能耗為33115.4 kW，實(shí)際功耗按照80%計(jì)算，平均電價(jià)按1元/kW·h計(jì)算，通風(fēng)費(fèi)用26492元，單位成本12.9元/t。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

2.2.5.2 儲(chǔ)藏期間倉(cāng)房熏蒸情況 各倉(cāng)房熏蒸情況見(jiàn)表4。

表4 各倉(cāng)房熏蒸情況

3 延伸試驗(yàn)

3.1 糧溫對(duì)照分析

試驗(yàn)倉(cāng)在表層機(jī)控溫過(guò)程中，雖然有效降低了表層糧溫的上升速度，且控制在20℃以?xún)?nèi)，但不能阻止倉(cāng)墻傳熱引起的糧堆四周糧溫快速升高，糧堆四周最高糧溫可達(dá)24℃，引發(fā)多處局部蟲(chóng)害。為解決此問(wèn)題，我?guī)煸?6號(hào)倉(cāng)、39號(hào)倉(cāng)設(shè)計(jì)內(nèi)循環(huán)恒溫通風(fēng)系統(tǒng)、豎向墻壁微循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)、徑向墻壁微循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)，利用局部?jī)?nèi)環(huán)流延緩四周糧溫的上升速度，36號(hào)倉(cāng)的試驗(yàn)效果與35號(hào)倉(cāng)、38號(hào)倉(cāng)對(duì)比情況見(jiàn)表5。

3.1.1 表5可以看出：2019年6月10日到7月15日，四周糧溫35號(hào)倉(cāng)上升2℃，36號(hào)倉(cāng)上升1.21℃，38號(hào)倉(cāng)上升2.96℃；2019年7月22日到8月16日，四周糧溫35號(hào)倉(cāng)上升3.09℃，36號(hào)倉(cāng)上升0.83℃，38倉(cāng)上升1.81℃。36號(hào)倉(cāng)在表層機(jī)工作的同時(shí)，利用微循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行局部?jī)?nèi)環(huán)流，引導(dǎo)表層機(jī)送出的冷空氣從糧堆四周倉(cāng)壁處下沉，有效阻止了糧堆四周溫度的快速上升。

3.1.2 2019年7月22日到8月16日，四周糧溫35號(hào)倉(cāng)上升3.09℃，38號(hào)倉(cāng)上升1.81℃，其原因在于：7月22日36號(hào)倉(cāng)補(bǔ)冷結(jié)束后，內(nèi)外溫差大于38號(hào)倉(cāng)。說(shuō)明制冷通風(fēng)后內(nèi)外溫差大傳導(dǎo)速度就快，導(dǎo)致四周糧溫上升速度加快。

3.1.3 39號(hào)倉(cāng)因設(shè)備安裝原因，未能在2019年實(shí)現(xiàn)局部?jī)?nèi)環(huán)流控制糧堆外圍糧溫，只能在2020年分析其控溫效果。

3.2 開(kāi)展相關(guān)其他試驗(yàn)

3.2.1 低溫與熏蒸具有相反性，開(kāi)展磷化鋁全倉(cāng)熏蒸需要回升糧堆溫度，回升溫度對(duì)儲(chǔ)糧品質(zhì)影響極大，33號(hào)倉(cāng)玉米溫度回升前后脂肪酸值上升1.3(KOH/干基)/(mg/100g)。我?guī)煊种匦潞Y選了對(duì)溫度要求小的化學(xué)藥劑，篩選出硫酰氟和甲基嘧啶磷，進(jìn)行甲基嘧啶磷熱煙霧和硫酰氟全倉(cāng)準(zhǔn)低溫熏蒸試驗(yàn)，甲基嘧啶磷和硫酰氟對(duì)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)熏蒸效果較好，但甲基嘧啶磷氣味殘效時(shí)間長(zhǎng)，吸附在糧粒上給銷(xiāo)售帶來(lái)不利影響。

表5 糧溫對(duì)比情況 (單位：℃)

3.2.2 門(mén)、窗、保溫門(mén)隔熱性較差，采用氣囊、泡沫板隔熱試驗(yàn)，33號(hào)倉(cāng)2018年氣囊隔熱費(fèi)用下降0.5元/t，但易漏氣；泡沫板隔熱最高內(nèi)外溫差達(dá)11℃，利用泡沫的彈性與門(mén)、窗墻壁緊密結(jié)合，阻隔冷熱氣流交換，起到良好隔熱作用。

3.2.3 利用現(xiàn)有制冷設(shè)備，對(duì)裝糧高度28.5 m的淺圓倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行降溫通風(fēng)，試驗(yàn)新風(fēng)通風(fēng)和內(nèi)循環(huán)通風(fēng)等方式降低糧溫，觀察制冷對(duì)糧食溫度、品質(zhì)影響。

4 結(jié)果

4.1 試驗(yàn)倉(cāng)35號(hào)倉(cāng)通過(guò)使用整倉(cāng)降溫機(jī)與表層控溫機(jī)，3年時(shí)間全倉(cāng)平均糧溫控制在9℃～19.8℃，表層糧溫在11.3℃～20.2℃，有效抑制了高水分稻谷脂肪酸值的升高、延緩了品質(zhì)劣變，有利于保持稻谷品質(zhì)。

4.2 采用微循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)配合局部?jī)?nèi)環(huán)流技術(shù)，引導(dǎo)表層制冷機(jī)制冷產(chǎn)生的冷空氣沿內(nèi)墻壁下沉及時(shí)帶走內(nèi)墻面的積熱(因內(nèi)外高溫差，外界向內(nèi)傳導(dǎo)的熱量)，有效控制糧堆四周糧溫。

4.3 試驗(yàn)倉(cāng)35號(hào)倉(cāng)使用逆溫差通風(fēng)技術(shù)，利用微結(jié)露補(bǔ)償通風(fēng)失水，減少通風(fēng)失水損耗；利用成都平原冬季低溫的有利時(shí)機(jī)，采用小功率軸流機(jī)緩速降溫通風(fēng)，達(dá)到通風(fēng)不失水甚至增水的效果。

4.4 惰性粉不適用于高水分糧食的防蟲(chóng)，而誘捕器對(duì)局部蟲(chóng)害的防治有較好效果。

4.5 低溫倉(cāng)可保管更高水分的稻谷，水分保持相對(duì)較好，出庫(kù)損耗小，試驗(yàn)倉(cāng)與對(duì)照倉(cāng)實(shí)際升溢60.907 t，按照2310元/t計(jì)算，總價(jià)是140695元，低溫保管能耗費(fèi)用26492元、常規(guī)倉(cāng)保管能耗費(fèi)用4410元，低溫倉(cāng)實(shí)際效益為118613元。

4.6 35號(hào)倉(cāng)脂肪酸值在保管期間每月的變化率是0.29%，11號(hào)倉(cāng)脂肪酸值在保管期間每月的變化率是0.11%(35號(hào)倉(cāng)脂肪酸值變化較快，分析原因是35號(hào)倉(cāng)粳稻谷外糙米較多，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)谷外糙米在2.3%)，再加上稻谷水分高，即使在低溫狀態(tài)脂肪酸值變化也非?？?。35號(hào)倉(cāng)品嘗評(píng)分值從78分下降至75分，下降3分；11號(hào)倉(cāng)品嘗評(píng)分值從77分下降至72分，下降了5分，低溫保持口感較好。

4.7 35號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間只熏蒸一次，11號(hào)倉(cāng)每年熏蒸1次共計(jì)3次，低溫儲(chǔ)糧減少了儲(chǔ)糧化學(xué)藥劑使用，減少了有毒氣體的排放，對(duì)儲(chǔ)糧和環(huán)境起到綠色環(huán)保作用。

由于本次研究時(shí)間較短，許多低溫儲(chǔ)糧的問(wèn)題還需繼續(xù)深入研究，如表層機(jī)溫度設(shè)定何值既節(jié)能又滿(mǎn)足低溫要求、墻體傳導(dǎo)熱及阻斷研究、低溫環(huán)境儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治的方法和新藥劑探索，還需繼續(xù)努力探尋與實(shí)踐。