湖南地區空調控溫儲糧應用研究

周 濤，張 兵，劉 博，陳渠玲，甘平洋，李 娜

（1. 中南糧油食品科學研究院有限公司，長沙 410008；2. 湖南糧食集團，長沙 410008；3. 湖南農業大學 食品科學技術學院，長沙 410128）

“民為國基，谷為民命”。糧食是國民生存和國家發展的主要資源，糧食安全是國家安全的重要基礎，我國糧食儲備量大，且儲藏周期長，科學合理地減少品質損耗和降低保管能耗一直是我國糧食行業關注的重點[1]。溫度是決定儲糧穩定性的重要因素之一，目前針對稻谷不耐高溫儲藏的特性，在如今各項科學儲糧技術中，低溫儲糧技術無疑是關鍵手段[2]。通過空調控溫，使儲糧長期保持在較低的溫度，能夠有效抑制糧堆內有害生物的生命活動及糧食的新陳代謝[3]，這也是我國各糧庫采取的主要措施[4]。

湖南省屬亞熱帶季風氣候，該氣候以冬季干冷夏季濕熱為顯著特征，夏季日平均氣溫在30 ℃以上有85 d，氣溫高于35 ℃的炎熱日年平均約30 d。這種氣候狀況決定了湖南省應以低溫儲糧為目標，避免夏季高溫對糧食的不良影響[5]。

本課題通過研究空調控溫技術對稻谷糧溫、水分、脂肪酸值等指標的影響及能耗的使用情況，探討湖南地區空調控溫的最佳使用時間段及能否獲得有效的經濟效益，來為湖南省準低溫科學儲糧提供有效的科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗倉房

實驗倉采用開慧庫區 OP6號倉，對照倉為OP8號倉，兩倉均為 2008年建高大平房倉，朝向相同，長35.6 m，寬23.6 m，檐高8 m，裝糧線6 m，倉容3 800 t，墻體為磚混結構，大門內門板采用2 cm厚聚氨酯鋁板；倉頂采用彩鋼瓦，噴上2～3 cm厚聚氨酯，加吊2 cm厚聚氨酯鋁板吊頂；窗戶采用聚氨酯鋁板定制內窗；通風口采用礱糠包隔熱，外加0.12 mmPE尼龍復合膜壓槽密閉。

1.2 儲糧情況

實驗倉與對照倉均為散裝儲存 2016年湖南產早秈稻，入倉品質見表1。

表1 實驗倉與對照倉稻谷入倉質量情況

1.3 儲糧測控系統

糧情監測采用鄭州貝博電子股份有限公司的糧情檢測系統，每倉均勻設置55根（8組×6行）測溫電纜，每根的電纜分 4個測溫點，共計152個測溫點，布線如圖1所示。

圖1 電纜布置圖

1.4 設備

1.4.1 糧食儲藏專用空調

型號為 TS–LS051，廠家為河南天碩機電設備工程有限公司，總功率為 6.8 KW，風機額定功率/電流為0.5 kw/0.9 A，制冷量12.6 KW，風量3 200 m3/h，送風距離26 m，防腐介質磷化氫，防腐等級大于 0.2%，溫度控制范圍 20～30 ℃，自動控制。

1.4.2 檢測儀器與設備

BLA–1800糧食多功能取樣器：臺州市京奧糧用器材廠；HY–4調速多用振蕩器：上海浦東物理光學儀器廠；JLGJ45檢驗礱谷機：浙江臺州市糧儀廠；FA1104N電子天平：上海菁海儀器有限公司；JXFM110錘式旋風磨：上海嘉定糧油儀器有限公司；202電熱恒溫干燥箱：北京市光明醫療儀器有限公司等。

1.4.3 試劑

無水乙醇、酚酞指示劑、不含二氧化碳的蒸餾水、0.01 mol/L氫氧化鉀-體積分數95%乙醇溶液。

1.5 方法

1.5.1 扦樣與檢測方法

倉房取樣采用 5點加全倉三層的取樣方法對儲藏過程中的稻谷進行取樣，5個點的平面分布如圖2所示。在糧堆四個角距相鄰兩墻各1 m處及糧倉水平中心五處各取 3層樣品，即離糧面0.5，2.5，4.5 m三層，將每一層的5點樣品混合均勻作為全倉每層的樣品，每份樣品 250 g，共18份。每個月定期取樣，對樣品按照國標方法進行檢測，并做好各項記錄（包括電表耗電情況），保證檢測數據真實有效。

圖2 糧倉中取樣點的分布圖

1.5.2 高溫季節控溫措施

1.5.2.1 空調自動控溫 實驗倉OP6采用空調自動控溫措施，將空調溫度設置為 25 ℃，保證倉溫能控制在25 ℃以下，當倉溫高于25 ℃時空調將自動運行降溫，低于或等于 25 ℃時空調測處于待機狀態。空調全天24 h開啟，運行時間為2018年5月15日至9月3日。

1.5.2.2 軸流風機排除積熱 對照倉OP8采用軸流風機排除積熱方式控溫，利用夜間氣溫下降且符合通風條件的時機，打開糧面上部窗子和糧面上部軸流風機，使得冷空氣由窗口進入倉內與熱空氣進行熱交換，最后熱空氣自軸流風機口排出倉外，把白天太陽輻射傳入倉內的熱量帶走，降低倉內空間溫度。

2 結果與分析

2.1 氣溫、倉溫、表層均溫和整倉均溫變化情況

2.1.1 氣溫與倉溫變化情況

由圖3可知，氣溫在6月大幅度驟升，由5月29日的22.7 ℃上升到6月19日的35.6 ℃，OP8倉倉溫則在7月大幅度上升，由6月28日的23.9 ℃上升到7月30日的31.9 ℃，這是由于糧堆“冷心”的作用，可間接影響倉溫，使得倉溫變化滯后于氣溫，說明倉房隔熱性較好。而 OP6倉溫基本穩定在 27 ℃以下，空調設置溫度為25 ℃，說明空調控溫并不能使倉溫完全達到預期設定的溫度目標，但能較好的抑制倉溫的上升。

圖3 氣溫與倉溫變化圖

2.1.2 表層均溫與整倉均溫變化情況

由圖3～4發現，空調控溫期間5月15日至9月3日，OP6表層均溫在25 ℃以下，同時整倉均溫低于 20 ℃，但在空調停止運行后，OP6表層均溫及整倉均溫呈現一個輕微上升，并在兩周左右后局部溫度超過了 25 ℃，這說明利用空調控溫技術可有效的將糧倉控制在準低溫儲藏水平。兩倉表層均溫溫差于 7月初逐漸增大，9月初趨于穩定，而整倉均溫卻相差不大，這點有效說明了空調發揮作用的主要時段為在7～8月高溫階段，且主要作用在糧堆表層，對糧堆較深層影響不大。

圖4 表層均溫與整倉均溫變化圖

2.2 品質變化

由表2可知，在實驗期間常規倉OP8較實驗倉OP6整體出現了水分丟失，黃粒米率和脂肪酸值增長幅度更大的現象。在水分方面，OP6整倉基本變化不大，表層（50 cm）失水較多，由12.6%下降到了12.1%，而OP8整倉和各層皆存在些微水分損失，在0.2%左右的水平，這表明空調控溫使糧倉達到準低溫儲藏水平能起到一定保水作用，但會使糧堆表層丟失部分水分；在黃粒米率和脂肪酸值方面，OP6倉整體黃粒米率上升0.3%，脂肪酸值增長2 mgKOH/100 g，而OP8倉整體黃粒米率上升0.5%，脂肪酸值增長3.9 mgKOH/100 g，兩倉皆出現一定程度的上升，但常規倉OP8整體上升幅度更大，這表明空調控溫技術還能起到一定的延緩糧食黃變、陳化的作用，這對延長儲備糧的輪換周期，保障糧食品質起到關鍵的作用。

表2 OP6和0P8倉稻谷水分、黃粒米、脂肪酸值變化情況

2.3 蟲害情況

由表3可知，在9月份，兩倉均發生蟲害情況，其中 OP6倉蟲害密度達到3頭/kg，且 OP8倉在倉內有生物防治技術的運用下，蟲害密度為8頭/kg，仍大于OP6倉，這說明空調控溫技術的運用還能一定程度上抑制蟲害密度的增長，但倉內仍有蟲害的發生，因此無法僅靠空調控溫技術來達到避免熏蒸的效果。

表3 OP6和0P8倉蟲害密度（主要害蟲）變化情況

2.4 效益分析

根據表4計量兩倉用電費用發現，空調控溫技術儲糧相較軸流風機排除積熱方法儲糧每噸用電成本約高出 0.93元/噸，但在品質方面，空調倉OP6的糧質新鮮度優于常規倉OP8，脂肪酸值上升幅度僅為常規倉的50%，如果在輪換銷售中按質論價，每噸糧預計可提高售價20元左右；在水分方面，空調倉比常規倉少丟失 0.3%的水分，每噸糧預計可產生7元左右的經濟效益，同時更有利于對接糧食的加工生產，降低碎米率；在倉儲成本方面，空調控溫技術的運用還能一定程度上抑制蟲害密度的增長，減少施藥的熏蒸量，節約倉儲成本。綜上，空調控溫儲糧技術既能保證糧食的數量，又能保證糧食的品質和安全，顯著提高經濟效益，或因儲糧品質陳化程度較低，可延長一年的儲存期，更有助于國家的糧食宏觀調控。若利用糧倉專用空調控溫技術對優質中晚稻進行準低溫儲藏，則能更好體現該技術的應用價值。

表4 OP6倉與OP8倉能耗情況

3 結論

本文根據空調倉和常規倉中的溫度變化，品質變化及蟲害情況，分析空調控溫技術的在糧倉中的運用效果及經濟效益，得出以下結論：

糧倉專用空調能在高溫天氣時間段較好的抑制倉溫增長，但不能使倉溫完全達到設置溫度以下，在糧倉專用空調設置溫度為25 ℃的情況下，可保證糧堆達到準低溫儲藏水平。兩倉表層均溫溫差于 7月初逐漸增大，9月初趨于穩定，而整倉均溫卻相差不大，這點有效說明了空調發揮作用的主要時段為在7～8月高溫階段，且主要作用在糧堆表層，對糧堆較深層影響不大。

空調控溫使糧倉達到準低溫儲藏水平能起到一定的保水，延緩糧食黃變，陳化的作用，但空調的使用會使倉內糧堆表層丟失部分水分。

糧倉專用空調控溫技術的運用還能一定程度上抑制蟲害密度的增長，但倉內仍有蟲害的發生，無法僅靠空調控溫技術來達到避免熏蒸的效果。

空調倉 OP6的糧質新鮮度明顯優于常規倉OP8，且脂肪酸值上升幅度低于常規倉，同時糧倉專用空調控溫技術的運用還能減少水分的流失及熏蒸的施藥量，既保證了糧食的數量，又保證了糧食的品質和安全，相較于少許的能耗費用，可產生可觀的經濟效益。

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