空調控溫儲糧技術應用研究

許一琦 陸耕林 何志瑾 劉繼文 金林祥 楊金根 壽 牮 李軼斐 計永安 齊雪程

(中央儲備糧嘉興直屬庫有限公司 314000)

低溫儲藏是國際公認的綠色科學、無污染儲糧方式，具有減輕蟲害和微生物對糧食危害，避免或減少儲糧化學藥劑使用，降低糧食的新陳代謝，延緩品質劣變等顯著特點。

空調控溫儲糧因其使用安全、簡便、環(huán)保、成本低等特點，在我國南方地區(qū)得到了普遍應用。中央儲備糧嘉興直屬庫有限公司全部倉房均安裝了分體式空調或一體式倉儲專用空調，經(jīng)過多年的應用實踐，有效控制了夏季表層糧溫，延緩了糧食品質劣變等，達到了準低溫儲藏。本試驗中選用5 P分體式單冷空調在高大平房倉試驗，重點研究了倉溫均勻性、對表層糧溫的影響范圍以及糧堆表層品質控制情況。

1 材料與方法

1.1 試驗倉房基本情況

選用1998年建設的條件相同的10號、13號和40號高大平房倉為試驗倉，倉房長30 m、寬21 m、檐高8 m、裝糧高度6 m，倉容量2765 t，墻體為磚混結構、中間內置保溫層，倉內側壁粘貼2.5 cm厚PEF板，倉頂為拱板結構，門窗是內部為聚苯乙烯保溫材料、外面為彩鋼面板的成品隔熱保溫門窗，倉房內布置2組一機三道地上籠風道，在倉房南大門上方安裝1臺5 P單冷空調(型號為FG14/A2-N4)，配有糧情測控系統(tǒng)、固定式環(huán)流熏蒸系統(tǒng)。

1.2 試驗糧食基本情況

供試儲糧基本情況見表1。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗前準備 為了3個試驗倉糧情基本一致，試驗前均進行了熏蒸和谷冷。供試糧情糧溫及蟲害情況見表2。

1.3.2 空調控溫方法 安裝定時控制器，在設定時間內自動定時開啟和關閉空調，10號倉在8:00至20:00每天運行12 h，40號倉在8:00至24:00每天運行16 h，13號倉每天運行24 h。試驗從2020年6月15日開始，9月30日結束，共計105 d；6月15日至7月15日設定溫度23℃，7月16日至8月16日設定溫度24℃，8月17日至9月30日設定溫度22℃。

表1 糧食基本情況

表2 試驗前供試儲糧溫及蟲害情況 (單位：℃)

1.3.3 試驗新增測溫點設置 為研究分析倉溫均勻性和對表層糧溫影響深度，在3個試驗倉增設了糧情檢測系統(tǒng)，在倉房內選擇8個位置，布置2 m長的溫度桿，溫度桿設5個測溫點，靠墻壁的點離內壁0.5 m，分別位于糧面上1 m、糧面下0.1 m、0.3 m、0.5 m和1.0 m處(見圖1),編號從空間至糧面往下為1～5。每天3次(7:50、16:00、00:00)自動定時采集倉內空間不同位置和糧堆表層不同深度的溫度。

圖1 倉內新增設糧情測溫系統(tǒng)分布圖

1.3.4 整倉糧溫采集 倉內35根電纜分4層共140個測溫點，按技術規(guī)范布點，每周一和周四7:50 對三個試驗倉巡檢1次。

1.3.5 扦樣方法 為研究分析空調控溫對糧堆表層和整倉品質控制情況，3個倉均設8個取樣點，試驗前、試驗后分別取糧面0 m～0.1 m、糧面0.1 m～0.5 m和全倉3個樣，分別扦樣檢測水分、脂肪酸值、黃粒米。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 對倉內空間8個測溫點，每周以每天16:00時點溫度數(shù)據(jù)加權平均作為一個數(shù)據(jù)單位，對空間溫度進行對比分析，以評價空調對空間控溫效果。采用Excel整理數(shù)據(jù)，用平均值、方差進行分析。

2 結果與分析

2.1 空調對倉溫的影響

16:00時倉溫分析結果見表3～表5。

表3 10號倉空間溫度

表4 13號倉空間溫度

空調控溫對倉內空間溫度分析表明，在空調開啟條件下，三個倉的空間溫度均在21℃～23℃，倉內最大溫差為1.56℃，普通分體式空調對空間溫度控制效果較好，倉溫比較均勻。

2.2 空調對表層糧溫的影響

2.2.1 試驗倉表層糧溫分析 以16：00時采集的溫度數(shù)據(jù)加權平均作為一個數(shù)據(jù)單位，不同倉糧面下不同位置的溫度變化見圖2～圖4。

表5 40號倉空間溫度

圖2 糧面下10 cm處糧溫變化圖

圖3 糧面下30 cm處糧溫變化圖

圖4 糧面下50 cm處糧溫變化圖

由結果可知：①空調對最表層糧食有很好的直接控溫作用，到30 cm深度有一定控溫作用，到50 cm深度直接控溫效果不明顯。②空調開啟時間對表層糧溫上升速度和幅度有密切關系，對30 cm深度糧溫上升速度和幅度有一定關系，到50 cm深度糧溫上升速度和幅度與空調開啟時間長短基本無關系。

2.2.2 13號倉表層糧溫與整倉平均糧溫變化 選取24 h空調控溫的13號倉分析表層糧溫與整倉平均糧溫變化。

圖5 13號倉表層糧溫和整倉平均糧溫變化圖

由圖5可知，糧面30 cm深度的糧溫上升幅度與整倉平均糧溫的上升幅度接近，糧面50 cm、100 cm 深度的糧溫上升幅度超越了整倉平均糧溫的上升幅度，說明空調對50 cm、100 cm深度的糧溫無直接控制效果。

2.3 空調控溫對整倉糧溫的影響

以每周一、周四2次糧情測溫系統(tǒng)采集溫度數(shù)據(jù)對3個倉整倉糧堆糧溫進行分析，結果見圖6～圖8。

由結果可知，①空調控溫對上層糧溫影響較大，空調開啟時間越長，試驗倉上層糧溫上升越緩慢；②空調控溫對上層以下的糧溫影響較小，糧溫上升速度和幅度與空調開啟時間無直接明顯關系，主要受外界氣溫和基礎糧溫的影響。

圖6 10號倉整倉糧溫走勢圖

2.4 空調控溫的電耗分析

在試驗倉房安裝空調的獨立電表記錄能耗數(shù)據(jù)，見表6。空調能耗與空調開機運行時間長短正比關系基本是一致，能耗高低與目標溫度和實際運行時長有關。

圖7 13號倉整倉糧溫走勢圖

圖8 40號倉整倉糧溫走勢圖

表6 空調能耗情況

2.5 空調控溫對蟲害情況的影響

空調控溫對儲糧害蟲有較好抑制作用，試驗倉高溫季節(jié)保持在基本無蟲糧狀態(tài)，試驗結束就進入秋季通風，未再熏蒸處理，見表7。

2.6 空調控溫對糧食品質的影響

2.6.1 表層水分變化情況 3個倉糧食表層水分含量均下降明顯，最表層糧食水分更易丟失，見表8。

表7 試驗前后蟲害情況

表8 水分變化情況 (單位：%)

2.6.2 脂肪酸值變化情況 3個倉經(jīng)過一個夏季，脂肪酸值均上升，表層糧食脂肪酸值上升幅度最大，變化明顯；表層下糧食脂肪酸值上升幅度明顯低于表層，與整倉糧食脂肪酸值上升幅度接近。結果見表9。

表9 脂肪酸值變化情況 [單位：(KOH/干基)/(mg/100g)]

表10 黃粒米率變化情況 (單位：%)

2.6.3 黃粒米率變化情況 3個倉經(jīng)過一個夏季，最表層糧食黃粒米率均上升了0.2個百分點，次表層和整倉糧食黃粒米率幾乎無變化。結果見表10。

3 結果及討論

3.1 對于30 m×21 m的糧倉，1臺5 P單冷空調(型號為FG14/A2-N4)，空調的風程、風力、制冷量等能滿足夏季高溫季節(jié)的空調控溫要求，且對空間和糧堆表層控溫基本均勻。

3.2 三個試驗倉在試驗前有較好的基礎糧溫，高溫季節(jié)采用的三種空調開機運行時間控溫，均達到準低溫儲存要求，有效控制了全倉的糧溫，延緩糧食品質劣變，抑制儲糧害蟲繁殖，達到綠色安全儲糧的目的。

3.3 空調控溫的能耗與空調開機運行時間成正比關系基本是一致，在實際使用時要根據(jù)不同品種、用途、儲存時間，分類指導，應根據(jù)需求采取不同的空調開機時間進行控溫運行，充分體現(xiàn)出經(jīng)濟效益和社會效益。

3.4 對空調控溫技術應進一步提高智能化水平，如將糧情測溫系統(tǒng)與空調開啟控制系統(tǒng)連接起來，建立起空調控溫的控制模式和參數(shù)，用糧情測溫系統(tǒng)自動實時采集的倉溫來自動控制空調開啟控溫，進一步提高控溫有效性，實現(xiàn)節(jié)能降耗。