綜合控溫技術及對儲糧保質減損方面的研究現(xiàn)狀

劉 浩，王瀟蓉，李建雅，田 華

1. 山東中儲糧糧油質監(jiān)中心 (濟南 250100)2. 河南工業(yè)大學 (鄭州 450001)

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綜合控溫技術及對儲糧保質減損方面的研究現(xiàn)狀

劉 浩1，王瀟蓉2，李建雅1，田 華1

1. 山東中儲糧糧油質監(jiān)中心 (濟南 250100)2. 河南工業(yè)大學 (鄭州 450001)

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

溫度；通風技術；隔熱技術；制冷技術；品質

溫度是影響儲糧品質變化的重要環(huán)境因子，在很大程度上影響儲糧穩(wěn)定性。溫度越高，糧食品質變化越快，越容易劣變[1]?？販丶夹g是目前研究的熱點，具有經濟、實用、方便等優(yōu)點，在糧庫中普遍推廣，在控溫的基礎上，又提出綜合控溫技術的概念。綜合控溫儲糧是指在一定的儲糧生態(tài)系統(tǒng)中，把多種控溫技術結合起來應用于糧倉中，調節(jié)糧堆溫度，將平均糧溫控制在15 ℃(或20 ℃)以內，最高糧溫控制在20 ℃(或25 ℃)以內，從而降低糧堆的呼吸強度，抑制害蟲和微生物生長，達到安全儲糧、延緩糧食品質劣變和節(jié)能降耗的目的[2-3]。在低溫準低溫條件下，能較好地保持糧食原有品質，減少因蟲霉造成的數量損失，延長糧食儲存時間，具有較好的儲藏穩(wěn)定性[4]。本文主要闡述在儲糧中應用的四種控溫技術，以及對糧食保質減損的影響，為今后更好地利用綜合控溫技術提供一定依據。

1 常用的綜合控溫儲糧方法

對低溫區(qū)儲糧而言，可在秋冬季節(jié)通過自然通風和低功率軸流風機緩速通風相結合的方式將糧溫降至5 ℃以下，春季進行隔熱材料壓蓋和薄膜密閉，夏季采用排出倉內積熱和冷心內環(huán)流技術進行控溫。對于中溫區(qū)儲糧而言，可利用秋冬季節(jié)采取分階段自然通風、智能低功率軸流風機緩速通風、離心風機快速通風相結合的方式將糧溫降至10 ℃以下，春季進行隔熱材料壓蓋和薄膜密閉，夏季采用排出倉內積熱、冷心內循環(huán)和制冷技術進行控溫。對高溫區(qū)儲糧而言，可以采用中溫區(qū)儲糧的方法，將糧溫降到15 ℃以下，春季進行隔熱材料壓蓋和薄膜密閉，夏季采用排出倉內積熱、冷心內循環(huán)和制冷技術進行控溫。

目前，在糧倉中應用比較成熟的控溫技術有4類，分別為通風降溫技術、制冷降溫技術、隔熱溫控技術、內環(huán)流控溫技術。這些技術各有其獨特的優(yōu)勢，在儲糧過程中相輔相成，有些儲糧區(qū)域將這些技術同時應用于倉房中，來達到控溫的目的，延緩糧食特別是不耐儲品種的品質變化。在不同儲糧區(qū)域，應因地制宜采取不同的控溫措施，熟練掌握這些控溫技術要領，才能夠降低能耗，節(jié)約儲糧成本。

1.1 通風降溫技術

通風包括自然通風和機械通風，其中自然通風是指通過打開門窗和通風口，外界低溫空氣和倉內空氣自然對流，降低糧堆溫度，這種方法適用于冬季寒冷、持續(xù)時間長的區(qū)域，既降低了糧溫，又降低了能耗、節(jié)省了費用。機械通風是利用風機產生的壓力，將外界低溫、低濕的空氣送入糧堆，促使糧堆內外氣體進行濕熱交換，降低糧堆的溫度和水分，增進儲糧穩(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，改善儲糧性能，在儲糧過程中是必不可少的一項儲糧技術。

機械通風是“四合一”技術中的一種，在糧庫中應用普遍，通風系統(tǒng)主要由風機、供風管道、通風管道、糧堆以及風機操作控制設備組成。開啟風機后，外界冷空氣經過供風管道和通風管道，均勻進入糧堆，將糧堆內的熱空氣進行置換，起到降低糧溫的作用。機械通風分為離心式風機通風和軸流式風機通風。在實際生產中，由于通風目的不同，通風方式也不同，要根據糧情的具體情況，采取相應的通風方式，對于夏季新收獲的糧食，倉內溫度能達到三十多度，這時要快速地降低全倉糧溫，就要采用離心式風機通風，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，就要進行局部通風，采用單管通風的方式降低局部糧溫。當糧食進入安全儲藏期，度夏后倉溫、糧溫都會明顯升高，在秋冬季節(jié)采用軸流式風機通風，緩慢地降低糧溫，還起到“保水”和降低損耗的目的。

利用當地氣候條件，抓住有利時機，進行通風，能起到事半功倍的效果，否則將產生有害通風，造成嚴重后果(比如因結露導致糧食生芽、霉變)。

1.2 制冷降溫技術

當糧溫高于設定值時，利用空調、谷物冷卻機等制冷設備，向倉內補充冷氣，使糧溫降至設定值，達到降溫的目的。孫肖東研究高大平房倉空調綜合控溫儲藏稻谷試驗，結果表明，試驗倉糧面溫度比同類型倉房低5 ℃，并且抑制了害蟲的發(fā)生[5]?？缀幚梦蓓旓L機控制倉拱溫度，利用空調控制倉溫，把糧堆表層平均糧溫控制在20 ℃以內，創(chuàng)造了準低溫環(huán)境，保證了稻谷安全度夏[6]。黃少輝研究移動式小空調結合保溫被的控溫儲糧試驗，結果表明，這種方法有效地控制了糧溫，減少了儲糧水分流失，抑制了蟲霉的生長，延緩了儲糧品質變化[7]。

中溫區(qū)使用空調機制冷較多，比如，在山東轄區(qū)玉米倉、稻谷倉全部安裝了空調機，對延緩糧食品質變化、保持糧食良好品質有一定作用，并在轄區(qū)制定了空調制冷指導書，規(guī)范操作。高溫區(qū)使用谷物冷卻機較多，在南方全年溫度較高，為使全倉糧溫降低或處理高溫糧，必要時使用谷物冷卻機，能較快速地降低糧食溫度，但是能耗大，費用高。

1.3 隔熱保冷技術

隔熱處理是綜合控溫必不可少的一項技術，利用秋冬季節(jié)將糧溫降低后，如果倉房隔熱效果好的話，度夏后，糧溫上升幅度不劇烈，在山東轄區(qū)，監(jiān)測一隔熱性能較好的倉房，冬季糧溫降至12 ℃，過夏后，糧溫上升至23 ℃，還處在較低糧溫范圍內，可見隔熱處理對控制糧溫的重要性。

隔熱處理主要包括門窗及孔洞的密封、糧面壓蓋、屋頂隔熱、倉內吊頂、倉墻隔熱、地坪隔熱等。在不同儲糧區(qū)，采取的隔熱處理方式也不盡相同，對隔熱處理的效果研究也較多。王宗華等對高大平房倉糧面壓蓋隔熱試驗，在冬季采用壓入式機械通風降溫，糧堆達到低溫狀態(tài)，在3月份對試驗倉鋪設不同類型的壓蓋物，與對照倉相比，度夏后上層糧溫低6～8 ℃[8]。魏金高利用PEF材料對高大平房倉糧堆表面進行壓蓋，結果表明，安全度夏后，糧面最高溫度不超過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，經過夏季后，試驗倉平均倉溫為27.3 ℃，對照倉平均倉溫為31 ℃，兩者相差3.7 ℃，能有效阻止糧面溫度受倉溫的影響，條件允許的話，結合倉房屋面噴水效果會更好[10]。對倉房門窗、通風口等有形的孔洞進行密閉，提高倉房的隔熱性能，采用倉內吊頂、倉頂涂抹反光材料、倉頂淋水措施，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。試驗結果表明，采取隔熱處理的倉房糧溫上升幅度明顯低于對照倉房，保持儲糧環(huán)境相對穩(wěn)定[11-13]。

1.4 內環(huán)流控溫技術

內環(huán)流控溫技術是在隔熱性能好的倉房的基礎上實施的一項技術。內環(huán)流控溫技術利用糧堆內部“冷心”作為冷源，有效控制糧堆溫度，達到均衡糧溫的目的。蔡學軍在倉房隔熱密閉的條件下，研究了平房倉內環(huán)流均衡溫濕度對儲糧的影響，結果表明，不僅減小了外部高溫環(huán)境的影響，有效控制了倉內糧食溫度和水分，而且推遲了害蟲發(fā)生的時間，贏得較佳熏蒸時間，內環(huán)流控溫系統(tǒng)操作簡單、勞動強度低，還能降低儲糧成本[14]。在冬季通風降溫散濕、春季除濕均溫的基礎上，通過立筒倉內環(huán)流控溫技術，有效控制糧堆溫度、水分，實現(xiàn)了偏高水分玉米安全度夏[15]。

這四種控溫技術是糧庫中應用最普遍的，也較為成熟。在儲藏過程中，聯(lián)合采用這些技術，在秋冬季節(jié)利用通風技術將糧溫降到低溫狀態(tài)，當來年春季天氣回暖時，為保證儲糧安全度夏，利用谷冷機、空調等制冷技術補充冷源降低糧食溫度。以機械通風創(chuàng)造基礎低溫、糧面壓蓋隔熱保溫、谷冷通風“復冷”相結合的控溫方式，已經成為廣東地區(qū)玉米儲藏的主要控溫模式并已全面推廣應用，在生產中取得了良好效果。黃志宏采用機械通風、糧面壓蓋、谷物冷卻機通風綜合控溫措施，實現(xiàn)了高溫高濕地區(qū)玉米的安全儲存并延緩了品質劣變[16]。在山東轄區(qū)，秋冬季節(jié)通過機械通風蓄冷后，再經過倉內吊頂、倉墻敷泡沫板等隔熱處理后，夏季利用內環(huán)流技術降低了糧面溫度，均衡全倉糧溫。

2 在保質減損方面的研究現(xiàn)狀

2.1 溫控技術對保持糧食品質的影響

由于糧食是具有生命的有機體，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。我國主要糧食品種有小麥、玉米、稻谷、大豆，其中小麥為較耐儲品種，其他3種為不耐儲品種。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。古爭艷等在研究不同溫度對3種糧食儲藏品質的影響中，闡述了在溫度為20 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃條件下，隨著儲藏時間的延長，小麥、稻谷、大豆主要品質指標的變化趨勢，為確定合適的儲藏溫度提供依據。萬忠民研究不同儲藏溫度下稻谷的品質劣變，對稻谷脂肪酸值、粘度、發(fā)芽率三方面品質指標進行了測定，結果表明，儲藏時間愈長，溫度愈高，脂肪酸值增加、粘度下降、發(fā)芽率下降愈明顯[17]。對玉米倉和稻谷倉，空調降溫在中儲糧系統(tǒng)內已推廣，郭超研究空調控溫對稻谷脂肪酸值變化的影響，空調倉表層稻谷脂肪酸值的變化與對照倉表層脂肪酸值的變化差異顯著，這表明采用空調控溫技術對延緩稻谷脂肪酸值升高具有一定作用[18]。

2.2 溫控技術對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，不僅減少糧食自身消耗，而且抑制蟲霉生長、繁育，這樣能在很大程度上減少糧食損失。與常規(guī)儲糧相比，綜合控溫技術能夠有效控制糧堆溫度，在準低溫條件下，能較好地保持儲糧原有品質，減少因蟲害造成的糧食損失。

離心通風在快速降低糧堆溫度的同時，也降低了糧食水分，造成因水分減少而帶來糧食重量的損失。在實際生產中，選擇合適的時機，盡量減少糧食水分散失。軸流通風是一種緩速降溫方式，在降溫的同時，能夠達到保水的目的。

隔熱技術不僅能夠起到阻隔外界熱量的作用，營造一種準低溫的環(huán)境，保持糧食品質良好，延緩糧堆溫度升高，而且隔熱處理的運用，對糧食保水也起到了一定的作用，與常規(guī)儲藏相比，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 綜合控溫技術的發(fā)展趨勢

溫控技術是一項安全、經濟、綠色儲糧技術，已成為當今科學儲糧技術發(fā)展的新方向，以上4種控溫技術已得到普遍推廣。由于不同儲糧區(qū)域溫度差異較大，應結合當地實際情況，采取不同的綜合控溫技術才能起到更好的控溫作用。

通風技術是綜合控溫的第一步，糧食入倉后，先利用通風技術降低糧溫，然后再采取其他保溫補冷措施。在通風降溫環(huán)節(jié)，要抓住有利通風時機，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時，要做好“保水”工作，這是綜合控溫的難點，也是關鍵點，這就要求我們把握好通風時機。雖然隔熱控溫技術、空調降溫技術和內環(huán)流控溫技術的相關研究已取得一些進展，但是還有待于進一步優(yōu)化參數，制定適合不同區(qū)域的規(guī)程，是今后研究重點。綜合控溫技術要在實踐中不斷地摸索，總結經驗，考慮糧食品種、儲存環(huán)境、倉房條件等因素，找到一個經濟、有效、方便的控溫技術。

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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，主要從事糧油儲檢工作。

S379.5

B

1672-5026(2017)02-048-04