淺圓倉(cāng)小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫儲(chǔ)藏粳稻試驗(yàn)*

趙 旭 ，李 佳 ，曹 毅 ，莊 重 ，王秀麗 ，武畢克 ，陳 剛 ，顧心宇 ，劉品樂(lè)

（1.遼寧省糧食科學(xué)研究所，沈陽(yáng) 110032；2.中央儲(chǔ)備糧沈陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司，沈陽(yáng) 110122）

溫度是決定儲(chǔ)糧穩(wěn)定性的重要因素。由于稻谷屬于熱敏性糧種，具有不耐高溫的特性，保管難度較大，在儲(chǔ)藏過(guò)程中，受夏季高溫輻射影響，糧堆表層糧溫升高，溫差過(guò)大易使稻谷產(chǎn)生結(jié)露霉變，并且高溫極易導(dǎo)致稻谷脂肪酸值升高，造成品質(zhì)劣變[1-2]。因此，在倉(cāng)儲(chǔ)保管過(guò)程中，控制倉(cāng)溫和糧溫是確保稻谷品質(zhì)和減少儲(chǔ)存損耗的首要手段。東北地區(qū)冬季低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，夏季高溫時(shí)間短，這一氣候特點(diǎn)為低溫和準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧提供了天然條件。近年來(lái)，在東北地區(qū)糧庫(kù)的大型倉(cāng)上，應(yīng)用環(huán)流通風(fēng)技術(shù)控制夏季糧溫升高的實(shí)際應(yīng)用逐年增多[3]。大部分糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)高大平房倉(cāng)稻谷的低溫或準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏，但對(duì)于淺圓倉(cāng)儲(chǔ)存稻谷目前尚無(wú)有效控制過(guò)夏期間較高倉(cāng)溫和表層糧溫的技術(shù)措施，本文針對(duì)東北粳稻綠色保質(zhì)減損儲(chǔ)藏技術(shù)需求，為確保稻谷的安全度夏和保質(zhì)儲(chǔ)存，開(kāi)展淺圓倉(cāng)小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫技術(shù)研究，以期解決過(guò)夏期間糧堆表層和倉(cāng)溫較高的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)稻谷低溫或準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏，從而改善儲(chǔ)糧品質(zhì)，為東北粳稻的綠色保質(zhì)減損儲(chǔ)藏提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試倉(cāng)房

在中央儲(chǔ)備糧沈陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司選擇12號(hào)淺圓倉(cāng)開(kāi)展小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫儲(chǔ)藏試驗(yàn)。該倉(cāng)為2001年建設(shè)，單倉(cāng)直徑30 m，容量8 300 t，裝糧高度12.4 m。

1.1.2 供試糧食

供試用糧為2016年12月入庫(kù)的沈陽(yáng)地區(qū)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)粳稻，入倉(cāng)后質(zhì)量見(jiàn)表1。

表1 12號(hào)淺園倉(cāng)粳稻質(zhì)量情況

1.1.3 小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫裝置

2017年度，在淺圓倉(cāng)東西墻壁外側(cè)對(duì)稱(chēng)安裝Y90X-4型內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)共2臺(tái)，進(jìn)行雙側(cè)環(huán)流通風(fēng)，單臺(tái)環(huán)流風(fēng)機(jī)功率1.1 kW，在倉(cāng)房外墻上機(jī)械通風(fēng)口與環(huán)流風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口連接，環(huán)流管與環(huán)流風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接。

2018年度，將安裝的2臺(tái)Y90X-4型內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)換成SCJ№4.5型混流風(fēng)機(jī)，單臺(tái)環(huán)流風(fēng)機(jī)功率3.0 kW，進(jìn)行雙側(cè)環(huán)流通風(fēng)，安裝方式同上所述。

1.1.4 檢測(cè)裝置

（1）溫度檢測(cè)。供試倉(cāng)房?jī)?nèi)安裝了LC-6型糧情測(cè)控系統(tǒng)，可以采集糧堆溫度數(shù)據(jù)。倉(cāng)內(nèi)分七層29根測(cè)溫電纜共203個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。

（2）分析檢測(cè)。多功能扦樣器；電熱鼓風(fēng)干燥箱；錘式旋風(fēng)磨；振蕩器；分析天平等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 環(huán)流方法

利用環(huán)流風(fēng)機(jī)，將倉(cāng)內(nèi)糧堆中心和底層的冷空氣從通風(fēng)口吸出，通過(guò)保溫環(huán)流管道壓入倉(cāng)房空間，環(huán)流風(fēng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行降溫。在內(nèi)環(huán)流通風(fēng)控制系統(tǒng)上將環(huán)流風(fēng)機(jī)啟停溫度分別設(shè)置為25℃和23℃，即當(dāng)倉(cāng)溫高于25℃時(shí)，啟動(dòng)環(huán)流風(fēng)機(jī)，倉(cāng)溫低于23℃時(shí)，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。

1.2.2 糧溫?cái)?shù)據(jù)采集

實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)確定在外界大氣溫度高于25℃的時(shí)段進(jìn)行，根據(jù)當(dāng)年沈陽(yáng)地區(qū)外界大氣溫度變化實(shí)際情況，利用兩個(gè)年度進(jìn)行小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫儲(chǔ)糧試驗(yàn)，即2017年度：自7月10日開(kāi)始至9月11日結(jié)束；2018年度：自6月27日開(kāi)始至8月27日結(jié)束。試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)糧情檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)12號(hào)倉(cāng)定期（每周2～3次）檢測(cè)糧堆溫度。

1.2.3 扦樣方法

按照分區(qū)分層扦樣的原則，在12號(hào)倉(cāng)設(shè)置了13個(gè)取樣點(diǎn)（見(jiàn)圖1），糧堆邊緣的點(diǎn)設(shè)在距倉(cāng)墻約1.0 m處；扦樣層數(shù)設(shè)5層。平均每個(gè)季度扦取粳稻樣品，各扦樣點(diǎn)取樣量不少于1 kg。取樣后，分別按每層的扦樣點(diǎn)進(jìn)行混樣，即按第一層（即第一層13個(gè)點(diǎn)），下同，混成5個(gè)檢驗(yàn)樣品進(jìn)行測(cè)定粳稻品質(zhì)指標(biāo)。

圖1 12號(hào)倉(cāng)扦樣布點(diǎn)示意圖

1.2.4 品質(zhì)測(cè)定

水分按GB 5009.3-2016方法測(cè)定；脂肪酸值按GB/T 20569-2006方法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 過(guò)夏期間小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流均溫系統(tǒng)控溫情況

由圖2和圖3可知，在每年進(jìn)入夏季以后，因受到外溫和倉(cāng)溫持續(xù)升高的影響，12號(hào)倉(cāng)糧堆表層溫度（詳見(jiàn)圖2、圖3中第6層和第7層）有所升高，通過(guò)開(kāi)啟小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流裝置溫度顯著下降并趨于穩(wěn)定。其它各層溫度變化幅度較?。ㄓ捎?018年夏季異常高溫，再加上混流風(fēng)機(jī)的功率較高，環(huán)流風(fēng)量較大，消耗糧堆冷源過(guò)快，造成冷心溫度上升幅度較大），未出現(xiàn)糧堆內(nèi)發(fā)熱等涉及儲(chǔ)糧安全的情況和隱患。環(huán)流通風(fēng)期間，雖然經(jīng)過(guò)了盛夏，糧堆表層平均溫度變化未超過(guò)25℃，全倉(cāng)平均糧溫始終控制在15℃以下，達(dá)到了安全儲(chǔ)糧的目的和溫控要求。

圖2 12號(hào)倉(cāng)2017年過(guò)夏期間溫度變化情況

圖3 12號(hào)倉(cāng)2018年過(guò)夏期間溫度變化情況

2.2 粳稻水分及脂肪酸值變化情況

2.2.1 水分變化情況

由圖4可以看出，在為期2個(gè)儲(chǔ)藏年度，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，12號(hào)淺圓倉(cāng)各層粳稻的水分均呈下降趨勢(shì)，整個(gè)儲(chǔ)藏期內(nèi)，第1層粳稻水分的下降幅度最大，下降了0.4個(gè)百分點(diǎn)，第2層、第3層、第4層下降了0.3個(gè)百分點(diǎn)，第5層下降了0.2個(gè)百分點(diǎn)，總體看，符合本地區(qū)該類(lèi)型倉(cāng)房糧食水分變化的基本規(guī)律，在過(guò)夏期間，未出現(xiàn)糧堆結(jié)露、水分轉(zhuǎn)移等涉及儲(chǔ)糧安全的情況和隱患。

圖4 儲(chǔ)藏期間粳稻水分變化情況

2.2.2脂肪酸值變化情況

由圖5可以看出，12號(hào)倉(cāng)各層粳稻的脂肪酸值在整個(gè)儲(chǔ)藏期內(nèi)有著較好的規(guī)律性，變化趨勢(shì)基本一致，均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升的趨勢(shì)。每當(dāng)進(jìn)入夏季，因受到外溫和倉(cāng)溫持續(xù)升高的影響，糧堆上層（第1層、第2層）溫度升高有所明顯，導(dǎo)致糧堆第1層、第2層的脂肪酸值相比其他各層均有所升高，但總體上升高緩慢，在整個(gè)儲(chǔ)藏期間第3層、第4層、第5層粳稻的脂肪酸值變化均較小。截至2019年4月，經(jīng)檢測(cè)，第1層～第5層粳稻的脂肪酸值（KOH） 分別是：17.6 mg/100 g，17.8 mg/100 g，17.2 mg/100 g，16.8 mg/100 g，17.0 mg/100g，比 2017年3月分別增高了2.3 mg/100 g，2.2 mg/100 g，1.1mg/100g和1.0 mg/100 g。由此表明，針對(duì)淺圓倉(cāng)型，采用小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流均溫系統(tǒng)能有效延緩粳稻脂肪酸值的升高，其變化情況符合本地區(qū)該類(lèi)型倉(cāng)房糧食脂肪酸值變化的基本規(guī)律。

圖5 儲(chǔ)藏期間粳稻脂肪酸值變化情況

2.3 能耗情況

2.3.1 2017年度小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流均溫系統(tǒng)能耗情況

從2017年7月10日開(kāi)始通風(fēng)至9月11日通風(fēng)結(jié)束，累計(jì)共890 h，用電量1 953 kW·h，日均耗電約31 kW·h，噸糧耗電0.35 kW·h，按電價(jià)0.92元/kW·h計(jì)算，折合單位噸糧費(fèi)用約0.32元。

2.3.2 2018年度小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流均溫系統(tǒng)能耗情況

從2018年6月27日開(kāi)始通風(fēng)至8月27日通風(fēng)結(jié)束，累計(jì)共 842 h，用電量 5 093.5 kW·h，日均耗電約83.5 kW·h，噸糧耗電0.92 kW·h，按電價(jià)0.92元/kW·h計(jì)算，折合單位噸糧費(fèi)用約0.84元。

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在淺圓倉(cāng)內(nèi)應(yīng)用小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)能有效解決過(guò)夏期間糧堆表層和倉(cāng)溫較高的問(wèn)題，全倉(cāng)平均糧溫始終控制在15℃以?xún)?nèi)，達(dá)到了安全儲(chǔ)糧的目的和溫控要求，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)還表明，在近2個(gè)年度的儲(chǔ)存期內(nèi)，相比糧堆其他各層，第1層粳稻的水分和品質(zhì)變化最明顯，但總體變化幅度不大，全倉(cāng)各層粳稻脂肪酸值（KOH）升高幅度在1.0 mg/100g至2.3 mg/100 g之間，升高幅度較小，由此可知，采用小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫裝置能夠改善粳稻在高溫季節(jié)的儲(chǔ)藏環(huán)境，能有效抑制過(guò)夏期間糧堆上層溫度的快速上升，進(jìn)而延緩了糧食品質(zhì)劣變的速度，實(shí)現(xiàn)了粳稻的保質(zhì)減損儲(chǔ)藏。此外，在能耗方面，2017年度小風(fēng)量維持通風(fēng)環(huán)流控溫的噸糧耗電約0.35 kW·h/t，而2018年度由于采用的是3.0 kW的混流風(fēng)機(jī)，噸糧耗電0.92 kW·h/t，但仍略低于采用空調(diào)控溫儲(chǔ)糧的噸糧能耗，因此，綜合來(lái)看，采用環(huán)流通風(fēng)控溫儲(chǔ)糧技術(shù)是一種行之有效的粳稻安全儲(chǔ)藏方法。