粳稻綜合控溫保質(zhì)儲(chǔ)藏技術(shù)效果研究*

林 波 李守星 王 瑞 梁曉松 車 敬 劉雪鋒 楊建國(guó) 鄭志華

(1 中央儲(chǔ)備糧昆明直屬庫(kù)有限公司 650100)(2 中國(guó)儲(chǔ)備糧管理集團(tuán)有限公司云南分公司 650228)(3 中央儲(chǔ)備糧曲靖直屬庫(kù)有限公司 655000)

溫度是決定糧食儲(chǔ)藏安全的關(guān)鍵生態(tài)因子,糧堆中的各種生物成分都受溫度的影響,在日常的靜態(tài)保管中,只要能夠有效合理控制溫度就能夠保證糧食品質(zhì)。云南昆明夏無酷暑,冬無嚴(yán)寒,四季如春,夏季最熱天日平均氣溫20℃～23℃,冬季最冷月平均氣溫在6℃～10℃,但存在年溫差小、日溫差大的問題,晝夜氣溫變化迅速,要充分利用這一氣候特點(diǎn),在最熱時(shí)利用空調(diào)降溫和最冷時(shí)利用軸流風(fēng)機(jī)排積熱降低倉(cāng)溫和表層糧溫,實(shí)現(xiàn)低溫、準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧。本研究空調(diào)降溫和軸流風(fēng)機(jī)排積熱是2017年8月由中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院承擔(dān),昆明直屬庫(kù)作為示范庫(kù)點(diǎn),開展實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)和技術(shù)示范,參與并完成的相關(guān)研究項(xiàng)目。項(xiàng)目研究開發(fā)控溫保質(zhì)儲(chǔ)糧技術(shù)應(yīng)用輔助決策系統(tǒng)1套及與之配套的自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)1套,通過綜合倉(cāng)房?jī)?nèi)外的溫度、濕度、降水雨量等數(shù)據(jù),自動(dòng)控制倉(cāng)內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)模塊的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了空調(diào)和排積熱風(fēng)機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行,能夠在高溫季節(jié)對(duì)粳稻倉(cāng)內(nèi)糧食表面溫度(倉(cāng)溫)進(jìn)行自動(dòng)降溫,且最大限度降低糧食表層溫度(倉(cāng)溫),減少儲(chǔ)糧成本,保證糧食品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試倉(cāng)房及儲(chǔ)糧情況 供試倉(cāng)房為昆明直屬庫(kù)有限公司2014年建11號(hào)、21號(hào)高大平房倉(cāng),設(shè)計(jì)倉(cāng)容4000 t,裝糧線6.5 m,其中11號(hào)倉(cāng)為試驗(yàn)倉(cāng),21號(hào)倉(cāng)為對(duì)照倉(cāng)。儲(chǔ)糧基本情況見表1。

表1 儲(chǔ)糧基本情況

1.1.2 設(shè)備 FG7.5/A2-N3空調(diào)4臺(tái),3 P;1.1 kW T35-11NO5.6軸流風(fēng)機(jī)2臺(tái);稻谷夏季綜合控溫溫度自動(dòng)控制軟件1套;自動(dòng)化電氣控制柜1套;數(shù)字糧情自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng);LDS-1H型谷物水分測(cè)定儀,采用105℃恒溫法校正。

1.1.3 檢測(cè)方法 按照GB/T 20569附錄A測(cè)定稻谷的脂肪酸值,附錄B測(cè)定稻谷品嘗評(píng)分值。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)倉(cāng)

1.2.1.1 空調(diào)控溫 11號(hào)倉(cāng)利用溫度自動(dòng)控制軟件和自動(dòng)化電氣控制柜進(jìn)行空調(diào)和排風(fēng)扇(倉(cāng)頂軸流風(fēng)機(jī))的自動(dòng)運(yùn)行,倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感布設(shè)如圖1所示,共設(shè)T1～T55個(gè)傳感器。

圖1 倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器布設(shè)示意圖

空調(diào)設(shè)置如圖2所示。

圖2 空調(diào)位置示意圖

空調(diào)啟動(dòng)條件:當(dāng)溫濕度傳感器檢測(cè)到的倉(cāng)溫>設(shè)定溫度(22℃)時(shí),4臺(tái)空調(diào)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。空調(diào)啟動(dòng)時(shí),先啟動(dòng)2臺(tái)空調(diào),間隔30 s后,啟動(dòng)另外2臺(tái)空調(diào)。

空調(diào)停止條件:當(dāng)溫濕度傳感器檢測(cè)到的倉(cāng)溫<設(shè)定溫度(21.5℃)時(shí),空調(diào)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦空調(diào)啟動(dòng)運(yùn)行,則自動(dòng)停止排積熱軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉上部所有已經(jīng)打開的6個(gè)通風(fēng)窗。

1.2.1.2 排積熱控溫 排積熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前檢查6個(gè)通風(fēng)窗(見圖3)是否開啟。排積熱風(fēng)機(jī)設(shè)置見圖3。

注：W1～W6為通風(fēng)窗。

風(fēng)機(jī)啟動(dòng)條件:倉(cāng)內(nèi)最高溫度T0-大氣溫度T≥2℃,倉(cāng)內(nèi)最高溫度T0≥16℃,倉(cāng)外相對(duì)濕度≤90%,通風(fēng)窗開啟。

風(fēng)機(jī)停止條件:倉(cāng)內(nèi)最高溫度T0-大氣溫度T<2℃或倉(cāng)內(nèi)氣溫最高溫度T0<16℃且倉(cāng)外相對(duì)濕度>90%。

1.2.1.3 當(dāng)空調(diào)開啟時(shí)關(guān)閉通風(fēng)窗,當(dāng)排積熱風(fēng)機(jī)開啟時(shí),同時(shí)開啟6個(gè)通風(fēng)窗。

1.2.2 對(duì)照倉(cāng) 21號(hào)倉(cāng)采用手動(dòng)方式進(jìn)行空調(diào)和排風(fēng)扇(倉(cāng)頂軸流風(fēng)機(jī))開啟和關(guān)閉。

1.2.2.1 將空調(diào)啟停溫度設(shè)置為22℃和18℃,當(dāng)倉(cāng)溫高于22℃,空調(diào)自動(dòng)運(yùn)行降溫;倉(cāng)溫≤18℃,空調(diào)停機(jī)。

1.2.2.2 利用排風(fēng)扇(倉(cāng)頂軸流風(fēng)機(jī))排積熱,每年6月～9月利用夏季晚間氣溫低于倉(cāng)溫的有利時(shí)機(jī),進(jìn)行氣體交換,一般選擇晚上22:00～7:00(大雨大霧天氣除外),此時(shí)外溫低于倉(cāng)溫3℃～5℃,及時(shí)開啟通風(fēng)窗和軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行排積熱。

1.2.3 數(shù)據(jù)檢測(cè) 利用糧情測(cè)控系統(tǒng)每周至少檢測(cè)一次糧溫、倉(cāng)溫、氣溫、倉(cāng)濕和大氣濕度等,啟閉空調(diào)、通風(fēng)前后則每天檢測(cè)一次。在糧食滿倉(cāng)后、春秋普查、通風(fēng)前后、出倉(cāng)前,均對(duì)整倉(cāng)粳稻進(jìn)行分區(qū)分層扦樣,重點(diǎn)檢測(cè)水分、脂肪酸值、品嘗評(píng)分以及黃粒米,準(zhǔn)確掌握粳稻在儲(chǔ)藏過程中品質(zhì)變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 儲(chǔ)存期間糧溫變化情況

儲(chǔ)存期間糧溫變化情況見表2。

表2 儲(chǔ)存期間糧溫變化情況 (單位:℃)

從表2可以看出,一是11號(hào)倉(cāng)和21號(hào)倉(cāng)糧溫變化符合昆明地區(qū)的氣候變化規(guī)律,每年的第一季度氣溫最低,要充分把握冬季通風(fēng)時(shí)機(jī),利用低功率小風(fēng)量的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫通風(fēng),降低基礎(chǔ)糧溫,實(shí)現(xiàn)低溫、準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧;每年的第三季度氣溫最高,要利用空調(diào)和排風(fēng)扇(倉(cāng)頂軸流風(fēng)機(jī))合理高效降低倉(cāng)溫和表層糧溫,延緩儲(chǔ)糧品質(zhì)變化。二是11號(hào)倉(cāng)和21號(hào)倉(cāng)在整個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi),均滿足平均糧溫低于20℃,最高糧溫低于25℃,實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧。三是整個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi)11號(hào)倉(cāng)的平均糧溫、最高糧溫、表層糧溫都低于21號(hào)倉(cāng),平均分別低0.5℃、1.8℃、0.8℃,說明11號(hào)倉(cāng)利用自動(dòng)化綜合控溫技術(shù)相比于21號(hào)倉(cāng)人工手動(dòng)控溫技術(shù)進(jìn)行夏季控溫效果要好。

2.2 儲(chǔ)存期間水分變化情況

儲(chǔ)存期間水分變化情況見表3。

表3 儲(chǔ)存期間水分變化 (單位:%)

從表3可以看出,11號(hào)倉(cāng)和21號(hào)倉(cāng)在整個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi),水分呈緩慢下降趨勢(shì)。整個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi)11號(hào)倉(cāng)水分損耗0.9個(gè)百分點(diǎn),21號(hào)倉(cāng)水分損耗1.1個(gè)百分點(diǎn),說明11號(hào)倉(cāng)利用自動(dòng)化綜合控溫技術(shù)相比于21倉(cāng)更有利于儲(chǔ)糧保水。糧食水分的保持,一方面保證了糧食的新鮮度,提高了糧食加工及食用品質(zhì);另一方面減少了糧食出庫(kù)損耗,為企業(yè)控虧減虧、提質(zhì)增效、扭虧為盈創(chuàng)造了良好的條件。

2.3 儲(chǔ)存期間品質(zhì)變化情況

2.3.1 儲(chǔ)存期間脂肪酸值變化情況見表4。

表4 儲(chǔ)糧脂肪酸值變化 [單位:(KOH/干基)/(mg/100g)]

2.3.2 儲(chǔ)存期間品嘗評(píng)分值變化情況見表5。

表5 儲(chǔ)糧品嘗評(píng)分值變化 (單位:分)

從表4和表5可以看出,一是在整個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi)兩倉(cāng)脂肪酸值、品嘗評(píng)分值均呈緩慢變化趨勢(shì),說明糧食的儲(chǔ)存指標(biāo)未發(fā)生顯著變化,糧食品質(zhì)宜存、質(zhì)量良好,通過綜合控溫技術(shù)可以很好地保持糧食品質(zhì)。二是在整個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi),11號(hào)倉(cāng)脂肪酸值和品嘗評(píng)分值都要優(yōu)于21號(hào)倉(cāng),這充分證明11號(hào)倉(cāng)利用自動(dòng)化綜合控溫技術(shù)相比于21號(hào)倉(cāng)保質(zhì)儲(chǔ)藏效果好。

2.4 儲(chǔ)存期間蟲害情況以及處理成本

儲(chǔ)存期間蟲害情況以及處理成本對(duì)照見表6和表7。

表6 儲(chǔ)存期間蟲害及防治情況

表7 蟲害處理成本對(duì)照

從表6和表7中可以看出,在2021年度,11號(hào)倉(cāng)實(shí)現(xiàn)了免熏蒸,達(dá)到了綠色儲(chǔ)糧的目的,與21號(hào)倉(cāng)相比節(jié)約了保管費(fèi)用3864元、噸糧成本每年少花費(fèi)1.14元(元/t/年),為企業(yè)實(shí)現(xiàn)控虧減虧夯實(shí)了基礎(chǔ)。

2.5 綜合降溫能耗分析

從表8可以看出,11號(hào)倉(cāng)一個(gè)儲(chǔ)糧周期內(nèi)一共耗電5069.34 kW·h,折合噸糧耗電1.51 kW·h/t;21號(hào)倉(cāng)一個(gè)儲(chǔ)糧周期內(nèi)一共耗電7597.80 kW·h,折合噸糧耗電2.24 kW·h/t。11號(hào)倉(cāng)比21號(hào)倉(cāng)一個(gè)儲(chǔ)糧周期內(nèi)少耗電2528.46 kW·h,按照0.88元/kW·h來計(jì)算,11號(hào)倉(cāng)比21號(hào)倉(cāng)少花費(fèi)用電成本2225.05元,不僅節(jié)約了成本,而且還減輕了保管員的勞動(dòng)強(qiáng)度以及工作量。

表8 降溫設(shè)備運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)表

2.5 效益分析

自動(dòng)化系統(tǒng)綜合控溫保質(zhì)儲(chǔ)藏技術(shù)能有效進(jìn)行夏季控溫作業(yè),對(duì)抑制粳稻脂肪酸值上升保持粳稻品質(zhì)效果明顯。該技術(shù)應(yīng)用后能提高儲(chǔ)糧銷售等級(jí),以粳稻相鄰等級(jí)價(jià)格差0.04元/kg計(jì)算,提高1個(gè)等級(jí)則每千克價(jià)格提高0.04元,一個(gè)倉(cāng)容3000 t的倉(cāng)則增加經(jīng)濟(jì)效益12.0萬(wàn)元,而且一個(gè)儲(chǔ)糧周期內(nèi)可以節(jié)省電費(fèi)至少2000余元。

3 總結(jié)

3.1 將空調(diào)控溫技術(shù)和排積熱控溫技術(shù)相結(jié)合,可以起到很好的綜合控溫效果,達(dá)到低溫、準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧目標(biāo),保持糧食品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)好糧好價(jià)。

3.2 充分應(yīng)用現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化綜合控溫手段,合理利用當(dāng)?shù)剡m宜氣候條件,可以很好地控制倉(cāng)溫、糧溫,實(shí)現(xiàn)低溫、準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧目標(biāo),達(dá)到免熏蒸目的。一方面,能夠減少糧食保管費(fèi)用;另一方面,還能夠減緩糧食品質(zhì)劣變速度,真正做到保質(zhì)儲(chǔ)藏、提質(zhì)增效。

3.3 自動(dòng)化系統(tǒng)相比人工手動(dòng)有很大優(yōu)勢(shì),不僅能夠節(jié)約儲(chǔ)糧成本,還能夠減輕保管員的勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,智能化糧庫(kù)的升級(jí)是大勢(shì)所趨,只有跟上時(shí)代的步伐,才能夠有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。