立筒仓内环流均衡温湿度储粮效果研究

张来林，焦义文，蔡学军，陈熙科，谭达川，李 岩

（1.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001；2.中储粮漳州直属库，福建 漳州 363105）

0 前言

温度作为储粮生态系统中重要的指标，是影响储粮安全的重要因素[1].在储粮期间，低温不仅可以抑制虫害、微生物等生长繁殖，而且可以降低粮食的呼吸强度，减少干物质损耗，同时还能延缓粮食品质的变化[2].近年来，随着绿色储粮方式的推广，控温储粮技术得到了广泛研究和应用.

控温储粮技术主要包括仓房隔热改造、粮堆通风和低温储粮等[3].现有的控温储粮技术研究大多在房式仓中进行[4-6]，控温方式不同，其储粮效果亦不同，但均优于常规储藏，尤其是空调控温储藏[7].中储粮漳州直属库根据多年的储粮经验，结合当地的实际情况，研发出一种在筒仓内环流均衡粮堆温湿度的储粮技术，旨在实现筒仓的控温储粮、安全储粮的同时达到节能降耗的目的.

1 试验材料

1.1 试验仓房及储粮情况

试验在漳州直属库502 号筒仓进行，筒仓高36 m，直径12 m，仓容2 500 t，散粮堆高33 m，筒仓内配有多功能通风减压装置，装置下部设有4 个通风口，筒顶安装1 台5.5 kW 的固定式离心风机.试验粮种为玉米，入仓完成后进行了出仓抽芯操作，以降低多功能装置内中心部位的杂质，试验时多功能装置内中心点杂质含量为5.4%，具体粮情见表1.

表1 试验筒仓的储粮情况

1.2 试验设备

内环流均温系统如图1 所示，筒仓内多功能装置的下部设有风道和通风口：空调功率900 W、制冷量2 600 W 以上；单管风机功率2.2 kW，通风量1 800 m3/h；除湿机功率580 W.

QDF 型热球风速仪：北京检测仪器有限公司；LSKC-4D 粮食水分测定仪：台州跨桥皇林电子器械厂；MB 卤素水分测定仪：奥豪国际贸易有限公司.

2 试验方法

2.1 内环流控温系统的操作

在冬季低温期间（2011.12—2012.02），当外界温湿度合适时，用仓顶离心风机进行分阶段、小风量通风，用以平衡粮堆温湿度.

在气温回升期间（2012.03—2012.05），用泡沫板、薄膜等材料对筒仓进入孔、通风口等孔洞进行密闭隔热，当仓温升至15～25 ℃时，开启除湿机对筒内空间进行控湿，以防粮堆表层粮食生霉；同时也可以结合筒仓内环流系统均衡粮堆的温湿度.

图1 筒仓内环流均温系统

进入盛夏（2012.05）以后，当仓温超过25 ℃时，关闭除湿机，开启空调（设定温度为20 ℃）进行筒内环流均衡粮堆温湿度，控制筒内的温湿度.

另外，在整个储粮期间可根据粮情变化确定内环流系统运行时机.当粮堆温度梯度超过4 ℃或水分梯度高于0.5%时，开启内环流系统进行均衡温湿度，内环流的运行方式采用下行式通风；当温度梯度小于4 ℃及水分梯度低于0.5%时，关闭内环流系统.

2.2 期间粮情检测

筒仓内设有两处检测点：一处靠近日照面筒壁（设2 个点，分别距筒壁0.3 和0.7 m）；另一处在筒仓中心（设1 个点）.

检测内容：①温度：每周一、四10 点、16 点，用手持测温仪各检测筒内粮面下0.5、2.0、3.5 m 处的粮温；②水分：每周一用水分测定仪，检测粮面下1、3、6、9、12 m 的水分；③虫害：监测害虫发生的时间、种类，并过筛检测虫害密度；④能耗：用电表等仪器检测计算电流、电机实际功率和实际用电量等；⑤品质跟踪：度夏前后分别全仓取样，按国标要求检测品质.

3 结果与分析

3.1 控温效果分析

不同部位的粮温变化如表2 所示，上层粮温变化趋势如图2 所示.

表2 不同部位的粮温变化 ℃

图2 上层粮温的变化

从表2 和图2 可以看出，在3 月12 日之前，由于外温较低，仓温和粮温均保持在15 ℃以下；但随着气温逐渐升高，仓温和各点粮温均呈现上升的趋势，5 月初温度上升速率较快，于是开启空调内环流系统.在机组运行之后，各点温度变化趋于平缓.对比各点粮温数据发现，距日照面筒壁内0.3 m 处粮温随外温上升变化较明显，而距筒壁0.7 m 处和筒仓中部的粮温变化则较缓慢.以筒仓上层粮温变化为例，7 月初气温升至35 ℃，距筒壁0.3 m 处的上部粮温已上升至27 ℃，而距筒壁0.7 m 处的上部粮温为22 ℃，筒仓中心的上部粮温为18 ℃.即空调环流控温机组可有效控制仓温和粮温的升高，保证较低温度下储粮.

3.2 均温效果分析

环流前后各检测点的粮温变化如图3 所示.5月中旬开启内环流控温系统后，各层点上、中、下部粮温梯度逐渐减小，如距筒壁0.7 m 和筒仓中部的粮温上升速度缓慢，趋势较为平稳，且之间温差逐渐减小，仅相差2～3 ℃.但距筒壁0.3 m 处的粮温受外温影响较大，上升速率相对较快，但也趋向平稳，与距筒壁0.7 m 处的粮温相差5 ℃以内，不足以形成过大的温差或引起湿热的转移，不会影响到储粮安全.因此，筒仓内环流控温机组均温作用的效果显著，可有效消除粮堆内的温差.

图3 环流前后各点检测粮温的变化

3.3 冬季的通风降温散湿的效果

玉米入仓后，粮库利用当地冬季低温干燥的气候条件，利用离心风机对偏高水分的玉米进行了通风降温散湿作业.水分的变化如图4 所示.

图4 水分的变化

从图4 可以看出，在通风降温的同时，粮食水分散失较快，至3 月初水分已降至14.1%，下降幅度最高为0.4%～0.5%，可有效抑制霉菌危害.

3.4 控温期间玉米水分的变化

筒壁0.3 m 处玉米水分变化情况如表3 所示.

3 月份以后，气温逐渐回升，通过筒仓内除湿机的控湿和筒仓内环流系统的均衡温湿度的作用，玉米水分变化逐渐趋于稳定.由于各点的水分变化情况基本一致，以筒壁0.3 m 处的玉米为例，此处的粮食受环境影响最大，但在内环流均衡温湿度的作用下，从表3 可以看出，由14.1%下降到13.9%左右，水分变化趋于稳定，为控温储粮创造了条件.

表3 筒壁0.3 m 处玉米水分变化情况 %

3.5 熏蒸期间的储粮温度变化

7 月初于筒仓进入孔下方发现玉米象、赤拟谷盗和锈赤扁谷盗，虫口密度为18 头/kg，故7 月6日投药2 kg 密闭21 d 对虫害进行抑制.随后在8月份粮情检测时发现粮堆表层出现8 头/kg 的玉米象，故于8 月28 日、9 月28 日两次共投药15 kg，密闭熏蒸47 d 以控制虫害发展.与以往的常规保管方法相比，虫害发生时间有所推迟，用药量也有所降低，即内环流均衡温湿度储粮技术虽然不能完全杜绝虫害，但在一定程度上推迟了虫害的出现，减小了其发生规模，降低了熏蒸药剂的用量.

由于熏蒸期间无法进仓检测，故取测温系统的粮温数据进行讨论，其中C9 为筒壁正西部位电缆所检各层粮温的平均值.熏蒸期间粮温的变化如图5 所示，7 月份以后外界持续高温，9 月中旬前气温一直保持在30 ℃以上，仓温在30 ℃左右波动，而平均粮温和筒壁西部粮温则缓慢上升，维持在20℃以下，并没有因外界的持续高温而加速上升，从而进一步验证了内环流均衡温湿度系统的控温、均温效果，为后续的保管工作奠定了良好基础.

图5 熏蒸期间粮温的变化

3.6 玉米品质变化情况分析

9 月份检测了该仓玉米的品质指标，结果见表4.

表4 玉米品质指标

从表4 可以看出，度夏后玉米脂肪酸值为58.9 mg/100 g，比原始样升高了12.3 mg/100 g，与以往常规储藏的品质变化（15 mg/100 g 以上）相比可知，仓内环流均衡温湿度储藏技术可有效保持粮食品质，延缓其品质劣变.另外，度夏后玉米水分降至14.0%，仅降低了0.2%，与以往相比，降低幅度偏小，即该技术可以一定程度上减少粮食水分损失和储粮损耗.

3.7 经济效益分析

根据电表读数显示，整个夏季环流控温机组耗电量为4 000 kW·h，相比以往夏季为达到安全度夏所采用的谷物冷却技术（耗电8 000 kW·h 左右），约减少了50%的用电量.此外，由于度夏期间粮情稳定、无需倒仓，减轻了保管员的工作量和劳动强度，降低了局部处理的用工成本，在用工、用材、用电、用药等方面实现了控温储粮的节能降耗，大大降低了保管费用.

4 结论

在福建东南沿海地区高温高湿的气候条件下，粮库采用冬季通风降温散湿、春季除湿均温和夏季内环流均衡温湿度等技术措施，有效实现了粮堆的控温、均温.度夏后玉米脂肪酸值由46.6 mg/100 g 增至58.9 mg/100 g，增幅明显低于以往；玉米水分由14.2%降至14.0%，仅降低了0.2%.与传统保管方法相比，内环流均衡温湿度技术在降低外部环境对储粮影响的同时，延缓了储粮的品质变化，减少了粮食水分散失，且节能降耗，基本实现了偏高水分玉米在筒仓内的安全储藏.

［1］路茜玉.粮油储藏学［M］.北京:中国财政经济出版社，1999.

［2］张来林，朱同顺，赵英杰.按“低温储粮”模式管理好储备粮［J］.粮油仓储科技通讯，2004（3）:7-10.

［3］黄启迪，方振湛，黄海鸣，等.华南地区几种常用控温储粮方式浅析［J］.粮油仓储科技通讯，2010（1）:22-24.

［4］陈萍，张慧敏，蔡育池，等.福建东南沿海地区稻谷控温度夏实仓试验［J］.粮油仓储科技通讯，2007（4）:25-27.

［5］王永，赵国飞，叶明，等.高大平房仓空调控温储粮试验［J］.粮食储藏，2009（4）:37-39.

［6］汪向刚，谢静杰，黄志俊，等.华南地区综合控温储粮试验［J］.粮油仓储科技通讯，2007（3）:16-19.

［7］张慧敏，王晖.福建地区空调控温储粮试验调研与分析［J］.粮食储藏，2010（5）:22-25.