综合控温技术及对储粮保质减损方面的研究现状

刘 浩，王潇蓉，李建雅，田 华

1. 山东中储粮粮油质监中心 (济南 250100)2. 河南工业大学 (郑州 450001)



综合控温技术及对储粮保质减损方面的研究现状

刘 浩1，王潇蓉2，李建雅1，田 华1

1. 山东中储粮粮油质监中心 (济南 250100)2. 河南工业大学 (郑州 450001)

综合控温技术是指利用各种控温技术，以最小能耗获得最佳控温效果。目前常用的控温技术有通风控温、制冷控温、隔热控温和内环流等技术，这些技术互相补充，使粮堆温度处于低温或准低温状态，共同达到控温的目的。本文主要介绍四种控温技术及在保质减损方面的研究现状，为控温储粮提供一定的参考依据。

温度；通风技术；隔热技术；制冷技术；品质

温度是影响储粮品质变化的重要环境因子，在很大程度上影响储粮稳定性。温度越高，粮食品质变化越快，越容易劣变[1]。控温技术是目前研究的热点，具有经济、实用、方便等优点，在粮库中普遍推广，在控温的基础上，又提出综合控温技术的概念。综合控温储粮是指在一定的储粮生态系统中，把多种控温技术结合起来应用于粮仓中，调节粮堆温度，将平均粮温控制在15 ℃(或20 ℃)以内，最高粮温控制在20 ℃(或25 ℃)以内，从而降低粮堆的呼吸强度，抑制害虫和微生物生长，达到安全储粮、延缓粮食品质劣变和节能降耗的目的[2-3]。在低温准低温条件下，能较好地保持粮食原有品质，减少因虫霉造成的数量损失，延长粮食储存时间，具有较好的储藏稳定性[4]。本文主要阐述在储粮中应用的四种控温技术，以及对粮食保质减损的影响，为今后更好地利用综合控温技术提供一定依据。

1 常用的综合控温储粮方法

对低温区储粮而言，可在秋冬季节通过自然通风和低功率轴流风机缓速通风相结合的方式将粮温降至5 ℃以下，春季进行隔热材料压盖和薄膜密闭，夏季采用排出仓内积热和冷心内环流技术进行控温。对于中温区储粮而言，可利用秋冬季节采取分阶段自然通风、智能低功率轴流风机缓速通风、离心风机快速通风相结合的方式将粮温降至10 ℃以下，春季进行隔热材料压盖和薄膜密闭，夏季采用排出仓内积热、冷心内循环和制冷技术进行控温。对高温区储粮而言，可以采用中温区储粮的方法，将粮温降到15 ℃以下，春季进行隔热材料压盖和薄膜密闭，夏季采用排出仓内积热、冷心内循环和制冷技术进行控温。

目前，在粮仓中应用比较成熟的控温技术有4类，分别为通风降温技术、制冷降温技术、隔热温控技术、内环流控温技术。这些技术各有其独特的优势，在储粮过程中相辅相成，有些储粮区域将这些技术同时应用于仓房中，来达到控温的目的，延缓粮食特别是不耐储品种的品质变化。在不同储粮区域，应因地制宜采取不同的控温措施，熟练掌握这些控温技术要领，才能够降低能耗，节约储粮成本。

1.1 通风降温技术

通风包括自然通风和机械通风，其中自然通风是指通过打开门窗和通风口，外界低温空气和仓内空气自然对流，降低粮堆温度，这种方法适用于冬季寒冷、持续时间长的区域，既降低了粮温，又降低了能耗、节省了费用。机械通风是利用风机产生的压力，将外界低温、低湿的空气送入粮堆，促使粮堆内外气体进行湿热交换，降低粮堆的温度和水分，增进储粮稳定性，这种方法适用于高温高湿粮食，较快地降低粮食温度和水分，改善储粮性能，在储粮过程中是必不可少的一项储粮技术。

机械通风是“四合一”技术中的一种，在粮库中应用普遍，通风系统主要由风机、供风管道、通风管道、粮堆以及风机操作控制设备组成。开启风机后，外界冷空气经过供风管道和通风管道，均匀进入粮堆，将粮堆内的热空气进行置换，起到降低粮温的作用。机械通风分为离心式风机通风和轴流式风机通风。在实际生产中，由于通风目的不同，通风方式也不同，要根据粮情的具体情况，采取相应的通风方式，对于夏季新收获的粮食，仓内温度能达到三十多度，这时要快速地降低全仓粮温，就要采用离心式风机通风，不仅能降低粮温，还起到均衡粮温和平衡水分的作用。比如局部粮食发热，就要进行局部通风，采用单管通风的方式降低局部粮温。当粮食进入安全储藏期，度夏后仓温、粮温都会明显升高，在秋冬季节采用轴流式风机通风，缓慢地降低粮温，还起到“保水”和降低损耗的目的。

利用当地气候条件，抓住有利时机，进行通风，能起到事半功倍的效果，否则将产生有害通风，造成严重后果(比如因结露导致粮食生芽、霉变)。

1.2 制冷降温技术

当粮温高于设定值时，利用空调、谷物冷却机等制冷设备，向仓内补充冷气，使粮温降至设定值，达到降温的目的。孙肖东研究高大平房仓空调综合控温储藏稻谷试验，结果表明，试验仓粮面温度比同类型仓房低5 ℃，并且抑制了害虫的发生[5]。孔海宁利用屋顶风机控制仓拱温度，利用空调控制仓温，把粮堆表层平均粮温控制在20 ℃以内，创造了准低温环境，保证了稻谷安全度夏[6]。黄少辉研究移动式小空调结合保温被的控温储粮试验，结果表明，这种方法有效地控制了粮温，减少了储粮水分流失，抑制了虫霉的生长，延缓了储粮品质变化[7]。

中温区使用空调机制冷较多，比如，在山东辖区玉米仓、稻谷仓全部安装了空调机，对延缓粮食品质变化、保持粮食良好品质有一定作用，并在辖区制定了空调制冷指导书，规范操作。高温区使用谷物冷却机较多，在南方全年温度较高，为使全仓粮温降低或处理高温粮，必要时使用谷物冷却机，能较快速地降低粮食温度，但是能耗大，费用高。

1.3 隔热保冷技术

隔热处理是综合控温必不可少的一项技术，利用秋冬季节将粮温降低后，如果仓房隔热效果好的话，度夏后，粮温上升幅度不剧烈，在山东辖区，监测一隔热性能较好的仓房，冬季粮温降至12 ℃，过夏后，粮温上升至23 ℃，还处在较低粮温范围内，可见隔热处理对控制粮温的重要性。

隔热处理主要包括门窗及孔洞的密封、粮面压盖、屋顶隔热、仓内吊顶、仓墙隔热、地坪隔热等。在不同储粮区，采取的隔热处理方式也不尽相同，对隔热处理的效果研究也较多。王宗华等对高大平房仓粮面压盖隔热试验，在冬季采用压入式机械通风降温，粮堆达到低温状态，在3月份对试验仓铺设不同类型的压盖物，与对照仓相比，度夏后上层粮温低6～8 ℃[8]。魏金高利用PEF材料对高大平房仓粮堆表面进行压盖，结果表明，安全度夏后，粮面最高温度不超过25 ℃，能够有效地控制粮堆温度上升幅度[9]。张琪利用冷气囊隔热保冷，经过夏季后，试验仓平均仓温为27.3 ℃，对照仓平均仓温为31 ℃，两者相差3.7 ℃，能有效阻止粮面温度受仓温的影响，条件允许的话，结合仓房屋面喷水效果会更好[10]。对仓房门窗、通风口等有形的孔洞进行密闭，提高仓房的隔热性能，采用仓内吊顶、仓顶涂抹反光材料、仓顶淋水措施，减少因屋面传热，最大限度地减少粮食表面温度升高的幅度。试验结果表明，采取隔热处理的仓房粮温上升幅度明显低于对照仓房，保持储粮环境相对稳定[11-13]。

1.4 内环流控温技术

内环流控温技术是在隔热性能好的仓房的基础上实施的一项技术。内环流控温技术利用粮堆内部“冷心”作为冷源，有效控制粮堆温度，达到均衡粮温的目的。蔡学军在仓房隔热密闭的条件下，研究了平房仓内环流均衡温湿度对储粮的影响，结果表明，不仅减小了外部高温环境的影响，有效控制了仓内粮食温度和水分，而且推迟了害虫发生的时间，赢得较佳熏蒸时间，内环流控温系统操作简单、劳动强度低，还能降低储粮成本[14]。在冬季通风降温散湿、春季除湿均温的基础上，通过立筒仓内环流控温技术，有效控制粮堆温度、水分，实现了偏高水分玉米安全度夏[15]。

这四种控温技术是粮库中应用最普遍的，也较为成熟。在储藏过程中，联合采用这些技术，在秋冬季节利用通风技术将粮温降到低温状态，当来年春季天气回暖时，为保证储粮安全度夏，利用谷冷机、空调等制冷技术补充冷源降低粮食温度。以机械通风创造基础低温、粮面压盖隔热保温、谷冷通风“复冷”相结合的控温方式，已经成为广东地区玉米储藏的主要控温模式并已全面推广应用，在生产中取得了良好效果。黄志宏采用机械通风、粮面压盖、谷物冷却机通风综合控温措施，实现了高温高湿地区玉米的安全储存并延缓了品质劣变[16]。在山东辖区，秋冬季节通过机械通风蓄冷后，再经过仓内吊顶、仓墙敷泡沫板等隔热处理后，夏季利用内环流技术降低了粮面温度，均衡全仓粮温。

2 在保质减损方面的研究现状

2.1 温控技术对保持粮食品质的影响

由于粮食是具有生命的有机体，在低温下，粮食呼吸速率变慢，延缓粮食陈化，保持其良好的品质。我国主要粮食品种有小麦、玉米、稻谷、大豆，其中小麦为较耐储品种，其他3种为不耐储品种。在保管期间受温度影响较大，比如影响它们的发芽率、小麦的面筋吸水率和湿面筋含量、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。古争艳等在研究不同温度对3种粮食储藏品质的影响中，阐述了在温度为20 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃条件下，随着储藏时间的延长，小麦、稻谷、大豆主要品质指标的变化趋势，为确定合适的储藏温度提供依据。万忠民研究不同储藏温度下稻谷的品质劣变，对稻谷脂肪酸值、粘度、发芽率三方面品质指标进行了测定，结果表明，储藏时间愈长，温度愈高，脂肪酸值增加、粘度下降、发芽率下降愈明显[17]。对玉米仓和稻谷仓，空调降温在中储粮系统内已推广，郭超研究空调控温对稻谷脂肪酸值变化的影响，空调仓表层稻谷脂肪酸值的变化与对照仓表层脂肪酸值的变化差异显著，这表明采用空调控温技术对延缓稻谷脂肪酸值升高具有一定作用[18]。

2.2 温控技术对减少粮食损失的影响

在低温条件下，可以有效限制粮堆生物体的的生命活动，不仅减少粮食自身消耗，而且抑制虫霉生长、繁育，这样能在很大程度上减少粮食损失。与常规储粮相比，综合控温技术能够有效控制粮堆温度，在准低温条件下，能较好地保持储粮原有品质，减少因虫害造成的粮食损失。

离心通风在快速降低粮堆温度的同时，也降低了粮食水分，造成因水分减少而带来粮食重量的损失。在实际生产中，选择合适的时机，尽量减少粮食水分散失。轴流通风是一种缓速降温方式，在降温的同时，能够达到保水的目的。

隔热技术不仅能够起到阻隔外界热量的作用，营造一种准低温的环境，保持粮食品质良好，延缓粮堆温度升高，而且隔热处理的运用，对粮食保水也起到了一定的作用，与常规储藏相比，在很大程度上减少水分散失，在保水减损方面起到了重要作用。

3 综合控温技术的发展趋势

温控技术是一项安全、经济、绿色储粮技术，已成为当今科学储粮技术发展的新方向，以上4种控温技术已得到普遍推广。由于不同储粮区域温度差异较大，应结合当地实际情况，采取不同的综合控温技术才能起到更好的控温作用。

通风技术是综合控温的第一步，粮食入仓后，先利用通风技术降低粮温，然后再采取其他保温补冷措施。在通风降温环节，要抓住有利通风时机，将粮温降至低温状态，并把粮食水分降至安全水分以下。在粮食水分降至安全水分以内时，要做好“保水”工作，这是综合控温的难点，也是关键点，这就要求我们把握好通风时机。虽然隔热控温技术、空调降温技术和内环流控温技术的相关研究已取得一些进展，但是还有待于进一步优化参数，制定适合不同区域的规程，是今后研究重点。综合控温技术要在实践中不断地摸索，总结经验，考虑粮食品种、储存环境、仓房条件等因素，找到一个经济、有效、方便的控温技术。

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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

刘 浩，男，1989年出生，主要从事粮油储检工作。

S379.5

B

1672-5026(2017)02-048-04