不同粮种的空调控温储藏应用效果对比试验

2020-12-07王平坪吴俊友许海峰夏露曹庆玲施永华唐山

粮食科技与经济 2020年9期

关键词：储藏

王平坪吴俊友许海峰夏露曹庆玲施永华唐山

[摘要]本文通过空调控温储粮技术在高温高湿区和中温高湿区的应用试验，分析了不同粮种空调控温效果的差异性，揭示了高温高湿和中温高湿储粮区空调控温应用中存在的问题及需要进一步深入研究的内容，旨在为空调控温新工艺的建立提供基础数据支撑。

[关键词]高温高湿区;中温高湿区;空调控温;粮种;储藏

中图分类号：S379 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

按照中国储粮生态区域划分，第五储粮区（夏季普遍高温，5—9月常出现高于35℃的酷热天气，年平均相对湿度70%～85%）和第七储粮区（长夏无冬，夏长6～9个月，7月均温23℃～28℃，年均相对湿度80%左右）因其区域的生态特点，安全储粮难度大，问题多[1]。将空调控温技术用于稻谷、大豆、玉米等不耐高溫储粮品种度夏期间的温度、品质控制，已在很多粮库取得了不错的应用效果[2-5]。本研究通过对第五储粮区和第七储粮区空调控温实仓应用的分析，比较在相同空调运行参数条件下不同粮种的控温效果的差异，以探索空调控温效果与储粮品种的相关性。

1 材料与方法

1.1 试验仓房

本试验在高温高湿区的海口直属库、中温高湿区的温州直属库和资阳直属库开展，仓房类型均为高大平房仓，涉及的储粮种类包括稻谷、玉米和大豆，详细情况见表1。

1.2 空调设备

3个直属库试验仓房的空调配置情况见表2。

1.3 试验方法

1.3.1 仓房隔热处理

粮食入仓前，对仓壁及仓顶进行隔热处理，详见表1。空调运行期间，所有窗户和轴流风机口使用加厚阻燃泡沫板、薄膜等材料密闭，减少冷气空气传递，在仓内形成相对密闭隔热的空间。

海口库的试验仓为气调仓房，使用静态隔热和动态隔热相结合的形式，在原有仓顶的基础上又增加了一层彩钢板屋顶，同时在粮面上选用0.12mm的复合薄膜密闭，按照气调储粮要求，定期充气、补气，使仓内一直维持有气囊的状态，形成隔热层。

1.3.2 空调控制仓温

各库根据实践经验、气温、仓温和粮情等因素确定空调的开机时间、停机时间、运行时段等空调运行参数，详见表3。

1.3.3 粮情检测

采用粮情检测系统对所有供试仓房的温度变化情况进行全程监测和记录，测温布点按照《粮油储藏技术规范》（GB/T 29890—2013）执行，每个仓房使用4根测温电缆，垂直方向设置3个测温层，每一层设置12个测温点。使用普通温度计和数显式温湿度计对外温和仓温进行测定。

粮情检测每周2次，每次测定选择8：00—9：00时间段进行，注意观察各测温点的数据，出现较多温度异常点时尽快检查和更换温度传感器，以保证数据的准确性。

2 结果与分析

2.1 海口库空调控温应用效果

对空调配置相同的仓房控温效果进行比较，对比结果见图1和图2。

在2018年和2019年空调运行期间，HK01仓和HK07仓的仓温及粮堆表层均温变化规律一致。仓温变化差别很小，变化范围在0℃～1.2℃。表层粮温差别相对明显，HK07仓的表层均温两年均高于HK01仓。玉米2018年1月入仓时基础粮温控制得较低，随着储藏时间的增加，HK07全仓均温的增幅明显大于HK01仓，储藏第二年的4月份，HK07仓的全仓均温开始高于HK01仓。HK12仓同样是2018年1月玉米入仓，但其2018年的仓温及表层粮温波动较大，经过一年的储藏后，2019年呈现出比较稳定的变化趋势，且表层均温略高于HK09仓，全仓均温由2018年低于稻谷仓变化为2019年略高于稻谷仓。

2.2 温州库空调控温应用效果

温州库同样是对空调配置相同的仓房控温效果进行比较，结果见图3和图4。

WZ01仓和WZ12仓仓温值差异不大，2017年空调运行期间两次的仓温交替变化，2018年6月和9月WZ01仓运行空调时表层均温略低于WZ12仓。两年储藏期内，WZ12仓的全仓均温一直略高于WZ01仓，2017年WZ01仓和WZ12仓的全仓均温分别在20.0℃和20.5℃以下，2018年两仓均温分别在18.4℃和21.3℃以下。

WZ19仓和WZ20仓存放的都是储藏难度较大的粮种，均为2017年入仓。两仓的仓温、表层均温及全仓均温的变化规律基本一致，WZ19仓2019年8月底开启空调后，仓温及表层均温均出现较大降幅下降且温度值低于WZ20仓。2018年和2019年WZ19仓的全仓均温最高值分别为20.2℃和20.6℃，WZ20仓分别为20.6℃和21.5℃。

2.3 资阳库空调控温应用效果

资阳库2个试验仓ZY02仓和ZY06仓在相同的仓房条件和空调配置条件下，三温变化情况见图5。由于ZY02仓2016年10月入粮，ZY06仓2018年9月出库，因此图5展示2017年1月至2018年8月的仓温及粮情变化。

ZY02仓和ZY06仓的仓温、表层粮温及全仓均温的变化规律基本一致，仓温和表层粮温的波动相对较大，全仓均温呈现平稳的变化。ZY02仓储藏期内的仓温值85%以上都低于23℃，ZY06仓储藏期内的仓温值85%以上都低于22℃，两仓的表层均温基本控制在23℃以下，全仓均温在19.6℃以下，达到了准低温储藏的标准。2017年两仓的表层均温与全仓均温相差不大，2018年两者的差距变大，全仓均温比2017年同时期低了2℃左右。

2.4 空调运行能耗分析

三个直属库试验仓的空调运行能耗情况见表4。

海口库因高温时间长，空调运行时间也比较长，因此总能耗也比较大。其次是资阳库，2018年运行总时间仅次于海口库，总能耗也仅次于海口库。温州库空调开启时间相对较短，总能耗也是最低的。空调运行的单位时间吨粮电耗与总能耗相反，海口库相对较低，温州库反而是最高的。因各地电价的差异（海口库、温州库、资阳库分别为0.85元/kW·h、0.89元/kW·h、0.48元/kW·h），吨粮成本与能耗未成正相关，资阳库因为电价最低，所以吨粮成本总体最低，其次是温州库，海口库是最高的。

3 讨论与总结

3.1 高温高湿储粮区的控温效果比较

高温高湿区因其区域特点储粮难度大，各单位在储粮实践中一直致力于探索控制粮堆温度、解决“热皮”难题的控温技术及其应用。近年来的探索显示，采用空调控温技术可以有效解决粮堆表层升温过快、品质下降较快的问题。珠海库2009—2010年开展了空调控温试验，8—10月期间运行空调，空调温度设置在23℃～24℃，仓温可以控制在25℃。2013年海口库的玉米储藏实仓研究表明，5—10月份启用空调可以减小表层粮温的变化幅度，表层均温值比未启用空调的仓房低5℃左右，控温效果明显。

本试验中，对2018—2019年海口库采用空调控温技术储藏稻谷和玉米的应用效果进行了研究。2018年储藏稻谷仓（HK01仓和HK09仓）的空调温度为26℃时，仓温基本控制在29℃以下，在2019年空调开机温度提升2℃的情况下，稻谷仓的总体仓温值仍低于2018年;HK01仓两年同期的表层均温基本都在27℃以下，而空调数量较少的HK09仓2019年表层均温比2018年增加1℃左右。2018年玉米仓（HK07仓和HK12仓）的空调温度为25℃时，空调开启期间仓温最高值为29.3℃，表层均温比稻谷仓高2℃左右，全仓均温上升幅度较大，因2019年空调开机温度增加了2℃，两仓的表层均温2019年均有所增加，全仓均温最高值也比2018年增加了约2℃。在仓房条件、粮种、空调型号及空调运行条件相同的条件下，HK07仓运行6台空调对表层粮温的控制效果不及HK12仓运行3台的，两者相差约1℃，出现这种现象的原因有待深入分析。从储藏粮种的角度分析，玉米仓（HK07仓、HK12仓）表层均温总体高于稻谷仓（HK01仓、HK09仓），在全仓均温基础值远低于稻谷仓的情况下，2018年全仓均温提升较快，2019年逐渐超过了稻谷仓，这种温度的变化与玉米粮粒本身的化学组成有一定关系。

3.2 中温高湿储粮区的控温效果比较

温州库WZ01仓（玉米仓）和WZ12仓（稻谷仓）在2017年6月至2018年10月储藏期内，约50%的时间仓温在25℃以上，表层均温的最高值分别达到27.3℃和27.5℃，每年的8—9月份表层均温都在25℃以上，WZ01仓储藏期内全仓均温在20℃以下，WZ12仓全仓均温最高值为21.3℃。WZ19仓（大豆仓）和WZ20仓（玉米仓）2018年储藏期内仓温、表层均温、全仓均温的变化基本一致且数值接近;2019年空调开启后，大豆仓的仓温及表层粮温迅速下降并低于玉米仓，即使玉米仓约两个月前就已经启用空调，但玉米仓仓温及表层粮温的控制效果并不理想，空调运行期间仓温及表层均温都达到了2019年的最高温度值。从储粮角度来看，在相同的仓房及空调配置条件下，稻谷仓的全仓均温大于玉米仓，玉米仓全仓均温大于大豆仓。因稻谷仓、玉米仓、大豆仓试验期间空调启用的时间都不一致，粮种对空调控温效果的影响程度还需进一步通过试验验证。温州库4个试验仓中有3个都在2018年7—8月份开展了熏蒸杀虫，从三温变化曲线来看，WZ01仓（熏蒸）和WZ12仓（未熏蒸）仓温在7—8月份基本无差异，即停机熏蒸与8月份空调仍正常运行差异不大，而WZ19仓和WZ20仓熏蒸期间表层粮温显著上升。高温季节的熏蒸作业与空调控温作业不能同时进行，熏蒸期间空调的停用会导致仓温及表层粮温快速上升，而可与空调同时作业的气调防虫技术在中温高湿地区使用又不普遍，因此，解决熏蒸与空调作业冲突的问题，建立适合中温高湿储粮区的空调控温模式，在保证空调控温效果的同时实现对储粮害虫的防控，是今后该储粮区空调控温技术应用研究的重点。

资阳库空调控温效果比较理想，通过秋冬通风降温蓄冷和空调控温的结合，基本实现了不熏蒸。2个试验仓的仓温基本都控制在25℃以下，表层均温在23℃以下，全仓均温在20℃以下。空调运行期间，玉米仓（ZY06）的仓温及表层均温下降，略低于稻谷仓（ZY02），全仓均温变化趋势一致且数值接近，温度差在1℃以内。资阳库试验仓良好的控温效果与仓房结构有很大的关系，试验仓1m厚的空心仓墙隔热效果非常好，再加上对仓顶及孔洞的有效处理，整个仓房的保温隔热效果达到了较好的水平，因此也就保证了储藏期内整个粮仓的温控效果。

3.3 空调控温与能耗

采用空调技术控制仓温及粮温的同时，能耗问题也是应用的关键点。泰安直属库通过试验得出，24h开启、白天高温段开启和夜间开启三种方式都能达到一定的控温效果，其中夜间开（下转第页）

（上接第页）启方式费用较低[6]。张来林等[7]通过研究认为采用连续运行方式空调控温效果更好，试验中温度设置为23℃和17℃的两个仓房能耗基本相同。就空调类型而言，专用空调的能耗略低于一般空调，且投资综合成本小于一般空调[8]。从本试验中3个直属库的试验情况来看，仓房隔热性能、空调类型、运行方式都是影响空调控温作业能耗的重要因素，不同地区在实践中可通过对不同运行时段能耗的深入探索，寻找最适合的方式，从而在达到控温目的的前提下实现节能降耗。

3.4 小结

通过对不同储粮生态区试验仓的空调控温应用进行分析，得出以下结论：

（1）空调控温储粮在高温高湿储粮区和中温高湿储粮区的应用效果都比较显著。在高温高湿区相同的实验条件下，玉米仓的全仓均温变化幅度较大，且表层温度高于稻谷仓。在中温高湿区相同的实验条件下，不同粮种的表层均温差异不明显，全仓均温变化趋势基本一致。

（2）中温高湿区普遍存在高温季节熏蒸杀虫与空调控温作业的冲突，熏蒸期间空调停用仓温及表层粮温会迅速反弹，影响总体控温效果。资阳库的应用结果表明，维护仓房良好的隔热效果是实现粮温全年平缓变化的重要保障，糧仓储藏期内稳定的低温保持效果可达到不熏蒸即可控制虫害的效果。

（3）各库有必要开展不同运行参数的控温试验，结合控温效果、能耗及成本分析，确定各库最佳的空调运行参数范围，实现节能降耗，降低运行成本。

参考文献

[1]王若兰.粮油储藏学[M].北京：中国轻工业出版社，2014：1-24.

[2]周铖，谢维治，黄思华，等.南方沿海地区高大平房仓空调控温储粮探讨[J].粮食科技与经济，2011，36（2）：26-28.

[3]黄浙文，唐易，吴俊友.空调控温与充氮气调技术结合应用研究[J].粮食与食品工业，2014，21（4）：113-116.

[4]唐丞有，徐玉琳，张平宽，等.第五储粮生态区空调储粮技术应用探索[J].粮油仓储科技通讯，2014，30（1）：10-11+16.

[5]韩伟，周士法.山东地区空调控温储粮技术的应用探索[J].粮食与食品工业，2014，21（5）：71-73.

[6]陈丽，颜世强，王孟亚.空调控温确保稻谷安全度夏的实践[J].粮油仓储科技通讯，2014（6）：32-34.