湖南地区空调控温储粮应用研究

周 涛，张 兵，刘 博，陈渠玲，甘平洋，李 娜

（1. 中南粮油食品科学研究院有限公司，长沙 410008；2. 湖南粮食集团，长沙 410008；3. 湖南农业大学 食品科学技术学院，长沙 410128）

“民为国基，谷为民命”。粮食是国民生存和国家发展的主要资源，粮食安全是国家安全的重要基础，我国粮食储备量大，且储藏周期长，科学合理地减少品质损耗和降低保管能耗一直是我国粮食行业关注的重点[1]。温度是决定储粮稳定性的重要因素之一，目前针对稻谷不耐高温储藏的特性，在如今各项科学储粮技术中，低温储粮技术无疑是关键手段[2]。通过空调控温，使储粮长期保持在较低的温度，能够有效抑制粮堆内有害生物的生命活动及粮食的新陈代谢[3]，这也是我国各粮库采取的主要措施[4]。

湖南省属亚热带季风气候，该气候以冬季干冷夏季湿热为显著特征，夏季日平均气温在30 ℃以上有85 d，气温高于35 ℃的炎热日年平均约30 d。这种气候状况决定了湖南省应以低温储粮为目标，避免夏季高温对粮食的不良影响[5]。

本课题通过研究空调控温技术对稻谷粮温、水分、脂肪酸值等指标的影响及能耗的使用情况，探讨湖南地区空调控温的最佳使用时间段及能否获得有效的经济效益，来为湖南省准低温科学储粮提供有效的科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验仓房

实验仓采用开慧库区 OP6号仓，对照仓为OP8号仓，两仓均为 2008年建高大平房仓，朝向相同，长35.6 m，宽23.6 m，檐高8 m，装粮线6 m，仓容3 800 t，墙体为砖混结构，大门内门板采用2 cm厚聚氨酯铝板；仓顶采用彩钢瓦，喷上2～3 cm厚聚氨酯，加吊2 cm厚聚氨酯铝板吊顶；窗户采用聚氨酯铝板定制内窗；通风口采用砻糠包隔热，外加0.12 mmPE尼龙复合膜压槽密闭。

1.2 储粮情况

实验仓与对照仓均为散装储存 2016年湖南产早籼稻，入仓品质见表1。

表1 实验仓与对照仓稻谷入仓质量情况

1.3 储粮测控系统

粮情监测采用郑州贝博电子股份有限公司的粮情检测系统，每仓均匀设置55根（8组×6行）测温电缆，每根的电缆分 4个测温点，共计152个测温点，布线如图1所示。

图1 电缆布置图

1.4 设备

1.4.1 粮食储藏专用空调

型号为 TS–LS051，厂家为河南天硕机电设备工程有限公司，总功率为 6.8 KW，风机额定功率/电流为0.5 kw/0.9 A，制冷量12.6 KW，风量3 200 m3/h，送风距离26 m，防腐介质磷化氢，防腐等级大于 0.2%，温度控制范围 20～30 ℃，自动控制。

1.4.2 检测仪器与设备

BLA–1800粮食多功能取样器：台州市京奥粮用器材厂；HY–4调速多用振荡器：上海浦东物理光学仪器厂；JLGJ45检验砻谷机：浙江台州市粮仪厂；FA1104N电子天平：上海菁海仪器有限公司；JXFM110锤式旋风磨：上海嘉定粮油仪器有限公司；202电热恒温干燥箱：北京市光明医疗仪器有限公司等。

1.4.3 试剂

无水乙醇、酚酞指示剂、不含二氧化碳的蒸馏水、0.01 mol/L氢氧化钾-体积分数95%乙醇溶液。

1.5 方法

1.5.1 扦样与检测方法

仓房取样采用 5点加全仓三层的取样方法对储藏过程中的稻谷进行取样，5个点的平面分布如图2所示。在粮堆四个角距相邻两墙各1 m处及粮仓水平中心五处各取 3层样品，即离粮面0.5，2.5，4.5 m三层，将每一层的5点样品混合均匀作为全仓每层的样品，每份样品 250 g，共18份。每个月定期取样，对样品按照国标方法进行检测，并做好各项记录（包括电表耗电情况），保证检测数据真实有效。

图2 粮仓中取样点的分布图

1.5.2 高温季节控温措施

1.5.2.1 空调自动控温 实验仓OP6采用空调自动控温措施，将空调温度设置为 25 ℃，保证仓温能控制在25 ℃以下，当仓温高于25 ℃时空调将自动运行降温，低于或等于 25 ℃时空调测处于待机状态。空调全天24 h开启，运行时间为2018年5月15日至9月3日。

1.5.2.2 轴流风机排除积热 对照仓OP8采用轴流风机排除积热方式控温，利用夜间气温下降且符合通风条件的时机，打开粮面上部窗子和粮面上部轴流风机，使得冷空气由窗口进入仓内与热空气进行热交换，最后热空气自轴流风机口排出仓外，把白天太阳辐射传入仓内的热量带走，降低仓内空间温度。

2 结果与分析

2.1 气温、仓温、表层均温和整仓均温变化情况

2.1.1 气温与仓温变化情况

由图3可知，气温在6月大幅度骤升，由5月29日的22.7 ℃上升到6月19日的35.6 ℃，OP8仓仓温则在7月大幅度上升，由6月28日的23.9 ℃上升到7月30日的31.9 ℃，这是由于粮堆“冷心”的作用，可间接影响仓温，使得仓温变化滞后于气温，说明仓房隔热性较好。而 OP6仓温基本稳定在 27 ℃以下，空调设置温度为25 ℃，说明空调控温并不能使仓温完全达到预期设定的温度目标，但能较好的抑制仓温的上升。

图3 气温与仓温变化图

2.1.2 表层均温与整仓均温变化情况

由图3～4发现，空调控温期间5月15日至9月3日，OP6表层均温在25 ℃以下，同时整仓均温低于 20 ℃，但在空调停止运行后，OP6表层均温及整仓均温呈现一个轻微上升，并在两周左右后局部温度超过了 25 ℃，这说明利用空调控温技术可有效的将粮仓控制在准低温储藏水平。两仓表层均温温差于 7月初逐渐增大，9月初趋于稳定，而整仓均温却相差不大，这点有效说明了空调发挥作用的主要时段为在7～8月高温阶段，且主要作用在粮堆表层，对粮堆较深层影响不大。

图4 表层均温与整仓均温变化图

2.2 品质变化

由表2可知，在实验期间常规仓OP8较实验仓OP6整体出现了水分丢失，黄粒米率和脂肪酸值增长幅度更大的现象。在水分方面，OP6整仓基本变化不大，表层（50 cm）失水较多，由12.6%下降到了12.1%，而OP8整仓和各层皆存在些微水分损失，在0.2%左右的水平，这表明空调控温使粮仓达到准低温储藏水平能起到一定保水作用，但会使粮堆表层丢失部分水分；在黄粒米率和脂肪酸值方面，OP6仓整体黄粒米率上升0.3%，脂肪酸值增长2 mgKOH/100 g，而OP8仓整体黄粒米率上升0.5%，脂肪酸值增长3.9 mgKOH/100 g，两仓皆出现一定程度的上升，但常规仓OP8整体上升幅度更大，这表明空调控温技术还能起到一定的延缓粮食黄变、陈化的作用，这对延长储备粮的轮换周期，保障粮食品质起到关键的作用。

表2 OP6和0P8仓稻谷水分、黄粒米、脂肪酸值变化情况

2.3 虫害情况

由表3可知，在9月份，两仓均发生虫害情况，其中 OP6仓虫害密度达到3头/kg，且 OP8仓在仓内有生物防治技术的运用下，虫害密度为8头/kg，仍大于OP6仓，这说明空调控温技术的运用还能一定程度上抑制虫害密度的增长，但仓内仍有虫害的发生，因此无法仅靠空调控温技术来达到避免熏蒸的效果。

表3 OP6和0P8仓虫害密度（主要害虫）变化情况

2.4 效益分析

根据表4计量两仓用电费用发现，空调控温技术储粮相较轴流风机排除积热方法储粮每吨用电成本约高出 0.93元/吨，但在品质方面，空调仓OP6的粮质新鲜度优于常规仓OP8，脂肪酸值上升幅度仅为常规仓的50%，如果在轮换销售中按质论价，每吨粮预计可提高售价20元左右；在水分方面，空调仓比常规仓少丢失 0.3%的水分，每吨粮预计可产生7元左右的经济效益，同时更有利于对接粮食的加工生产，降低碎米率；在仓储成本方面，空调控温技术的运用还能一定程度上抑制虫害密度的增长，减少施药的熏蒸量，节约仓储成本。综上，空调控温储粮技术既能保证粮食的数量，又能保证粮食的品质和安全，显著提高经济效益，或因储粮品质陈化程度较低，可延长一年的储存期，更有助于国家的粮食宏观调控。若利用粮仓专用空调控温技术对优质中晚稻进行准低温储藏，则能更好体现该技术的应用价值。

表4 OP6仓与OP8仓能耗情况

3 结论

本文根据空调仓和常规仓中的温度变化，品质变化及虫害情况，分析空调控温技术的在粮仓中的运用效果及经济效益，得出以下结论：

粮仓专用空调能在高温天气时间段较好的抑制仓温增长，但不能使仓温完全达到设置温度以下，在粮仓专用空调设置温度为25 ℃的情况下，可保证粮堆达到准低温储藏水平。两仓表层均温温差于 7月初逐渐增大，9月初趋于稳定，而整仓均温却相差不大，这点有效说明了空调发挥作用的主要时段为在7～8月高温阶段，且主要作用在粮堆表层，对粮堆较深层影响不大。

空调控温使粮仓达到准低温储藏水平能起到一定的保水，延缓粮食黄变，陈化的作用，但空调的使用会使仓内粮堆表层丢失部分水分。

粮仓专用空调控温技术的运用还能一定程度上抑制虫害密度的增长，但仓内仍有虫害的发生，无法仅靠空调控温技术来达到避免熏蒸的效果。

空调仓 OP6的粮质新鲜度明显优于常规仓OP8，且脂肪酸值上升幅度低于常规仓，同时粮仓专用空调控温技术的运用还能减少水分的流失及熏蒸的施药量，既保证了粮食的数量，又保证了粮食的品质和安全，相较于少许的能耗费用，可产生可观的经济效益。

备注：本文的彩色图表可从本刊官网（http://lyspkj.ijournal.cn/ch/index.axpx）、中国知网、万方、维普、超星等数据库下载获取。