自动翻粮技术对低温储存玉米品质变化影响的研究*

韩建平 康 波 王奎超 翟林鹏

(中央储备粮驻马店直属库有限公司 463000)

玉米是我国主要粮食作物之一。特别是东北玉米，由于胚部大，含有大量的蛋白质和可溶性糖，有较强的吸湿能力，导致其呼吸强度比其他原粮旺盛[1～3]。在高温条件下，由于粮堆内部湿热迁移，容易造成上层发热结露现象，水分增加，孳生霉菌，使脂肪酸值升高过快，进而造成品质发生劣变。

随着农业科学技术的不断发展，我国玉米储存技术也得到了快速的发展，特别是低温储藏技术的应用[4～6]。空调控温技术就是在高温季节，利用空调机补充冷源，把仓温和粮温控制在一定温度范围内，从而延长玉米储藏期[7～9]。目前，空调控温储粮已经成为国内外学者研究的热点。张建光[10]等采用空调制冷的方式控制仓内温度，减缓上层粮温上升速度，以达到绿色储粮，低温储粮，安全过夏的目的。许海峰[11]等通过空调控温下玉米压盖与非压盖对比试验，发现有砻糠包压盖的仓房比无压盖的仓房控温效果好，粮温上升幅度降低了2.5℃，上层粮温也降低了2.5℃。

但是空调控温技术也容易造成粮堆内部和上层存在温差，易造成水分转移，严重时形成内部结露等现象。自动翻粮机处理技术是一种传统的处理粮情的技术，通过定期翻动粮面，把粮层的中上部粮食翻到粮面上面来，从而达到通风、散热、降温的目的[12～13]。

本试验根据我库仓房设施实际情况，选用两种不同储粮模式，比较玉米在不同储藏条件下的粮情、储藏品质及控温能耗的差异。为空调控温技术寻找更经济、更有效的运行模式，同时为玉米储藏技术提供更加安全、经济、有效的储藏技术。

1 试验材料

1.1 试验仓房基本情况

试验仓选择中央储备粮驻马店直属库有限公司22号仓，对照仓为18号仓，仓房基本信息情况如表1所示。空调控温储粮前试验仓与对照仓通风情况如表2所示。

表1 仓房基本信息情况表

表2 空调储粮前通风情况表

1.2 储粮基本情况

试验仓与对照仓储粮基本信息如表3所示。

表3 仓房储粮基本信息表

1.3 试验设备

试验设备情况如表4所示。

表4 试验设备

2 试验方法

2.1 仓房隔热和密闭性改造

仓房的保温隔热性和密闭性是准低温仓能否达到预期效果的关键，因此对试验仓和对照仓仓顶的聚氨酯隔热材料都要进行检查维修，并采用10 cm厚PEF隔热材料对窗户、通风口、进人门进行处理，使仓房的保温隔热和密闭性达到规定的标准。

2.2 空调控温操作

2.2.1 仓房空调情况 试验仓22号仓在仓内安装了3台粮食储藏专用空调，对照仓18号仓在仓内安装了4台同型号空调，空调在仓内均为等距离安装。空调室内外机连接铜管用PVC管及反光保温棉包装，减少冷源损失；每个仓均单独安装电表。

2.2.2 空调控温 试验时间为2020年6月15日到2020年7月27日。空调设定启动温度为26℃，停止温度为24℃，高温天气白天开启，傍晚关闭，空调运行时间一般在8:00～18:00。空调风向保持向上，避免冷风直接接触粮面造成结露。并做好空调耗电量记录。

2.3 自动翻粮机处理操作

22号仓在整个空调控温期间进行两次自动翻粮机处理粮面，时间分别为2020年6月21日到6月22日，2020年7月21日到7月22日，翻粮深度为2 m；18号仓不进行自动翻粮机处理。

2.4 试验检测内容

2.4.1 温度 每周一、周四用电子测温系统检测粮温，粮情异常时加强检测，记录气温、仓温、平均粮温、表层粮温。

2.4.2 水分 每周一用扦样器随机选点，参照刘哲[14]的方法进行水分检测。

2.4.3 脂肪酸值 每周一用扦样器随机选点，参照范春馨[15]等的方法进行脂肪酸值检测。

2.4.4 能耗 用电表记录试验的用电量。

2.5 数据处理

采用Excel对所得数据进行整理分析，三次测定取其平均值。

3 结果与分析

3.1 外温与仓温变化情况

试验过程中两仓仓温变化情况如图1所示，22号仓仓温维持在22.3℃，18号仓仓温维持在22.9℃。22号仓、18号仓仓温受外温变化的影响不大，说明空调控温达到了预期设定的目标温度，为延缓表层粮温上升提供了条件。

图1 试验期间外温仓温变化

3.2 粮温变化情况

试验过程中两仓表层粮温及平均粮温变化情况见图2、图3。如图2所示，两仓表层粮温均呈下降趋势，22号仓表层粮温下降了1.4℃，18号仓表层粮温下降了0.2℃，22号仓比18号仓表层粮温下降幅度快，两者相差1.2℃。如图3所示，22号仓平均粮温基本无变化，而18号仓平均粮温呈上升趋势。22号仓平均粮温上升了0.2℃，18号仓平均粮温上升了1.4℃，22号仓比18号仓平均粮温上升幅度慢，两者相差1.2℃。说明自动翻粮机处理粮堆，将粮堆中上部的粮食翻到粮层上方，使热量及时与仓内大气进行热交换，通过空调控温，将温度及时降低，从而减缓了粮温的升高。

图2 两仓玉米表层温度变化

图3 两仓玉米平均温度变化

3.3 水分变化情况

从图4可以看出，随着储藏时间的增加，玉米水分含量逐渐下降。不同储粮模式对玉米水分影响程度不同，采用空调控温配合自动翻粮机处理仓(22号仓)玉米的水分变化明显高于只采用空调控温仓(18号仓)。22号仓玉米的水分下降了0.4个百分点，18号仓玉米的水分下降了0.2个百分点，22号仓比18号仓玉米的水分下降幅度快，两者相差0.2%。这是由于玉米在储藏过程中水分的降低主要由温度及通风因素共同作用，经自动翻粮机处理后，粮堆内部玉米翻上来与表层玉米混合，能进行明显的湿热迁移，并通过空调控温，将水分排出仓外，导致水分下降速度较快。而只进行空调控温的粮堆没有出现明显湿热迁移，玉米整体水分变化不显著。

图4 两仓玉米水分变化

3.4 脂肪酸值变化情况

从图5可以看出，随着储藏时间的增加，玉米脂肪酸值逐渐升高。22号仓玉米的脂肪酸值上升了3.7(KOH/干基)/(mg/100g)，18号仓玉米的脂肪酸值上升了5.1(KOH/干基)/(mg/100g)，两者相差1.4(KOH/干基)/(mg/100g)。这是由于脂肪酸值的升高主要由粮堆温度及含水量等因素作用，经自动翻粮机处理后，使得粮堆的温度及水分降低，导致玉米脂肪水解酶活性降低，不易产生水解酸败的现象，从而脂肪酸值含量升高较慢。因此采用空调控温配合自动翻粮机处理仓的储藏效果胜于只采用空调控温仓。

图5 两仓玉米脂肪酸值变化

3.5 控温能耗情况

22号仓储存东北玉米4368 t，空调和翻粮机总耗电4335 kW·h，单位耗电量为0.992 kW·h/t，电价按0.9元/kW·h计算，总运行费用为3901.5元，每吨用电成本为0.893元。18号仓储存东北玉米6977 t，空调总耗电6990 kW·h，单位耗电量为1.002 kW·h/t，电价按0.9元/kW·h计算，总运行费用为6291元，每吨用电成本为0.902元。在试验期间22号仓比18号仓每吨玉米节省费用0.009元，控温能耗差别不大。

4 结论

空调控温条件下的仓房仓温受外温变化的影响不大，能维持在预期设定的温度范围内。22号仓平均粮温上升了0.2℃，18号仓上升了1.4℃，22号仓比18号仓上升幅度慢，两者相差1.2℃。22号仓玉米的水分下降了0.4个百分点，18号仓下降了0.2个百分点，22号仓比18号仓下降幅度快，两者相差0.2%。22号仓玉米的脂肪酸值上升了3.7(KOH/干基)/(mg/100g)，18号仓上升了5.1(KOH/干基)/(mg/100g)，两者相差1.4(KOH/干基)/(mg/100g)。两种控温模式下，控温能耗差别不大。

通过高大平房仓玉米两种储粮模式的应用对比试验可知，两种储粮模式虽然都能实现玉米的安全度夏，但采用空调控温配合自动翻粮机处理的效果更优于只采用空调控温储藏模式。采用空调控温配合自动翻粮机处理不仅可以使粮堆表层温度保持低温状态，而且能使粮堆整体保持低温状态，同时进行明显的湿热迁移，导致水分下降速度较快，使粮食保持在低温干燥的环境中，延缓了粮食品质的变化。