内环流结合空调控温储粮技术在高大平房仓中的应用

任书林，孟 威，王 乐

（上海中储粮储备有限公司，上海 200072）

上海中储粮储备有限公司射阳分公司位于江苏北部、黄海之滨、中国南北地理分界线的东部起点，夏季高温天气持续时间长，7—8月份平均最高温度可达30 ℃，对稻谷的储藏极为不利[1]，如何在储藏期间保持稻谷的品质，延缓稻谷的品质劣变速度，又能绿色节能环保，成为粮食储藏行业的一大课题。

现保管手段为在冬季应用机械通风，把平均粮温降低到5 ℃以下，夏季开启空调进行控温，并将熏蒸杀虫时间延迟。由于粮温受外温的影响，随着夏季高温的持续，粮堆周围粮温会快速升高，在空调控温的情况下最高粮温有时能达到25～28 ℃，如不进行空调控温最高粮温能达到35 ℃以上，产生明显的“热皮冷心”现象。为有效解决“热皮冷心”对储粮造成的安全隐患，全面落实中储粮集团公司科技创新、科技储粮、绿色储粮的工作要求，结合射阳分库地理位置及仓房条件，在高大平房仓开展内环流结合空调控温的稻谷储藏试验。

1 材料与方法

1.1 试验仓房及粮食

试验仓（14号仓）和对照仓（3号仓）均为2007年建砖混结构高大平房仓，折线型屋架槽型板屋面，墙体厚度为0.5 m，南北两侧各有1扇仓门，堆粮线均为6 m。两间仓安装有保温隔热三防内窗，仓内采用菱镁板保温材料吊顶。

试验稻谷产地为江苏，品种为粳稻，其质量指标见表1。

表1 试验仓房稻谷质量指标

1.2 仪器设备

所用仪器设备均为实验室常用仪器设备，需检定的已按规定取得检定证书。JLG-IIA型实验砻谷机：中储粮成都储藏研究所；BLH-2950型振荡器（恒温）：浙江伯利恒仪器设备有限公司；LE204E型电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；电热101-34S型鼓风干燥箱：上海苏进仪器设备厂；JFSD-100型粮食粉碎机：上海嘉定粮油仪器有限公司。

1.3 检测方法

水分检测参照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）第一法；脂肪酸值检测参照《稻谷储存品质判定规则》（GB/T 20569—2006）附录A，脂肪酸值以KOH计；黄粒米检测参照《粮油检验 稻谷黄粒米含量测定 图像分析法》（GB/T 35881—2018）。

1.4 内环流控温系统

1.4.1 内环流系统

内环流系统设备及安装均由中储粮成都储藏研究院有限公司提供，整个系统由控制柜、内环流风机、保温管道、通风口箱体、温度传感器组成，内环流风机、通风口箱体均做了保温隔热措施，管道为管套管保温结构，内管材料为PVC，外管材料为不锈钢，其间填充保温材料[2]；环流风机为两台功率1.1 kW的防爆风机。内环流系统安装于14号仓南墙，风机通过保温环流管道连接通风口箱体和仓内。

1.4.2 通风系统

14号仓南侧设有2个通风口，位于仓南门两侧，通风道为一机四道，均为地上笼，通风系统的设计、配置与安装满足《机械通风降温储粮技术规程》（Q/ZCL T2—2007）的有关要求[3]。

1.5 空调制冷系统

1.5.1 空调数据

3号仓安装2台格力KF-72GW空调，总功率为4.5 kW，总制冷量14.5 kW；14号仓安装2台美的KFR-72GW/DY-AR（R3）空调，总功率为4.7 kW，总制冷量14.4 kW。

1.5.2 仓房空间

3号仓仓房空间体积1 872 m³，14号仓仓房空间体积1 396 m³。

1.6 试验方法

1.6.1 通风降温

2020年冬季，充分利用外界低温低湿的环境条件，采用混流风机分阶段对14号仓和3号仓进行通风，使平均粮温降至5 ℃以下，并保证最高粮温不超过15 ℃[3]。

1.6.2 春季隔热保冷控温

在2021年3—5月气温回升期，用薄膜对14号仓和3号仓排风扇、仓门进行密封隔热，同时尽量减少门窗开启的次数和时间[4]。

1.6.3 试验仓内环流控温系统设置及运行

在内环流控制柜上设置温度上限为25 ℃、下限为23 ℃。当仓温超过25 ℃时，内环流控温系统自动开启，在环流风机的作用下，将粮堆冷源抽出，经过粮堆底部的通风地笼和环流保温管道把冷气送入仓房粮堆上部空间[2]（见图1）。当仓温低于23 ℃时，关闭内环流系统。粮堆冷源减少，平均粮温超过15 ℃时，开启空调进行控温。内环流控温系统第一次自动启动时间为6月8日，空调开启时间为7月19日。

图1 内环流控温原理示意图

1.6.4 对照仓空调设置

随着气温的上升，仓温、粮温也逐渐上升，3号仓于6月8日开启空调制冷，设定温度为22 ℃。

1.7 标指测定

1.7.1 温湿度

每周一上午9时通过原有性能良好的郑州贝博公司粮情测控系统检测外温、仓湿及仓内粮堆上层、中层、下层、整仓粮温。

1.7.2 能耗

通过电表获取3号仓和14号仓的电能消耗情况。

1.7.3 品质指标

在试验开始前及试验中对14仓、3仓上层、中层、下层、整仓进行取样，检验粮食品质变化情况。

2 结果与分析

2.1 温度变化情况

由表2可以看出，两间仓仓温均能控制在设定温度以下。由于内环流控温的14号仓因设定启动温度为25 ℃，空调控温的3号仓设置温度为22 ℃，所以14号仓仓温高于3号仓3 ℃左右，当14号仓开启空调后，仓温差距在逐渐缩小，试验结束时，仓温差1.5 ℃；14号仓因内环流控温，冷心持续被使用，最低粮温和平均粮温上升趋势明显大于空调控温的3号仓，当14号仓开启空调进行控温后，上升趋势与3号仓基本持平，试验结束时，14号仓最低粮温和平均粮温分别高于3号仓3.5 ℃和1.9 ℃。

表2 3号仓和14号仓温度变化情况

经过两个半月的控温，14号仓平均粮温升高5.9 ℃、最低粮温升高7.2 ℃、最高粮温升高0.8 ℃，3仓平均粮温升高3.1 ℃、最低粮温升高3.2 ℃、最高粮温升高2.5 ℃。

2.2 能耗分析

如表3所示，2021年6—8月，14号仓和3号仓使用电能分别为2 602.9、6 854.9 kW·h，14号仓应用内环流结合空调控温较3号仓空调控温节能62%；2020年同期，14仓和3仓均使用空调控温，相应使用的电能分别是4 920.6、5 980.3 kW·h，14仓只比3号仓少用电能18%。两间仓两年相比较，节省电能44%。14号仓2021年和2020年同期比较，使用电能减少47%。可以看出应用内环流结合空调控温比单独使用空调控温节省了大量电能[5]。

表3 电能消耗情况 kW·h

2.3 粮食品质变化分析

由表4可以看出，14号仓和3号仓整仓水分及中层、下层变化较小，差值基本都在0.1%左右，但上层水分均下降0.3%；稻谷的黄粒米无明显变化（因扦样有细微差别，忽略不计）；两间仓的脂肪酸值均有上升，14号仓整仓脂肪酸值上升较3号仓高0.5 mg KOH/100 g，两仓上层脂肪酸值上升分别为1.6、1.5 mg KOH/100 g，高于中层和下层上升幅度[6]。

表4 控温条件下仓房品质变化情况

3 结 论

（1） 苏北地区粮堆经过冬季机械通风蓄冷，在夏季应用内环流控温技术在一定时间内控制粮堆粮温，但下层粮温呈现先下降再上升的趋势，随着粮堆冷源逐渐较少，再配合空调控温，能有效控制粮堆粮温，基本达到了准低温储粮。随着全球气候变化，盐城地区冬天0 ℃以下天气及持续时间均偏少，要把握有利时机对储粮进行通风降温，将储粮平均粮温降至5 ℃以下、最高粮温降至10 ℃以下，尽可能将平均粮温降至0 ℃左右，增强冷心，才能更好提高内环流控温技术应用效率。

（2） 内环流结合空调控温能缩小粮堆的温度梯度，平衡粮温，解决粮食度夏时的冷心热皮问题，有效避免发热、结露现象发生，在确保储粮安全的基础上明显降低能耗。

（3） 为减少夏季高温对粮温、仓温的影响，需要加大对仓房的维修改造力度，加强仓房的隔热密闭性能，延长冷源缓释。并对内环流自动开启的温度上下限、空调设定温度、试验仓房及粮堆大小等影响试验的因素进行一步的研究优化。