绿色低温储粮技术在北方地区的试验研究

周钢霞

（辽宁省粮食科学研究所，辽宁 沈阳 110032）

东北地区冬冷夏暖，四季分明；冬季寒冷期长，降雪较少；夏季时间较短，雨量集中。这一气候特点为低温和准低温储粮提供了天然条件。近年来，在东北地区粮库的大型粮仓上，应用内环流技术控制夏粮温度升高的实际应用越来越多[1-3]。该文针对东北粳稻绿色储粮的需求，在北方地区某粮库开展平房仓冬季保水通风试验和夏季内环流控温试验。

1 概念与系统工作原理

1.1 内环流控温技术概念

内环流控温储粮技术是指冬季利用轴流风机分阶段通风蓄冷，夏季利用环流风机通过保温管道，将粮堆内冷空气循环送入到仓内空间，降低仓温、仓湿和表层粮温，实现低温（准低温）储粮[4]。

1.2 系统工作原理

依据《粮油储藏技术规范》和《储粮机械通风技术规程》要求，在粮堆上部空间安装测温传感器，实现监测粮面温度。当仓温高于设定温度时，系统自动开启环流风机将粮堆中央“冷心”的低温冷空气通过仓内底部通风地笼、仓外通风口、环流风机、仓外保温管、仓内空间和粮堆形成的一个闭合回路，在环流风机的作用下，自粮堆底部通风地笼内抽出冷气，通过保温管注入到仓房上部空间，使仓内上下空气在闭合的循环系统中运行，不与外界空气接触，达到调节仓温、仓湿和表层粮温的作用，降低仓温和粮面温度，从而保证整体粮堆处于一个较低环境温度范围内；当仓温低于设定温度时，系统自动关闭环流风机，达到节能和减少粮堆冷心温度损失，从而实现低温（准低温）储粮。

2 试验仓房与材料

2.1 仓房基本情况

该粮库3号仓为2001年建设的高大平房仓，单个仓房长60 m、宽33 m，装粮高度6 m，单仓容量8 500 t。试验前，仓门处用15 cm 厚硬质聚苯乙烯泡沫板隔热封堵，并用薄膜密封，仓窗内用10 cm 厚硬质聚苯乙烯泡沫板隔热封堵并用薄膜密封。

2.2 储粮情况

储粮基本情况见表1。

表1 试验粳稻的基本情况

2.3 试验材料

2.3.1 内环流装置。供试仓房安装YSWF7132 型内环流风机共6 台，南北仓墙外侧对称安装各3 台，进行双侧环流通风，单台环流风机功率0.75 kW，在仓房外墙上机械通风口与环流风机吸风口连接，环流管与环流风机出风口连接。

2.3.2 检测装置。供试仓房内安装了LC-6 型粮情测控系统，可以采集粮堆温度和湿度数据。仓内测温点矩阵布点，分4 层104 根测温电缆共416 个测温点。主要检测仪器有多功能扦样器、电热鼓风干燥箱、锤式旋风磨、振荡器、分析天平等。

3 试验方法

3.1 冬季保水通风降温

2019年11月4 日至2020年1月16 日，在3号高大平房仓开展了冬季保水通风降温技术应用实仓试验。采用了仓墙上6 台DWT-1 型轴流风机吸出式缓速通风降温方式，开展了分三阶段间歇式冬季保水通风降温技术应用示范，累计通风885 h，此次通风，将全仓平均粮温由14.9℃降至-9.1℃，通风期间外温、仓温和各层平均粮温变化如图1 所示。

3.2 夏季小风量维持通风环流控温

2019年6月27 日至8月29 日，在3号高大平房仓开展了小风量维持通风环流控温技术应用实仓验证试验，利用研发的高大平房仓小风量维持通风环流均温系统，通过在系统的自动控制系统上设定仓温高于25℃启动、低于23℃关闭的运行模式，根据外温高低情况有选择地分批开启对称安装在南北仓墙6 台保温型环流风机（额定功率0.75 kW），实施夏季粮堆“冷心”低温缓释控温技术，将粮堆“冷心”的冷量抽出送入仓内空间控制仓温和表层粮温。内环流累计开启629 h，此次通风将全仓平均粮温控制在15℃以下。试验期间各层平均粮温变化如图2 所示。

3.3 试验检测内容

按照GB 5497《粮食、油料检验 水分测定法》和GB/T 20569《稻谷储存品质判定规则》中关于粳稻谷“宜存”指标的规定方法，分别进行分区定点分层扦取粮食样品，均混成代表全仓、表层、中心和四周的4 个混合样，由沈阳产品质量监督检验院分别进行水分和脂肪酸值检测。试验期间水分变化如图3 所示，脂肪酸值变化如图4 所示。

3.4 扦样方法

按350 m2左右面积分区，各区设中心、四角5 个扦样检测点（两区界线上的2 个点为共有点），粮堆边缘的点设在距边缘约0.5 m 处。扦样层数设5 层，上层和底层分别距底部和粮面0.2 m 左右，其余3 层分别为堆高的1/3、1/2 和3/4 处。

4 结果与分析

4.1 温度变化情况

由图1 可见，3号仓在试验期间暨冬季最低的时间段（2019年11月4 日至2020年1月16 日），气温变化范围-12℃~-2℃，期间最低达到-16℃，振幅10℃，仓温变化范围-9℃~9℃，振幅18℃，仓温振幅比气温振幅大8℃；全仓最高粮温12℃，利用保水通风机组降低粮温，仓温变化趋于稳定，全仓平均粮温均呈降低趋势，平均粮温降至-6℃。

图1 3号高大平房仓保水通风降温技术应用示范期间温度变化情况

由图2 可知，进入盛夏期后，试验期间内环流系统开启后，仓温变化趋于稳定，未超过25℃，且受外温影响小。全仓平均粮温均呈升高趋势，虽然经过了盛夏，全仓平均粮温始终控制在15℃以下，说明内环流控温系统可以有效控制表层粮温的变化幅度，使粮食安全度夏，达到低温储粮目的。

图2 3号高大平房仓小风量维持通风环流控温技术应用示范期间温度变化情况

4.2 水分变化情况

由图3 可知，2019年度除表层样品的水分含量有所下降，中心和四周样品的水分含量均变化不大，全仓混合样水分含量也无变化。高大平房仓入仓时全仓水分为14.4%，因采用了保水通风降温技术和小风量维持通风环流控温技术，当前全仓水分为13.9%，储藏2年水分仅下降0.5 %。

图3 3号高大平房仓储粮水分含量变化情况

4.3 脂肪酸值变化情况

从图4 可以看出，2019年度表层、中心、四周和全仓样品的脂肪酸值均出现了不同程度的升高，但脂肪酸值变化值均在0.2~0.7 mg KOH/100 g 之间。由此可知，采用了小风量维持通风环流控温技术的试验仓具有良好的控温效果，确保了粳稻在储藏期间品质不会发生明显变化，达到了粳稻保质储藏的目标。

图4 3号高大平房仓仓储粮脂肪酸值变化情况

4.4 能耗情况

2019年11月4 日至2020年1月16 日，此次技术应用累计通风885 h，全仓平均粮温由14.9℃降至-9.1℃，总电耗5 540 kW·h，单位能耗0.034 kW·h（/℃·t）。达到了保水通风降温的目的。

2019年6月27 日至8月29 日，此次技术应用环流控温系统累计开机作业时间为629 h，总电耗为2 934 kW·h，吨粮电耗为0.43 kW·h，折合单位吨粮费用约0.39 元。通过应用小风量维持通风环流控温技术，将3号高大平房仓过夏期间平均粮温控制在15℃以下，达到了过夏粮温低温储藏控制指标。

5 结论

结合东北地区冬季寒冷、夏季短促的气候特点，从绿色生态储粮角度出发，在充分利用外界环境和粮堆“冷心”的自然低温基础上，通过优化冬季保水通风降温、夏季小风量维持通风粮堆“冷心”低温缓释控温和环流通风均衡粮温等低温技术，集成了一套东北粳稻绿色生态保质减损储藏新工艺。不仅将水分减量损耗控制在0.5%以内，而且确保粳稻在储藏期间长期处于低温或准低温储藏状态，避免了储藏期间出现品质劣变、等级下降的可能，确保轮换后的粳稻依然适应口粮消费需求。