低溫儲藏高水分稻谷與常規儲藏安全水分稻谷效果對比研究*

符云輝 王 南 王建闖

(四川糧油批發中心直屬儲備庫 610500)

低溫儲藏是通過控制儲藏糧食溫度，提高糧食儲藏穩定性，降低儲糧在高溫季節受溫度的影響。低溫儲藏通過倉房保冷隔熱、機械通風等手段，使糧食溫度控制在15℃及以下，最高糧溫不超過20℃，儲糧溫度長期處于低溫狀態。針對“冷心熱皮”現象，我庫自主研發了微氣流循環系統，結合表層控溫機組消除糧堆四周“熱皮”，實現整倉糧堆均衡控溫。

1 材料

1.1 試驗倉房和糧情

四川糧油批發中心直屬儲備庫低溫倉35號倉為試驗倉，常規倉11號倉為對照倉；低溫倉36號倉為試驗倉，低溫倉38號倉為對照倉。倉房基本情況見表1。35號倉糧食送中儲糧成都儲藏院檢測，數據見表2。

表1 供試倉房情況

表2 35號倉扦樣檢測數據

1.2 供試設備

1.2.1 倉房 所有倉房倉頂均采用拱板隔熱，35號倉、36號倉、38號倉東西墻面四角安裝0.55 kW 軸流風機(每倉4臺)，11號倉山墻安裝2.2 kW軸流風機1臺，見圖1。

1.2.2 制冷設備 35號倉、36號倉、38號倉每倉安裝有2套12 kW淺層地能制冷系統、2套加濕機、4臺33 kW移動整倉降溫機組。

圖1 倉房風機布置示意圖

1.2.3 微循環系統 36倉倉墻內表面安裝1套微循環系統，配備0.75 kW環流風機2臺。

1.2.4 整倉糧情檢查系統 北京生產，按《糧油儲藏技術規范》(GB/T29890-2013)布置測溫點。

1.2.5 內循環系統 原通風系統加上回風管，外接風機形成內循環回路，實現內循環通風。

1.3 倉房隔熱措施

35號倉、36號倉、38號倉外墻面貼5 cm厚聚氨酯泡沫板，倉頂拱板隔熱，拱板上下弦均貼聚氨酯泡沫板，10 cm厚不銹鋼保溫門窗。

2 方法及結果分析

2.1 試驗方法

2.1.1 35號倉低溫試驗倉 2017年、2018年夏季糧堆四周糧溫高，墻體部位多局部發生蟲害，采用單管風機結合表層控溫機進行局部控制糧溫，蟲害嚴重部位使用單管風機吹入惰性粉處理害蟲或吹入儲糧防護劑殺蟲或采用誘捕器物理除蟲。試驗結果表明：惰性粉進入糧堆后快速吸水結塊，失去防蟲效果；防護劑能殺滅風管周圍40 cm左右糧堆害蟲，但防護劑本身的氣味對害蟲具有趨避作用，驅散害蟲而不是殺滅害蟲，殺蟲效果不理想；誘捕器長度1 m，插入生蟲部位糧堆，連續一周，定時清理誘捕器內害蟲計數，平均每桿58頭，同點位誘捕器內害蟲數量逐漸減少，表層糧堆害蟲得以控制。

2017年冬季進行逆溫差保水降溫通風試驗，從糧堆高溫部位引入低溫潮濕空氣(微結露狀態)，糧堆內部氣流從高溫部位流向低溫部位，使糧堆在通風過程中也處于微結露狀態，保持糧粒表面水蒸氣壓，減少糧粒內水分外移；同時在同等外環境條件下，低溫部位流出氣體的水分含量也遠低于高溫部位，減少了水分損失。通風結束，通風失水僅0.02個百分點，是常規通風失水的1/50。

2018年冬季進行小功率軸流風機緩慢降溫通風試驗，根據微弱氣流不影響糧粒表面水蒸氣壓原理，減少通風失水。通風結束，稻谷水分增加0.1個百分點(該數據為通風過程中采用快速測水儀多次取值的平均值，非通風前后檢驗室數據)。

2.1.2 11號倉對照倉 入庫完畢全倉新風通風均溫均水，夏季多局部發生蟲害，常采用單管風機降溫、挖溝扒塘、局部熏蒸，每年整倉熏蒸，冬季降溫通風。

2.2 結果與分析

2.2.1 儲藏期間11號倉和35號倉三溫變化及分析 35號倉低溫儲藏高水分稻谷度夏，采用整倉降溫機降低糧堆溫度、表層控溫機控制倉溫和表層糧溫的工作模式。2017年至2019年的高溫季節，35號倉倉溫控制在17℃～20℃，平均倉溫19℃；表層糧溫在11.3℃～20.2℃，平均16.2℃。11號倉倉溫24.2℃～30.3℃，高于試驗倉7.2℃～10.3℃，平均倉溫28.2℃，高于試驗倉9.2℃；表層糧溫24℃～27.9℃，高于試驗倉12.7℃～6.7℃，平均表層糧溫26.3℃，高于試驗倉10.1℃。

圖2～圖4中，氣溫有時較低，是因為糧情檢測時間多數在上午8：00～9：00，檢測值比當日最高氣溫低。

圖2 2017年度夏期間控溫效果比較

圖3 2018年度夏期間控溫效果比較

圖4 2019年度夏期間控溫效果比較

2.2.2 11號倉、35號倉儲藏期間稻谷水分變化及分析 從圖5和圖6可以看出，35號倉低溫倉稻谷入庫水分15.6%，出庫水分14.5%，儲藏期間水分損失1.1個百分點。11號倉常溫倉入庫水分13.0%，出庫水分12.9%，儲藏期間水分損失0.1個百分點。低溫倉儲藏高水分稻谷，出庫水分達國家質量標準最高值，保持水分較好。常溫倉入庫時水分嚴格控制，低于國家質量標準最高值0.5個百分點，儲藏期間水分越低越好保管。35號倉稻谷夏季制冷通風期水分逐漸損失，冬季保水通風期水分有所回升，說明整倉降溫機通風促進糧食水分散失，冬季逆溫差通風和小功率軸流風機通風減少糧食水分丟失且有補水功能。

圖5 35號倉儲藏期間水分變化

圖6 11號倉儲藏期間水分變化

2.2.3 11號倉和35號倉稻谷儲藏期間脂肪酸值變化及分析 從圖7和圖8可以看出，35號倉粳稻入庫脂肪酸值13.6(KOH/干基)/(mg/100g)，出庫脂肪酸值24(KOH/干基)/(mg/100g)，2017年夏季脂肪酸值快速上漲達到21.7(KOH/干基)/(mg/100g)，發現稻谷脂肪酸值同水分有所關聯，水分高脂肪酸值變化快，水分低脂肪酸值變化小。對照倉11號倉入庫脂肪酸值21.9(KOH/干基)/(mg/100g)、出庫25.9(KOH/干基)/(mg/100g)，水分變化幅度小，脂肪酸值變化也較小，兩倉數據變化說明脂肪酸值的變化同糧食水分高低和變化呈正相關。

圖7 35號倉儲藏期間脂肪酸值變化

圖8 11號倉儲藏期間脂肪酸值變化

2.2.4 11號倉和35號倉稻谷出糙率、整精米率 圖9和圖10分析得出，低溫儲糧和常溫儲糧對稻谷出糙率、整精米率影響不大，隨著儲藏時間延長，整精米率有所下降，下降幅度在2%～4%。

圖9 35號倉出糙率、整精米率

圖10 11號倉出糙率、整精米率

2.2.5 成本分析

2.2.5.1 作業成本統計 11號倉儲藏23個月總能耗為5512.5 kW，實際功耗按照80%計算，平均電價按1元/kW·h計算，通風費用4410元，單位成本1.25元/t。35號倉儲藏36個月總能耗為33115.4 kW，實際功耗按照80%計算，平均電價按1元/kW·h計算，通風費用26492元，單位成本12.9元/t。具體數據見表3。

2.2.5.2 儲藏期間倉房熏蒸情況 各倉房熏蒸情況見表4。

表4 各倉房熏蒸情況

3 延伸試驗

3.1 糧溫對照分析

試驗倉在表層機控溫過程中，雖然有效降低了表層糧溫的上升速度，且控制在20℃以內，但不能阻止倉墻傳熱引起的糧堆四周糧溫快速升高，糧堆四周最高糧溫可達24℃，引發多處局部蟲害。為解決此問題，我庫在36號倉、39號倉設計內循環恒溫通風系統、豎向墻壁微循環通風系統、徑向墻壁微循環通風系統，利用局部內環流延緩四周糧溫的上升速度，36號倉的試驗效果與35號倉、38號倉對比情況見表5。

3.1.1 表5可以看出：2019年6月10日到7月15日，四周糧溫35號倉上升2℃，36號倉上升1.21℃，38號倉上升2.96℃；2019年7月22日到8月16日，四周糧溫35號倉上升3.09℃，36號倉上升0.83℃，38倉上升1.81℃。36號倉在表層機工作的同時，利用微循環通風系統進行局部內環流，引導表層機送出的冷空氣從糧堆四周倉壁處下沉，有效阻止了糧堆四周溫度的快速上升。

3.1.2 2019年7月22日到8月16日，四周糧溫35號倉上升3.09℃，38號倉上升1.81℃，其原因在于：7月22日36號倉補冷結束后，內外溫差大于38號倉。說明制冷通風后內外溫差大傳導速度就快，導致四周糧溫上升速度加快。

3.1.3 39號倉因設備安裝原因，未能在2019年實現局部內環流控制糧堆外圍糧溫，只能在2020年分析其控溫效果。

3.2 開展相關其他試驗

3.2.1 低溫與熏蒸具有相反性，開展磷化鋁全倉熏蒸需要回升糧堆溫度，回升溫度對儲糧品質影響極大，33號倉玉米溫度回升前后脂肪酸值上升1.3(KOH/干基)/(mg/100g)。我庫又重新篩選了對溫度要求小的化學藥劑，篩選出硫酰氟和甲基嘧啶磷，進行甲基嘧啶磷熱煙霧和硫酰氟全倉準低溫熏蒸試驗，甲基嘧啶磷和硫酰氟對儲糧害蟲熏蒸效果較好，但甲基嘧啶磷氣味殘效時間長，吸附在糧粒上給銷售帶來不利影響。

表5 糧溫對比情況 (單位：℃)

3.2.2 門、窗、保溫門隔熱性較差，采用氣囊、泡沫板隔熱試驗，33號倉2018年氣囊隔熱費用下降0.5元/t，但易漏氣；泡沫板隔熱最高內外溫差達11℃，利用泡沫的彈性與門、窗墻壁緊密結合，阻隔冷熱氣流交換，起到良好隔熱作用。

3.2.3 利用現有制冷設備，對裝糧高度28.5 m的淺圓倉內進行降溫通風，試驗新風通風和內循環通風等方式降低糧溫，觀察制冷對糧食溫度、品質影響。

4 結果

4.1 試驗倉35號倉通過使用整倉降溫機與表層控溫機，3年時間全倉平均糧溫控制在9℃～19.8℃，表層糧溫在11.3℃～20.2℃，有效抑制了高水分稻谷脂肪酸值的升高、延緩了品質劣變，有利于保持稻谷品質。

4.2 采用微循環通風系統配合局部內環流技術，引導表層制冷機制冷產生的冷空氣沿內墻壁下沉及時帶走內墻面的積熱(因內外高溫差，外界向內傳導的熱量)，有效控制糧堆四周糧溫。

4.3 試驗倉35號倉使用逆溫差通風技術，利用微結露補償通風失水，減少通風失水損耗；利用成都平原冬季低溫的有利時機，采用小功率軸流機緩速降溫通風，達到通風不失水甚至增水的效果。

4.4 惰性粉不適用于高水分糧食的防蟲，而誘捕器對局部蟲害的防治有較好效果。

4.5 低溫倉可保管更高水分的稻谷，水分保持相對較好，出庫損耗小，試驗倉與對照倉實際升溢60.907 t，按照2310元/t計算，總價是140695元，低溫保管能耗費用26492元、常規倉保管能耗費用4410元，低溫倉實際效益為118613元。

4.6 35號倉脂肪酸值在保管期間每月的變化率是0.29%，11號倉脂肪酸值在保管期間每月的變化率是0.11%(35號倉脂肪酸值變化較快，分析原因是35號倉粳稻谷外糙米較多，檢驗數據谷外糙米在2.3%)，再加上稻谷水分高，即使在低溫狀態脂肪酸值變化也非常快。35號倉品嘗評分值從78分下降至75分，下降3分；11號倉品嘗評分值從77分下降至72分，下降了5分，低溫保持口感較好。

4.7 35號倉儲藏期間只熏蒸一次，11號倉每年熏蒸1次共計3次，低溫儲糧減少了儲糧化學藥劑使用，減少了有毒氣體的排放，對儲糧和環境起到綠色環保作用。

由于本次研究時間較短，許多低溫儲糧的問題還需繼續深入研究，如表層機溫度設定何值既節能又滿足低溫要求、墻體傳導熱及阻斷研究、低溫環境儲糧害蟲防治的方法和新藥劑探索，還需繼續努力探尋與實踐。