錢立鵬,付慧壇,張來林*
(1.中糧貿(mào)易有限公司,北京 100005;2.河南工業(yè)大學,鄭州 450001)
我國早期倉房簡陋、儲糧技術(shù)簡單,糧食系統(tǒng)形成“安全水分糧度夏”的常規(guī)儲糧保管模式[1],尤其在春秋兩季的糧食普查工作中得到體現(xiàn),嚴格檢查倉內(nèi)儲糧是否達到安全水分,若糧食水分偏高,就被判為不合格儲糧。為此,各地糧庫一直執(zhí)行安全水分糧入倉要求,千方百計將偏高水分糧的水分降至安全范圍后進行儲糧。然而,隨著市場供需發(fā)生根本性變化:一是糧食市場放開、農(nóng)村勞力進城務(wù)工、農(nóng)機收糧等因素造成大量濕糧上市,偏高水分糧已成為糧庫糧食收購的常態(tài)現(xiàn)象;二是倉房規(guī)模變大、糧層變厚,按照通風方式已無法將偏高水分糧水分降低。如何破解糧庫面臨的儲糧難題和效益大幅下降的雙重壓力?采用“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝則能解決糧庫的難題,提高糧庫的儲糧穩(wěn)定性及經(jīng)濟效益。
根據(jù)我國糧庫倉房屋頂隔熱差和大糧堆保溫性好的特點,研發(fā)的儲糧新工藝系通風、隔熱、控溫和均溫等常用技術(shù)的優(yōu)化集成,經(jīng)過糧庫使用已產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益;如果大范圍地推廣應(yīng)用,將會產(chǎn)生更大的經(jīng)濟與社會效益。
常規(guī)儲糧對入倉糧食水分要求嚴格:①安全水分糧直接入倉儲藏;②偏高水分糧入倉,需將水分降至安全水分后,才能轉(zhuǎn)入正常儲糧。
新工藝要求偏高水分糧入倉后,只降低糧堆表層水分,然后進入控溫儲糧。
兩者最大差別在于所保管糧食的平均含水量不同,盡管在儲糧度夏管理中所用控溫方式大同小異,但在操作工藝、后續(xù)的儲糧效果將大不相同,相互比較可凸顯出新工藝應(yīng)用后產(chǎn)生的優(yōu)勢與效益。
在20世紀70年代路茜玉提出儲糧生態(tài)體系理論[1]。2005年哈爾濱庫史鋼強[2]成功進行了淺圓倉底部為16.0%的偏高水分稻谷、上部4 m為安全水分糧、再用雙層稻殼包壓蓋糧面的低溫過夏試驗。操作雖為麻煩,但是按生態(tài)體系儲糧的有益嘗試。如今倉房結(jié)構(gòu)完善、儲糧設(shè)施齊全、大糧堆儲藏,糧食系統(tǒng)已具備按生態(tài)體系理論進行儲糧的應(yīng)用條件,于是“表干內(nèi)濕、控溫保水”儲糧新工藝[3]應(yīng)運而生,其優(yōu)勢在于:
1.2.1 理論創(chuàng)新
新工藝跳出原有常規(guī)儲糧的管理模式,將糧堆作為生態(tài)體系來對待,依據(jù)“只要能維持糧堆內(nèi)的溫濕度均衡、就能保持糧堆安全”的儲糧原理,突破了“常規(guī)儲糧對度夏糧的水分限制要求”,實現(xiàn)偏高水分糧的安全儲存。同時,理論上的創(chuàng)新帶來操作工藝簡化、儲糧品質(zhì)保持和儲糧效益提高等益處。
1.2.2 工藝簡化
在聯(lián)合國糧農(nóng)組織“亞熱帶地區(qū)谷物通風”和我國“LS/T 1202-2002儲糧機械通風技術(shù)規(guī)程”中,都規(guī)定通風降水的糧堆高度不能超過3 m,說明厚糧層通風降水的難度。現(xiàn)在糧堆大、糧層厚,利用通風技術(shù)降水,糧庫需通過反復(fù)壓入與吸出的換向通風,或壓入式通風加“移動組合式立體通風系統(tǒng)”的不斷拔插管方式、歷經(jīng)數(shù)十天才能將糧堆水分降至14%以下的水分要求[4-7]。如此繁雜操作和花費較長時間,就為達到常規(guī)儲糧“安全水分糧過夏”要求。而新工藝花費百小時的負壓通風,可輕易將糧堆表層50cm左右的濕糧水分降至安全水分,之后再采用與常規(guī)儲糧相類似的“控溫保水”措施,使偏高水分糧安全度夏。相比之下,新工藝體現(xiàn)出操作更簡單、用時更短、費用更低的特點。
1.2.3 儲糧品質(zhì)良好
眾所周知,稻谷的出米率和整精米率、稻米的口感和飼料的適口性都與糧食水分含量的高低有關(guān)。儲存與加工間的水分不一致,是無法滿足 “五優(yōu)聯(lián)動”(優(yōu)糧優(yōu)產(chǎn)、優(yōu)糧優(yōu)購、優(yōu)糧優(yōu)儲、優(yōu)糧優(yōu)加和優(yōu)糧優(yōu)銷)的要求。然而,新工藝在大糧堆控溫條件下,進行偏高水分安全儲存,不僅可滿足“優(yōu)糧優(yōu)加”要求,即偏高水分糧的整精米率、出米率、口感等指標要好于安全水分糧,而且還可實現(xiàn)“優(yōu)糧優(yōu)銷”要求,滿足市場對優(yōu)質(zhì)糧油產(chǎn)品的需求。
1.2.4 儲糧效益好
糧庫效益體現(xiàn)在:①新工藝儲糧水分比常規(guī)儲糧約高1%以上水分,有效解決了長期困擾糧庫“糧食失水多”的難題;②新工藝體現(xiàn)在操作工藝簡化、勞動強度降低、支出費用減少等方面,降低了倉儲費用,提高了糧庫的儲糧效益;③新工藝實現(xiàn)偏高水分糧的安全儲存,在解決糧庫“偏高水分糧難保管”問題的同時,因品質(zhì)好糧食銷售價格可提高1個等級;④破解儲存水分與加工水分不一致的矛盾,可源源不斷向加工企業(yè)輸送偏高水分糧,在加工企業(yè)實現(xiàn)利潤的同時,糧庫的偏高水分糧售價也高;⑤實現(xiàn)糧食“五優(yōu)聯(lián)動”,為市場提供優(yōu)良的糧油產(chǎn)品,滿足大眾對優(yōu)質(zhì)糧油產(chǎn)品的需求增長,社會效益良好。
儲糧度夏時,外界高溫通過倉房影響糧堆升溫部分只是表層下50 cm及周邊接近墻壁部位的糧溫,而糧堆內(nèi)部仍為低溫狀態(tài);若表層糧水分偏高,受外溫與倉溫的影響,表層糧溫開始上升,6月下旬在糧堆表面逐漸出現(xiàn)個別發(fā)熱點,如不及時處理,則發(fā)熱部位由點到面、由淺入深擴散,發(fā)展速度極其迅猛,一周時間可蔓延至整倉危及糧食的儲存安全;而新工藝則是通過糧堆“表干內(nèi)濕”和“控溫保水”措施,依靠糧堆表層的低水分和糧堆內(nèi)部偏高水分糧的低溫抑制了霉菌的危害,確保了偏高水分糧的安全度夏。
新工藝的關(guān)鍵是實現(xiàn)糧堆“表干內(nèi)濕”狀態(tài)(圖1)。眾所周知,一是機械通風降水需要高溫環(huán)境配合;二是降低整倉糧堆水分極難,但只降低通風方向1 m左右的糧堆水分則容易。
圖1 糧堆呈現(xiàn)“表干內(nèi)濕”狀態(tài)
在秋、春兩季氣溫高的有利時機,采取下行式負壓通風降低糧堆表層50 cm的水分,可達到事半功倍的效果。華北地區(qū)對新收的偏高水分糧,可利用11月上旬之前的較高氣溫條件,采用通風技術(shù)降低糧堆表層水分,在大糧堆內(nèi)形成“表干內(nèi)濕”的狀態(tài)。收購較晚或12月來的濕糧,可先小風量通風冷卻糧堆,以維持糧堆低溫的穩(wěn)定狀態(tài)和均衡糧堆水分;待來年氣溫回升到15~20℃的三、四月間,再用下行式負壓通風降低糧堆表層水分,實現(xiàn)大糧堆的“表干內(nèi)濕”狀態(tài);之后再尋找低溫時機如“倒春寒”時通風降低糧堆溫度。
冬季通風冷卻是控溫儲糧中糧堆蓄冷最經(jīng)濟的做法。按照新工藝實現(xiàn)“表干內(nèi)濕”的大糧堆有兩個時間段進行降溫:一是在秋季降水的糧堆可在深冬季節(jié)通風冷卻;二是在春季氣溫回升后降水的糧堆,可尋找低溫時機如“倒春寒”時降溫。實現(xiàn)糧堆“表干內(nèi)濕”后,要在氣溫升高前及時做好倉房的隔熱保溫工作,緩解糧堆表層溫度的上升速度。
倉內(nèi)糧堆過夏出現(xiàn)“熱皮冷芯”時,則進入新工藝的“控溫保水”階段。針對倉房隔熱密閉狀況和糧堆冷芯的大小,糧庫需利用糧堆內(nèi)冷源、風機以及空調(diào)和谷冷機等設(shè)備,分別采用“自均溫”、“膜下均溫”和“補冷均溫”等措施,控制糧堆表層、周壁“熱皮”部分的糧溫,維持糧堆內(nèi)部偏高水分糧的低溫,確保度夏時儲糧的穩(wěn)定性。
由于保管糧食水分不同,新工藝與常規(guī)保管在操作管理、保管費用、儲糧效益等方面效果不同[8]。
2017年冬河南眾多糧庫調(diào)入14.5%~15%水分的東北玉米,由于糧堆內(nèi)溫度低(15℃以下)、糧情穩(wěn)定,都認為再配合上控溫措施后玉米度夏沒問題,沒有采取降水措施。不料從2018年6月中旬開始,受倉溫升高影響,糧堆表層糧溫開始升高、個別糧面局部水分偏高的部位出現(xiàn)發(fā)熱;隨著局部通風與糧面翻倒等處理進行,發(fā)熱點不斷增多、發(fā)熱面擴大且 朝下蔓延,最終通過實施反復(fù)翻倒糧面、通風降溫和空調(diào)降溫等措施,才控制住糧堆的發(fā)熱狀態(tài),結(jié)果保糧費用增大、糧食品質(zhì)下降。
2017年冬銅川庫采購15.1%水分的東北玉米,不愿意破壞糧堆的低溫狀態(tài),未及時按新工藝要求開展降低表層水分的負壓通風。到2018年4月氣溫回升后,才用自然通風、翻倉機糧面翻倒等措施,將糧堆表層水分降至14.7%左右。由于表層糧降水不徹底,進入高溫季節(jié)后,糧面陸續(xù)出現(xiàn)發(fā)熱點,后經(jīng)軸流風機排積熱、空調(diào)控溫、翻倉機翻倒等措施處理,確保了偏高水分糧的度夏安全。儲存效果與2014~2016年用常規(guī)方式儲存偏高水分玉米時的結(jié)果相比,發(fā)熱狀況要輕、操作處理程度要小、支出費用要低,儲糧效果雖有所提高,但未達到新工藝應(yīng)有的理想效果。
2018年冬鄭州庫調(diào)入14.5%~15%水分的東北玉米,在2019年3月不怕破壞糧堆內(nèi)的低溫狀態(tài),按照“表干內(nèi)濕”新工藝要求,對糧堆采取了,80 h的吸出式通風,將糧堆表層下30~50 cm的糧食水分降至14%左右后,再尋找低溫時節(jié)將糧堆溫度降低;度夏時雖受倉溫升高影響,但倉內(nèi)糧堆表層溫度升高部分的糧情穩(wěn)定、糧堆松散(圖2),除對倉南壁處幾個上層發(fā)熱點用單管通風機處理外,倉內(nèi)未出現(xiàn)其它發(fā)熱點和發(fā)熱現(xiàn)象,保管員管理輕松,避免了2018年夏季眾多糧庫倉內(nèi)多處頻繁出現(xiàn)發(fā)熱處理不及的尷尬局面。
圖2 試驗倉內(nèi)的倉溫和松散的玉米籽粒
濮陽庫[9]在2018年1月下旬用混流風機對倉內(nèi)東北玉米進行302 h的負壓通風,水分從14.3%(13.9%~14.8%)降至 13.8%(13.7%~13.9%);在 6月初~9月末的度夏期間分別采取內(nèi)環(huán)流間歇式均溫通風、間歇式補冷控溫和糧面施藥的常規(guī)熏蒸等措施,通過嚴把入倉質(zhì)量關(guān),對倉房進行吊頂架空隔熱及氣密性改造,運用機械通風、內(nèi)環(huán)流控溫、空調(diào)控溫等技術(shù),實行“新糧入倉通風、冬季蓄冷芯、春季密閉保溫、夏季害蟲防治、空調(diào)和內(nèi)環(huán)流控溫”的綜合管理方式,實現(xiàn)儲糧安全。
從上述實例看出,把握形成糧堆“表干內(nèi)濕”狀態(tài)的處理時機與處理力度是新工藝成功的關(guān)鍵:利用高溫時機降水,通風時間短、降水效果好,可達到事半功倍的效果;糧堆表層降水不及時或未在氣溫較高進行降水,則會延長通風時間或增加度夏時的處理難度,使新工藝的效果打折。
嚴把入倉質(zhì)量關(guān),偏高水分糧入倉更要加強清理,一旦形成分級將影響通風降水效果,注意清除在入糧斜面上形成的玉米絮狀穗團,此穗團水分高是發(fā)熱的隱患點;最后補倉的下腳糧,雜質(zhì)大、質(zhì)量差、易發(fā)熱,保管期間需重點關(guān)注。
在糧食入倉初期,抓住偏高水分糧“表干內(nèi)濕”的處理時機,在氣溫高的有利時機降低濕糧的表層水分,取得事半功倍的效果;其次保持糧堆內(nèi)部的低溫狀態(tài),通過低溫時機糧堆蓄冷、及時隔熱保溫和度夏時的控溫措施,做到維持糧堆低溫狀態(tài)、保持糧食品質(zhì)和抑制霉菌危害,就能成功保管好偏高水分糧。
新工藝適用于玉米、稻谷、大豆等對溫度變化敏感的糧種保管,尤其是實施動態(tài)輪換的偏高水分優(yōu)質(zhì)稻,加工效益好;但不耐壓的糧種如水分較高的油豆不適合采用負壓通風,會壓實糧堆,有結(jié)塊現(xiàn)象,不利于糧食的后續(xù)保管。
新工藝要求倉房的隔熱密閉性能要好,倉內(nèi)配有風道與環(huán)流系統(tǒng),具有空調(diào)、谷冷機的控溫能力;稻谷儲存?zhèn)}容要與企業(yè)的加工能力相匹配,若倉容過大會使企業(yè)處理不及,因失去控溫保護,長時間的高溫環(huán)境會使低溫的偏高水分稻谷出現(xiàn)質(zhì)量下降的現(xiàn)象。
依據(jù)生態(tài)體系儲糧原理所研發(fā)的偏高水分糧“表干內(nèi)濕、控溫保水”新工藝,充分利用了現(xiàn)有倉房性能好、配套設(shè)施齊全、大糧堆儲糧的應(yīng)用條件,具有操作工藝簡化、勞動強度低、儲糧穩(wěn)定性好等優(yōu)點,應(yīng)用表明:由于糧堆表面水分低、加之控溫措施,度夏期間受倉溫升高影響后,此部分糧堆不利變化小,處理易、糧質(zhì)好、成本低,實現(xiàn)了偏高水分糧的安全儲存,有效解決了困擾糧庫偏高水分糧“儲藏難”與長期儲糧“失水多”的技術(shù)難題。