田 琳 張海洋 王顯復(fù) 祁智慧 孟慶濤 陳殿印 唐 芳

(1 國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院 100037)(2 中央儲備糧榆樹直屬庫有限公司 130400)

溫度是糧食儲藏過程中重要的影響因素，若儲藏溫度過高，糧食容易孳生害蟲、發(fā)生霉變、結(jié)露等現(xiàn)象[1-3]，營養(yǎng)品質(zhì)也隨之下降[4-9]，不但給銷售帶來負面影響，也給糧食倉儲企業(yè)帶來巨大虧損。因此，在糧食儲藏管理過程中，如何科學(xué)合理地降低糧食溫度尤為重要。自20世紀50年代，糧食倉儲科技人員逐步開展了低溫儲糧的研究和實踐[10]。低溫儲糧是指采用一定的技術(shù)手段和方法，將糧溫降至20℃(準低溫)或15℃(低溫)以下，從而降低糧堆的呼吸強度，抑制害蟲和微生物的生長[11-12]，保持糧食儲藏品質(zhì)[13-14]。目前，可通過自然通風(fēng)、機械通風(fēng)、人工制冷、內(nèi)環(huán)流等控溫方式來達到低溫儲糧的目的。其中，內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)是一種安全、綠色的低溫儲糧技術(shù)，已在我國多地區(qū)推廣應(yīng)用[15-18]，實踐表明內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的運行降低了倉溫，均衡了糧堆各層溫度，降低了糧食霉變和蟲害發(fā)生的可能性，延緩了糧食品質(zhì)的劣變。但由于我國地域遼闊，區(qū)域氣候特點多樣，內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)仍存在不系統(tǒng)、不全面的問題。

本文通過內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)在中央儲備糧榆樹直屬庫有限公司玉米倉的應(yīng)用實踐，分析該技術(shù)在吉林地區(qū)玉米儲藏中的降溫、保質(zhì)效果，及產(chǎn)生的經(jīng)濟社會效益，為相關(guān)儲糧實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗倉及儲糧情況

試驗在中央儲備糧榆樹直屬庫有限公司高大平房倉內(nèi)進行，倉房尺寸42m×24m×11m，墻體為磚混結(jié)構(gòu)，房頂為折線板，地面為細石混凝土結(jié)構(gòu)，并裝有聚氨酯發(fā)泡隔熱措施。于2019年5月入庫含水量13.2%的玉米3894.05 t，入庫雜質(zhì)0.4%，脂肪酸值36.3(KOH/干基)/(mg/100g)，等級二等。

1.2 儀器設(shè)備

DJSFM-1糧食水分測試粉碎磨(成都產(chǎn))；HG-9246A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海產(chǎn))；PRIMOSTAR顯微鏡。

1.3 方法

1.3.1 內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng) 內(nèi)環(huán)流控溫儲糧技術(shù)是在膜下環(huán)流低溫儲糧技術(shù)基礎(chǔ)上研究成功的又一項新的儲糧技術(shù)。內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)由糧堆、通風(fēng)道、環(huán)流管道、環(huán)流風(fēng)機、智能溫度控制箱等組成。試驗倉通風(fēng)條件設(shè)置為倉溫上限22℃，下限18℃，風(fēng)機自動開啟和關(guān)閉內(nèi)環(huán)流。一般在6月中旬開啟，8月末至9月初，倉溫18℃以下結(jié)束內(nèi)環(huán)流控溫。

1.3.2 糧溫檢測系統(tǒng) 試驗倉內(nèi)檢測點布置4層，每層9點，環(huán)流控溫期間，每周采集各檢測點糧溫數(shù)據(jù)。

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1.3.3 品質(zhì)指標檢測方法 稻谷水分檢測按照GB/T 5497-85《糧食、油料檢測 水分測定法》[19]105℃的恒重法，脂肪酸值和品嘗評分分別按照GB/T 20570-2015《玉米儲存品質(zhì)判定規(guī)則》[20]中附錄A和附錄B規(guī)定的方法。

1.3.4 儲糧有害生物檢測方法 儲糧微生物檢測按照LS/T 6132-2018《糧油檢驗 儲糧真菌的檢測 孢子計數(shù)法》[21]，儲糧害蟲檢測按照LS/T 1211-2008《糧油儲藏技術(shù)規(guī)范》[22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 糧溫變化情況

2.1.1 冬季蓄冷期間 試驗倉于2019年11月26日至12月15日進行壓入式通風(fēng)，通風(fēng)前后糧溫變化情況見表1，平均糧溫下降近10℃，充分利用冬季低溫為糧堆續(xù)存了冷源。

表1 試驗倉通風(fēng)前后糧溫變化情況表

2.1.2 夏季環(huán)流控溫期間 內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)于2020年6月16日開啟，9月3日關(guān)閉，系統(tǒng)運行期間倉溫及糧堆各層糧溫變化情況見圖2。

由圖2可見，內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)運行期間，倉溫最高值為22.6℃，持續(xù)時間少于一周；第一層(糧面下30 cm)糧溫最高值為21.6℃，持續(xù)時間少于一周，第一層糧溫均值始終維持在20℃以下；各層之間糧溫均值差由21.9℃逐漸縮小至6.8℃，縮小15.1℃。上述結(jié)果說明試驗倉通過內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的運行，將糧堆底部冷源傳遞到了倉內(nèi)空間，有效地降低了倉溫和表層糧溫，實現(xiàn)準低溫儲糧的同時，解決了玉米糧堆“熱皮冷心”的問題。

圖2 內(nèi)環(huán)流控溫期間各層糧溫及倉溫變化圖

2.2 儲糧品質(zhì)變化情況

試驗倉在玉米入倉、內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)開啟前、后分別對玉米的水分、脂肪酸值和品嘗評分進行了檢測，結(jié)果見表2。

由表2可見，與入倉水分相比沒有水分的散失，這是因為內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)是閉合回路，與外界空氣沒有濕熱交換，因此不會造成糧食水分的流失，起到了保水的效果。2020年3月22日玉米水分檢測結(jié)果偏低，可能由于取樣誤差和檢測誤差造成。

表2 試驗倉玉米品質(zhì)指標變化情況表

內(nèi)環(huán)流控溫后比控溫前玉米的脂肪酸值升高了0.5(KOH/干基)/(mg/100g)，品嘗評分下降2分，脂肪酸值和品嘗評分的變化都很小，說明內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)儲糧能較好地保持糧食的品質(zhì)。

2.3 有害生物檢出情況

試驗倉布置的36個檢測點在2020年6月至9月，每月上旬取樣檢測真菌孢子數(shù)和害蟲發(fā)生情況。4批次樣品中有個別點有真菌孢子檢出，檢出量都在104個/g的水平，根據(jù)儲糧安全性評價級別表[21]糧食處于安全狀態(tài)，基本沒有危害真菌的生長。4批次樣品的檢測過程中也未發(fā)現(xiàn)有儲糧害蟲，當年度夏期間沒有進行過熏蒸殺蟲處理。

2.4 經(jīng)濟社會效益分析

常規(guī)儲糧翻倒糧面費用約2300元/年。熏蒸按30 kg磷化鋁，40元/kg計算，共1200元，熏蒸費0.4元/t，試驗倉約為1500元，周期三年，總花費約為2.47元/t。試驗倉在內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)改造中，環(huán)流風(fēng)機、管道、隔熱材料以及自動控制系統(tǒng)等設(shè)備和材料的采購費用約13000元，可用10～15年，實際儲糧3894.05 t，倉房改造費用約0.33元/t。2019年11～12月蓄冷通風(fēng)實際電耗31.20 kW·h，2020年6～9月內(nèi)環(huán)流控溫實際電耗720 kW·h，按1元/kW·h計算，總花費約750元，折合噸糧費用0.19元/t，周期三年為0.48元/t。根據(jù)試驗庫儲藏實踐，內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)與常規(guī)儲糧相比，試驗倉可至少節(jié)約損耗約14 t，以2000元/t計算，噸糧效益約7元/t。綜上，在三年的儲藏周期內(nèi)，試驗倉內(nèi)環(huán)流控溫儲糧與常規(guī)儲糧相比可節(jié)約費用8.66元/t，單倉能產(chǎn)生經(jīng)濟效益約33000元。

內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)營造的準低溫儲糧環(huán)境，有效抑制了儲糧害蟲和儲糧真菌的生長，避免了化學(xué)儲糧藥劑的使用，既保護了儲糧人員安全，也為降低環(huán)境污染做出貢獻。根據(jù)實驗庫儲糧實踐，內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的使用減少了儲藏期間保管員入倉次數(shù)，很大程度降低了勞動強度。即使在保管員入倉作業(yè)過程中，也因倉溫的降低，大大改善了工作環(huán)境。

3 總結(jié)及問題

綜上所述，內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的應(yīng)用有效降低了倉溫和表層糧溫，分別降低至23℃和20℃以下；均衡了糧溫，各層之間糧溫均值差由21.9℃逐漸縮小至6.8℃，縮小15.1℃；保水、保質(zhì)效果明顯，內(nèi)環(huán)流后玉米水分升高0.4個百分點，脂肪酸值升高0.5(KOH/干基)/(mg/100g)，品嘗評分下降2分；試驗期間無生蟲、生霉現(xiàn)象，未使用任何化學(xué)儲糧藥劑；試驗倉與常規(guī)儲糧相比，一個儲糧周期內(nèi)單倉能產(chǎn)生經(jīng)濟效益約22000元。內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)在試驗倉的使用真正實現(xiàn)了準低溫、綠色儲糧。

同時，試驗倉在內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的使用過程中也存在一些問題：①現(xiàn)在的收糧時間不局限在冬季，5、6月裝倉已是常態(tài)，而此時已錯過蓄冷通風(fēng)的時機，要達到低溫或準低溫儲糧，就需要通過谷冷機或空調(diào)來控溫，如此便增加了儲糧成本。②倉內(nèi)非儲糧空間過大，使通風(fēng)能耗增加，倉內(nèi)可通過吊頂或倉頂噴白等倉內(nèi)空間處理方法減少能耗、電耗。③不同倉型、不同裝糧季節(jié)、不同基礎(chǔ)糧溫，在輪出糧的水分減量和控溫效果上還存在差異，主要受保溫效果、通風(fēng)方式和環(huán)流起停時間的影響。以上問題還需要在日常管理中繼續(xù)研究和探索，不斷提升內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的儲糧水平。