高温高湿储粮区控温气调储粮工艺研究及应用

谢明财，季 波，龙振华，王少阳

（中央储备粮揭阳直属库有限公司，广东 揭阳 522000）

中央储备粮揭阳直属库有限公司地处广东省揭阳市，属亚热带季风气候，日照充足，雨量充沛，终年无雪少霜，年平均气温22.9 ℃，年极端最高气温34.9～39.7 ℃，年极端最低气温2.8～5.0 ℃[1]。该地区高温、高湿，粮食易生虫害，储粮难度大。

控温储粮是指根据所在地区，在不同季节，采取不同方法来控制粮食的温度处于低温状态，增强粮食的稳定性，从而实现持续有效的生态储粮。国内常用的控温方式有机械通风、空调控温、谷物冷却、水冷机制冷等。近10年来，国内仓储企业围绕控温储粮技术开了不少研究。李云霄等[2]分析了国内不同仓型低温储粮时粮温超标的部位及原因，并从粮层表面和围护墙体两方面提出相应的控温措施。王平坪等[3]研究表明在夏季高温季节开启空调，对表层粮温的控制效果明显，可延缓其变化幅度和降低温度值。王晨阳等[4]在加装隔热板的平房仓内使用冷凝机对仓房温度进行控制。元世昌等[5]介绍了控温储粮研究进展，将通风储粮技术、机械制冷储粮技术、隔热保温储粮技术及新型综合控温储粮技术纳入控温储粮技术的范畴。

气调储粮是国际上公认的绿色储粮技术，能够有效防治储粮害虫、抑制菌类，并对粮食品质无害，目前已经得到较为广泛的应用。近10年来，国内仓储企业围绕气调储粮技术开了不少研究。王力等[6]分析了充氮气调储粮系统和充氮气调技术在储粮害虫防治、粮食微生物抑制、延缓粮食品质劣变等方面的研究应用。龚刘闯等[7]研究报道了氮气气调储粮可以延缓稻谷的脂肪酸值变化，邹易等[8]在海南地区采用控温气调储粮技术，实现常年控制粮堆温度，平均粮温21℃，最高粮温24.83 ℃，储藏2年的稻谷，色泽气味正常，能延缓储粮品质劣变，达到基本无虫水平。

本试验根据不同季节的气候条件和粮食储藏环境，采用“秋防治、冬通风、春密闭、夏控温”的综合手段，集成空调控温储粮和氮气气调储粮技术，开展储粮技术研究并进行实仓验证，以期为探索适合本地区经济有效的集成储粮技术模式提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验仓房及储粮情况

中央储备粮揭阳直属库有限公司P1仓为高大平房仓，长60 m，宽18 m，设计堆粮线高度6 m，设计仓容5 000 t，砖砌混凝土结构（厚度38 cm），彩钢板屋顶；配备一机四道地上笼通风系统6组，安装4台2.2 kW格力空调机，南北山墙共装有4台轴流风机，配备固定式环流熏蒸系统和粮情检测系统。储粮基本情况见表1。

表1 P1仓储粮基本情况

1.2 主要设施设备

4台2.2 kW格力空调机：珠海格力电器股份有限公司； 2台GLA80型谷物冷却机：烟台冰轮股份有限公司；4台1.1 kW轴流风机：台州市路桥华科机械科技有限公司；1组HZA-350型制氮机：杭州盛博净化设备有限公司；厚度5 mm保温被双层加光布内夹珍珠棉：中央储备粮揭阳直属有限公司自制。

1.3 试验方法

1.3.1 冬季通风及压盖保冷工艺

粮食入仓前安装地上4组地上笼通风系统，对地台和墙体进行密闭处理，墙体挂膜。粮食入仓后，布置测温电缆65条，平整粮面。在12月—次年1月，采用仓内安装的固定式轴流风机通风降温，夜间打开通风口和轴流风机窗，关闭其余门窗，早上停止通风，关闭轴流风机和轴流风机窗。利用冬季冷空气通风降温将平均粮温降至15 ℃以下。如果当年冬季气温不能达到降温目标，采用谷物冷却机进行通风降温。整仓通风降温完毕，粮面、仓房窗户采用保温被进行压盖（2—11月），仓门、机械通风口、轴流风机口采取保温被和专用粮膜双层密闭隔热，其他仓房孔洞用保温板填充、建筑胶密闭处理。

1.3.2 空调控温工艺

仓温高于28 ℃时开启空调控温，空调设置温度为26 ℃，每天17:00点开启空调，9:00关闭空调。气调储粮期间同时采用空调控仓温，熏蒸期间不开空调。空调控温工艺实施时间为5—10月。

1.3.3 气调储藏及虫害控制工艺

采用氮气气调储粮，抑制粮食发热和防治储粮害虫。配备固定式充氮机组，产气量350 m3/h，采用上冲下间歇式强排法充氮达到目标浓度95%以上，形成气囊，定期检测仓内氮气浓度，低于目标浓度时进行补气。气调散气后，按照规定定期检测虫害情况，主要检测害虫的虫种、密度以及种群的变化；当虫粮等级为一般虫粮时，用磷化铝片剂熏蒸杀虫。气调储藏实施时间为4—9月。

1.3.4 粮食品质跟踪检测

每年3月和9月各检测一次稻谷质量和品质指标，每季度检测一次稻谷水分、色泽气味等变化情况。

1.4 数据处理

数据差异显著性分析采用SPSS 17.0 软件进行。

2 结果与分析

2.1 控温效果分析

通过冬季通风降温、粮面压盖密闭隔热，高温季节仓内空调的补冷控温排积热，储存周期内平均粮温控制在23 ℃以内,其中12月—次年7月平均粮温控制在20 ℃，8个月时间实现了准低温储粮，7—11月平均粮温控制在23 ℃以内，控温效果良好。2016、2017、2018年通过冬季通风粮堆平均降温分别为15.0、14.5、13.9 ℃，保温被压盖有较好的保温隔热效果，4—9月应用充氮气调储粮技术，粮面形成气囊，起到一定隔热保冷作用，通过保温被压盖和充氮气囊降低了外温影响，延缓了粮堆温度上升。空调控温期间，仓温平均控制在28 ℃以内，有效延缓了表层粮温上升，储存期间试验仓未出现粮堆发热现象。

试验期间P1仓2016、2017、2018年粮堆气温、仓温、粮温变化分别如图1～图3所示。由图1～图3可知，2016、2017、2018年气温、仓温变化幅度较大，其中仓温受气温影响较大。综合储粮技术工艺实施后，3年的平均粮温变化趋势较为一致，其中2016、2017、2018年平均粮温分别为19.9、19.0、19.7 ℃，最大平均粮温分别为23.4、23.3、23.5 ℃,最小平均粮温分别为15.0、14.5、13.9 ℃。根据SPSS 17.0 Student-Newman-Keuls单因素方差分析，在95%的置信区间，2016、2017、2018年平均粮温相伴概率为0.776，表明这3年粮温变化差异不显著，综合控温储粮技术工艺运行稳定。

图1 2016年P1仓粮堆三温变化

图2 2017年P1仓粮堆三温变化

图3 2018年P1仓粮堆三温变化

2.2 稻谷品质变化

试验期间P1仓稻谷存储品质变化如表2所示。由表2可知，稻谷脂肪酸值从18.0 mg /100 g，上升到28.4 mg /100 g，上升幅度10.4 mg /100 g，储存5年，仍能达到宜存标准。该试验仓因储存品质良好，轮换周期延长1年。但从近年总的保管情况看，因南方高温高湿，如不采取有效控温措施，稻谷在高温储藏条件下稻谷中游离脂肪酸增多进一步氧化，导致稻谷脂肪酸值较快上升，储藏温度较高或出现发热现象，稻谷黄粒米也会大幅度增加，南方储藏稻谷轮换期一般为2～3年，因品质不宜存就要进行轮换。因此，综合控温储粮对稻谷安全储存和延缓品质劣变十分有效。

表2 试验期间P1仓稻谷储存品质变化

2.3 损耗情况

P1仓储存早籼稻3 704 t，自2015年10月入库至2019年4月出库完毕，实际出库损耗为5.10 t，损耗率0.14%，实现了较好的保水降耗。

2.4 虫霉防治效果

P1仓稻谷储存5年时间熏蒸杀虫4次，比较常规储存方法的每年少熏蒸一次。害虫生长的最适宜温区为20～30 ℃，低于最适宜温度，害虫增长不快。如果粮温长期在15 ℃以下，任何害虫均很难完成它们的生活史，因此采取控温储粮，能够有效控制害虫的生长繁殖。特别是压盖密闭对趋光性害虫起到了一定程度的物理防治作用，对蛾类害虫活动产生有效的限制，抑制其成虫生长繁殖，同时也减少了害虫交错感染的可能性，仓内空调调控仓温时，仓内湿度长期处于较低状态，能减少害虫尤其是书虱和螨类滋生。每年5—9月采用充氮气调储藏，可达到长时间防治效果。

2.5 成本分析

试验期间P1仓吨粮年直接保管费用如表3所示。由表3可知，P1仓平均每年投入的保温被（经10年折旧摊销）、薄膜、电费、熏蒸费等保管费用约为16 023元，实际吨粮年平均直接保管费用只需要4.33元，较为经济。

表3 试验期间P1仓吨粮年直接保管费用

试验仓冬季通风降温3次，一次因当年气温较高采用谷物冷却机通风降温，另外两次均利用冷空气采用轴流风机通风降温，轴流风机通风降温能耗较小，有利于减少通风降水。通过压盖隔热、空调控温和充氮气调技术应用，试验仓的粮温上升明显延缓、储粮品质一直保持宜存，延长轮换期一年。广东地区稻谷轮换一般都是亏损的，2017—2019年稻谷轮换亏损平均为300元/t，如果库存稻谷都能延长1年轮换期，那么3个储存周期就减少了一次轮换，通过综合储粮技术应用延缓稻谷品质劣变延长轮换周期，可以减少轮换亏损25元/（年·t），管理效益明显。

3 结 论

采用冬季通风储粮技术、压盖保冷技术、气调储粮技术和空调控温储藏技术的综合控温气调储粮技术，在高温高湿储粮区实现了冬季通风将粮堆平均粮温维持在13.9～15.0 ℃，空调控温期间仓温平均控制在28 ℃以内，有效延缓了表层粮温上升。综合控温储粮技术工艺运行稳定，延缓了稻谷品质劣变，延长轮换周期，能够维持粮堆平均温度在19.7～19.9 ℃。储粮技术工艺的使用和推广结合当地储粮生态条件，因时、因地制宜，对相关储藏技术进行优化组合。在不同季节综合或交叉进行通风降温、谷冷补冷均温、粮面压盖、空调控温、充气气调等综合储粮技术运用，实现了对稻谷控温安全储藏。延缓了粮食品质劣变速度，提高了库存粮食的宜存率，同时减少粮食水分流失，减少损耗，提高了企业的经济效益。

良好的仓房条件对实现安全储粮和科技储粮技术的提升至关重要。试验仓由于仓房的气密性较差，要达到98%以上的氮气气调浓度进行杀虫，成本较高，目前只能进行气调防虫和气调储粮，下一步将对仓房气密性进一步改造。此外，保管员对空调的使用不规范、不科学，不能充分发挥空调控温的效果，还需进一步规范空调控温作业。