空调控温技术在储粮度夏过程中的应用与研究

陈世杰，唐春辉,*，陈子光，范素芬，陈兆斌，黄嘉琪

1.佛山市粮食集团有限公司南海储备分公司 (佛山 528000)2.佛山直属粮食储备库有限公司 (佛山 528000)

温度是影响储粮安全的重要因素，在储粮过程中粮温过高易发生结露、霉变和虫害，同时粮食的呼吸作用加强，品质劣变，因此低温储粮是保障粮食安全的重要措施[1]。佛山市属亚热带季风性湿润气候区，夏季高温高湿，6～8月温度上升趋势较快，持续高温时间较长，对储粮安全威胁较大。气温是影响仓温的直接因素，表层粮温受仓温的影响较为明显，产生典型的“冷心热皮”现象，存在储粮隐患[2]。采用空调控温技术降低粮堆表层温度，使粮堆不会形成较大的温差，确保安全度夏，延缓粮食品质劣变。

1 材料与方法

1.1 试验仓房情况

试验仓房选用本库P10仓，P5仓作为对照仓，两栋仓房均为2018年交付使用的高大平房仓，单仓仓容为7 000 t，仓内长60 m，宽21 m，装粮线高7.5 m，仓顶采用架空隔热结构技术，仓房门窗均为保温隔热材料，仓房墙面顶部设有2个自然通风口，4台轴流风机，仓房墙面底部设有4台混流风机，仓内吊顶安装了5套空调设备。

1.2 储粮基本情况

储存保管过程中，两仓均整仓密闭，在粮面放置铝盆，进行磷化铝施药整仓环流熏蒸，达到无虫粮状态。2022年初冬季通风降温之后，试验仓均温为16.7 ℃，粮堆表层S5、S4层均温分别为16.3 ℃、16.2 ℃；对照仓均温为16.4 ℃，粮堆表层S5、S4层均温均为15.9 ℃。当前储粮基本情况见表1。

表1 2022年储粮基本情况

1.3 主要设备情况

LSLG-400WDL(-3)-BFT型并联式蒸发冷螺杆低温冷水机组，可满足本库12个高大平房仓，共60组水盘管的制冷工作，总功率296 kW，制冷量1 014 kW，制冷剂/冷冻油为R22/HBR-B03,由安徽美乐柯制冷空调设备有限公司制造，单仓有5组控制柜和送回风管。

无线粮情测控系统采用广州谷物智能科技有限公司产品，该系统由测温电缆、无线采集器、无线中继器、粮情监测软件组成。

1.4 试验方法

1.4.1空调控温试验

两仓均在2022年初利用冬季低温进行通风降温，当粮温到达储粮要求之后，仓房采用整仓密闭保管。2022年6月气温迅速上升，仓温受其影响较为明显，粮堆温度也随之升高，突出表现在粮堆表层S5、S4层。

试验仓于2022年6月6日开始进行试验，启动冷水机组后，打开仓内送回风管阀门，开启仓内空调机组，由空调调控仓温稳定在24 ℃左右。空调机组与仓内送回风管相连，冷风循环作用于粮堆表层，送风口位于远上方，避免直吹粮面造成因温差过大引起结露现象的发生。在试验期间，通过无线粮情测控系统每天8：30进行定时粮温检测，并在每周一进行与上周一的粮温对比分析。

1.4.2测温电缆布置

测温电缆的布置按照《粮油储藏技术规范》GB/T 29890-2013的要求[3]，两仓均设置6行13列共计78根测温电缆，每根电缆有5个检测点，共计390个测温点。最上层测温点S5距粮面0.3 m，最下层测温点S1距仓底0.3 m，见图1。

图1 粮堆测温电缆布置图

依照《粮油储藏粮情测控系统第3部分：软件》GB/T 26882.3—2011和《粮情测控系统行业标准》LS/T 1203—2002的要求[4-5]，试验仓和对照仓均布置15组粮虫诱捕器，在仓房四角距离粮面1 m内各布置1组粮虫诱捕器，剩余的粮虫诱捕器则根据害虫的生活习性和发生规律，布置在害虫易孳生的粮堆部位。粮虫诱捕器的测量管道与通道选通器连接，通过贝博智能粮仓综合控制柜的虫气检测系统，对诱捕到的粮虫进行数量统计和虫种识别。

1.4.3扦样方法

在空调控温试验前和试验结束后，扦样按照国家粮食局“关于印发《中央储备粮油质量抽查扦样检验管理办法(试行)》的通知”(国粮发[2003]158号)的规定，把扦样区域划分为4个等面积区域，扦样层数设为5层，第1层扦样距离粮面20 cm左右，第2层约为粮高的3/4处，第3层约为粮堆中心处，第4层约为粮高的1/3处，第五层扦样距离底部30 cm左右，如图2所示。

图2 粮堆扦样点示意图

2 结果与讨论

2.1 温度变化情况

在本次空调控温试验期间，通过无线粮情测控系统，将试验仓、对照仓的温度变化记录整理。由表2可知，试验仓于6月6日开启空调，调节仓温使其控制在24 ℃右，达到基本稳定的状态，从而降低粮堆表层温度，故而稳定了平均粮温，使其不受高温季节的气温影响，试验仓的粮堆平均温度在试验期间始终稳定在22 ℃左右。

对照仓未采取控温措施，明显看出气温对对照仓仓温的影响比试验仓大，粮堆表层温度随仓温的上升而上升，接近30 ℃，与粮堆中下层温度相差过大，不利于安全储存，平均粮温也从20.4 ℃上升至24.0 ℃，呈现出总体上升的不稳定趋势[6-7]。

表2 温度变化情况

以S4、S5层两层温度的均值作为粮堆表层均温来分析空调控温的效果。由图3可知，试验仓采用空调控温技术能明显抑制粮堆表层温度的升高。空调控温试验开始前，试验仓粮堆表层均温均高于对照仓。随着试验的进行，试验仓表层均温开始下降并最终趋近23.5 ℃，对照仓表层均温逐渐升高，且变化趋势受气温影响较大。到试验开始后的第3周，试验仓粮堆表层均温均已低于对照仓粮堆表层均温，之后两者差距逐渐增大。

图3 表层均温变化趋势对比

2.2 储粮品质分析

通过表3得知，试验仓采用空调控温技术对水分的上升和面筋吸水量的下降有较为明显的抑制作用，对照仓未采用空调控温技术，粮堆温度逐渐随着气温升高，其水分上升，面筋吸水量也有所下降[8]。

表3 储藏期间粮食品质变化

2.3 粮情分析

粮温升高会改变粮堆的环境，粮堆温度的升高往往伴随着粮堆呼吸作用的增强，使得粮温继续升高，同时粮食水分上升，形成了虫霉适宜生长的环境，霉菌大量孳生，使粮堆容易发生虫害[9]。试验后，通过虫情检测系统对两仓进行了粮虫诱捕器、虫种识别及数量统计，试验仓检测到害虫密度为1头/kg，其中主要害虫为0头/kg；对照仓由于粮堆温度的升高检测到害虫密度为8头/kg，其中主要害虫为4头/kg。在试验结束后立即对对照仓实施了氮气气调杀虫的储粮方案。

3 结论

通过空调控温技术的试验发现，较低的仓温可以有效地延缓粮堆表层温度的上升，进而影响粮堆均温，确保度夏过程中均温稳定在22 ℃左右，可以延缓粮食品质的劣变。粮温的上升会改变粮堆的生态系统，持续高温环境会引起霉菌和粮食害虫的发生，因虫害对粮堆进行施药熏蒸也会影响后期粮食品质，低温环境可以有效地抑制害虫和霉菌的生长，减少后期熏蒸的频次。

试验过程中为了更规律地获取温度数据，空调设备的启用时间相对固定，实际的空调控温过程中可能会造成不必要的冷源及电量的浪费。空调对粮堆表层温度调控效果较好时依然存在贴近四周墙壁的粮温难以降低的情况，来年可采用内环流系统结合空调控温技术来进一步优化控温效果。