粳稻綜合控溫保質儲藏技術效果研究*

林 波 李守星 王 瑞 梁曉松 車 敬 劉雪鋒 楊建國 鄭志華

(1 中央儲備糧昆明直屬庫有限公司 650100)(2 中國儲備糧管理集團有限公司云南分公司 650228)(3 中央儲備糧曲靖直屬庫有限公司 655000)

溫度是決定糧食儲藏安全的關鍵生態因子,糧堆中的各種生物成分都受溫度的影響,在日常的靜態保管中,只要能夠有效合理控制溫度就能夠保證糧食品質。云南昆明夏無酷暑,冬無嚴寒,四季如春,夏季最熱天日平均氣溫20℃～23℃,冬季最冷月平均氣溫在6℃～10℃,但存在年溫差小、日溫差大的問題,晝夜氣溫變化迅速,要充分利用這一氣候特點,在最熱時利用空調降溫和最冷時利用軸流風機排積熱降低倉溫和表層糧溫,實現低溫、準低溫儲糧。本研究空調降溫和軸流風機排積熱是2017年8月由中儲糧成都儲藏研究院承擔,昆明直屬庫作為示范庫點,開展實倉試驗和技術示范,參與并完成的相關研究項目。項目研究開發控溫保質儲糧技術應用輔助決策系統1套及與之配套的自動化電氣控制系統1套,通過綜合倉房內外的溫度、濕度、降水雨量等數據,自動控制倉內環境調節模塊的運行狀態,實現了空調和排積熱風機的自動運行,能夠在高溫季節對粳稻倉內糧食表面溫度(倉溫)進行自動降溫,且最大限度降低糧食表層溫度(倉溫),減少儲糧成本,保證糧食品質。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試倉房及儲糧情況 供試倉房為昆明直屬庫有限公司2014年建11號、21號高大平房倉,設計倉容4000 t,裝糧線6.5 m,其中11號倉為試驗倉,21號倉為對照倉。儲糧基本情況見表1。

表1 儲糧基本情況

1.1.2 設備 FG7.5/A2-N3空調4臺,3 P;1.1 kW T35-11NO5.6軸流風機2臺;稻谷夏季綜合控溫溫度自動控制軟件1套;自動化電氣控制柜1套;數字糧情自動檢測系統;LDS-1H型谷物水分測定儀,采用105℃恒溫法校正。

1.1.3 檢測方法 按照GB/T 20569附錄A測定稻谷的脂肪酸值,附錄B測定稻谷品嘗評分值。

1.2 方法

1.2.1 試驗倉

1.2.1.1 空調控溫 11號倉利用溫度自動控制軟件和自動化電氣控制柜進行空調和排風扇(倉頂軸流風機)的自動運行,倉內溫濕度傳感布設如圖1所示,共設T1～T55個傳感器。

圖1 倉內溫濕度傳感器布設示意圖

空調設置如圖2所示。

圖2 空調位置示意圖

空調啟動條件:當溫濕度傳感器檢測到的倉溫>設定溫度(22℃)時,4臺空調自動運轉?？照{啟動時,先啟動2臺空調,間隔30 s后,啟動另外2臺空調。

空調停止條件:當溫濕度傳感器檢測到的倉溫<設定溫度(21.5℃)時,空調停止運轉。一旦空調啟動運行,則自動停止排積熱軸流風機運轉,同時自動關閉上部所有已經打開的6個通風窗。

1.2.1.2 排積熱控溫 排積熱風機啟動前檢查6個通風窗(見圖3)是否開啟。排積熱風機設置見圖3。

注：W1～W6為通風窗。

風機啟動條件:倉內最高溫度T0-大氣溫度T≥2℃,倉內最高溫度T0≥16℃,倉外相對濕度≤90%,通風窗開啟。

風機停止條件:倉內最高溫度T0-大氣溫度T<2℃或倉內氣溫最高溫度T0<16℃且倉外相對濕度>90%。

1.2.1.3 當空調開啟時關閉通風窗,當排積熱風機開啟時,同時開啟6個通風窗。

1.2.2 對照倉 21號倉采用手動方式進行空調和排風扇(倉頂軸流風機)開啟和關閉。

1.2.2.1 將空調啟停溫度設置為22℃和18℃,當倉溫高于22℃,空調自動運行降溫;倉溫≤18℃,空調停機。

1.2.2.2 利用排風扇(倉頂軸流風機)排積熱,每年6月～9月利用夏季晚間氣溫低于倉溫的有利時機,進行氣體交換,一般選擇晚上22:00～7:00(大雨大霧天氣除外),此時外溫低于倉溫3℃～5℃,及時開啟通風窗和軸流風機進行排積熱。

1.2.3 數據檢測 利用糧情測控系統每周至少檢測一次糧溫、倉溫、氣溫、倉濕和大氣濕度等,啟閉空調、通風前后則每天檢測一次。在糧食滿倉后、春秋普查、通風前后、出倉前,均對整倉粳稻進行分區分層扦樣,重點檢測水分、脂肪酸值、品嘗評分以及黃粒米,準確掌握粳稻在儲藏過程中品質變化情況。

2 結果與分析

2.1 儲存期間糧溫變化情況

儲存期間糧溫變化情況見表2。

表2 儲存期間糧溫變化情況 (單位:℃)

從表2可以看出,一是11號倉和21號倉糧溫變化符合昆明地區的氣候變化規律,每年的第一季度氣溫最低,要充分把握冬季通風時機,利用低功率小風量的軸流風機進行降溫通風,降低基礎糧溫,實現低溫、準低溫儲糧;每年的第三季度氣溫最高,要利用空調和排風扇(倉頂軸流風機)合理高效降低倉溫和表層糧溫,延緩儲糧品質變化。二是11號倉和21號倉在整個儲藏周期內,均滿足平均糧溫低于20℃,最高糧溫低于25℃,實現了準低溫儲糧。三是整個儲藏周期內11號倉的平均糧溫、最高糧溫、表層糧溫都低于21號倉,平均分別低0.5℃、1.8℃、0.8℃,說明11號倉利用自動化綜合控溫技術相比于21號倉人工手動控溫技術進行夏季控溫效果要好。

2.2 儲存期間水分變化情況

儲存期間水分變化情況見表3。

表3 儲存期間水分變化 (單位:%)

從表3可以看出,11號倉和21號倉在整個儲藏周期內,水分呈緩慢下降趨勢。整個儲藏周期內11號倉水分損耗0.9個百分點,21號倉水分損耗1.1個百分點,說明11號倉利用自動化綜合控溫技術相比于21倉更有利于儲糧保水。糧食水分的保持,一方面保證了糧食的新鮮度,提高了糧食加工及食用品質;另一方面減少了糧食出庫損耗,為企業控虧減虧、提質增效、扭虧為盈創造了良好的條件。

2.3 儲存期間品質變化情況

2.3.1 儲存期間脂肪酸值變化情況見表4。

表4 儲糧脂肪酸值變化 [單位:(KOH/干基)/(mg/100g)]

2.3.2 儲存期間品嘗評分值變化情況見表5。

表5 儲糧品嘗評分值變化 (單位:分)

從表4和表5可以看出,一是在整個儲藏周期內兩倉脂肪酸值、品嘗評分值均呈緩慢變化趨勢,說明糧食的儲存指標未發生顯著變化,糧食品質宜存、質量良好,通過綜合控溫技術可以很好地保持糧食品質。二是在整個儲藏周期內,11號倉脂肪酸值和品嘗評分值都要優于21號倉,這充分證明11號倉利用自動化綜合控溫技術相比于21號倉保質儲藏效果好。

2.4 儲存期間蟲害情況以及處理成本

儲存期間蟲害情況以及處理成本對照見表6和表7。

表6 儲存期間蟲害及防治情況

表7 蟲害處理成本對照

從表6和表7中可以看出,在2021年度,11號倉實現了免熏蒸,達到了綠色儲糧的目的,與21號倉相比節約了保管費用3864元、噸糧成本每年少花費1.14元(元/t/年),為企業實現控虧減虧夯實了基礎。

2.5 綜合降溫能耗分析

從表8可以看出,11號倉一個儲糧周期內一共耗電5069.34 kW·h,折合噸糧耗電1.51 kW·h/t;21號倉一個儲糧周期內一共耗電7597.80 kW·h,折合噸糧耗電2.24 kW·h/t。11號倉比21號倉一個儲糧周期內少耗電2528.46 kW·h,按照0.88元/kW·h來計算,11號倉比21號倉少花費用電成本2225.05元,不僅節約了成本,而且還減輕了保管員的勞動強度以及工作量。

表8 降溫設備運行時長統計表

2.5 效益分析

自動化系統綜合控溫保質儲藏技術能有效進行夏季控溫作業,對抑制粳稻脂肪酸值上升保持粳稻品質效果明顯。該技術應用后能提高儲糧銷售等級,以粳稻相鄰等級價格差0.04元/kg計算,提高1個等級則每千克價格提高0.04元,一個倉容3000 t的倉則增加經濟效益12.0萬元,而且一個儲糧周期內可以節省電費至少2000余元。

3 總結

3.1 將空調控溫技術和排積熱控溫技術相結合,可以起到很好的綜合控溫效果,達到低溫、準低溫儲糧目標,保持糧食品質、實現好糧好價。

3.2 充分應用現代化、智能化、數字化、自動化綜合控溫手段,合理利用當地適宜氣候條件,可以很好地控制倉溫、糧溫,實現低溫、準低溫儲糧目標,達到免熏蒸目的。一方面,能夠減少糧食保管費用;另一方面,還能夠減緩糧食品質劣變速度,真正做到保質儲藏、提質增效。

3.3 自動化系統相比人工手動有很大優勢,不僅能夠節約儲糧成本,還能夠減輕保管員的勞動強度。隨著現代科學技術的迅猛發展,智能化糧庫的升級是大勢所趨,只有跟上時代的步伐,才能夠有長遠的發展。