粳稻谷低溫倉(cāng)儲(chǔ)期間糧堆特性及加工品質(zhì)的變化

段義三，馬建勇，李興軍 ，丁 進(jìn)，馮吉東，田 琳，劉俊明，陶利思4

(1.山東省軍糧儲(chǔ)備庫(kù)，山東齊河 251100；2.國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院昌平基地，北京 102209；3.山東魯糧集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南 250012；4.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川雅安 625014)

糧食儲(chǔ)藏是通過(guò)控制含水率和溫度來(lái)抑制蟲(chóng)霉生長(zhǎng)，保持籽粒(酶)活性，延緩品質(zhì)劣變及改善加工品質(zhì)[1-2]。我國(guó)稻米消費(fèi)習(xí)慣與日本、韓國(guó)一樣，大米越新鮮越好吃[3]。評(píng)價(jià)稻谷加工效率的指標(biāo)是整精米率和白度[4]，而稻谷含水率是這兩個(gè)指標(biāo)的重要影響因素，在豎向研磨車間進(jìn)行的研磨試驗(yàn)表明最佳含水率是15%[5]。日本以低溫儲(chǔ)藏糙米為主，控溫控濕，糙米水分含量15.5%，而日本國(guó)家糧食標(biāo)準(zhǔn)和日本大米協(xié)會(huì)規(guī)定精米的最高允許水分為16%[6-8]，如果換算為稻谷水分應(yīng)該是15%～15.5%。我國(guó)儲(chǔ)糧以儲(chǔ)藏稻谷為主，安全水分一直沿用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水分，秈稻的安全水分13.5%，粳稻的安全水分14.5%，分別低于大米的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水分1%，實(shí)際稻谷出倉(cāng)水分還低于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水分1%～2%[9-10]。這導(dǎo)致我國(guó)稻谷標(biāo)準(zhǔn)GB1350-2009規(guī)定秈(粳)稻谷研磨的1級(jí)大米整精米率≥50%(61%)，指標(biāo)值偏低。因此，稻谷的儲(chǔ)存水分與加工品質(zhì)的關(guān)系一直受到倉(cāng)儲(chǔ)和加工企業(yè)關(guān)注。

我國(guó)糧庫(kù)具有較成熟的智能化糧情檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)溫電纜的精度是≤±0.4 ℃，每周兩次的系統(tǒng)巡檢提供的電子表格包含了糧堆各點(diǎn)的溫度，以及各層的最高溫、最低溫及平均溫度，確保精準(zhǔn)防治倉(cāng)儲(chǔ)昆蟲(chóng)為害干糧食。尤其是近年來(lái)我國(guó)全面推廣控溫儲(chǔ)糧技術(shù)，措施包括冬季機(jī)械通風(fēng)降低基礎(chǔ)糧溫、春季糧面減小熱交換、空調(diào)制冷或排積熱通風(fēng)及時(shí)散熱、利用冷心環(huán)流通風(fēng)降低表層糧溫[11-12]。倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)為了提高出倉(cāng)稻谷加工的大米整精米率和白度，不再采用調(diào)質(zhì)通風(fēng)技術(shù)，而是采用提高入倉(cāng)稻谷的含水率1.0%～1.5%，通過(guò)控溫儲(chǔ)糧技術(shù)保持稻谷糧堆安全過(guò)夏[13-15]。然而，偏高水分稻谷儲(chǔ)存期間糧堆特性如各層的相對(duì)濕度(RH)、含濕量、濕球溫度及露點(diǎn)溫度的變化缺乏研究。本研究在我國(guó)稻谷平衡水分等溫線方程[13-14]研發(fā)基礎(chǔ)上，分析高大平房倉(cāng)空調(diào)控粳稻谷低溫儲(chǔ)藏期間糧粒間隙空氣特性及稻谷品質(zhì)的變化，以期為我國(guó)正在推廣的優(yōu)糧優(yōu)儲(chǔ)技術(shù)和智能化糧情檢測(cè)系統(tǒng)升級(jí)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

遼寧短粒粳稻 品種是鹽豐47，2018年12月入倉(cāng)。

空調(diào)型號(hào)KFR-140W/S-590T2 美的集團(tuán)；軸流風(fēng)機(jī)型號(hào) T35-11N056 樂(lè)清市天永防爆電氣有限公司；谷物水分測(cè)定儀LDS-1G 臺(tái)州市糧儀廠；SC-E萬(wàn)深大米外觀品質(zhì)檢測(cè)分析儀 杭州萬(wàn)深檢測(cè)科技有限公司；LTJM 5588精米機(jī) 臺(tái)州市糧儀廠；磷化鋁藥片，有效含量56% 山東龍口化工廠。

1.2 倉(cāng)房條件及管理

山東省軍糧儲(chǔ)備庫(kù)位于山東省齊河縣，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。14號(hào)試驗(yàn)倉(cāng)是高大平房倉(cāng)，地上籠一機(jī)兩風(fēng)道，共10風(fēng)道，通路比K=1.4。2018年12月入倉(cāng)遼寧短粒粳稻2545.9 t，品種是鹽豐47，含水率14.3%，雜質(zhì)含量0.7%，出糙率80.9%。倉(cāng)內(nèi)散裝糧堆長(zhǎng)39.8 m、寬20.4 m、高度4.8 m。2019年1月7日～22日采用兩臺(tái)1.1 kW的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行吸出式均溫通風(fēng)。在過(guò)夏期間采用空調(diào)控制糧面溫度(倉(cāng)溫)，倉(cāng)房南北墻各裝有2臺(tái)空調(diào)，空調(diào)位于糧面上1.8 m處，如果倉(cāng)溫超過(guò)23 ℃就沿著對(duì)角線開(kāi)啟空調(diào)。5月20日～9月13日期間，117 d中開(kāi)啟空調(diào)74 d，同時(shí)開(kāi)啟2臺(tái)空調(diào)1029 h，同時(shí)開(kāi)啟4臺(tái) 空 調(diào)173 h。2019年7月2日～7日、8月6日～16日進(jìn)行兩次局部熏蒸，采用下探管投藥方式，每次熏蒸投藥量為15片(0.05 kg)；9月23日～10月9日整倉(cāng)熏蒸，預(yù)設(shè)磷化氫濃度為150 mL/m3，投藥量10 kg。10月28日，稻谷開(kāi)始出庫(kù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 糧堆水分 在糧面布置11個(gè)扦樣點(diǎn)。每點(diǎn)再縱深3個(gè)扦樣點(diǎn)，共33份樣品。三層扦樣的深度分別是糧面下0.3、2.4、4.5 m。樣品水分測(cè)定采用LDS-1G谷物水分測(cè)定儀。

1.3.2 糧堆溫度 糧情檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)糧堆各點(diǎn)的溫度，每3天巡檢一次。在單倉(cāng)糧面上分布50根測(cè)溫電纜，糧面下10 cm為第一層，再縱深每隔1.5 m各為二、三、四層，4層共計(jì)200個(gè)點(diǎn)的糧堆溫度數(shù)據(jù)。本研究中所測(cè)定糧堆溫度的時(shí)間段是3月25日～9月30日。

1.3.3 糧粒間隙空氣的相對(duì)濕度、含濕量及露點(diǎn)溫度測(cè)定

1.3.3.1 糧粒間隙空氣相對(duì)濕度和含濕量

式中，RH為糧粒間隙空氣的相對(duì)濕度(%)，M為糧食水分(%)，T為糧食溫度(℃)，a、b、c是粳稻MCPE方程的系數(shù)[16]。

式中，w是糧粒間隙空氣的含濕量(kg/kg)，patm等于101325 Pa，ps是 糧食溫度T時(shí)的飽和水汽壓。

1.3.3.2 糧粒間隙空氣濕球溫度 求解空氣濕球溫度的關(guān)鍵是認(rèn)識(shí)到飽和空氣含濕量ww是 濕球溫度Tw的 函數(shù)，即f (Tw)。

式中，Tw是 糧粒間隙空氣濕球溫度(℃)，ww是濕球溫度Tw下 飽和空氣的含濕量(kg/kg)。以牛頓拉弗遜迭代法解這個(gè)非線性代數(shù)方程[15-16]。

1.3.3.3 糧粒間隙空氣露點(diǎn)溫度

如果已知露點(diǎn)溫度Tdp對(duì)應(yīng)的含濕量wdp，鑒于飽和蒸汽壓強(qiáng)也是溫度的函數(shù)，方程(6)左邊是露點(diǎn)溫度Tdp的函數(shù)[17-18]，可表達(dá)為：

目標(biāo)是求解Tdp值，方程(7)滿足f (Tdp)=0。

利用牛頓和拉弗遜迭代方法解方程(7)，代數(shù)式可以寫(xiě)成：

方程(8)的唯一變量是Tdp，其他都是恒值。飽和水汽壓僅是Tdp的函數(shù)，f (Tdp)對(duì) Tdp的依賴來(lái)自表達(dá)式ps(Tdp)。通過(guò)微分的鏈?zhǔn)椒▌t可得：

將方程(10)和(11)代入方程(9)，按照牛頓和拉弗遜迭代方法，對(duì)于代數(shù)式方程(9)編程進(jìn)行運(yùn)算。當(dāng)連續(xù)露點(diǎn)溫度Tdp之間的差值絕對(duì)值小于一定誤差1 0?6，即，這個(gè)迭代過(guò)程就被停止。

1.3.4 稻谷加工品質(zhì)評(píng)價(jià)

1.3.4.1 出米率 約150 g稻谷在精米機(jī)上研磨50 s，按照公式(12)計(jì)算出米率。

式中，α是出米率，%；m0是稻谷質(zhì)量，g; m1是大米質(zhì)量，g。

1.3.4.2 大米外觀品質(zhì) 大米籽粒的長(zhǎng)度和寬度測(cè)定采用SC-E萬(wàn)深大米外觀品質(zhì)檢測(cè)分析儀。該儀器包括米粒排列器、掃描儀、圖像處理系統(tǒng)。米粒排列器用于快速將粳米排列在掃描儀玻璃板上，接著掃描儀掃過(guò)接觸玻璃板的米粒表面，在計(jì)算機(jī)軟件中40 s內(nèi)可以顯示米粒的形狀。米粒圖像處理按照GB/T 1354精米標(biāo)準(zhǔn)。采用自定義模式掃描大米全粒長(zhǎng)平均值和全粒寬平均值，計(jì)算長(zhǎng)寬比。每次掃描大米500粒左右，重復(fù)3次。

1.3.4.3 米飯品嘗得分 米飯品嘗得分參考國(guó)標(biāo)GB/T 15682-2008[19]，包括氣味、滋味、色澤及飯粒的外觀結(jié)構(gòu)。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析 采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。LSD檢驗(yàn)中同一列不相同小寫(xiě)字母表示樣品之間差異顯著(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 大氣溫度與14號(hào)倉(cāng)溫的變化

如圖1所示，在3月25日～9月30日期間，該試驗(yàn)倉(cāng)周邊大氣平均溫度在5月22日～8月3日超過(guò)31.9 ℃，這期間的大氣平均相對(duì)濕度(RH)是42.9%。5月17日～6月27日期間糧面上1 m處的溫濕度傳感器顯示的倉(cāng)溫均值是25.6 ℃，倉(cāng)RH均值是43.4%。6月28日～8月6日期間倉(cāng)溫均值是17.6 ℃，倉(cāng)RH均值是41.4%。在5月20日～9月13日空調(diào)運(yùn)行期間，倉(cāng)溫平均21.6 ℃。由于儲(chǔ)糧害蟲(chóng)在17～22 ℃范圍從卵到成蟲(chóng)需要100 d，5月5日～9月23日期間138 d中，倉(cāng)溫平均21.5 ℃，糧面下一層的蟲(chóng)卵能夠完成生命周期，尤其是倉(cāng)內(nèi)西南角和東南角糧面下，所以需要熏蒸作業(yè)殺蟲(chóng)。

圖1 大氣溫度與14號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫的變化Fig.1 Changes in atmospheric temperature and the headspace temperature of 14# warehouse

2.2 糧堆含水率的變化

從表1看出，2018年12月入倉(cāng)的4.8 m高的稻谷糧堆，3月25日～9月30日期間四次扦樣，二層較一層含水率分別高0.5%、0.6%、0.8%、0.7%；二層較三層含水率分別高0.3%、0.2%、0.2%、0.2%。說(shuō)明冬季(2019年1月7～22日)上行吸出式通風(fēng)和夏秋季空調(diào)控糧面低溫均引起糧堆水分由底部向糧面表層遷移，表層糧食由于濕熱交換導(dǎo)致含水率較二層含水率低0.5%～0.9%。值得研究空調(diào)控稻谷倉(cāng)糧面低溫儲(chǔ)糧中水分損失的經(jīng)濟(jì)閾值。

表1 粳稻谷糧堆過(guò)夏期間含水率的變化Table 1 Changes in moisture content of paddy bulk through the summer

2.3 糧堆溫度的變化

在3月25日～9月30日期間，糧堆各層最高溫度增加呈現(xiàn)“飽和曲線”形式(圖2A)，7月8日達(dá)到拐點(diǎn)。最高溫度超過(guò)22 ℃對(duì)應(yīng)各層分別是5月20日、6月10日、6月17日、6月21日。糧堆各層最低溫度對(duì)一層有兩個(gè)峰值(圖2B)，分別在6月21日和9月2日達(dá)到20.0 ℃和23.8 ℃，二層、三層、四層最低溫度呈現(xiàn)近似線性增加，斜率分別是0.60、0.33和0.15。糧堆各層平均溫度增加趨勢(shì)類似各層的最低溫度(圖2C)，一層平均溫度分別在6月21日和9月2日達(dá)到兩個(gè)明顯的峰值22.0 ℃和25.9 ℃，二層、三層、四層平均溫度增加近似線性增加，斜率分別是0.50、0.35和0.15。一層平均糧溫在8月12日～9月30日期間大于22 ℃，但是小于26 ℃。二、三、四層平均糧溫在3月25日～9月30日期間分別小于18、13.5及15 ℃。全倉(cāng)最高糧溫和極差溫度在8月2日達(dá)到最高點(diǎn)，之后呈現(xiàn)降低趨勢(shì)(圖2D)。全倉(cāng)平均糧溫和最低糧溫整個(gè)測(cè)試期間持續(xù)增加。糧堆一層平均溫度在5月17日～9月12日 期 間 變 化 范 圍 是17.6～25.9 ℃，平均溫度是21.4 ℃，導(dǎo)致糧面下附近的害蟲(chóng)卵緩慢發(fā)育，能夠完成生活史。

圖2 糧堆過(guò)夏期間溫度的變化Fig.2 Change in temperature of paddy bulk through the summer

2.4 糧堆相對(duì)濕度的變化

糧堆層最高溫度對(duì)應(yīng)的RH如圖3A，對(duì)一層由3月25日的70%增加到5月27日的73.2%，之后波浪式下降到9月30日的70.3%。糧堆二層RH由3月25日的71%增加到7月8日的75.2%，之后緩慢下降到9月30日的73.9%。糧堆三層和四層的RH變化相似，它們分別由3月25日的69.8%和71.1%，增加到8月5日的73.5%和74.4%，之后緩慢下降到9月30日的72.1%和72.3%。糧堆層最低溫度對(duì)應(yīng)的RH如圖3B，糧堆一層RH由3月25日的68%增加到5月27日的71.3%，之后波浪式降低到8月5日的66.7%，然后再增加到9月12日的69.5%。糧堆二層RH由3月25日的67.8%經(jīng)歷兩個(gè)小峰值后持續(xù)增加到9月20日的70.9%。三層RH是三段折線式變化，圍繞在66.8%附近。四層RH在67.8%附近波動(dòng)。

糧堆層平均溫度對(duì)應(yīng)的RH如圖3C。一層糧堆均溫對(duì)應(yīng)的RH由3月25日的68.7%增加到5月27日的72%，之后波浪式降低到8月5日的68.2%，然后再增加到9月2日的70.1%。二層RH由3月25日的68.7%持續(xù)增加到9月16日的72.8%。三層RH由3月25日的68.7%增加到7月25日的70%，之后在69%左右變化。四層RH在70%左右變化。

全倉(cāng)最高溫、最低溫、平均溫度對(duì)應(yīng)的RH在3月25日～9月30日的變化范圍分別是71.2%～74.3%、65.8%～68%、68.4%～70.4%(圖3D)。糧堆一、二、三、四層的平均RH分別是69.9%、71.1%、68.9%、70.0%，大約對(duì)應(yīng)的稻谷絕對(duì)安全水分值14%。

圖3 糧堆過(guò)夏期間相對(duì)濕度的變化Fig.3 Change in RH of paddy bulk through the summer

2.5 糧堆含濕量的變化

在3月25日～9月30日期間，糧堆各層最高溫度對(duì)應(yīng)的含濕量增加呈現(xiàn)“飽和曲線”形式(圖4A)，一層、二層、三層、四層最高含濕量分別是0.0190、0.0184、0.0155、0.020 kg/kg，對(duì)應(yīng)的日期分別是8月12日、8月2日、8月5日、8月5日。糧堆一層最低溫度對(duì)應(yīng)的含濕量有兩個(gè)峰值(圖4B)，分別在6月21日和9月2日達(dá)到0.0102和0.0128 kg/kg，二層、三層、四層最低溫度對(duì)應(yīng)的含濕量隨時(shí)間呈現(xiàn)近似線性增加，斜率分別是0.40、0.18和0.08。

糧堆各層均溫對(duì)應(yīng)的含濕量增加趨勢(shì)類似各層最低溫度對(duì)應(yīng)的含濕量(圖4C)，一層含濕量分別在6月21日和9月2日達(dá)到兩個(gè)明顯的峰值0.0117和0.0147 kg/kg，二層、三層、四層平均溫度對(duì)應(yīng)的含濕量隨時(shí)間呈現(xiàn)近似線性增加，斜率分別是0.50、0.28和0.18。全倉(cāng)最高糧溫對(duì)應(yīng)的含濕量在8月5日達(dá)到最高點(diǎn)0.0198 kg/kg，之后呈現(xiàn)降低趨勢(shì)(圖4D)。全倉(cāng)平均糧溫和最低糧溫對(duì)應(yīng)的含濕量整個(gè)測(cè)試期間持續(xù)增加，斜率分別是0.28和0.10。

圖4 糧堆過(guò)夏期間含濕量的變化Fig.4 Change in the humidity ratio of paddy bulk through the summer

2.6 糧堆濕球溫度的變化

在3月25日～9月30日期間，糧堆各層最高溫度對(duì)應(yīng)的濕球溫度增加呈現(xiàn)“飽和曲線”形式(圖5A)，一層、二層、三層、四層的最高濕球溫度分別是25.6、24.8、22.3、26.2 ℃，對(duì)應(yīng)的日期分別是8月12日、8月2日、8月5日、8月5日。糧堆一層最低溫度對(duì)應(yīng)的濕球溫度有兩個(gè)峰值(圖5B)，分別在6月21日和9月2日達(dá)到16.4 ℃和19.8 ℃，二層、三層、四層最低溫度呈現(xiàn)近似線性增加，斜率分別是0.60、0.40和0.20。

糧堆各層均溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度增加趨勢(shì)類似各層最低溫度對(duì)應(yīng)的濕球溫度(圖5C)，一層濕球溫度分別在6月21日和9月2日達(dá)到兩個(gè)明顯的峰值18.3和21.8 ℃，二層、三層、四層平均溫度呈現(xiàn)近似線性增加，斜率分別是0.60、0.40和0.23。全倉(cāng)最高糧溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度在8月5日達(dá)到最高點(diǎn)26.1 ℃，之后呈現(xiàn)降低趨勢(shì)(圖5D)。全倉(cāng)平均糧溫和最低糧溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度整個(gè)測(cè)試期間持續(xù)增加，斜率分別是0.33和0.20。

圖5 糧堆過(guò)夏期間濕球溫度的變化Fig.5 Change in wet-bulb temperature of paddy bulk through the summer

5月17日～9月12日期間糧堆一層、二層、三層、四層的平均濕球溫度分別是17.7、10.7、7.2、10.5 ℃。谷蠹和米象生長(zhǎng)的起始濕球溫度分別是12和9 ℃[20]，所以在糧面下附近谷蠹和米象可以完成其生活史。從抑制谷蠹和米象蟲(chóng)卵發(fā)育角度，該庫(kù)在5月中下旬開(kāi)啟空調(diào)，可把糧堆一層的平均濕球溫度控制在17 ℃內(nèi)，害蟲(chóng)發(fā)育速率緩慢。

2.7 糧堆露點(diǎn)溫度的變化

糧堆含濕量和露點(diǎn)溫度可以用于判斷不同目的通風(fēng)(降溫、調(diào)質(zhì)及降水)。在3月25日～9月30日期間，糧堆各層最高溫度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度增加呈現(xiàn)“飽和曲線”形式(圖6A)，一層、二層、三層、四層最高露點(diǎn)溫度分別是24.1、23.6、20.9、25.0 ℃，對(duì)應(yīng)的日期分別是8月12日、8月2日、8月5日、8月5日。糧堆一層最低溫度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度有兩個(gè)峰值(圖6B)，分別在6月21日和9月2日達(dá)到14.4 和17.9 ℃，二層、三層、四層最低溫度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度近似線性增加，斜率分別是0.40、0.20和0.08。

糧堆各層均溫對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度增加趨勢(shì)類似各層最低溫度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度(圖6C)，一層露點(diǎn)溫度分別在6月21日和9月2日達(dá)到兩個(gè)明顯的峰值16.5 和20.0 ℃，二層、三層、四層平均溫度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度呈現(xiàn)近似線性增加，斜率分別是0.50、0.33和0.18。全倉(cāng)最高糧溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度在8月5日達(dá)到最高點(diǎn)24.8 ℃，之后呈現(xiàn)降低趨勢(shì)(圖6D)。全倉(cāng)平均糧溫和最低糧溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度整個(gè)測(cè)試期間持續(xù)增加，斜率分別是0.40和0.25。在3月25日～9月30日期間，糧堆各層的平均溫度高于對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度，不會(huì)發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。

圖6 糧堆過(guò)夏期間露點(diǎn)溫度的變化Fig.6 Change in dew-point temperature of paddy bulk through the summer

2.8 空調(diào)控制稻谷低溫儲(chǔ)藏庫(kù)的評(píng)價(jià)

2.8.1 空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)與熏蒸作業(yè)成本 本研究中，從2019年5月20日～9月13日開(kāi)啟空調(diào)，其中2臺(tái)空調(diào)同時(shí)運(yùn)行1029 h，4臺(tái)空調(diào)同時(shí)運(yùn)行173 h，累計(jì)電費(fèi)13439.3元(表2)。熏蒸成本計(jì)算，兩次局部熏蒸共投藥片30片，費(fèi)用4元，每次人工費(fèi)120元，兩次合計(jì)244元。最后一次整倉(cāng)熏蒸用藥10公斤費(fèi)用400元，人工熏蒸費(fèi)460元，合計(jì)880元。熏蒸作業(yè)總計(jì)1124元。每噸稻谷準(zhǔn)低溫儲(chǔ)存期間的投入是5.72元。

表2 空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)及電費(fèi)Table 2 The running hours of air-conditionings and cost

2.8.2 稻谷的加工品質(zhì) 從表3、表4、表5看出，3月26日～9月30日期間，扦樣測(cè)定的稻谷含水率呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，出米率和出糙率差異不顯著，而且加工的大米長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比、整精米率、千粒重、碎米率、裂紋率、堊白粒率、堊白度、精度沒(méi)有明顯差異。

表3 粳稻谷過(guò)夏期間含水率與出米率的變化Table 3 Change in moisture content and milled rice yield of paddy bulk through the summer

表4 粳稻谷過(guò)夏期間大米長(zhǎng)寬比與整精米率的變化Table 4 Change in the ratio of kernel length to width and head rice yield of paddy bulk through the summer

表5 粳稻谷過(guò)夏期間裂紋率與堊白度的變化Table 5 Change in the kernel fissure percentage and chalkiness degree of paddy bulk through the summer

2.8.3 米飯品質(zhì) 表6比較了3月25日與9月30日樣品的米飯品嘗得分，氣味和滋味指標(biāo)差異不顯著，米飯品嘗得分在89分以上。說(shuō)明該倉(cāng)稻谷過(guò)夏期間仍然保持了新鮮度。

表6 米飯品質(zhì)指標(biāo)Table 6 The eating quality evaluation of paddy

3 討論

在溫帶地區(qū)通過(guò)冬季降溫通風(fēng)將糧堆溫度降下來(lái)，由于糧食是熱的不良導(dǎo)體[1]，隨著春夏季到來(lái)，僅糧面和糧堆周邊溫度逐漸升高[18]。本研究中采用空調(diào)試圖保持糧面溫度(倉(cāng)溫)在過(guò)夏期間≤23 ℃。5月20日～9月13日期間，這117 d中開(kāi)啟空調(diào)74 d，其中同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)空調(diào)1029 h，同時(shí)運(yùn)行4臺(tái)空調(diào)173 h，倉(cāng)溫平均21.6 ℃。5月20日～6月26日，倉(cāng)溫平均25.9 ℃；6月27日～8月6日，倉(cāng)溫平均17.7 ℃。在17～22 ℃，主要儲(chǔ)糧昆蟲(chóng)從卵發(fā)育到成蟲(chóng)需要100 d[1,18]，本研究中5月20日～9月13日期間這117 d中，糧堆一層(糧面下10 cm)平均21.5 ℃，二層(糧面下1.6 m)平均13.7 ℃，三層(糧面下3.1 m)平均10.0 ℃，四層(糧面下4.6 m)平均13.4 ℃，糧堆平均14.7 ℃。所以在糧面下的昆蟲(chóng)卵完成了生活史。6月底根據(jù)糧堆西南角2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)糧食溫度每天升高0.7～1 ℃，扦樣查看昆蟲(chóng)頭數(shù)，并在7月2～7日插入探管投藥局部熏蒸，此期間沒(méi)有關(guān)閉空調(diào)。8月初糧堆西南角和東南角同時(shí)發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)，于是在8月6～16日插入探管投藥再次局部熏蒸，此期間關(guān)掉了空調(diào)。9月23日～10月9日整倉(cāng)熏蒸期間關(guān)閉了空調(diào)。長(zhǎng)時(shí)間磷化氫熏蒸期間關(guān)掉了空調(diào)，并對(duì)空調(diào)內(nèi)機(jī)進(jìn)行了密封處理，以避免磷化氫氣體對(duì)空調(diào)管道及線路板的腐蝕。

空調(diào)控準(zhǔn)低溫(20～21 ℃)儲(chǔ)糧技術(shù)導(dǎo)致本研究中稻谷糧堆平均水分由14.0%不顯著降低到13.6%，這是由于糧粒間隙的空氣溫度降低，必然導(dǎo)致其含濕量(絕對(duì)濕度)降低。采用空調(diào)技術(shù)保持糧堆低溫必然引起糧堆水分損失，因此在糧食儲(chǔ)藏技術(shù)研發(fā)上值得探索其他冷源技術(shù)。在我國(guó)南方稻谷空調(diào)控低溫儲(chǔ)藏技術(shù)中，在過(guò)夏期間通常將空調(diào)溫度設(shè)定在24 ℃，不能夠再過(guò)低設(shè)定，原因是冷凝管溫度必須≥16 ℃。本研究中空調(diào)控稻谷糧面準(zhǔn)低溫技術(shù)保持了全倉(cāng)糧食的加工品質(zhì)。該庫(kù)13號(hào)倉(cāng)曾經(jīng)進(jìn)行了稻谷調(diào)質(zhì)通風(fēng)試驗(yàn)[14]，通風(fēng)時(shí)間段2017年4月13日～6月16日。4月13日平均糧溫15.3 ℃，含水率13.5%，到6月16日平均糧溫17.6 ℃，平均糧堆水分增加了0.5%，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)333 h，用電566.1 kW·h，單位能耗是0.455 kW·h(1%·t)-1，整精米率提高了3%，成本為0.15元/噸糧食。在本研究中，14倉(cāng)于2019年5月20日～10月28日期間空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用和熏蒸作業(yè)合計(jì)成本是5.72元/噸糧食。

國(guó)內(nèi)缺乏研究糧堆濕球溫度與儲(chǔ)糧害蟲(chóng)繁殖率之間的關(guān)系[18,20-21]。本研究中糧堆各層均溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度變化趨勢(shì)是，一層濕球溫度分別在6月21日和9月2日達(dá)到兩個(gè)明顯的峰值18.3 和21.4 ℃，二層、三層、四層平均溫度增加近似線性增加，斜率分別是0.60、0.40和0.23，它們分別低于15、10、11 ℃。值得從糧堆各層濕球溫度預(yù)測(cè)粳稻谷主要害蟲(chóng)的發(fā)育進(jìn)程。

4 結(jié)論

在高大平房倉(cāng)2546 t粳稻谷糧堆中，5月20日～9月13日這117 d中，空調(diào)開(kāi)啟74 d，空調(diào)控糧面準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏技術(shù)導(dǎo)致糧堆過(guò)夏期間水分發(fā)生了不顯著的減少。5月17日～9月12日期間糧堆一層、二層、三層、四層的平均濕球溫度分別是17.7、10.7、7.2、10.5 ℃，糧面下附近的谷蠹和米象可以完成其生活史。本研究從糧堆濕球溫度角度首次解釋了糧面的昆蟲(chóng)卵完成了生活史，導(dǎo)致7月2日～7日、8月6～16日兩次局部熏蒸，9月23日～10月9日整倉(cāng)熏蒸作業(yè)。值得深入根據(jù)糧堆濕球溫度研究昆蟲(chóng)生長(zhǎng)速率及昆蟲(chóng)頭數(shù)的預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，減少熏蒸作業(yè)對(duì)糧食品質(zhì)的污染。

在3月25日～9月30日期間隨著高大平房倉(cāng)全倉(cāng)稻谷平均溫度由6.3 ℃增加到17.8 ℃，平均含水率由14.0%不顯著減少到13.6%，稻谷糧堆平均RH變化范圍是68.4%～70.4%，儲(chǔ)藏真菌不生長(zhǎng)，稻谷加工的大米出米率、整精米率及其他外觀品質(zhì)指標(biāo)保持不變，米飯品嘗得分保持在89分以上,在經(jīng)濟(jì)上是可行的。