空調(diào)控溫儲(chǔ)糧技術(shù)應(yīng)用研究

許一琦 陸耕林 何志瑾 劉繼文 金林祥 楊金根 壽 牮 李軼斐 計(jì)永安 齊雪程

(中央儲(chǔ)備糧嘉興直屬庫(kù)有限公司 314000)

低溫儲(chǔ)藏是國(guó)際公認(rèn)的綠色科學(xué)、無污染儲(chǔ)糧方式，具有減輕蟲害和微生物對(duì)糧食危害，避免或減少儲(chǔ)糧化學(xué)藥劑使用，降低糧食的新陳代謝，延緩品質(zhì)劣變等顯著特點(diǎn)。

空調(diào)控溫儲(chǔ)糧因其使用安全、簡(jiǎn)便、環(huán)保、成本低等特點(diǎn)，在我國(guó)南方地區(qū)得到了普遍應(yīng)用。中央儲(chǔ)備糧嘉興直屬庫(kù)有限公司全部倉(cāng)房均安裝了分體式空調(diào)或一體式倉(cāng)儲(chǔ)專用空調(diào)，經(jīng)過多年的應(yīng)用實(shí)踐，有效控制了夏季表層糧溫，延緩了糧食品質(zhì)劣變等，達(dá)到了準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏。本試驗(yàn)中選用5 P分體式單冷空調(diào)在高大平房倉(cāng)試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了倉(cāng)溫均勻性、對(duì)表層糧溫的影響范圍以及糧堆表層品質(zhì)控制情況。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房基本情況

選用1998年建設(shè)的條件相同的10號(hào)、13號(hào)和40號(hào)高大平房倉(cāng)為試驗(yàn)倉(cāng)，倉(cāng)房長(zhǎng)30 m、寬21 m、檐高8 m、裝糧高度6 m，倉(cāng)容量2765 t，墻體為磚混結(jié)構(gòu)、中間內(nèi)置保溫層，倉(cāng)內(nèi)側(cè)壁粘貼2.5 cm厚PEF板，倉(cāng)頂為拱板結(jié)構(gòu)，門窗是內(nèi)部為聚苯乙烯保溫材料、外面為彩鋼面板的成品隔熱保溫門窗，倉(cāng)房?jī)?nèi)布置2組一機(jī)三道地上籠風(fēng)道，在倉(cāng)房南大門上方安裝1臺(tái)5 P單冷空調(diào)(型號(hào)為FG14/A2-N4)，配有糧情測(cè)控系統(tǒng)、固定式環(huán)流熏蒸系統(tǒng)。

1.2 試驗(yàn)糧食基本情況

供試儲(chǔ)糧基本情況見表1。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備 為了3個(gè)試驗(yàn)倉(cāng)糧情基本一致，試驗(yàn)前均進(jìn)行了熏蒸和谷冷。供試糧情糧溫及蟲害情況見表2。

1.3.2 空調(diào)控溫方法 安裝定時(shí)控制器，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)定時(shí)開啟和關(guān)閉空調(diào)，10號(hào)倉(cāng)在8:00至20:00每天運(yùn)行12 h，40號(hào)倉(cāng)在8:00至24:00每天運(yùn)行16 h，13號(hào)倉(cāng)每天運(yùn)行24 h。試驗(yàn)從2020年6月15日開始，9月30日結(jié)束，共計(jì)105 d；6月15日至7月15日設(shè)定溫度23℃，7月16日至8月16日設(shè)定溫度24℃，8月17日至9月30日設(shè)定溫度22℃。

表1 糧食基本情況

表2 試驗(yàn)前供試儲(chǔ)糧溫及蟲害情況 (單位：℃)

1.3.3 試驗(yàn)新增測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置 為研究分析倉(cāng)溫均勻性和對(duì)表層糧溫影響深度，在3個(gè)試驗(yàn)倉(cāng)增設(shè)了糧情檢測(cè)系統(tǒng)，在倉(cāng)房?jī)?nèi)選擇8個(gè)位置，布置2 m長(zhǎng)的溫度桿，溫度桿設(shè)5個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，靠墻壁的點(diǎn)離內(nèi)壁0.5 m，分別位于糧面上1 m、糧面下0.1 m、0.3 m、0.5 m和1.0 m處(見圖1),編號(hào)從空間至糧面往下為1～5。每天3次(7:50、16:00、00:00)自動(dòng)定時(shí)采集倉(cāng)內(nèi)空間不同位置和糧堆表層不同深度的溫度。

圖1 倉(cāng)內(nèi)新增設(shè)糧情測(cè)溫系統(tǒng)分布圖

1.3.4 整倉(cāng)糧溫采集 倉(cāng)內(nèi)35根電纜分4層共140個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，按技術(shù)規(guī)范布點(diǎn)，每周一和周四7:50 對(duì)三個(gè)試驗(yàn)倉(cāng)巡檢1次。

1.3.5 扦樣方法 為研究分析空調(diào)控溫對(duì)糧堆表層和整倉(cāng)品質(zhì)控制情況，3個(gè)倉(cāng)均設(shè)8個(gè)取樣點(diǎn)，試驗(yàn)前、試驗(yàn)后分別取糧面0 m～0.1 m、糧面0.1 m～0.5 m和全倉(cāng)3個(gè)樣，分別扦樣檢測(cè)水分、脂肪酸值、黃粒米。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 對(duì)倉(cāng)內(nèi)空間8個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，每周以每天16:00時(shí)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)加權(quán)平均作為一個(gè)數(shù)據(jù)單位，對(duì)空間溫度進(jìn)行對(duì)比分析，以評(píng)價(jià)空調(diào)對(duì)空間控溫效果。采用Excel整理數(shù)據(jù)，用平均值、方差進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 空調(diào)對(duì)倉(cāng)溫的影響

16:00時(shí)倉(cāng)溫分析結(jié)果見表3～表5。

表3 10號(hào)倉(cāng)空間溫度

表4 13號(hào)倉(cāng)空間溫度

空調(diào)控溫對(duì)倉(cāng)內(nèi)空間溫度分析表明，在空調(diào)開啟條件下，三個(gè)倉(cāng)的空間溫度均在21℃～23℃，倉(cāng)內(nèi)最大溫差為1.56℃，普通分體式空調(diào)對(duì)空間溫度控制效果較好，倉(cāng)溫比較均勻。

2.2 空調(diào)對(duì)表層糧溫的影響

2.2.1 試驗(yàn)倉(cāng)表層糧溫分析 以16：00時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)加權(quán)平均作為一個(gè)數(shù)據(jù)單位，不同倉(cāng)糧面下不同位置的溫度變化見圖2～圖4。

表5 40號(hào)倉(cāng)空間溫度

圖2 糧面下10 cm處糧溫變化圖

圖3 糧面下30 cm處糧溫變化圖

圖4 糧面下50 cm處糧溫變化圖

由結(jié)果可知：①空調(diào)對(duì)最表層糧食有很好的直接控溫作用，到30 cm深度有一定控溫作用，到50 cm深度直接控溫效果不明顯。②空調(diào)開啟時(shí)間對(duì)表層糧溫上升速度和幅度有密切關(guān)系，對(duì)30 cm深度糧溫上升速度和幅度有一定關(guān)系，到50 cm深度糧溫上升速度和幅度與空調(diào)開啟時(shí)間長(zhǎng)短基本無關(guān)系。

2.2.2 13號(hào)倉(cāng)表層糧溫與整倉(cāng)平均糧溫變化 選取24 h空調(diào)控溫的13號(hào)倉(cāng)分析表層糧溫與整倉(cāng)平均糧溫變化。

圖5 13號(hào)倉(cāng)表層糧溫和整倉(cāng)平均糧溫變化圖

由圖5可知，糧面30 cm深度的糧溫上升幅度與整倉(cāng)平均糧溫的上升幅度接近，糧面50 cm、100 cm 深度的糧溫上升幅度超越了整倉(cāng)平均糧溫的上升幅度，說明空調(diào)對(duì)50 cm、100 cm深度的糧溫?zé)o直接控制效果。

2.3 空調(diào)控溫對(duì)整倉(cāng)糧溫的影響

以每周一、周四2次糧情測(cè)溫系統(tǒng)采集溫度數(shù)據(jù)對(duì)3個(gè)倉(cāng)整倉(cāng)糧堆糧溫進(jìn)行分析，結(jié)果見圖6～圖8。

由結(jié)果可知，①空調(diào)控溫對(duì)上層糧溫影響較大，空調(diào)開啟時(shí)間越長(zhǎng)，試驗(yàn)倉(cāng)上層糧溫上升越緩慢；②空調(diào)控溫對(duì)上層以下的糧溫影響較小，糧溫上升速度和幅度與空調(diào)開啟時(shí)間無直接明顯關(guān)系，主要受外界氣溫和基礎(chǔ)糧溫的影響。

圖6 10號(hào)倉(cāng)整倉(cāng)糧溫走勢(shì)圖

2.4 空調(diào)控溫的電耗分析

在試驗(yàn)倉(cāng)房安裝空調(diào)的獨(dú)立電表記錄能耗數(shù)據(jù)，見表6?？照{(diào)能耗與空調(diào)開機(jī)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短正比關(guān)系基本是一致，能耗高低與目標(biāo)溫度和實(shí)際運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)有關(guān)。

圖7 13號(hào)倉(cāng)整倉(cāng)糧溫走勢(shì)圖

圖8 40號(hào)倉(cāng)整倉(cāng)糧溫走勢(shì)圖

表6 空調(diào)能耗情況

2.5 空調(diào)控溫對(duì)蟲害情況的影響

空調(diào)控溫對(duì)儲(chǔ)糧害蟲有較好抑制作用，試驗(yàn)倉(cāng)高溫季節(jié)保持在基本無蟲糧狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)束就進(jìn)入秋季通風(fēng)，未再熏蒸處理，見表7。

2.6 空調(diào)控溫對(duì)糧食品質(zhì)的影響

2.6.1 表層水分變化情況 3個(gè)倉(cāng)糧食表層水分含量均下降明顯，最表層糧食水分更易丟失，見表8。

表7 試驗(yàn)前后蟲害情況

表8 水分變化情況 (單位：%)

2.6.2 脂肪酸值變化情況 3個(gè)倉(cāng)經(jīng)過一個(gè)夏季，脂肪酸值均上升，表層糧食脂肪酸值上升幅度最大，變化明顯；表層下糧食脂肪酸值上升幅度明顯低于表層，與整倉(cāng)糧食脂肪酸值上升幅度接近。結(jié)果見表9。

表9 脂肪酸值變化情況 [單位：(KOH/干基)/(mg/100g)]

表10 黃粒米率變化情況 (單位：%)

2.6.3 黃粒米率變化情況 3個(gè)倉(cāng)經(jīng)過一個(gè)夏季，最表層糧食黃粒米率均上升了0.2個(gè)百分點(diǎn)，次表層和整倉(cāng)糧食黃粒米率幾乎無變化。結(jié)果見表10。

3 結(jié)果及討論

3.1 對(duì)于30 m×21 m的糧倉(cāng)，1臺(tái)5 P單冷空調(diào)(型號(hào)為FG14/A2-N4)，空調(diào)的風(fēng)程、風(fēng)力、制冷量等能滿足夏季高溫季節(jié)的空調(diào)控溫要求，且對(duì)空間和糧堆表層控溫基本均勻。

3.2 三個(gè)試驗(yàn)倉(cāng)在試驗(yàn)前有較好的基礎(chǔ)糧溫，高溫季節(jié)采用的三種空調(diào)開機(jī)運(yùn)行時(shí)間控溫，均達(dá)到準(zhǔn)低溫儲(chǔ)存要求，有效控制了全倉(cāng)的糧溫，延緩糧食品質(zhì)劣變，抑制儲(chǔ)糧害蟲繁殖，達(dá)到綠色安全儲(chǔ)糧的目的。

3.3 空調(diào)控溫的能耗與空調(diào)開機(jī)運(yùn)行時(shí)間成正比關(guān)系基本是一致，在實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)不同品種、用途、儲(chǔ)存時(shí)間，分類指導(dǎo)，應(yīng)根據(jù)需求采取不同的空調(diào)開機(jī)時(shí)間進(jìn)行控溫運(yùn)行，充分體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.4 對(duì)空調(diào)控溫技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步提高智能化水平，如將糧情測(cè)溫系統(tǒng)與空調(diào)開啟控制系統(tǒng)連接起來，建立起空調(diào)控溫的控制模式和參數(shù)，用糧情測(cè)溫系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)采集的倉(cāng)溫來自動(dòng)控制空調(diào)開啟控溫，進(jìn)一步提高控溫有效性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。