1、粮食低温储藏技术应用及发展建议曹 毅 （辽宁省粮食科学研究所，沈阳，110032）摘要 通过开展粮食低温储藏技术应用的实仓试验， 对试验仓和对照仓内优质稻谷进行了为期一年的跟踪检测。试验结果表明：不 论是在保持储粮品质 方面， 还是在提高储粮经济效益方面，低温储藏技术均呈现出常规储藏所无法比拟的优越性。同时， 针对制约低温储藏技术发展的主要因素，提出了相应的基本对策，并阐述了推动粮食低温储藏技 术应用的发展设想和建议。关键词 粮食 低温储藏 机械通风 谷物冷却机粮食低温储藏就是利用自然低温条件或机械制冷设备，降低仓内储粮温度，并利用仓房围护结构的隔热性能，确保粮食在储藏期间的粮堆平均温度维持在
2、低温（15 ）或准 低温（20）以下的一种粮食储藏技术， 俗称低温储粮。在我国大部分地区，均有利用自然气候实现低温或准低温储粮的条件，自 20 世纪 50 年代起，粮食仓储科技人员就逐步开展了利用自然低温以及自然低温辅助机械通风进行低温储粮的研究和实践，随着科技的发展，自 80 年代起，借助制冷机和空调实现机械制冷低温储粮也相继出现，但是因受到季节、地域、费用及仓储设施条件等的限制，利用自然低温条件及机械制冷设备实现粮食常年低温储藏的技术，在我国至今没有得到大规模地推广应用。直到 1998 年之后的 5 年里，为了改善仓储设施，国家利用 343 亿元国债资金，在全国范围内新建 500 亿 kg
3、 仓容的国家粮食储备库，这些新建库全面配置了整仓通风系统、粮情检测系统等技术装备，特别是在首批国储库建设项目，还配备了 645 台谷物冷却机，为低温储藏技术在我国的进一步推广应用奠定了良好的基础。如何合理利用自然气候、仓房条件、配套技术等各方面条件，因地制宜,采用合理的技术设备组合和经济运行方案，推广应用以低温储藏为主的综合防治技术，使新建大型仓房内的储粮能够长期保持在经济、有效的低温储藏状态下，由此确保中央储备粮质量完好，有效降低粮食的重量损耗，最大限度地延缓粮食陈化和品质劣变，取得最佳虫霉防治效果和良好的经济效益，已成为粮食仓储行业急需开展的重要研究工作。自 1999 年以来，我所针对世行
4、项目和国储库项目在辽宁省新建的浅圆仓、立筒仓、高大平房仓、砖圆仓等新仓型，借助新（扩）建国储库配套的先进仓曹毅，辽宁省粮食科学研究所，高级工程师，研究方向为粮食储藏保护，通讯地址：沈阳市皇姑区宁山东路 29号，电子信箱：。储设施和机械，先后开展了谷物冷却机实仓应用扩大试验和低温储粮生产性试验、利用自然低温机械通风结合谷物冷却机降温通风进行优质稻谷低温保鲜储藏试验等一系列与粮食低温储藏技术密切相关的实仓试验，同时，对低温储粮经济运行模式、提高粮仓隔热保冷性能等影响低温储藏技术全面推广的主要制约因素，也进行了相应地分析、研究和应用实践。1 粮食低温储藏的应用效果和经济效益2000 年 12 月至
5、2001 年 11 月，采用冬季自然低温机械通风辅助夏季谷物冷却机降温通风保冷的方式，结合仓房保温隔热改造，我们对 3000 t 新收获的品种为“ 辽粳 294”、水份含量在 14.0% 14.5%之间的优质稻谷，进行了粮食温度常年控制在15以下 的低温储藏试验。同时，选用同期收获、品质相当的同一品种稻谷在对照仓进行常规储藏。对比试验的结果表明，不论是在保持储粮品质方面，还是在提高储粮经济效益方面，低温储藏技术均呈现出常规储藏所无法比拟的优越性。1.1 采用低温储藏技术有效保持了稻谷的新鲜度，降低了陈化速度，延缓了品质劣变，相应延长了储藏期限。经过 12 个月的连续跟踪检测和定期扦样化验，试验
6、仓和对照仓内稻谷的各项储藏品质指标均发生了不同程度的变化，变化情况详见图 1图 5。试验仓和对照仓内储粮品质指标变化情况统计值详见表 1。图 4 试 验 仓 和 对 照 仓 内 稻 谷 脂 肪 酸 脂 变 化 情 况1113.51618.52123.526起 始 1月 15日 3月 15日 5月 15日 7月 16日 9月 17日 11月 15日日 期脂 肪 酸 值（ mgKOH/100g）常 规 储 藏 低 温 储 藏图 3 试 验 仓 和 对 照 仓 内 稻 谷 发 芽 率 变 化 情 况405060708090100起 始 1月 15日 3月 15日 5月 15日 7月 16日 9月 1
7、7日 11月 15日日 期发 芽 率 （ ）常 规 储 藏 低 温 储 藏图 5 对 照 仓 和 试 验 仓 内 稻 谷 品 质 回 归 评 分 值 变 化 情 况707274767880起 始 1月 15日 3月 15日 5月 15日 7月 16日 9月 17日 11月 15日日 期评 分 值 （ 分 ）常 规 储 藏 低 温 储 藏图 2 试 验 仓 和 对 照 仓 内 稻 谷 粘 度 变 化 情 况789101112131415起 始 1月 15日 3月 15日 5月 15日 7月 16日 9月 17日 11月 15日日 期粘 度 （ cst）常 规 储 藏 低 温 储 藏图 1 试 验
8、 仓 和 对 照 仓 内 稻 谷 水 分 变 化 情 况13.213.413.613.81414.214.414.614.8起 始 1月 15日 3月 15日 5月 15日 7月 16日 9月 17日 11月 15日日 期水 分 （ ）常 规 储 藏 低 温 储 藏表 1 不同储藏方式下稻谷各项品质的变化情况统计表项目 水分值 发芽率 脂肪酸值 粘度值 品尝评分值常规储藏下变化幅度 7% 144% 114% 37% 11%低温储藏下变化幅度 3% 23% 50% 14% 5%常规储藏与低温储藏的变化倍率(倍) 2.5 1.9 2.3 2.7 2.3由图 1 图 5 和表 1 可知：采用低温储藏
9、技术，能够确保稻谷在整个储藏周期内各项品质指标的变化要远远小于常规储藏下稻谷的品质变化速度。由此可知，低温储藏能够有效抑制粮食本身的呼吸代谢，减少营养损失，延缓粮食陈化和品质劣变，保持粮食的储存品质和食用品质，达到保质保鲜储粮的目的。1.2 应用低温储藏技术能切实降低储粮保管费用，获得可观的经济效益。1.2.1 降低保管费用 以试验库点固定储备的 3.5 万 t 稻谷计，采用通风、倒仓、熏蒸等常规储藏方法，每年投入的直接保管费用共计 19.5 万元，折算为吨粮直接费用为 5.57 元；而采用低温储藏的方法，节省了熏蒸、倒仓等常规操作费用支出，所发生的直接保管费用共计为 9.1 万元，折算为吨粮
10、直接费用为 2.6 元。由此可知，与常规储藏相比，利用低温储藏技术进行粮食保管，每年可节省保管费用 10.4 万元，折算后可降低储粮成本 2.97 元/ t 粮，即应用低温储藏可节省直接保管费用约 53。1.2.2 避免粮食损耗 采用低温储藏减少了粮食呼吸干物质损耗、水分减量损耗和倒仓损耗，合计约占储粮总量的 1.08，由此避免粮食亏量约 378 t，稻谷的价格按1200 元/t 计算，可避免经济损失约 45 万元。1.2.3 提高销售价格 经低温储藏的稻谷加工出的精制米，无论从感观质量还是食用品质，都十分接近于用新鲜稻谷加工出的精制米。在出库销售时，每吨售价提高了 60 元，可获利 210
11、万元。1.2.4 节约轮换费用 根据其品质变化速度，由此推算其储藏期限可比常规储藏条件下延长 23 年。若以延长一个轮换周期，稻谷按 70 元/t 的轮换费用计算，就可节省轮换费用 245 万元。1.3 应用低温保鲜储藏技术具有显著的社会效益。低温储藏还可改善粮堆的生态环境，延缓害虫有效积温的时间，减少虫害和霉变的发生机率，避免因使用化学药剂进行熏蒸防护所引起的药剂残留等污染对人民身体健康产生的潜在危害和对人类的生存环境的污染，由此还将带来显著的社会效益。2 低温储藏技术推广的制约因素和基本对策低温储藏作为我国粮食储藏工作中一项带有方向性、重要性的技术措施，但却一直未获得广泛的推广应用。究其原
12、因，主要是受到了以下三个因素的制约，严重影响了低温储藏的稳定性、有效性和经济性。2.1 仓房隔热性能现有的仓房（包括 1998 年以来新建仓房）多数不是按照低温仓或准低温仓的标准建设的，仓顶、仓墙以及门窗洞孔的隔热性能较差，尤其是采用彩板钢结构屋面浅圆仓和高大平房仓，无法满足低温储藏所需隔热保冷的最基本要求。在实践中我们发现：多数新建仓房中经冬季自然通风低温储藏的粮食，在高温季节里，粮堆表层和靠近仓壁 3050cm 的粮食普遍存在着粮温快速回升的情况，使粮堆形成了一种不稳定的状态，即我们通常所说的“冷心热皮 ”现象，此时即使采用谷物冷却机进行冷却降温，但在降温停止后的 7 天内，“热皮 ”部位
13、的粮温又很快回升到冷却通风前的温度。低温储藏的关键在于粮堆获得和保持低温状态。鉴于上述客观情况的存在，最根本的解决方法是提高仓房的隔热性能，使仓房的围护结构传热系数应达到如下标准：南方（高温区）仓房围护结构的传热系数 1 ：仓顶传热系数 K 顶 0.35 W/m2.K，仓壁传热系数 K 壁 在 0.460.52 W/m2.K 之间；中部（中温区）粮仓围护结构的传热系数：仓顶传热系数 K 顶 0.40 W/m2.K，仓壁传热系数 K 壁 在 0.520.58 W/m2.K 之间；北方（低温区）粮仓围护结构的传热系数：仓顶传热系数 K 顶0.50W/m2.K，仓壁传热系数 K 壁 在 0.580.
14、70 W/m 2.K 之间。具体的隔热保温改造方法主要有 2 ：2.1.1 墙体隔热 采用夹心墙、增加隔热板或墙体表面喷涂隔热材料等式，减少墙体的热传导。也可同时在墙体外表面喷涂反光材料，降低墙体对太阳辐射热的吸收和传导。据初步试验结果显示：原吸收系数 P 为 70（即反射能力为 30）的墙体，表面喷涂反光材料后，吸收系数 P 降低到 48（即反射能力增加到 52）。2.1.2 屋顶隔热 据测量和计算，由 屋顶所传入的辐射热是墙壁的 16 倍，因此屋顶隔热最为关键。屋顶隔热可采用吊顶式隔热结构、屋顶内外面直贴或喷涂隔热材料等方式，也可同时在屋顶外表面喷涂反光材料，降低太阳辐射对仓内温度的影响。
15、目前国内已有反射率90的太阳热反射涂料。据初步试验结果显示：在高温季节，喷涂反光材料的试验仓仓顶表面温度比对照仓低 25，同时仓温也比对照仓低 3左右。2.1.3 门窗、孔洞隔热 对仓房的各个门窗、孔洞也应增加隔热层，防止外界热量进入仓内。一般采用厚度在 50 mm 以上的聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料板等隔热材料作隔热夹层。另外，对粮面实施隔热压盖也是低温储藏中常用的粮堆保温蓄冷措施。最常用的方法有： 采用塑料薄膜或尼龙复合膜进行 “单膜 ”、 “双膜” 进行粮面覆盖和密封，利用薄膜阻断粮堆内气流与仓内空间气流的对流交换，杜绝了仓温向粮堆内的对流传导；在粮面压盖各种隔热
16、材料（此时要求隔热材料的导热系数应在 0.0240.14 W/mK 范围之内） ，以减轻仓温对粮温的影响；采用“ 单膜”密封粮面和隔热材料压盖的联合方式，同时隔断粮堆和仓房空间的对流和传导。2.2 入库粮食质量利用新建仓房进行低温或准低温储粮时，经常会出现局部发热现象，其发热部位多是杂质和碎粮粒比较集中的部位。特别是在浅圆仓，由于粮食入仓时的自动分级现象，在以粮面中心为圆点、半径约 2 m 的柱状区域内，由细碎粮粒、粉尘、杂质等组成的综合杂质含量可达 1014，严重时高达 20以上。由于这一杂质区域的存在，在通风降温过程中，因该区域粮堆孔隙度过小而往往造成通风死角，使粮堆中心部位易形成柱状的“
17、热心” ，影响了低温储藏的稳定性。在低温储藏过程中，因该区域有机杂质、细碎粮粒聚集，为微生物和害虫的发育创造了有利的条件，同时在秋冬交替季节，该部位因水分转移极易引起局部发热、结露、“出汗” 、“返潮”等影响储粮安全的异常现象。引起入仓后细碎粮粒、杂质含量超标的因素虽然很多，但其根本原因主要有两个：一是粮食在烘干过程中降水、降温速度太快。例如，东北收购的玉米含水量一般都在 28以上，高的达到 3034。而现有烘干机一般只有 34 个烘干段，23 个冷却段，采用这种高温快速烘干、快速冷却的方式，导致烘后粮食破碎率增值超过 1.5、裂纹率增值超过 15，在随后的输送、进仓过程中势必导致碎粮率增加；
18、二是选用的输送机产量较大，而设备制造厂家在技术上未作进一步的改进，只是单纯提高了线速度，特别是提升机头部抛料罩距头轮距离太近，导致粮食严重冲击抛料罩，造成粮食破碎增加。 彻底解决细碎粮粒、杂质含量超标和相对集中的问题，须从整个粮食储运系统的多个方面入手，主要包括：2.2.1 严格控制入库粮食质量 除按有关规定严格控制入库粮食的水分、品质、等级以外，粮食入仓前必须采取有效的清理，确保入仓粮食的杂质控制在 1以内，玉米不完善粒5，水稻出糙率77。对于必须采用烘干的玉米，在收购时尽量选择角质率含量高的玉米，确保烘后粮食容重在 710g/L 以上。2.2.2 科学调整烘干机结构、干燥工艺和参数 以保证
19、烘后粮食质量为根本目的，合理确定干燥介质温度、流量、停留时间，调整干燥工艺，必要时改造烘干机结构，确保粮食其烘后品质达到：玉米裂纹率增值5、破碎率增值0.5；稻谷爆腰率增值3、破碎率增值0.3。2.2.3 合理改进入粮工艺和输送设备 对引起碎粮率增高的提升机、刮板机进行改造或更换，选用有效的分粮或缓冲装置，采用在入仓过程中逐步进行“去芯” 处理或入仓平仓交替进行的入粮工艺，确保粮堆内任一部位杂质含量均不超过 5。2.3 冷却降温能耗为使粮堆获得和保持低温状态，除对仓房和粮堆实施隔热保冷措施外，主要依赖于可以利用的冷源进行冷却降温。利用低温环境条件下的自然冷源，进行自然通风或辅助机械通风冷却粮食
20、，虽是一种既经济又有效的低温储粮方法，但会受到地理位置、外界环境及粮堆高度等限制。利用机械制冷产生的人工冷源，根据人为要求冷却粮食，虽然低温储藏效果最好，但普遍反映运行费用较高。例如，采用 2 台GLA-50 型谷物冷却机对浅圆仓内 5600 t 稻谷进行冷却，冷却通风的单位能耗为0.28 kwh/t， 吨粮成本为 0.82 元/吨。如果不能确保谷物冷却机选用经济运行模式，所产生的能耗和吨粮成本将会更高。在确保低温储粮效果的同时，力争减少冷却降温的能耗，提高低温储粮的经济效益，可从以下几个方面着手：2.3.1 根据各地气候特点，尽可能采用经济合理的冷源。在不同储粮区域，应根据气候特点、仓房性能
21、和粮情状况，以利用冬季自然低温实施机械通风降温为主，结合仓房的隔热密闭和粮堆的密封压盖，采用轴流风机（排风扇）进行适时散热通风，及时排除仓内空间和粮堆内积热，必要时才采用谷物冷却机等机械制冷设备进行辅助降温通风。2.3.2 选择最佳的经济运行模式，综合应用多种先进储粮技术手段。低温储藏是一项复杂的系统工程，不应单一依赖某种控温技术，而应充分发挥各项储粮技术措施的应用优势，灵活选用和循序渐进地运用自然通风降温、保温隔热密闭、适时通风排热、机械制冷补冷等技术，发挥各项技术优势和协调作用，选择最佳的低温储粮经济运行模式，实现低温储藏期间各阶段 “降温冷却、防热控温、通风排热、散热降温” 的各项目标。
22、2.3.3 引入智能化分析、自动化控制和程序化管理，提高技术应用的规范性和可靠性。在实施低温储藏过程中，应引入低温储藏智能化分析、自动化控制和程序化管理，实时检测和自动分析粮堆内外温度、湿度各参数的变化情况，以便选择最佳降温通风时机，避免低效通风、无效通风而浪费能源，以及采取正确合理的操作，及时排除储粮隐患。同时，还可减轻保管人员的劳动强度，改善工作环境，提高低温储藏技术的先进性。3 推动粮食低温储藏发展的设想及建议3.1 转变储粮理念，加深对推广应用低温储藏技术必要性的认识。随着我国国民经济的发展和人们生活水平的不断提高，对粮食品质、营养、卫生有了更高更严格的标准和要求。特别是加入世贸组织后
23、，我国农业正从数量农业向质量农业转型，粮食的安全储藏的任务也绝不仅仅是减少粮食的重量损耗，更重要的是保持粮食的品质，最大限度地延缓粮食的陈化劣变，为我国的消费者乃至国际市场提供高质量的粮食及其产品。因此，低温储藏作为我国粮食储藏工作中一项带有方向性、重要性的技术措施，是当前绿色储粮技术推广的首选方法。3.2 加大科技投入，加强对低温储藏关键技术研究攻关和推广力度。国家和政府有关部门应实行必要的鼓励政策和资金倾斜，建立先进技术推广专项资金，加大对低温储藏关键技术研究经费和技术力量投入，加强区域之间、企业和科研院校之间的技术协作和技术交流，集中优势，联合攻关，共同推进低温储藏技术的发展，整体提高仓
24、储管理技术水平和装备水平，依靠科技手段，延缓粮食陈化，降低储粮成本，提高经济效益。3.3 利用区域优势，提高应用低温储藏技术的经济性和有效性。我国地域辽阔，南北气候差异大，唯有东北、西北和华北地区具有最适宜推广应用低温储藏技术的气候条件，可优先在该区域（特别是优质粮食主产区），选择基础条件好、管理水平高的仓储企业，率先开展低温储粮的技术改造和应用示范，借助其得天独厚的气候优势，提高应用低温储藏技术的经济性和有效性，体现其显著的经济效益和社会效益，引导周边粮食仓储企业积极主动地开展低温储粮，以点带面，进一步扩大低温储藏技术的应用面积。4 结束语低温储藏作为目前全世界公认的最为安全、可靠、合理和最
25、为符合绿色环保要求的防护保鲜技术，虽然在应用推广的起始阶段投资较大，见效甚微，但从长远看，它的经济效益和社会效益将会逐渐显现。在新形式下，积极推广以低温储藏为主的绿色环保储粮技术，启动绿色储粮技术工程，不仅对广大人民群众的身体健康具有重要意义，而且是我国粮食仓储技术发展的必然趋势，同时也是社会主义粮食市场经济和我国加入世贸组织的客观要求，它对提高我国粮食储藏保护技术水平，促使我国粮食储藏保护技术与国际水平接轨，确保我国的优质粮食在入世后开拓国际市场，均具有重要的战略意义。参考文献1 王若兰等粮食仓房隔热性能对低温储粮效果的影响粮食储藏，2004年，第32卷：41442 唐为民高大平房仓的隔热和密闭粮食流通技术，2004 年，第 3 期：913
