姚锡鹏 舒在习 贾温倩

[摘要]粮食是维持人们生活的必需品，也是维持社会稳定的重要物质基础。我国每年新收获的粮食数量庞大，需要对收获的粮食进行储藏，而在储藏过程中会面临粮食品质下降的问题，因此如何延缓粮食品质下降成为仓储工作者重要的研究内容。温度是影响储粮品质变化的重要环境因子，温度越高，粮食陈化速度越快。随着我国储粮技术的发展，控温技术在储粮保质减损方面发挥了重要作用。将温度控制在低温或准低温范围内，储粮品质下降缓慢，有利于减少因虫霉及自身新陈代谢而造成的损耗，从而提高储粮的稳定性。

[关键词]控温储粮;保质减损;品质变化;温度

中图分类号：S379 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202001

控温储粮技术是根据所在地区的气候特点，结合储粮仓房围护结构的隔热处理改造，冬季通风降温，夏季控温保冷，使储粮长期保持较低的温度水平，有效抑制粮堆内有害生物的生命活动和粮油籽粒的呼吸代谢，从而减少粮食损失，达到保鲜的目的。控温技术以其安全、经济、绿色、有效等特点，已成为目前和今后储粮技术的发展方向。本文主要综述几种常见的控温技术在粮食储藏中的应用，评价储粮保质减损的成效。

1 控温储粮技术研究现状

温度是影响粮食变质的主要因素，温度升高会引起粮食籽粒呼吸作用加强、微生物代谢速率加快，导致粮食含水量、出糙率、整精米率、发芽率快速下降，脂肪酸值快速上升，陈化的速度也会相应变快[1]，不符合储粮保质减损的要求。利用相关的控温技术延缓粮食储藏温度上升，尽可能将其控制在低温或者准低温储藏的范围内。目前，我国粮食储藏中常见的控温技术主要包括仓房气密隔热技术、机械制冷控温技术、机械通风降温技术以及冷心内环流控温技术。

1.1 仓房气密隔热技术

外界与粮仓内部的热量传递主要以热传导的方式经仓顶和仓墙传入粮仓内部，其中经仓顶传递的热量约是经仓墙传递的16倍，因此仓顶隔热比仓墙更为重要。目前，仓顶隔热方式包括仓顶采用屋顶架空层，仓顶外表面附贴隔热材料、涂刷浅色反光隔热涂料、搭盖遮阳网、安装屋面冷水喷淋系统，仓顶内表面增设聚氨酯发泡层、附贴隔热材料、吊顶等;而仓墙隔热方式包括设置夹心隔热墙、仓墙内侧附贴泡沫板等隔热材料、仓内四周增设袋装稻壳围包、仓墙外侧涂刷浅色反光隔热涂料、仓墙内外增设聚氨酯发泡层等[2]。另外，除了对粮食仓房进行隔热处理外，还可以对粮堆进行隔热处理，能够有效阻隔外界热量与粮堆进行热交换，减少粮堆受外界温度的影响。

孙振北[3]比较了仓顶菱镁板架空隔热和仓内吊顶隔热两种隔热方式的效果，分别与对照仓相比，仓温、上层平均粮温和整仓平均粮温分别下降了5.3℃、5℃、1.8℃和3.8℃、3.1℃、2.3℃，均能有效阻止仓顶热量的传递，隔热效果显著，但菱镁板架空隔热成本比仓内吊顶隔热成本高。陈镒飞等[4]开展稻壳压盖储藏稻谷控温试验，研究发现通过稻壳压盖处理后，粮面温度比仓温变化速度慢，在第二年气温回升的季节，试验仓的平均粮温比对照仓低1℃～3℃。在夏季高温季节时，平均粮温能控制在20℃以内，实现稻谷准低温储藏。

1.2 机械制冷控温技术

夏季是粮食最容易受到高温和虫霉影响的季节，是一年中储粮事故最容易发生的时间段，采取控温技术将粮食温度控制在低温环境或准低温环境，有利于粮食安全度夏。当粮库在夏季不能满足低温储粮的要求时，可以采用机械制冷设备快速降低粮温，例如谷物冷却机、风管机、粮仓专用空调等[5]。

安西友[6]开展了4台空调补冷和一机一仓谷冷机补冷控温效果对比试验。通过前后两年对同一仓粮食分别使用谷冷机和空调进行补冷控温效果比较，以及同一年度分别使用两种制冷设备进行補冷控温效果比较，发现两者均能达到基本相同的控温效果，但是4台空调补冷控温耗电量约是一机一仓谷冷机补冷控温的2倍，成本过高。Griffiths G.Atungulu等[7]认为利用谷物冷却机降低粮温，具有提高粮食干燥能力、降低粮食水分、保证稻米数量与品质和降低储藏难度的作用，有利于延缓粮食品质下降。叶贵发[8]在简易粮棚内利用薄膜帷幕进行准低温储粮实验，前期利用谷冷机将平均粮温从29℃降至20℃，后期利用空调制冷环流控温将平均粮温控制在24℃，综合运用谷冷机与内环流降温技术，降温效果明显。

1.3 机械通风降温、降水技术

为了节约场地和劳动力成本，农品在收获粮食后会将新收获的高水分粮直接投入市场，简化粮食的整晒环节，甚至省略。同时由于粮食收购市场进一步放开，新型大米加工业的兴起，部分大米加工企业认为用含水量偏高的大米加工出来的大米成色好看，导致部分农民将未经整晒的稻谷直接出售[9]。新收获的稻谷水分比较高，更容易引起粮堆发热霉变、虫害等事故，因此在秋冬季分阶段将外界冷空气通入粮堆内部进行降温降水，稳定粮食的温度和水分含量，有利于粮食储藏。

史改侠[10]利用机械通风对粮仓整体进行降温，试验发现在秋冬季采取通风降温后，仓内温度降低5℃;而在夏季选择气温较低的时段以机械通风方式进行降温降水处理后，仓内温度降低7℃，粮食水分降低0.7%，证明机械通风技术能为粮食创造一个相对有利的储存条件。张青峰等[11]在杭州开展平房仓机械通风降水应用试验，利用当地冬春季节大气相对湿度低，在天气干燥的时机进行分阶段的机械通风。试验发现在合理的通风条件下采用离心风机压入式通风，对于含水量超过安全水分1.0%以内的粮食，可以在短时间内对其达到降水目的，并将平均粮温控制在20℃以下，有利于储粮安全度夏。

1.4 冷心内环流控温技术

冷心内环流控温技术是通过仓内底部通风地笼、仓外通风口、环流风机、仓外保温管、仓内空间与粮堆形成一个闭合回路，在环流风机的作用下，从粮堆底部的通风地笼抽出冷气经仓外保温管注入仓房上部空间，使仓内空气在系统中循环运行，不与外界空气接触产生热交换，达到降低仓内空间温湿度、保持粮食水分和延缓品质劣变的目的，有利于实现低温或准低温储粮[12]。

梁兆岷等[13]开展了高大平房仓内环流控温技术准低温储藏试验，研究表明应用了内环流控温技术的试验仓仓温和表层粮温均保持在25℃以下，平均粮温控制在20℃以下，符合准低温储粮要求，但是由于粮堆空间较热的空气向下与冷的粮心接触，仓内湿度在试验开始时快速下降，粮食表面出现轻微结露现象，水分增加。张克明[14]提供了一种内环流控温减损储粮系统，根据设定值开启环流风机进行仓内环流，将粮堆“冷心”带到粮堆表层及四周，在不损失水分的情况下降低粮堆表面和四周的粮温，使粮食处于一个温度较低的环境中，具有高效、绿色、节能的特点。

1.5 综合控温储粮技术

近年来，随着我国控温储粮技术的不断改进，多种控温方式相结合的综合控温技术得到广泛应用，更容易将粮温控制在低温或准低温的条件下，提高储粮的质量。宋峰等[15]在夏季结合粮堆压盖密闭、屋面喷水、排风扇排热、空调制冷等控温措施，有效将仓温控制在25.0℃以内，表层粮温控制在22.0℃以内，有利于粮食安全度夏。孙肖东等[16]针对以前压盖和谷冷机控温技术的不足，在夏季空调控温的基础上通过降温保水通风措施、聚氯乙烯塑料薄膜密闭、冷气填充薄膜的补冷技术控制粮温上升，与对照仓相比仓温低0.6℃，上层粮温低5.5℃，全仓平均粮温低4.91℃，最高粮温低3.17℃，控温期间无储粮害虫活动，提高了储粮的稳定性。

2 控温技术对储粮保质减损的作用

2.1 控温技术对储粮保质的作用

粮食及油料在储藏过程中，随着储藏时间的延长，其虽未发热、霉变，但品质已逐渐下降，粮油在粮油储藏过程中发生陈化是不可避免的现象。控温储粮技术能够将粮堆温度控制在低温或准低温的条件下，减少粮堆受外界温度因素的影响，延长粮油的储藏期限[17]。常用于评价粮油储存品质变化的指标有感官品尝评分值、脂肪酸值、发芽率和可溶性淀粉含量[18]。

杨洋等[19]将不同储藏年限的稻谷加工成大米，经过蒸煮后进行感官评价，结果显示储藏年份越久的稻谷口感越差，说明米饭的风味随着储藏时间的延长而逐步降低，并且储藏时间越长影响越明显，同时储藏温度越高，品尝评分值越低。Park C E等[20]探究在不同储藏温度（4℃、20℃、30℃与40℃）下糙米理化特性的变化，发现储藏在较高温度（30℃与40℃）条件下的糙米脂肪酸值高于储藏在较低温度（4℃与20℃）环境下的糙米脂肪酸值。储藏4个月后，4℃储藏环境下的糙米脂肪酸值从2.27mgKOH/100g上升到4.74mgKOH/100g，而在20℃、30℃与40℃的储藏条件下分别上升到8.91mgKOH/100g、12.25mgKOH/100g和14.37mgKOH/100g，说明低温储藏能延缓稻谷脂肪酸值的上升。郭超等[21]在高大平房仓中采用空调进行控温储粮研究，分析粮堆上、中、下各层脂肪酸值的变化情况，结果表明两仓稻谷的脂肪酸值均呈缓慢上升趋势，但对照仓的脂肪酸值比空调仓的变化幅度大，空调仓稻谷脂肪酸值从23.1mgKOH/100g升高至24.9mgKOH/100g，升高了7.8%，而对照仓稻谷脂肪酸值从22.8mgKOH/100g升高至26.1mgKOH/100g，升高了14.5%，说明空调控温储粮对延缓稻谷脂肪酸值升高具有显著作用。Qiu Shuo等[22]研究不同糙米品种在超低温储藏、低温储藏和常温储藏三种不同储藏方式下生理指标的变化情况，结果表明在超低温储藏条件和低温储藏条件下糙米发芽率变化不大，而在常温储藏条件下的糙米发芽率最后都变为0，说明低温储藏能延缓种子发芽力的下降。Zhou Zhongkai等[23]测定糙米在4℃和37℃两种不同温度的条件下储藏一定时间后可溶性淀粉的含量，结果显示在37℃的条件下可溶性淀粉含量较少，说明可溶性淀粉含量随温度的升高而降低。

2.2 控温技术对储粮减损的作用

粮食在储藏中必定会发生损耗现象，据统计，我国粮食产后损失率超过8%，其中国家粮库储粮损失为0.2%，农民储粮损失约8%～10%[24]，粮食存储损耗成为我国粮食生产不可忽略的问题之一。影响粮食储藏损耗的原因包括人为因素和自然因素，而自然因素是造成粮食损耗的关鍵因素，包括水分减量、杂质减量、粮食呼吸作用造成的损耗、储粮害虫危害造成的损耗以及因粮食发热、霉变引起的损耗，其中水分含量的损耗最为显著[25]。目前，我国仓储行业利用控温技术对粮食进行降温保水储藏已经取得很好的效果。余吉庆等[26]在昆明通过集成智能通风、保温隔热、粮面压盖和控温通风技术开展稻谷在储藏环节的保水减损试验。对试验仓采取保温压盖处理，对照仓不做处理，两仓均在夏季排除积热、秋冬季降温通风，测定储藏2年后两仓粮食的水分含量，结果显示试验仓的粮食水分下降0.6%，对照仓的粮食水分下降0.8%，试验仓粮食水分减少量比对照仓低25%，说明仓房保温密闭技术能有效阻断仓房内外空气流动，防止流动空气带走仓内粮食水分，而粮面压盖可以降低粮食水分的蒸发面，具有一定的保水作用。

另外，控温储粮技术可以有效抑制有害生物的生长，例如储粮害虫与微生物，它们只能在适宜的温度范围内才能生长繁殖，一旦超出适宜温度范围后，生命活动就会受到抑制。Deepak Kumar[27]认为大多数储粮生物体在70%以上的相对湿度、20℃～40℃的温度下会迅速生长，产生大量的热量和水分，导致在粮堆内部形成发热点，对整仓粮食造成危害。杨长举[28]认为利用控温储粮技术将环境温度控制在15℃以下时，大多数微生物的生长会受到抑制，在安全水分条件下的粮食可以实现稳定储藏。张会娜等[29]认为低温可以通过阻碍害虫的新陈代谢、损害细胞膜、抑制酶活性和使细胞原生质脱水的机制来抑制害虫生长，减少因害虫造成的粮食损耗。目前，我国大多数粮库主要采用自然低温和机械制冷的方法来实现低温或准低温储藏，在储粮的第二年夏季中粮仓达到基本无虫害的要求，实现免熏蒸绿色储粮。

3 控温储粮技术存在的问题与发展趋势

控温储粮是一项符合我国国情发展与绿色储粮理念的技术，以“春季隔热，延缓粮温升高;夏季控温，控制上层粮温;秋冬蓄冷，降低基础粮温”为主要技术路线在我国得到普遍推广，且取得了很好的经济效益。据统计，我国应用控温技术进行绿色储粮的规模已超6 200万t，其中智能通风规模约1 600万t、氮气气调储粮约1 500万t、内环流控温储粮约1 300万t、空调控温规模约1 800万t，但是控温技术受地理因素条件限制较大，并不能满足我国所有库点的要求，需要不断地实践探索和总结经验。

罗思媛等[30]提出控温储粮技术目前仍然存在着三个问题：第一，控温储粮基础性研究有待深入;第二，关键技术有待解决，控温储粮经济运行模式尚未建立;第三，控温储粮比较效益尚未被市场认可。刘浩等[31]介绍了通风降温技术、制冷降温技术、隔热保冷技术和内环流均温技术在保质减损方面的研究现状，着重强调通风降温环节是控温储粮的第一步，是控温储粮的关键点和难点，并提出我国因不同生态储粮区温度差异较大，应当结合当地具体情况制定适合不同区域的控温技术规程，因地制宜，进一步优化参数。

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