極寒地區(qū)應(yīng)用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的探索研究*

欒 昊 陳開軍 曹殿朕 欒志軼 張 乾 王雪松

(中央儲備糧大楊樹直屬庫有限公司 165456)

內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)是我國北方地區(qū)應(yīng)用較為普遍的一項(xiàng)綠色儲糧技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到倉溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)，可自動開啟或關(guān)閉安裝于糧面上的環(huán)流風(fēng)機(jī)，利用糧堆“冷心”(冷源)降低表層糧食溫度，從而實(shí)現(xiàn)均衡糧溫和(準(zhǔn))低溫儲糧，并且可以達(dá)到抑制害蟲生長，延緩儲糧品質(zhì)變化的目的。

中央儲備糧大楊樹直屬庫有限公司地處鄂倫春自治旗東南部，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，適合運(yùn)用春季密閉、夏季內(nèi)環(huán)流控溫、秋冬季降溫通風(fēng)的組合儲糧技術(shù)。本地氣候特點(diǎn)是干旱少雨，夏季氣溫高，持續(xù)時(shí)間短，最高溫度可達(dá)38.2℃；冬天氣溫低，最低可達(dá)-42.6℃，由于季節(jié)交替時(shí)氣溫溫差過大，糧溫間接受外溫影響形成“冷心熱皮”現(xiàn)象，極易發(fā)生糧情變化。我?guī)煊?019年開始投入使用內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)，本文通過對內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的探索研究，總結(jié)出了一些經(jīng)驗(yàn)和問題對策，供大家參考。

1 試驗(yàn)材料

1.1 倉房條件

選取1號高大平房倉作為試驗(yàn)倉，4號倉作為對照倉，兩棟倉房規(guī)格、構(gòu)建、設(shè)備設(shè)施、建造年份均一樣，具有較好的對比性。每棟倉房長度50 m，跨度30 m，裝糧線高6.5 m。

1.2 儲糧條件

1號倉，大豆等級二等，儲糧數(shù)量6749.950 t，生產(chǎn)年度2019年，水分10.2%，雜質(zhì)0.6%，完整粒率92.7%，粗脂肪酸價(jià)0.41 mgKOH/g，蛋白溶解比率90%，色澤氣味正常。

4號倉，大豆等級二等，儲糧數(shù)量6445.820 t，生產(chǎn)年度2019年，水分11.6%，雜質(zhì)0.6%，完整粒率92.2%，粗脂肪酸價(jià)0.52 mgKOH/g，蛋白溶解比率90%，色澤氣味正常。

1.3 內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)

1.3.1 環(huán)流通風(fēng)系統(tǒng) 主要包括離心風(fēng)機(jī)、地上籠通風(fēng)道和倉內(nèi)PE環(huán)流管道。離心風(fēng)機(jī)型號：BLK-260-2-1.1 kW,功率1.1 kW，風(fēng)機(jī)風(fēng)量1400 m3/h，風(fēng)壓900 Pa，出風(fēng)口風(fēng)速24 m/s。

1.3.2 現(xiàn)場控制系統(tǒng) 包括主控制模塊和現(xiàn)場手動按鈕開關(guān)，驅(qū)動控制相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，具有自動采集倉內(nèi)溫度糧情數(shù)據(jù)以及風(fēng)機(jī)等通風(fēng)設(shè)備及設(shè)施數(shù)據(jù)和自動開啟或停止離心風(fēng)機(jī)等功能。

1.4 糧情檢測系統(tǒng)

外溫外濕、倉溫倉濕檢測點(diǎn)各一個(gè)，糧溫檢測共有77根電纜，308個(gè)測溫點(diǎn)。

1.5 檢測設(shè)備

深層扦樣器、分析天平、電熱恒溫箱、電熱恒溫水浴鍋、粉碎機(jī)、索氏抽提器等。

2 試驗(yàn)方法

2.1 機(jī)械通風(fēng)儲蓄冷源

11月～12月，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，氣溫較低情況下進(jìn)行整倉機(jī)械通風(fēng)降溫，通風(fēng)后整倉平均糧溫達(dá)到-5℃～0℃。

2.2 夏季內(nèi)環(huán)流控溫

7月初，通過持續(xù)觀察糧溫變化情況，當(dāng)倉溫達(dá)到上限溫度20℃開機(jī)，下限溫度18℃關(guān)機(jī)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 試驗(yàn)期間糧溫變化情況

表1與表2分別為1號試驗(yàn)倉、4號對照倉試驗(yàn)期間的糧溫變化情況。

由表1與表2分析得出，1號倉表層糧溫上升幅度非常小，試驗(yàn)前后僅上升了0.2℃，并且始終保持在低溫儲糧標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，最高時(shí)僅為18.5℃。2層糧溫受表層溫度下行影響，上升幅度較大，與試驗(yàn)前比較上升了13.8℃，3、4層糧溫上升幅度較小，試驗(yàn)前后分別上升了6.9℃和2.7℃，整倉平均糧溫上升速度平緩，試驗(yàn)前后上升了5.7℃。

表1 1號試驗(yàn)倉糧溫變化情況 (單位：℃)

表2 4號試驗(yàn)倉糧溫變化情況 (單位：℃)

4號倉表層糧溫上升幅度較大，最高時(shí)達(dá)到22.8℃，超過了低溫儲糧的標(biāo)準(zhǔn)。而2層糧溫上升幅度與1號倉比較相對降低，試驗(yàn)前后上升了7.5℃，與表層糧溫的溫差較大，存在糧堆表層結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)表1、表2對比可以看出，1號倉表層糧溫沒有太大變化，與初期相比僅僅上升了0.2℃，比4號對照倉的上升幅度低了4.6℃，由此可見，內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的控溫效果非常顯著。

從表中可以看出，試驗(yàn)前后1號倉和4號倉平均糧溫分別上升了5.7℃和4.1℃，雖然1號倉的平均糧溫上升幅度略大于4號倉，但上升趨勢是平緩的，而且與4號倉相比，1號倉的整倉糧溫更加均衡。

3.2 試驗(yàn)期間倉溫、倉濕變化情況

表3為兩個(gè)倉試驗(yàn)期間的倉溫、倉濕變化情況。

由表3可以看出，1號試驗(yàn)倉的倉溫、倉濕在應(yīng)用內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)期間始終保持在相對較低的狀態(tài)下，平均倉溫控制在18.5℃，平均倉濕控制在51.7%，受氣溫、氣濕的影響較小，營造了低溫、干燥的良好儲糧環(huán)境。4號對照倉受外界環(huán)境的影響，倉溫、倉濕變化幅度較大，平均倉溫21.0℃，峰值最高達(dá)到24.8℃，平均倉濕64.7%，最高時(shí)達(dá)到71.5%。

表3 1、4號倉倉溫、倉濕對比 (單位：℃、%)

3.3 試驗(yàn)期間糧食水分及儲存品質(zhì)變化情況

表4為兩倉在試驗(yàn)期間糧食水分及儲存品質(zhì)變化情況。

由表4可以看出，1號倉糧食水分及儲存品質(zhì)變化不大，試驗(yàn)前后糧食水分下降了0.1個(gè)百分點(diǎn)，粗脂肪酸值上升了0.07 mgKOH/g，蛋白質(zhì)溶解比率下降了2個(gè)百分點(diǎn)；而4號倉的糧食水分及儲存品質(zhì)變化幅度要大于1號倉，試驗(yàn)前后糧食水分下降了0.2個(gè)百分點(diǎn)，粗脂肪酸值上升了0.14 mgKOH/g，蛋白質(zhì)溶解比率下降了4個(gè)百分點(diǎn)。

表4 1、4號倉糧食水分及儲存品質(zhì)變化情況 單位(%、mgKOH/g)

3.4 試驗(yàn)電耗及單噸成本分析

1號試驗(yàn)倉運(yùn)行內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)52 d，累積通風(fēng)651 h，平均每天運(yùn)行約12 h，總電耗為4296 kW·h，單位能耗為0.63 kW·h/t，噸糧成本為0.38元/t，每天運(yùn)行時(shí)間過長，單位能耗超過內(nèi)環(huán)流控溫標(biāo)準(zhǔn)能耗，噸糧成本費(fèi)用較高。

4 試驗(yàn)結(jié)論

4.1 控溫效果顯著

應(yīng)用內(nèi)環(huán)流控溫儲糧技術(shù)的倉房，倉內(nèi)最高糧溫未超過19℃，平均糧溫未超過8℃，有效控制倉溫、表層糧溫并均衡整倉糧溫，達(dá)到低溫儲糧標(biāo)準(zhǔn)，減少了糧堆表層結(jié)露、結(jié)頂風(fēng)險(xiǎn)，為糧食安全度夏提供了有利保障。

4.2 實(shí)現(xiàn)了保水減損

應(yīng)用內(nèi)環(huán)流控溫儲糧技術(shù)的倉房，倉內(nèi)平均濕度控制在51.7%，低倉濕有效防止了夏季糧倉內(nèi)外的濕熱交換，減少了夏季儲糧水分的流失，內(nèi)環(huán)流控溫通風(fēng)前后，糧食水分無明顯變化。

4.3 有效抑制品質(zhì)劣變

高大平房倉應(yīng)用內(nèi)環(huán)流控溫儲糧技術(shù)期間，倉溫、平均糧溫較低，能夠有效控制倉房空間溫度和糧堆上層糧溫上升，降低倉內(nèi)相對濕度，達(dá)到降低糧食的呼吸強(qiáng)度,減少干物質(zhì)損耗，抑制了糧食品質(zhì)劣變的，抑制蟲害、微生物等生長繁殖，內(nèi)環(huán)流控溫通風(fēng)前后糧食色澤、氣味正常無明顯變化，為提高市場競爭力及綠色儲糧提供了有利保障，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)儲糧、綠色儲糧的目的。

4.4 改善工作環(huán)境

內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)自動采集溫度，根據(jù)設(shè)置條件自動控制風(fēng)機(jī)，不需要人工判斷，快捷高效，降低了保管員的工作強(qiáng)度、提高了工作效率。未應(yīng)用內(nèi)環(huán)流控溫的倉房，倉內(nèi)因空氣不流通，且倉溫較高，工作人員進(jìn)入倉內(nèi)不久會汗流浹背。應(yīng)用內(nèi)環(huán)流的倉房，由于倉溫明顯低于常規(guī)儲糧倉房，進(jìn)入倉內(nèi)感到?jīng)鏊?、舒適，便于工作，改善了工作環(huán)境。

4.5 提升工作效率

先進(jìn)的控制設(shè)備能夠精確地儲存大量數(shù)據(jù)，在應(yīng)用過程中，保管員定期記錄電表電量、出風(fēng)口溫度、倉溫、糧溫、倉濕、風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確高效地建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，對通風(fēng)倉房進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)分析，為儲糧安全提供了有效的數(shù)據(jù)支撐，從而確保儲糧安全。

5 問題及解決對策

5.1 存在的問題

隨著內(nèi)環(huán)流控溫儲糧技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在實(shí)際操作中也存在一些問題，如大楊樹地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，并且有“山區(qū)小氣候”特征，總體特點(diǎn)是溫度較低、溫差較大，年極端最高氣溫38.2℃，極端最低氣溫-42.6℃，年平均濕度85%，這種極端天氣導(dǎo)致倉房熱脹冷縮現(xiàn)象非常嚴(yán)重，倉房變形、掉皮、膠條老化的現(xiàn)象屢見不鮮，從而導(dǎo)致倉房氣密性極差，冷心儲存時(shí)間相對較短，內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)開機(jī)時(shí)間也相對較長，增加了電費(fèi)及風(fēng)機(jī)的使用壽命，使風(fēng)機(jī)蓄冷通風(fēng)頻繁，造成糧食損耗增加等問題。

5.2 應(yīng)對措施

下一步我?guī)鞂⒃诖_?！皟蓚€(gè)安全”的前提下，因地制宜、科學(xué)合理地開展實(shí)施內(nèi)環(huán)流技術(shù)，進(jìn)一步加大倉房基礎(chǔ)設(shè)施改造投資力度，力求達(dá)到內(nèi)環(huán)流控溫儲藏要求，對老舊倉房進(jìn)行氣密性改造，繼續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)相關(guān)新技術(shù)、新應(yīng)用，使內(nèi)環(huán)流這項(xiàng)綠色科技儲糧技術(shù)在我?guī)鞆V泛應(yīng)用并取得實(shí)效。