任伯恩,王仁旭,吳建忠
(北京市房山糧油貿(mào)易有限公司/全國(guó)糧食和物資儲(chǔ)備技能大師工作室,北京 100055)
北京地區(qū)屬于第四生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)[1],為典型的暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥,春秋短促。年平均氣溫10 ~ 12 ℃,1月平均氣溫-7 ~ 4 ℃,7月平均氣溫25 ~ 26 ℃,最高氣溫可達(dá)35 ~ 40 ℃。隨著北京市“糧安工程”智能化升級(jí)改造項(xiàng)目的推進(jìn),多數(shù)糧倉(cāng)已完成內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的安裝和使用。內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)要領(lǐng)可概括為冬季蓄冷,春季保冷,夏季控溫,即利用糧堆“冷心”儲(chǔ)存冷源[2],在氣溫上升季節(jié)之前做好倉(cāng)房保溫隔熱處理,夏季實(shí)施倉(cāng)內(nèi)封閉環(huán)流,降低倉(cāng)溫、倉(cāng)濕,從而達(dá)到降低表層糧溫、均衡糧溫的目的。本試驗(yàn)擬研究?jī)?nèi)環(huán)流控溫條件下糧堆內(nèi)部水分變化規(guī)律,以期為高大平房倉(cāng)內(nèi)環(huán)流控溫儲(chǔ)糧實(shí)際應(yīng)用提供參考。
1.1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房基本情況
試驗(yàn)高大平房倉(cāng)(20號(hào)倉(cāng)):48 m×27 m×6 m(長(zhǎng)×寬×裝糧線(xiàn)高),配備電子測(cè)溫、機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸等科學(xué)保糧措施,倉(cāng)內(nèi)地坪為水泥,倉(cāng)頂隔熱材料為膨脹珍珠巖。儲(chǔ)存5 886.547 t國(guó)產(chǎn)小麥。試驗(yàn)前做好倉(cāng)房門(mén)窗、通風(fēng)口以及風(fēng)機(jī)的密閉、隔熱工作,并于上年冬季做好糧堆蓄冷工作(平均糧溫5 ℃)。
1.1.2 內(nèi)環(huán)流控溫環(huán)流熏蒸集成控制系統(tǒng)
LQCK-001型內(nèi)環(huán)流控溫環(huán)流熏蒸集成控制系統(tǒng):山東金鐘電子集團(tuán)。系統(tǒng)為一機(jī)三控,單面安裝;包括一管、一機(jī)、一箱、一線(xiàn),即保溫管、環(huán)流風(fēng)機(jī)、控制箱、測(cè)溫感應(yīng)線(xiàn)。風(fēng)道為倉(cāng)房原有通風(fēng)系統(tǒng)。保溫管為管套管結(jié)構(gòu),內(nèi)管材料為PVC,外管材料為不銹鋼,其間填充聚氨酯發(fā)泡保溫材料。環(huán)流風(fēng)機(jī)為三項(xiàng)異步防爆電動(dòng)機(jī),功率0.75 kW。溫度采集器為數(shù)字溫度傳感器??刂葡錇橄到y(tǒng)核心控制部位,可自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉系統(tǒng),自動(dòng)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和開(kāi)啟次數(shù)。
1.1.3 溫濕水一體化糧情檢測(cè)系統(tǒng)
恒豐-003型溫濕水一體化糧情檢測(cè)系統(tǒng):寧夏東大恒豐科技有限公司。主要用于糧堆溫度、水分、糧堆內(nèi)部濕度的監(jiān)測(cè)[3]。把糧堆平面等分成4個(gè)區(qū)域,采用梅花布點(diǎn)方法,即糧倉(cāng)水平面布置成5行5列,共13個(gè)測(cè)點(diǎn)(見(jiàn)圖1),兩側(cè)測(cè)點(diǎn)離墻1 m,中間2個(gè)測(cè)點(diǎn)對(duì)稱(chēng),平面每個(gè)測(cè)點(diǎn)在深度方向分為4層,距離上下糧面0.5 m各一個(gè)測(cè)點(diǎn),其他2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)等分,總共為52個(gè)測(cè)點(diǎn)。
圖1 20號(hào)倉(cāng)溫濕水系統(tǒng)布點(diǎn)圖
20號(hào)倉(cāng)于5月26日開(kāi)啟內(nèi)環(huán)流系統(tǒng),啟動(dòng)溫度設(shè)為21 ~ 24 ℃[4],于6月13日調(diào)至25 ~ 27 ℃。每天9:00采集糧堆內(nèi)部濕度以及水分1次。于9月26日關(guān)閉系統(tǒng),停機(jī)1個(gè)月后,再次對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
由表1可知,通風(fēng)前后糧堆平均水分均為10.6%,可認(rèn)為內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)有一定的保水效果;通風(fēng)2周內(nèi),由于糧堆下行式氣流的作用,第四層糧食水分由11.0%降至10.9%,而第一層糧食水分由10.6%升至11.2%。隨著時(shí)間的推移,表層糧食與倉(cāng)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行濕熱交換,第一層糧食通過(guò)散濕作用水分不斷降低,第二、第三層糧食水分呈緩慢上升而后下降的趨勢(shì)。
表1 20號(hào)倉(cāng)平均水分情況 %
通風(fēng)結(jié)束1個(gè)月之后,根據(jù)吸濕平衡規(guī)律,第一層糧食水分由9.0%升至9.4%,整倉(cāng)平均水分為10.7%,說(shuō)明關(guān)閉內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)之后,糧堆水分有一個(gè)再分配、再平衡的過(guò)程。
由表2可知,通風(fēng)2周內(nèi)表層糧食與倉(cāng)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行濕熱交換,第一層糧堆濕度由47.2%升至51.7%,第二層和第三層糧堆的濕度呈上升趨勢(shì),第四層呈下降趨勢(shì)。隨著時(shí)間的推移,在下行氣流的影響下,第一層糧堆濕度不斷降低,第二、第三層糧堆濕度呈緩慢上升而后下降的趨勢(shì),第四層呈先下降后上升趨勢(shì)。整體上,糧堆濕度由44.9%上升為48.8%,增加的濕度應(yīng)來(lái)自于倉(cāng)內(nèi)環(huán)境的濕熱空氣。
表2 糧堆平均濕度情況 %
因此可見(jiàn),糧堆濕度是伴隨糧堆水分同步轉(zhuǎn)移的,即自上而下的氣流通過(guò)糧堆,水分含量較高的糧層通過(guò)散濕作用使水分降低,并在糧堆空隙內(nèi)形成較高的濕度,而水分較低的糧層則通過(guò)吸濕作用增加水分進(jìn)而使水分自上而下轉(zhuǎn)移。糧堆內(nèi)部水分維持相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡[5]。
水分的流失造成糧食重量的流失,由于內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)是閉合回路,與外界空氣沒(méi)有濕熱交換,理論上不會(huì)流失水分,起到了保水作用[6],為節(jié)糧減損提供了有效保障,有益于提高糧庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益。
糧堆表層水分降低明顯,尚未對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),無(wú)法評(píng)價(jià)水分降低對(duì)儲(chǔ)糧品質(zhì)的直接影響,但是表層水分下降也說(shuō)明其防止糧面結(jié)露的作用[7];較為干燥的環(huán)境雖不能完全避免蟲(chóng)、螨活動(dòng),但會(huì)有一部分種類(lèi)因不適于干燥條件而無(wú)法生存,或者在繁殖方面有所降低。
一是提升倉(cāng)房的保溫隔熱和氣密性能。適當(dāng)減少倉(cāng)房倉(cāng)窗數(shù)量,采取部分窗戶(hù)磚砌封堵,剩余窗戶(hù)可采用密封糧膜加隔熱板密封處理,增設(shè)新型保溫門(mén),采用倉(cāng)內(nèi)空間吊頂處理,對(duì)倉(cāng)內(nèi)穿線(xiàn)管和墻壁箱體采用密封膠密封處理,以提升空間降溫效果,確保倉(cāng)房保溫和密閉性能[8]。二是做好冬季蓄冷,蓄冷工作兼顧降溫和保水,做好這個(gè)階段的蓄冷工作是夏季內(nèi)環(huán)流控溫和保水的基礎(chǔ)。把握適宜的通風(fēng)時(shí)機(jī),采用風(fēng)量較小的排風(fēng)扇進(jìn)行階段式間歇降溫通風(fēng),平均糧溫降至5 ℃左右,局部最高糧溫≤15 ℃。三是科學(xué)設(shè)定參數(shù),根據(jù)倉(cāng)房條件和品種靈活掌握控溫目標(biāo),采取階段性或間歇式開(kāi)啟內(nèi)環(huán)流開(kāi)始控溫。儲(chǔ)存小麥、玉米的參數(shù)可設(shè)定為26~24 ℃,儲(chǔ)存稻谷的參數(shù)可設(shè)定為22~20 ℃。