冬季內(nèi)環(huán)流均溫技術(shù)在淺圓倉中的應(yīng)用研究*

杜 娟 高玉升 王立宇 張 偉 郭建偉 孫振睿

[中儲糧(天津)倉儲物流有限公司 300452]

夏季運用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能有效控制倉溫及表層糧溫,維持倉溫及表層糧溫在23℃～25℃,達到準低溫儲糧標準。但采用內(nèi)環(huán)流技術(shù)安全度夏后,隨著外界氣溫逐漸下降至0℃以下,糧堆表層糧溫受倉溫及外溫影響,變化劇烈,導(dǎo)致倉溫和表層糧溫快速下降,會逐漸出現(xiàn)“冷皮熱心”現(xiàn)象,因大豆富含不飽和脂肪酸和蛋白質(zhì),易發(fā)生氧化變質(zhì)、吸濕生霉、結(jié)塊、發(fā)熱等儲糧隱患。

為解決上述問題,參考相關(guān)研究成果[1-5],天津倉儲公司開展了冬季內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的研究,通過環(huán)流風(fēng)機將糧堆內(nèi)部的濕熱空氣送至倉內(nèi)空間,以均衡倉溫、倉濕和表層糧溫,有效解決了夏季內(nèi)環(huán)流倉房在過冬時出現(xiàn)的表層生霉、結(jié)露等儲糧安全隱患,在華北地區(qū)實現(xiàn)了冬季內(nèi)環(huán)流均溫儲糧。

1 試驗材料

1.1 試驗倉房

天津倉儲公司淺圓倉于2014年6月交付使用,墻體為鋼筋混凝土,倉頂使用聚氨酯發(fā)泡保溫,地面為混凝土,淺圓倉內(nèi)直徑25.0 m,裝糧線高度27.15 m,核定倉容10500 t;倉頂4個自然通風(fēng)口,4個軸流風(fēng)機口,通風(fēng)方式為地下槽,通風(fēng)道為梳狀,一機八道,配備2臺4 kW的環(huán)流離心風(fēng)機,直徑300 mm的環(huán)流保溫管道。

選擇經(jīng)過夏季內(nèi)環(huán)流安全度夏的202號倉(試驗倉)和105號倉(對照倉)作為試驗倉房。

1.2 試驗糧食

202號倉和105號倉儲存的糧食均為同國別、同批次入倉的進口大豆,質(zhì)量接近,糧溫情況基本一致。詳情見表1。

表1 試驗糧食基本情況

1.3 內(nèi)環(huán)流控溫設(shè)備

兩倉安裝了相同的內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng),包括倉房現(xiàn)場控制柜(1臺)、環(huán)流風(fēng)機(2臺)、倉內(nèi)溫濕度傳感器(1個)、倉外保溫環(huán)流管道(2套,保溫棉3 cm厚)。

倉房現(xiàn)場控制柜采用集中控制,包括主控制模塊、分控制模塊、電氣控制回路和現(xiàn)場手動按鈕開關(guān);環(huán)流風(fēng)機選用BHKF-400-Ⅱ型離心風(fēng)機,安裝于倉房的對稱位置,風(fēng)量5000 m3/h,風(fēng)壓1250 Pa,功率4 kW,轉(zhuǎn)速1450 r/min,電壓380 V;倉外保溫環(huán)流管道利用淺圓倉兩側(cè)的谷冷機回風(fēng)管作為內(nèi)環(huán)流管道,倉外環(huán)流管網(wǎng)最小管徑300 mm。內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)示意圖見圖1。

圖1 內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)示意圖

在環(huán)流風(fēng)機的作用下,將糧堆內(nèi)部濕熱空氣從淺圓倉通風(fēng)道抽出,通過環(huán)流管道送至倉內(nèi)空間,從而達到均衡倉內(nèi)溫濕度和表層糧溫的目的。

2 試驗方法

2.1 冬季通風(fēng)蓄冷

202號倉和105號倉在2020年11月底至2021年1月中旬,選擇冬季氣溫較低的時機進行整倉機械通風(fēng)降溫蓄冷。當(dāng)整倉平均糧溫不超過5℃,單點最高糧溫不超過10℃時結(jié)束通風(fēng),此時糧堆內(nèi)部已存有大量冷源。

2.2 夏季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

為滿足準低溫儲存條件,202號倉和105號倉于2021年6月25日開始夏季內(nèi)環(huán)流試驗,設(shè)置啟停參數(shù)為:當(dāng)系統(tǒng)檢測倉溫≥26℃時,內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)自動開啟離心風(fēng)機;當(dāng)倉溫≤24℃時,內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)自動關(guān)閉離心風(fēng)機。

2.3 冬季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

為滿足均衡儲存條件,202號倉(試驗倉)于2021年10月27日開始冬季內(nèi)環(huán)流試驗。試驗時,開啟內(nèi)環(huán)流系統(tǒng),參數(shù)設(shè)置為:每日分三個時段自動啟停內(nèi)環(huán)流風(fēng)機,2:00、5:00、22:00自動開啟離心風(fēng)機;4:00、7:00、24:00自動關(guān)閉離心風(fēng)機。105號倉(對照倉)采用常規(guī)處理方法,包括局部打管通風(fēng)、人工挖溝處理、防護等。

2.4 冬季內(nèi)環(huán)流控溫過程記錄

2021年10月27日～12月21日開展了冬季內(nèi)環(huán)流試驗。當(dāng)氣溫、倉溫及表層糧溫溫差小于5℃,停止內(nèi)環(huán)流通風(fēng),累計通風(fēng)時長為336 h。通風(fēng)期間檢測出風(fēng)口風(fēng)速為4.4 m/s左右,出風(fēng)口溫度在11℃～13℃,出風(fēng)口濕度在55%～67%。202號倉試驗數(shù)據(jù)詳見表2。

表2 內(nèi)環(huán)流控溫試驗數(shù)據(jù)

3 結(jié)果與分析

3.1 控制效果分析

3.1.1 倉溫 兩倉倉溫變化情況見圖2。

圖2 202號倉和105號倉倉溫變化

由圖2可知,試驗期間,202號倉倉溫在外界氣溫突然下降時,利用糧堆氣體與倉內(nèi)氣體的共同作用,倉溫變化波動小;105號倉倉溫因外溫變化倉溫變化較大。由此可見,試驗倉比對照倉的倉溫更加均衡,并且倉溫變化較為平穩(wěn),受外溫影響較小。

3.1.2 倉濕 試驗期間兩倉倉濕變化情況見圖3。

圖3 兩倉倉濕變化

由圖3可知,在試驗期間,105號倉倉濕隨外濕變化而變化;202號倉倉濕相對平穩(wěn)。說明開展冬季內(nèi)環(huán)流技術(shù)倉濕幾乎不受外濕影響,利用倉內(nèi)空氣進行密閉環(huán)流控濕,可以有效控制倉濕,減少因濕度變化出現(xiàn)水分損耗或結(jié)露等現(xiàn)象。

3.1.3 最高糧溫與整倉平均糧溫 試驗期間兩倉最高糧溫、表層糧溫與整倉平均糧溫變化情況,見圖4～圖6。

圖4 兩倉最高糧溫變化

由圖4和圖5可知,試驗期間,兩倉最高糧溫均有變化。202號倉在內(nèi)環(huán)流風(fēng)機通風(fēng)的作用下,最高糧溫一直處于穩(wěn)步降低的趨勢,且糧堆表層溫度隨倉溫變化逐漸降低;而105號倉在氣溫下降的季節(jié),最高糧溫和表層糧溫有升高現(xiàn)象,經(jīng)糧情檢查后發(fā)現(xiàn),糧堆表面局部區(qū)域出現(xiàn)輕微結(jié)露發(fā)霉現(xiàn)象,導(dǎo)致糧溫出現(xiàn)異常。這說明經(jīng)夏季內(nèi)環(huán)流的倉房在不進行糧面翻倒、單管通風(fēng)等儲糧措施的情況下,在冬季易出現(xiàn)結(jié)露發(fā)霉現(xiàn)象;而采用冬季內(nèi)環(huán)流均溫技術(shù)的202號倉最高糧溫和表層糧溫呈緩慢下降趨勢,利用糧堆氣體和倉內(nèi)氣體的中和作用可以有效控制倉溫對表層糧溫的影響,不會因溫濕度驟降而出現(xiàn)異常糧情。

圖5 兩倉表層平均糧溫變化

由圖6可知,兩倉平均糧溫都呈緩慢下降趨勢,202號倉環(huán)流通風(fēng)氣體交換量相對較大,降溫幅度較大,105號倉為自然降溫,只能降低表層和墻壁邊緣的糧溫,降溫幅度較小,由此證明,冬季內(nèi)環(huán)流不會引起倉內(nèi)平均糧溫的升高,反而會利用均衡后的倉溫在糧堆內(nèi)部環(huán)流,從而降低整體平均糧溫,更有利于安全儲糧。

圖6 兩倉整倉平均糧溫變化

3.2 冬季內(nèi)環(huán)流控溫前后水分對比分析

試驗前后,按照GB/T 5491-1985《糧食、油料檢驗、扦樣、分樣法》和GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》要求,每半月扦取試驗倉樣品并檢測水分,詳見表3。

表3 試驗前后糧食基本情況

由表3可見,試驗前后202號倉水分在內(nèi)環(huán)流試驗期間基本無變化,說明內(nèi)環(huán)流控溫不會引起儲糧水分的明顯變化,有一定的保水作用。

3.3 糧情穩(wěn)定性分析

202號倉在試驗期間糧情穩(wěn)定,未發(fā)生結(jié)露生霉、儲糧害蟲孳生、糧溫異常等情況;105號倉在試驗期間倉溫和表層糧溫溫差較大,中心表層區(qū)域出現(xiàn)局部輕微結(jié)露、發(fā)熱等現(xiàn)象,其它區(qū)域糧面下15 cm處也出現(xiàn)糧食發(fā)硬情況,采取單管通風(fēng)降溫處理及翻動糧面等措施后達到安全儲糧條件,且在結(jié)露區(qū)域發(fā)現(xiàn)少量儲糧害蟲(書虱),使用惰性粉進行糧面防護。

由此可見,冬季內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能有效解決冬季溫差過大引發(fā)的糧堆表層結(jié)露,霉變結(jié)塊,內(nèi)部發(fā)熱等難題,并能有效預(yù)防儲糧害蟲孳生,確保糧食品質(zhì)良好。

3.4 經(jīng)濟效益分析

兩倉在試驗期間產(chǎn)生的具體費用見表4。

表4 202號倉與105號倉費用情況

由表4可看出,105號倉噸糧費用0.37元/t,202號倉噸糧費用0.20元/t,采用冬季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的試驗倉實現(xiàn)了儲糧安全過冬,節(jié)省了對異常糧情處理產(chǎn)生的費用,同時也減少勞務(wù)人員和保管人員的勞動量,經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。

4 試驗結(jié)論

4.1 冬季內(nèi)環(huán)流均溫技術(shù)能有效均衡倉溫、倉濕和表層糧溫,解決冬季氣溫急劇下降造成的糧堆表層生霉、結(jié)露等問題。

4.2 冬季內(nèi)環(huán)流控溫可以降低倉儲作業(yè)人員的勞動強度。

4.3 冬季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)運行成本低,降低了異常糧情處理的人工費、電費、藥劑費用,總體經(jīng)濟效益明顯。

4.4 冬季內(nèi)環(huán)流控溫不會引起儲糧水分的明顯變化。

4.5 采取冬季內(nèi)環(huán)流控溫通風(fēng)的倉房冬季儲糧更加穩(wěn)定。