摘要：研究了不同氣密性等級(jí)高大平房倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧過(guò)程中氮?dú)鉂舛鹊淖兓?，比較了不同氣密性等級(jí)倉(cāng)房氮?dú)馊論p失率變化，分析了三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆氮?dú)鉂舛群蜌饽业獨(dú)鉂舛鹊牟町愋?。結(jié)果表明，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)鉂舛茸兓手笖?shù)下降趨勢(shì)。從理論上分析，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆平均濃度維持目標(biāo)濃度（98%）難度較大，而一級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆平均濃度較易達(dá)到目標(biāo)濃度（98%）。氣調(diào)殺蟲(chóng)方面，建議開(kāi)展氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧的高大平房倉(cāng)氣密性至少到達(dá)300 s，可更容易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)濃度98%。三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)氣調(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)鉂舛染鶆蛐詾?.980 8%～0.996 6%，在95%的置信區(qū)間氣囊內(nèi)氮?dú)鉂舛群图Z堆內(nèi)氮?dú)鉂舛炔町惒伙@著，氮?dú)舛褍?nèi)分層現(xiàn)象不明顯。

關(guān)鍵詞：氣調(diào)倉(cāng)；氮?dú)猓粴庹{(diào)；氣密性

中圖分類(lèi)號(hào)：S379.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240519

基金項(xiàng)目：廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃（2023B0202060002）；綠色儲(chǔ)糧標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn)項(xiàng)目（糧辦標(biāo)〔2021〕207號(hào)）。

Effects of nitrogen concentration of controlled-atmosphere storage in large size horizontal warehouse with different airtightness levels

Lu Zihua1， Chen Wangxian1， Guo Chao2，Wu Yousi1， Long Yangfan1， Chen Yueyin3， Huang Dongyang3， Wen Zhanqing4

（ 1. Guangdong New-federation of Supply and Marketing of Grain Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong 510000； 2. Laboratory of Grain Storage and Pest Control， Guangdong Institute for Cereal Science Research， Guangzhou， Guangdong 510310；3 Meizhou Depot of Guangdong Grain Reserve Management Group Co.， Ltd.， Meizhou， Guangdong 514071； 4. Zhuhai Jinwan Grain Co.， Ltd.， Zhuhai， Guangdong 519090 ）

Abstract： Nitrogen concentration of controlled-atmosphere storage was studied in large size horizontal warehouse with different airtightness levels. Daily-loss of nitrogen was evaluated. And the concentration of nitrogen inside the grain and blistered space covered with PVC sheeting was analyzed. The results showed that， the concentration of nitrogen follow exponential decay during fumigation in stored grain. In theoretical analysis， the average concentration of nitrogen for the third-level airtightness warehouse may be difficult to reach 98% of the target concentration， but the one for the first-level was easy to reach the target concentration. For killing the grain storage pest to achieve the target concentration of 98%， pressure decay test for airtightness for controlled-atmosphere was recommended at least 300 s. The uniformity of nitrogen concentration for the third-level airtightness warehouse was from 0.980 8% to 0.996 6%. For 95% confidence interval， there were no significant differences for the concentration of nitrogen between inside the grain and blistered space covered with PVC sheeting.

Key words： controlled-atmosphere warehouse； nitrogen； controlled-atmosphere； airtightness

氮?dú)鈿庹{(diào)是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的安全有效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治技術(shù)，既能達(dá)到抑制蟲(chóng)霉生長(zhǎng)、延緩儲(chǔ)糧品質(zhì)劣變，還能提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，是符合我國(guó)國(guó)情的綠色儲(chǔ)糧技術(shù)之一[1]。近些年來(lái)，由于制氮設(shè)備的研發(fā)和氣密性良好的倉(cāng)房建設(shè)，富氮低氧氮?dú)鈿庹{(diào)技術(shù)在我國(guó)南方地區(qū)都得到了推廣應(yīng)用，并取得了顯著的效果[2]。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧因其原料制備成本低、設(shè)備操作與充氮作業(yè)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，具有較高的可操作性和經(jīng)濟(jì)效益[3]。開(kāi)展氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)精細(xì)化管理，探索科學(xué)合理使用氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)，具有重要的意義。

隨著氮?dú)鈿庹{(diào)在糧食儲(chǔ)藏中的擴(kuò)大應(yīng)用，糧堆中氮?dú)鉂舛仁欠襁_(dá)到設(shè)定的目標(biāo)濃度成為氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧成功與否的關(guān)鍵因素[4]。LS/T 1225—2022《氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)規(guī)程》[5]中規(guī)定：氣調(diào)殺蟲(chóng)要求維持整倉(cāng)平均氮?dú)鉂舛炔坏陀?8%，持續(xù)時(shí)間不少于28 d。GB/T 29890—2013《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》[6]第8.3.1.3條和《廣東省綠色儲(chǔ)糧技術(shù)指南》[7]第2.3.2.2.1條明確提出氮?dú)鈿庹{(diào)殺蟲(chóng)要求維持氮?dú)鉂舛?8%以上，密閉時(shí)間一般應(yīng)保持30 d以上。國(guó)內(nèi)有不少地方糧庫(kù)為實(shí)現(xiàn)98%的氮?dú)鉂舛饶繕?biāo)，開(kāi)展了倉(cāng)門(mén)倉(cāng)窗改造增設(shè)氣囊[8-9]、改造內(nèi)墻等大量氣密性提升工作[3，10-14]。

本試驗(yàn)擬研究不同氣密性等級(jí)高大平房倉(cāng)氮?dú)鈨?chǔ)糧氣調(diào)倉(cāng)濃度變化，分析高大平房倉(cāng)衰減系數(shù)和日損失率變化關(guān)系，并比較三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆氮?dú)鉂舛群蜌饽业獨(dú)鉂舛鹊牟町愋?，以期為氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)精細(xì)化管理提供技術(shù)支撐。

1 材料與器材

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房及儲(chǔ)糧情況

供試倉(cāng)房：四會(huì)新供銷(xiāo)天潤(rùn)農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)投資有限公司0P04倉(cāng)高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)24 m，寬24 m，裝糧線高度7 m；珠海市斗門(mén)區(qū)糧食收儲(chǔ)公司六鄉(xiāng)糧庫(kù)4P1-1號(hào)高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)39 m，寬21 m，裝糧線高度7 m；珠海市金灣區(qū)糧食儲(chǔ)備有限公司高大平房倉(cāng)P6倉(cāng)，長(zhǎng)36 m，寬24 m，裝糧線高度7 m；廣東省儲(chǔ)備糧管理總公司梅州直屬庫(kù)P3倉(cāng)、P6倉(cāng)高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)53.6 m，寬26.2 m，裝糧線高度6 m；廣東省儲(chǔ)備糧管理總公司羅定直屬庫(kù)P1倉(cāng)，高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)60 m，寬21 m，裝糧線高度6 m。試驗(yàn)各倉(cāng)儲(chǔ)糧情況見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)器材和設(shè)備

KSN-310型變壓吸附制氮設(shè)備：杭州聚科空分設(shè)備制造有限公司；YC-QTSYS型糧情自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)：鄭州躍創(chuàng)電子科技有限公司；LY-99.5-220型氮?dú)獍l(fā)生器：江陰隆耀機(jī)械制造有限公司；HA300-N2型氣體濃度檢測(cè)儀：深圳市華瑞祥科技有限公司；CQMY型倉(cāng)房氣密性測(cè)定裝置：河南未來(lái)機(jī)電工程有限公司；DP2000型智能數(shù)字微壓計(jì)：上海永智儀表設(shè)備有限公司；LDPN型變壓吸附氮?dú)庠O(shè)備：大連力德氣體科技股份有限公司；CNL-2100便攜式高含量氣體濃度檢測(cè)儀：上海昶艾電子科技有限公司；NP995-350B型變壓吸附制氮機(jī)：廣州市維通工業(yè)氣體技術(shù)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 倉(cāng)房氣密性測(cè)定

參照GB/T 25229—2010《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》[15]。

1.3.2 氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)沿倉(cāng)房對(duì)角線布置3處，每處設(shè)置3層檢測(cè)點(diǎn)，分別為距糧面1/4處（糧堆上層）、1/2處（糧堆中層）、3/4處（糧堆下層），倉(cāng)房空間氣囊設(shè)置1個(gè)點(diǎn)，記為1#檢測(cè)點(diǎn)。采用直徑 5 mm的耐壓軟管作為氣體取樣管用于檢測(cè)糧堆空間的氮?dú)鉂舛?。定時(shí)檢測(cè)并記錄各檢測(cè)點(diǎn)濃度，檢測(cè)點(diǎn)布置參照LS/T 1225—2022《氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)規(guī)程》[5]，其中2#～10#測(cè)氣點(diǎn)位于倉(cāng)房對(duì)角線上，2#～4#距兩墻體3 m左右；8#～10#測(cè)氣點(diǎn)距兩墻體7 m左右；2#、5#、8#測(cè)氣點(diǎn)位于距糧面1/4處；3#、6#、9#檢測(cè)點(diǎn)位于距糧面1/2處；4#、7#、10#測(cè)氣點(diǎn)位于距糧面3/4處；1號(hào)點(diǎn)位于氣囊空間中部，見(jiàn)圖1所示。珠海4P1-1倉(cāng)氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)設(shè)置參照曹文杰等[11]。

1.3.3 氣調(diào)充氮工藝

采用上充下排充氣方式，氮?dú)庠O(shè)置目標(biāo)均為98%。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 17.0，數(shù)據(jù)差異顯著性分析參照張文彤等[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氣密性等級(jí)倉(cāng)房的氣密性

由表2可知，四會(huì)庫(kù)0P04號(hào)倉(cāng)、珠海庫(kù)4P1-1號(hào)倉(cāng)半衰期分別為125、165 s，根據(jù)GB/T 25229-2010《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》[15]，均為氣調(diào)倉(cāng)三級(jí)倉(cāng)。珠海金灣6號(hào)倉(cāng)半衰期為256 s，根據(jù)GB/T 25229-2010《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》[15]，為氣調(diào)倉(cāng)二級(jí)倉(cāng)。梅州P1倉(cāng)、梅州P3倉(cāng)、羅定庫(kù)P1倉(cāng)半衰期分別為601、603、778 s，根據(jù)GB/T 25229-2010《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》[15]，均為氣調(diào)倉(cāng)一級(jí)倉(cāng)。

2.2 不同氣密性等級(jí)倉(cāng)房氣調(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)鉂舛鹊淖兓闆r

不同氣密性等級(jí)倉(cāng)房氣調(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)鉂舛茸兓闆r如圖2所示。在不補(bǔ)充氮?dú)獾那闆r下，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)鉂舛茸兓裱手笖?shù)下降趨勢(shì)，衰減階段濃度和時(shí)間符合指數(shù)模型C=ae-bt （a>0；b>0）。四會(huì)庫(kù)0P04號(hào)倉(cāng)氮?dú)鉂舛茸兓壬吆笏p，衰減階段氮?dú)鉂舛茸兓裱瑿=97.516 5e-0.000 8t。珠海4P1-1倉(cāng)氮?dú)鉂舛人p階段變化遵循C=97.196 12e-0.000 95t。珠海金灣6號(hào)倉(cāng)、羅定庫(kù)P1倉(cāng)、梅州庫(kù)P3倉(cāng)、梅州庫(kù)P6倉(cāng)氮?dú)鉂舛人p階段均符合指數(shù)下降模型。

令時(shí)間t趨近于0，那么氮?dú)鉂舛菴則在坐標(biāo)軸上為與Y軸交點(diǎn)，此交點(diǎn)數(shù)值可以理解為理論上氮?dú)鉂舛鹊淖畲笾怠Ｓ蓤D2可知，三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)四會(huì)庫(kù)0P04號(hào)倉(cāng)、珠海4P1-1倉(cāng)理論上氮?dú)鉂舛鹊淖畲笾捣謩e為97.516 5%、97.196 12%，平均濃度均低于98%。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，四會(huì)庫(kù)0P04號(hào)倉(cāng)、珠海4P1-1倉(cāng)難以達(dá)到目標(biāo)濃度98%。而二級(jí)氣調(diào)倉(cāng)珠海金灣6號(hào)倉(cāng)理論上氮?dú)鉂舛鹊淖畲笾禐?7.892 8%，平均濃度接近于98%，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)該倉(cāng)在2023年10—11月短期平均濃度達(dá)到目標(biāo)濃度98%。一級(jí)氣調(diào)倉(cāng)羅定庫(kù)P1倉(cāng)、梅州庫(kù)P3倉(cāng)、梅州庫(kù)P6倉(cāng)理論上氮?dú)鉂舛鹊淖畲笾捣謩e為99.024 3%、98.692 2%、98.890 3%，平均濃度均高于98%。這表明，三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆平均濃度可能難以超過(guò)目標(biāo)濃度98%，一級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆平均濃度較易達(dá)到目標(biāo)濃度98%，其原因值得進(jìn)一步研究。從氣調(diào)殺蟲(chóng)的角度，建議開(kāi)展氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧的高大平房倉(cāng)氣密性至少到達(dá)300 s，可能更容易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)濃度98%。

2.3 不同氣密性等級(jí)倉(cāng)房日損失率變化分析

不同氣密性等級(jí)倉(cāng)房氣調(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)馊論p失率變化如表3所示。隨著倉(cāng)房氣密性等級(jí)提升，衰減系數(shù)數(shù)值逐漸減小，由0.000 80減小至0.000 20，日損失率逐漸減少，由0.099 95%減少至0.020 00%，其變化趨勢(shì)與王智穎等[18]對(duì)熏蒸劑日損失率的研究結(jié)果一致。

2.4 四會(huì)庫(kù)0P04號(hào)倉(cāng)糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛茸兓治?/p>

四會(huì)庫(kù)0P04號(hào)倉(cāng)充氮?dú)庹{(diào)初期兩次強(qiáng)排前后氮?dú)鉂舛茸兓绫?所示。第一個(gè)強(qiáng)排后糧堆氮?dú)馄骄鶟舛仍黾?.2%，第二次強(qiáng)排后糧堆氮?dú)馄骄鶟舛仍黾?.2%。四會(huì)庫(kù)0P04號(hào)倉(cāng)氣調(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)鉂舛染鶆蛐越橛?.980 8% ～ 0.996 6%，氣囊內(nèi)氮?dú)鉂舛群图Z堆內(nèi)氮?dú)鉂舛葦?shù)值接近，采用 SPSS17.0獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析，相伴概率為0.974 0，大于 0.05，表明在95%的置信區(qū)間氣囊內(nèi)氮?dú)鉂舛群图Z堆內(nèi)氮?dú)鉂舛炔町惒伙@著，氮?dú)舛褍?nèi)分層現(xiàn)象不明顯。

3 結(jié) 果

研究了3個(gè)氣密性等級(jí)高大平房倉(cāng)氮?dú)鈨?chǔ)糧氣調(diào)倉(cāng)濃度變化，探討了壓力半衰期為125～778 s高大平房倉(cāng)氮?dú)鉂舛茸兓町?。結(jié)果表明，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間氮?dú)鉂舛茸兓裱手笖?shù)下降趨勢(shì)。從理論上分析，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆平均濃度可能難以達(dá)到目標(biāo)濃度98%，而一級(jí)氣調(diào)倉(cāng)糧堆平均濃度較易達(dá)到目標(biāo)濃度98%。從氣調(diào)殺蟲(chóng)的角度，建議開(kāi)展氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧的高大平房倉(cāng)氣密性至少到達(dá)300 s，可更容易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)濃度98%。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 許俊亞， 呂建華， 白春?jiǎn)ⅲ?等. 氣調(diào)殺蟲(chóng)在儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治中的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào)， 2023， 38（9）： 21-28.

[2] 王麗娜， 郭超， 陳亮， 等. 氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏啟封前后小麥品質(zhì)變化研究[J]. 糧油食品科技， 2023， 31（2）： 178-184.

[3] 王力， 陳賽賽， 胡育銘. 充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 糧油食品科技， 2016，24（5）： 102-105.

[4] 黃祖亮， 鄭理芳， 陳疆， 等. 氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧效果與倉(cāng)房氣密性的關(guān)系研究[J]. 糧食儲(chǔ)藏， 2010（1）： 35-37.

[5] 國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局. 氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)規(guī)程： LS/T 1225—2022[S]. 北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2022.

[6] 國(guó)家糧食局. 糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范： GB/T 29890—2013[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[7] 廣東省糧食和物資儲(chǔ)備局. 廣東省綠色儲(chǔ)糧技術(shù)指南[EB/OL].（2021-07-14）[2024-07-05].http：//gdgrain.gd.gov.cn/attachment/ 0/429/429924/3346054.pdf.

[8] 蔡育池， 付鵬程， 吳東亮， 等. 重力緩釋氣囊在淺圓倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)的應(yīng)用研究[J]. 糧食儲(chǔ)藏， 2023， 52（2）： 1-6+14.

[9] 葉海軍， 姚亞?wèn)|， 王曉博， 等. 附壁氣囊在淺圓倉(cāng)中的應(yīng)用[J]. 糧食儲(chǔ)藏， 2020， 49（2）： 15-18.

[10] 許建雙， 王保齡， 陳峰， 等. 平房倉(cāng)氣密性改造對(duì)氮?dú)鈨?chǔ)糧應(yīng)用效果的影響[J]. 糧食和飼料工業(yè)， 2023（2）： 5-8+20.

[11] 曹文杰， 何國(guó)強(qiáng)， 黃榮輝， 等. 氮?dú)鈿庹{(diào)倉(cāng)進(jìn)氣量對(duì)糧堆氮?dú)鉂舛鹊挠绊慬J]. 糧油食品科技， 2020， 28（5）： 213-217.

[12] 劉進(jìn)吉， 趙磊， 葉海軍， 等. 淺圓倉(cāng)不同充氮工藝氣調(diào)試驗(yàn)[J]. 糧食儲(chǔ)藏， 2019， 48（6）： 16-20.

[13] 李丹青， 李明成， 歐旺生， 等. 高大平房倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)防治試驗(yàn)[J]. 糧油倉(cāng)儲(chǔ)科技通訊， 2019， 35（6）： 35-38.

[14] 殷家明， 劉勝?gòu)?qiáng)， 蔣雪梅， 等. 橫向通風(fēng)系統(tǒng)變壓吸附制氮?dú)庹{(diào)技術(shù)的研究[J]. 糧食儲(chǔ)藏， 2020， 49（5）： 6-9.

[15] 國(guó)家糧食局.糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求：GB/T 25229—2010[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[16] 張文彤， 鄺春偉. SPSS統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)教程[M]. 2版. 北京：高等教育出版社， 2011： 220-250.

[17] 郭超， 王殿軒， 勞傳忠， 等. 熏蒸過(guò)程糧堆磷化氫濃度變化模型及驗(yàn)證研究 [J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào)， 2018， 33（1）： 143-149.

[18] 王智穎， 王殿軒， 郭超， 等. 小麥粉加工車(chē)間硫酰氟整體熏蒸殺蟲(chóng)效果評(píng)估[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào)， 2024，39（2）：25-30.

[19] 何夢(mèng)婷， 葛中健， 張景， 等. 淺圓倉(cāng)熏蒸過(guò)程中磷化氫擴(kuò)散和分布特性研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào)， 2021， 37（6）： 23-28.

[20] 曾照耀，王貴正，周全功，等.樓房倉(cāng)全倉(cāng)氣密性改造試驗(yàn)[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2024，49（1）：78-81.

[21] 曾勇，黃信，李星星，等.華南地區(qū)淺圓倉(cāng)氣調(diào)控溫應(yīng)用試驗(yàn)[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2023，48（6）：91-93.

[22] 吳文強(qiáng)，莊蕓蕾，楊建國(guó)，等.兩種控溫方法下氮?dú)鈿庹{(diào)對(duì)稻谷品質(zhì)的影響[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2023，48（4）：90-93.