膜下內環流控溫技術在新粳稻安全儲藏中的應用

劉海燕，黃 浩

江蘇無錫新安國家糧食儲備庫 (無錫 214028)

膜下內環流控溫技術是目前大多數糧庫廣泛應用的儲糧技術手段之一，其原理利用糧堆自然冷心或補充制冷源，有效結合糧堆膜下環流系統，在夏季或秋季進行倉內膜下環流通風，實現上層糧溫可控和全倉糧溫的相對均衡，確保整倉糧食達到準低溫儲藏條件，避免儲糧夏秋季生蟲和使用化學藥劑防治儲糧害蟲[1]。多年來我庫結合不同倉房條件、糧食水分、風網系統等具體實際靈活應用膜下內環流控溫技術，為改善儲藏條件，降低成本、促進糧食保質保鮮，延緩品質劣變摸索積累了一些經驗，提升了科技儲糧管理水平，促進了儲糧方式由傳統型向綠色生態型轉變，實現了低溫(準低溫)綠色儲糧[2]。

1 材料與方法

1.1 倉房及儲糧情況

1.1.1 倉房情況

選擇無錫新安國儲庫2005年建成的高大平房倉4號倉和1995年建成的房倉15倉作為試驗倉，兩倉均為膜下內環流系統，糧情測控系統為同創高科糧情測控系統。

4號倉：2005年建成的高大平房倉，設計倉容5 832 t。倉墻壁磚混結構，單倉跨度24 m、長54 m,裝糧線高度6m。倉頂為砼板結構，通風口6個，地槽通風系統，一機兩道(通風系統見圖1)。全倉裝有測溫電纜72根，每根電纜自下而上設4個測溫點。移動式環流風機6臺，每臺功率0.75 kW。

圖1 通風管道示意圖(4號倉)

15號倉：1995年建成的平房倉，設計倉容2 700 t，倉墻壁磚混結構，倉房跨度24 m、長30 m，裝糧線高度5 m，倉頂為砼板結構，通風口3個，地槽通風系統，一機兩道(通風系統見圖2)。全倉裝有測溫電纜42根，每根電纜自下而上設4個測溫點。移動式環流通風機3臺，每臺功率0.75 kW。

圖2 通風管道示意圖(4號倉)

1.1.2 儲糧情況

儲量情況見表1，4號倉和15號倉儲存糧食品種都是2018年江蘇產新粳稻，在入庫過程中，嚴格控制入庫質量標準，雜質控制在1.0%以內，水分控制在15.0%以內。

表1 試驗倉儲糧原始數據

1.2 方法

1.2.1 管道鋪設

試驗倉糧食入倉完畢后，在糧面下50 cm處挖溝鋪設PVC環流管道，管道的鋪設與通風道一致(管網鋪設示意見圖3、圖4)。

圖3 糧面PVC環流管道網布置示意圖(4號倉)

圖4 糧面PVC環流管道網布置示意圖(15號倉)

1.2.2 扦插測溫光纜

采用同創高科無線糧情測控分析系統每天檢測糧溫。

1.2.3 冬季通風

在冬季低溫季節，以自然冷空氣為冷源，選用混流風機或軸流風機降低糧溫在5 ℃以下。在達到通風降溫目的的前提下，所選風機寧小毋大。在氣溫較低、通風時間充裕的情況下，盡量選用軸流風機進行小風量通風，不僅降溫均勻，且能耗低、糧食失水少。

1.2.4 防護劑拌糧

2月底3月初，糧堆密閉前，在沿墻四周、墻角等害蟲容易孳生部位以及糧堆表面30 cm糧層均勻拌合溴氫-八角油(谷蟲凈)谷物防護劑。(按拌糧深度30 cm計算拌糧數量，根據藥糧重量比1∶2 500計算用藥量)

1.2.5 糧面密閉壓蓋

用聚氯乙烯薄膜密閉糧面，對糧面空間、倉窗、通風口等也進行密閉隔熱措施處理。

1.2.6 熏蒸殺蟲

5月中下旬磷化鋁全倉熏蒸殺蟲方案制定、備案審批，糧面常規施藥，膜下內環流，設定有效濃度300 mL/m3，濃度低于300 mL/m3時及時補充施藥，持續保持有效濃度21 d以上，確保熏蒸殺蟲有效徹底。

1.2.7 控溫措施

(1)空調控溫管理

高大平房倉糧堆“熱皮”主要來源于倉頂、倉墻四周和門窗。其中以倉頂輻射熱量最多，約占70%[3]。試驗倉房隔熱性能差，夏季受倉頂熱輻射影響，最高倉溫可達39 ℃左右。在6月下旬熏蒸散氣后及時開啟倉內空調控制倉溫在25 ℃以下，有效控制倉溫升高影響糧堆表層溫度進一步上升。

(2)倉墻隔熱處理

15號倉南側墻壁夏季全天受太陽光直接照射，時間長達10～12 h，遇連續高溫，受外溫輻射影響沿墻四周糧溫上升較快，在15號倉南側墻體外側懸掛遮陽網，阻擋部分太陽光直接照射，降低外界熱量對倉房輻射影響。4號倉墻壁未做隔熱保溫處理。

1.2.8 內環流操作

利用膜下內環流通風系統，將環流風機利用法蘭接口與膜下糧面管道及地槽通風口連接，使之形成一個密閉的整體，分階段進行內環流通風操作，糧堆氣流運動方向見圖5。

圖5 糧堆氣流運動方向示意圖

2 結果與討論

2.1 內環流前糧溫情況

內環流前糧溫情況見表2，試驗倉在進入8月份以來，受外界高溫影響，墻壁四周糧溫上升較快，4號倉表層最高糧溫29.6 ℃；15號倉表層最高糧溫30.5 ℃，中上層最高糧溫32.8 ℃。

表2 內環流均溫前糧溫情況

2.2 內環流后糧溫變化情況

4號倉糧溫變化見表3, 2019年9月5日～9月12日，累計膜下內環流通風192 h，膜下內環流后表層糧溫降幅3.5 ℃，中上層糧溫降幅3.1 ℃，中下層糧溫升幅3 ℃，底層糧溫升幅2.9 ℃，糧堆“冷心”升幅不大，通過膜下內環流均溫通風后，糧堆表層及沿墻四周的糧溫有效降低。

表3 試驗倉膜下內環流均溫后糧溫變化表

15號倉糧溫變化見表4，2019年8月31日～9月12日，對兩側通風口分別連接蓄冷存氣箱(304不銹鋼材質)，箱體全密閉，有溫控顯示裝置，焊接專用法蘭接口，小型谷物冷卻機、蓄冷存氣箱、倉房環流口全密閉連接向地槽通風道補充冷源，設定制冷溫度為15 ℃，糧面表層濕熱空氣在環流通風機的作用下排出糧堆，冷通72 h后轉入膜下內環流，累計膜下內環流240 h。膜下內環流后表層糧溫降幅2.5 ℃，中上層糧溫降幅4.1 ℃，中下層糧溫升幅1 ℃，底層糧溫升幅1.9 ℃，內環流通風后表層糧溫及中上層糧溫明顯降低。

表4 15號倉膜下內環流糧溫變化表

2.3 能耗情況

能耗情況見表5，4號倉通風系統布置設計合理，糧面下環流PVC管道圭字形排布，能將糧堆表層和沿墻四周的高溫區與糧堆中央冷心有效中和，對整個糧堆的平均糧溫影響不大，膜下內環流用時短，降溫效果快，單位能耗僅為0.05 kW·h/t·℃，確保了整個糧堆的安全保質儲藏。15號倉系1995年建造平房倉，通風口設計在倉房一側山墻，糧面膜下PVC管道排布方向與通風口方向一致，受墻體輻射影響熱量積聚在沿墻內側一米以內，糧堆表層最高糧溫30.5 ℃，中上層最高糧溫32.8 ℃，已錯失了膜下內環流的有利時機，同時此種糧面下布管方式有一定的局限性，不能有效綜合整個糧堆冷心，為避免糧層間溫度梯度過大引起糧堆結露的不安全因素，采用膜下內環流均溫補冷工藝有效降低中上層糧溫，補冷作業單位能耗明顯優于國家標準，僅為國家標準的12%～60%。

表5 膜下內環流均溫操作后能耗分析

2.5 水分情況

水分情況見表6，膜下內環流控溫技術是利用糧堆內自然冷源來調控糧堆中上層溫度，有效控制了糧堆水分的流失。實驗證明4號倉膜下內環流前后糧堆水分無變化，15號倉使用補充移動制冷源環流通風，對整倉糧堆水分變化影響極小，也起到了保水儲藏的作用。

表6 膜下內環流均溫操作后水分變化表

2.6 蟲害情況

由于糧堆準低溫密閉儲藏，糧堆密閉期3月中下旬至10月中下旬，全年膜下密閉儲藏7個月，試驗4號倉和15號倉儲糧過夏后為基本無蟲糧，全年僅磷化鋁化學熏蒸1次。

2.7 問題和建議

(1)膜下內環流控溫在夏季操作通常在氣溫相對較低的夜間分階段間歇運行，氣溫低于30 ℃也可連續開機環流。

(2)環流期間不僅要注意表層糧食溫度的變化，同時也要密切關注糧堆中上層、中下層和下層糧溫變化情況，防止糧堆各層糧溫與相鄰糧溫之間的溫差超過露點溫度，預防結露現象的發生。

(3)糧堆四個墻角通常為環流通風的死角，在糧食入庫前宜在四個墻角放置通風管或竹氣籠。連續環流后，對溫度只高不下的墻角，門邊等死角可采用單管通風局部降溫處理后再進行環流，可有效降低能耗。

(4)內環流過程中，每天檢測糧溫，并及時整理好數據進行分析，加強局部糧情檢查，必要時扦插2 m流動測溫桿監測糧溫變化情況。

3 結論

膜下內環流控溫技術是平房倉儲藏新粳稻安全過夏管理實用操作技術，屬于綠色儲糧范疇，值得推廣應用。

(1)在環流風機的作用下，糧堆“冷心”緩慢釋放，表層糧溫逐漸降低，使整個糧堆處于低溫或準低溫儲存環境，有利于保持糧食的品質保鮮。

(2)膜下內環流控溫由于密閉循環操作，與外界空氣沒有濕熱交換，不會流失水分，起到了保水作用，還能讓倉內糧食均衡吸附高濕氣體，對糧堆進行調質通風，從而為糧食保水創造了條件。糧食水分與密閉前相比變化不大，有利于節能減損。

(3)膜下內環流均溫技術的應用使糧堆處于低溫低氧儲存狀態、抑制了害蟲和霉菌的發生和發展，減少磷化鋁化學熏蒸的次數，為綠色安全儲糧提供了保障。

(4)解決了新粳稻安全度夏的難題，降低了保管員的勞動強度。

(5)儲糧受水分、溫度差異以及環流通風管網的布置不同等因素影響，環流用時及能耗也有不同。

(6)在夏季高熱季節，在氣溫相對低的夜間實施膜下內環流作業，有效調控表層和中上層糧溫，糧堆冷心可分階段多次使用。

(7)膜下內環流控溫技術與單管通風局部降溫、小型谷物冷卻風道補冷等手段組合使用，可以取得良好的控溫效果，同時又減少了能耗。