全倉低溫儲糧的可行性研究

錢國良 朱 潤 丁鵬輝 曾 誠

(浙江省湖州市糧食和物資儲備局，浙江省湖州市儲備糧管理有限公司 313000)

長期儲糧實踐與研究證明，低溫儲糧可以有效限制糧堆生物體的生命活動，減少儲糧損失；可以預防和消除糧食儲藏過程中的自然發熱現象，降低糧食呼吸強度，保持糧食應有品質，延緩品質劣變；可以少用或不用化學藥劑，降低藥劑殘留污染，有利人體健康和環境衛生。低溫儲糧技術將是今后綠色糧食儲藏技術的發展方向。在常規儲糧實踐中，我們發現，經過冬季自然通風實現低溫儲藏的糧食，在高溫季節(每年4月～9月)，糧堆表層和靠近倉壁0.5 m～1 m糧層的溫度會快速回升，形成了一個四周及糧面溫度高，糧堆中心溫度低的情況，即“熱皮冷心”現象，這已經成為糧庫散裝糧全倉實現低溫儲藏的核心難題，本試驗有針對性地創新開發周際精準控溫系統，探索實現全倉低溫儲糧可能性。

1 試驗原理

在糧堆底部四周布置周際通風管路，與倉外環流設備連接，在糧堆四周形成上下的氣流通路，并給以外部制冷，在不破壞糧堆“冷心”情況下，實現糧堆四周的精準降溫，達到高效控溫的目的。

2 周際精準控溫系統

2.1 糧堆底部的風道布置

在現有地上籠通風系統的基礎上，在糧堆底部四周(距墻20 cm)布設周際地上通風籠(中山墻處不布設)，優化原地上籠的空氣分配箱，兩側增加2個空氣分配口，各分配口具備開關功能，周際地上通風管道連接空氣分配箱。

2.2 糧堆表層的布置

利用薄膜覆蓋糧面，留出距墻50 cm，形成與糧堆底部四周布設周際地上通風籠相對應的氣流通路。

2.3 利用倉內空調控溫

利用現有倉內空調，對糧堆空間進行降溫。

2.4 倉外回風裝置連接

將原有倉外環流風機連接環流回風管和通風口(參照環流風機反向連接方式)，通過環流風機將倉內空間冷空氣通過負壓吸入糧堆四周，熱空氣通過環流回風管送回倉內空間，實現對糧堆四周的精準降溫。倉外回風裝置連接見圖1，地坪管道鋪設見圖2，糧面薄膜鋪設見圖3。

圖1 倉外回風裝置連接示意圖

圖2 地坪管道鋪設

圖3 糧面薄膜鋪設

3 試驗倉庫及設備

3.1 試驗倉房及儲糧

12號倉、02號倉均為同一年建成的平房倉，兩倉倉容、風道設置及空調安裝完全相同。其中12號倉為試驗倉,對通風管道進行了改造，02號倉為對照倉,兩倉具體情況見表1。

表1 試驗倉房及儲糧情況

3.2 試驗設備

3.2.1 環流風機(見表2)

表2 環流風機參數

3.2.2 制冷設備(見表3)

表3 兩倉使用制冷設備參數

3.2.3 糧情測控系統 河南產多參數糧情檢測系統V8.0。

4 試驗方法

4.1 溫度控制目標

本試驗低溫技術指標：試驗倉整個度夏過程實現全倉平均糧溫≤15℃，倉周和上層平均糧溫≤20℃，全倉最高糧溫點≤22℃。

當倉內溫度高于22℃，開啟糧堆空間部位空調，控制上層糧溫，溫度設置18℃。當表層四周平均糧溫高于20℃，開啟環流風機，每2 h測定一次糧溫變化，直至四周糧溫均勻，四周平均糧溫低于18℃，無高于22℃點，關閉環流風機。

當室外自然冷源溫度低于空調設定溫度時，采取自然冷源降溫，當日平均氣溫低于糧堆平均溫度時，試驗結束。

4.2 溫度監測

用糧情測控系統監測糧溫，非試驗期間，每周兩次監測糧溫。啟動試驗后，每2 h監測一次糧溫，并做好記錄工作。

4.3 能耗監測

試驗倉安裝智能電表進行用電能耗監測，并每日統計試驗能耗。

5 試驗數據分析

5.1 糧溫變化情況

從圖4～圖7對比看出，試驗倉通過控溫有效延緩溫度上升，倉溫、平均糧溫、上層糧溫、上層周邊糧溫6月～9月的的溫升都沒有超過3℃。但6月～7月試驗倉在延緩溫度上升上較對照倉沒有體現出明顯優勢，隨著8月高溫季節來臨，試驗倉對于周際的控溫效果開始顯現。

圖4 倉溫對比圖

圖5 平均糧溫對比圖

圖6 上層平均糧溫對比圖

圖7 上層周邊糧溫對比圖

5.2 蟲害發生情況

試驗倉試驗期間未發生蟲害情況，實現免熏蒸。對照倉8月中旬出現蟲害，8月16日采取熏蒸作業。

6 結論

6.1 本試驗自制的周際精準控溫系統能有效控制糧堆四周的糧溫，緩解“熱皮”現象，同時不破壞糧堆“冷心”，實現精準控溫。周際精準控溫系統制作簡單，投入小，易操作，拓展現有通風系統的使用功能，巧妙利用薄膜的密閉和張開程度，實現對通風量的調整，下步在局部冬季通風、熏蒸環流等倉儲作業也可實施運用。

6.2 本試驗的降溫效果雖然未達到設定目標，但顯著降低糧堆四周的糧溫，特別是上層四周的糧溫；減小了糧堆溫度梯度差，特別上層四周糧溫與空調控溫的倉內上層空間之間的溫度差；在倉溫維持18℃的情況下，未出現結露等儲糧安全隱患，為進一步降低糧堆上層溫度提供可能，增加實現免熏蒸可能性。

6.3 本試驗有效保護糧堆“冷心”，盡可能實現糧堆溫度穩定，保持糧堆生態穩定性，相較于谷冷機的整體通風降溫有助于降低能耗和水分散失。

7 討論

7.1 本試驗自制的周際精準控溫系統未經科學計算，通風均勻性還有不足。下步可以針對倉房進行科學設計和風量測定，不過夏季控溫通風需要考慮墻面熱傳導不同，風管通風量設計難度較大。

7.2 由于夏季控溫通風溫差較小，選擇小風量的風機降溫效果不明顯，大風量的風機能耗增加比較明顯，選擇合適風機也是后期試驗的改進點。

7.3 此次試驗能耗較大，主要是控溫溫度目標降低以后，控溫的溫度差明顯增大，倉外熱傳導和空調制冷強度呈現拋物線增長。由于控溫制冷全部依靠倉內空間部位空調，所以空間部分的隔熱尤為重要。同時周際精準控溫系統在高溫來臨之前效果不明顯，可以選擇更加科學經濟的啟動時間，減低能耗。

7.4 由于空調使用時間變長和制冷量需求增加，空調的節能降耗便更有成效，本次試驗采用水冷型空調，制冷量選擇30 kW，由于是新開發的空調，且其他影響因素較多，沒有取得有效節能數據。但可以預見選擇更加節能的水冷型空調在低溫儲糧運用中經濟效益將更加明顯。同時空調冷風不斷穿透糧堆帶走水分，今后空調的保水性能將成為糧庫專用空調的重要參數指標。