淺析高大平房倉自然冷源內環流控溫儲糧技術

張 皓

（中央儲備糧天水直屬庫有限公司，甘肅 天水 741024）

糧食儲藏效果的好壞極大地影響著后續的加工和銷售。儲藏溫度過高會導致糧食發生霉變、結露等現象，降低糧食的品質和營養價值，降低糧食加工企業的經濟效益。低溫儲糧技術能夠有效夠保障糧食的儲藏質量，但對區域環境具有較高的要求，且儲藏成本較高，因此，需要根據實際需求采取合適的控溫措施。

1 內環流控溫儲糧技術的基本概念

1.1 基本概念

在儲藏過程中控制糧食溫度的常規方式包括自然通風、機械通風、人工制冷和內環流等，這些控制方式都能夠有效抑制儲藏中的害蟲滋生，為糧食的品質提供保障。其中，內環流控溫技術由通風管網和環流管道環流系統等部分組成，綜合利用環流技術、保溫隔熱技術和機械通風技術，有效控制了倉溫及上層糧溫，達到低溫、準低溫儲糧的效果。糧堆在冬季能夠通過通風管道降低儲糧溫度并儲存冷源，然而進入高溫季節以后，與倉頂和倉墻接近的部分糧食會在環境溫度作用下急速升溫。由于糧食導熱困難，因此極易在糧堆內外層形成顯著溫差，出現外熱內冷現象。內環流系統能夠在倉溫超過24℃時抽出糧堆內層低溫空氣并通過保溫管道將其傳輸至倉房空間，從而實現對倉溫和糧堆上層糧溫的有效控制。根據區域氣候和倉型圍護結構的特點，內環流技術又可以分為整倉環流控溫、膜下環流控溫和局部環流控溫3 種不同的技術類型。

1.2 應用優勢

內環流系統能夠利用自身冷源快速降低糧堆溫度，提高糧食空隙間的微循環速率。由于內環流控溫技術采用閉合循環系統，能夠對糧堆的濕熱交換速率進行有效改善，平衡糧倉的內部溫度，有效降低儲糧的損耗率。低糧層之間的溫差通過氣體微循環能夠明顯縮小，降低糧食霉變、結露和局部發熱等現象的發生概率。內環流控溫技術具有綠色、節能、無污染等特點，在糧食存儲中應用能夠對糧倉的溫度、濕度、表層糧溫、均衡糧溫以及有害生物的滋生實施有效控制，改善糧食品質在儲藏過程中的劣化情況，降低化學藥劑在儲糧過程中的用量。

2 內循環控溫儲糧技術與其他儲糧技術的對比分析

糧堆是由糧食、微生物和害蟲共同組成的生態體系，溫度的提升會提高這3類生物呼吸活動的活躍程度?？焖偕L和繁殖的有害生物會導致儲糧的品質迅速降低，隨著呼吸作用的增長，糧食的損耗量也會相應提高，導致出庫效益降低。應用低溫儲糧能夠對高大平房倉儲糧的溫度進行很好的控制，儲糧的穩定程度能夠通過糧溫和倉溫的變化得到準確的反應。本文對常規儲存、全倉內循環通風技術和膜下內環流通風技術條件下電子測溫系統提供的各層糧溫變化規律以及儲糧穩定性展開分析。

2.1 試驗材料

2.1.1 倉房情況

本次研究活動在同批建設的磚混結構高大平房倉內進行，倉房尺寸均為60 m×30 m，裝糧高度均為6 m，設計倉容7 143 t。實驗倉房采用的通風系統均為一機四道的地上龍通風系統，設有6 個安裝了3 kW 軸流風機的進風口，半圓直徑400 mm 的支風道共計24 個，地上籠之間保持5 m 的間距，孔板的開孔率控制在25%～35%，1∶1.5 的通風途徑比。試驗前對所有倉房通過外墻噴刷反光涂料、加裝彩鋼板建立10 cm隔熱層、加裝雙層保溫結構門窗、采用中性硅酮膠對屋檐和墻面的裂紋進行填充等方式采取了一系列的隔熱保溫措施。

2.1.2 全倉內環流系統

本次研究活動中應用的全倉內環流系統采用管套管結構的保溫環流管道，外層采用厚度不低于1.2 mm 的304 不銹鋼管，直徑133 mm，內層的PVC管直徑為90 mm，管道之間填充厚度＞25 mm 的聚氨酯發泡，采用聚苯乙烯泡沫對通風口進行保溫。環流風機功率為0.75 kW，全壓能夠達到1 400～1 700 Pa，風量能夠達到800～1 000 m3/h，與軸流風機一一對應，數量共計6 臺。GGS 內環流控制系統控制箱由北京良安公司生產，對系統的開啟和關閉實施操控，對環流風機運行的時間及開啟次數進行記錄，以此實現了系統在自動和手動之間的自由轉換。

2.1.3 膜下內環流系統

膜下內循環的通風管道孔洞設置在靠近風機端的空氣分配器旁貼墻處，回流管道和通風道在此處相連。本次試驗研究活動為了與軸流風機對應采用了6 臺0.75kW 的環流風機。為了保證氣流能夠均勻分布，降低通風阻力，環流管道應當盡量對稱布置，且與糧堆下的通風道均勻錯開，鋪設于糧面下30 cm 處。糧堆內的環流管道系統由地上通風籠、平鋪管道、豎直回流管道共同組成，環流風道應當在跨度60 m的高大平房倉內采用兩側一機五道的形式進行布置，并采用密封膠對回流管道接口進行密封處理。

2.1.4 檢測系統

本次研究活動采用的CDAS-128DT/TF 實時數字傳感式糧情測控系統由赤峰金晨電子有限責任公司提供，測溫電纜按照LS/T 1203-2002 中的要求在東西兩側間隔4.53 m 各布置13組，在南北兩側間隔4.14 m各布置7組，共計91組，并在每組測溫電纜的垂直方向布置4 個測溫點，測溫點的數量共計364個。

2.2 試驗方法

首先采用軸流風機在冬季1 月—2 月氣溫較低時進行機械通風降溫儲蓄冷源，直至儲糧的平均溫度降至-5℃以下后采用隔熱密封技術對倉房的門窗和通風口等部位進行處理。在夏季6 月—9 月的試驗期間，當倉溫比外界氣溫高出5℃以上時利用夜間低溫時段自動開啟排風扇和窗戶對常規儲存倉房進行艙內排積熱，從而避免白天倉內的積熱影響到糧溫，試驗全程采用的操作均為常規儲存操作。首先采用PEF板對采用膜下內環流儲糧技術的倉房進行糧面壓蓋，密封處理采用的聚氯乙烯薄膜厚度為0.16 mm。環流風機當上層糧溫超過20℃時開啟，低于16℃時關閉，自動排積熱應在夜間低溫時段進行，避免上層糧溫受到倉溫的影響。環流風機在全倉內環流儲糧的倉溫超過23℃時應自動開啟，并在倉溫低于20℃時自動關閉。每周采用糧情監測系統對糧堆內部各層溫度變化進行一次檢測，記錄檢測數據并繪制溫度分布變化趨勢圖。

3 結果與分析

3.1 上層糧溫變化

數據顯示，外界氣溫和倉溫對常規儲存條件下的上層糧溫具有較大影響，溫度基本控制在20℃上下，最高溫度為24.3℃。采用膜下內環流控溫儲糧技術的糧堆，上層糧溫下降了3.4℃，由20.2℃降至16.8℃，上層糧溫始終比采用常規儲糧的糧堆低（P＜0.05）。由此可見，采用保溫板和薄膜對糧面進行壓蓋后有效壓縮了空間體積，縮小了需要進行控溫的儲糧空間，因此環流風機開啟后能夠對上層糧溫產生顯著的降溫作用。采用全倉內環流控溫儲糧技術的上層糧溫降低了2.6℃，從21.7℃降至19.1℃，上層糧溫的降幅低于采用膜下內環流控溫儲糧技術的糧堆，可見對于糧堆的上層溫度采用膜下內環流控溫儲糧技術能夠比采用全倉內環流控溫儲糧技術取得更好的效果。

3.2 中層糧溫變化

采用常規儲糧方式的小麥倉，中上層糧溫從1.9℃升到19.4℃，說明小麥倉中上層糧溫在夏季會明顯上升。采用膜下環流控溫儲糧技術的小麥倉，中上層糧溫從6.8℃下降到4.3℃，降幅達到2.5℃，與上層糧溫的變化規律相同。7 月中旬—9月中旬，儲糧中后期，采用內環流儲糧控溫技術的小麥倉中上層糧溫比采用其他儲藏技術的小埋藏更低（P＜0.05）。由于全倉內環流控溫儲糧技術的吸出方式會引起表層熱氣流下行，導致中上層糧溫上升，因此采用該技術的小麥倉中上層糧溫從2.9℃上升到18.7℃，上升了15.8℃。

3.3 中下層和下層糧溫變化

采用常規儲糧技術的小麥倉試驗結束后中下層和下層的糧溫依然處于較低狀態，采用膜下內環流控溫儲糧技術的小麥倉則分別上升了6.7℃和7.7℃，達到11.8℃和10.4℃。由此可見，采用膜下內環流控溫儲糧技術的小麥倉在夏季能夠將上層溫度控制在準低溫范圍內，同時保持中下層糧溫處于低溫狀態。采用全倉內環流控溫儲糧技術的小麥倉，中下層糧溫的升幅達到了10.2℃，從4.1℃上升到14.3℃，下層糧溫的平均升幅為12.7℃，從1.4℃上升到14.1℃。由此可見，采用全倉內環流控溫儲糧技術能夠將小麥倉的夏季糧溫基本控制在低溫狀態。

通過對3種儲糧技術的對比可以得出，采用常規儲存方式的小麥倉，上層糧溫基本控制在20℃上下，采用膜下內環流控溫儲糧技術的上層糧溫下降了3.4℃，采用全倉內環流控溫儲糧技術的上層糧溫下降了2.6℃。采用常規儲存方式的小麥倉，中上層糧溫的上升幅度為17.5℃，采用全倉內環流控溫儲糧技術的中上層糧溫升幅為15.8℃，僅采用膜下內循環控溫儲糧技術的中上層糧溫出現了下降，降幅為2.5℃。由此可見，夏季上層糧溫控制效果最佳的控溫儲糧方式為膜下內環流控溫儲糧技術。