張 恒 梁東林 王遠(yuǎn)成

(1 中央儲備糧德州直屬庫有限公司 253000)(2 山東建筑大學(xué) 250101)

近年來，原糧市場起伏不定，輪換價差產(chǎn)生的效益大幅縮減，向倉儲保管要效益的理念逐漸深入，倒逼傳統(tǒng)的粗放式通風(fēng)方式向精準(zhǔn)的通風(fēng)方式轉(zhuǎn)型升級。我公司為有效控制通風(fēng)降溫造成的水分損耗，通常在秋冬季采用分階段降溫的方式，盡管有一定的效果，但是單憑經(jīng)驗很難掌控好通風(fēng)時機。

眾所周知，糧堆與通風(fēng)空氣溫度差和濕度差是影響通風(fēng)降溫和糧堆水分改變的重要因素。由于倉外大氣溫濕度是逐時變化的，而且糧堆內(nèi)部溫濕度無法實時檢測，對合理有效的通風(fēng)時段并沒有精準(zhǔn)的把握，從而造成一定程度上的水分損耗和風(fēng)機電耗。

為此，我公司在小麥倉保水降溫試驗中，安裝了溫濕水多參數(shù)糧情檢測及儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)，合理地判別和掌握降溫保水通風(fēng)時機，避免了依靠糧食平衡絕對濕度曲線來判定通風(fēng)條件，只能對某個時點進行條件判定的缺點，能夠簡便地計算和校正通風(fēng)條件，從而實現(xiàn)了降溫保水的精準(zhǔn)通風(fēng)。

1 試驗材料

1.1 供試倉房

試驗倉房為中央儲備糧德州直屬庫有限公司5號倉，該倉為1994年建9006型倉，南北走向，磚混結(jié)構(gòu)，長39.53 m，寬20.6 m，裝糧高度3.5 m，設(shè)計倉容為2554 t，實際裝糧2243 t。倉房屋面頂部采用鎂板架空隔熱處理，東西兩側(cè)均安裝0.75 kW 軸流風(fēng)機2臺。倉房共3個通風(fēng)口，通風(fēng)道為地上籠3機12風(fēng)道“U”字形設(shè)計，空氣途徑比為1.5。同時選取11號倉作為對照倉，倉型、風(fēng)道設(shè)計、裝糧時間以及通風(fēng)時段與試驗倉相同。

1.2 供試糧食

試驗倉所存糧食為2020年度德州本地產(chǎn)混合小麥，于2020年8月23日滿倉，滿倉后隨即進行了熏蒸處理。結(jié)束熏蒸后，于10月中旬均衡糧溫，使用軸流風(fēng)機進行了第一步降溫。試驗開始時，5號倉小麥水分12.4%，倉溫8.3℃，倉濕62.8%，平均糧溫15.3℃，最低糧溫13.45℃，糧堆平均濕度52.85%。

1.3 試驗器材

溫濕水多參數(shù)糧情檢測預(yù)警系統(tǒng)一套(包括：倉外溫濕度傳感器1個；倉內(nèi)溫濕水傳感器1個；通風(fēng)窗溫濕度傳感器4個；通風(fēng)口溫濕度傳感器3個；3.5 m 3點的溫濕水檢測電纜16根；多參數(shù)糧情檢測預(yù)警集成軟件1套)：主要測定糧堆各層溫度、濕度、水分，以及出風(fēng)口和入風(fēng)口的含濕量等數(shù)據(jù)，結(jié)合儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)判定通風(fēng)條件。

儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)1套，改進型近紅外分析儀(用于糧食水分的測定與標(biāo)定)，電動扦樣器1套，測溫系統(tǒng)1套(用于糧溫的相互標(biāo)定)

1.4 溫濕水檢測電纜布置圖

圖1為3.5 m 3點的溫濕水檢測電纜梅花狀布點圖，1～16號點代表電纜序號。

圖1 溫濕水檢測電纜實倉布置圖

2 試驗方法

2.1 倉房氣密性改造及安全警示

本次試驗軸流風(fēng)機功率為0.75 kW，風(fēng)壓和功率較低，為提升軸流風(fēng)機的有效功率，降低倉房空間結(jié)構(gòu)造成的壓力損失，試驗前使用泡沫顆粒板和聚乙烯塑料薄膜對窗戶進行密封處理，對倉房空間內(nèi)的孔洞使用密封膠封堵，對倉房大門使用聚乙烯塑料薄膜進行雙槽管密封。

2.2 風(fēng)機及通風(fēng)方式選擇

本次試驗以保水降溫為目的，應(yīng)選取4 m3/h·t～8 m3/h·t之間的較小單位通風(fēng)量。進倉氣流溫度和相對濕度一定時，減小出倉氣流溫度和相對濕度可降低糧食失水，即從糧層溫度高處向溫度低處通風(fēng)可有效降低出口溫度，從而降低失水率；以及減少離心風(fēng)機壓入式通風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)洞效應(yīng)造成的水分丟失等，選取0.75 kW軸流風(fēng)機吸出式通風(fēng)。

3.3 通風(fēng)條件選擇

試驗前，根據(jù)溫濕水多參數(shù)一體化糧情檢測系統(tǒng)采集的糧堆內(nèi)部溫度、濕度和水分，采用儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)進行分析研判，獲得此次降溫保水需要的通風(fēng)空氣的溫濕度參數(shù)，并選擇合適時機進行通風(fēng)操作。

依據(jù)儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，測算出開始通風(fēng)時保水通風(fēng)的溫度區(qū)間為-2℃～5℃，濕度區(qū)間為51.9%～61.9%，當(dāng)時氣溫為-1℃～4℃，白天濕度為30%～45%，夜間濕度為55%～90%，在溫度符合條件的基礎(chǔ)上，選擇濕度大于51.9%的夜間進行通風(fēng)。

自12月1日開始，至12月23日通風(fēng)結(jié)束，每天根據(jù)水分和糧溫變化，通過儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)對通風(fēng)條件進行校正。通風(fēng)時機均為相對濕度50%以上的夜晚和陰雨雪霧天氣。

對照倉11號倉采取傳統(tǒng)的通風(fēng)方法，實行軸流風(fēng)機吸出式24 h不間斷通風(fēng)。

3 結(jié)果分析

3.1 水分變化

3.1.1 試驗倉使用多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)與改進型近紅外分析儀檢測的水分對比 通過表1和表2可以看出：多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)檢測，糧食水分由12.03%降低至11.55%，降低幅度為0.48%。其中上層水分由12.74%降至12.64%；中層水分由11.56%

表1 通風(fēng)前多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)與改進型近紅外分析儀水分檢測結(jié)果對比 (單位:%)

表2 通風(fēng)后多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)與改進型近紅外分析儀水分檢測結(jié)果對比 (單位:%)

降至10.91%；下層水分由11.78%降至11.09%。使用我公司化驗室改進型近紅外分析儀對多點取樣的平均水分進行檢測，水分由12.38%降低至12.12%，降低幅度為0.26%。其中上層水分沒有變化；中層水分由12.17%降至12.06%；下層水分由12.40%降至11.72%。兩種檢測方法的測量水分誤差為0.22%。

由于扦樣點不同，從水分降幅來看，除去0.2%的測量誤差，多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)的水分檢測數(shù)據(jù)與改進型近紅外分析儀檢測數(shù)據(jù)誤差較小。目前，改進型近紅外分析儀水分檢測已列入國標(biāo)水分檢測方法(GB/T 24898-2010)，多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)的水分檢測數(shù)據(jù)基本能夠代表改進型近紅外分析儀檢測的水分。這樣可以認(rèn)定多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)水分檢測基本準(zhǔn)確有效，也說明日常管理中采用溫濕水多參數(shù)糧情檢測的水分相對誤差較小，可以替代改進型近紅外分析儀檢測糧堆水分。

3.1.2 基于儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)指導(dǎo)的試驗倉保水效果與對照倉數(shù)據(jù)對比 通過表3和表4可以看出：通過改進型近紅外分析儀檢測對照倉水分由12.19%降至11.72%，降幅為0.47%；試驗倉用近紅外分析儀檢測水分12.38%降至12.12%，降幅為0.26%。由此可以看出，依據(jù)儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)指導(dǎo)下的降溫通風(fēng)操作，糧堆水分丟失較少。

表3 對照倉通風(fēng)前各點水分(改進型近紅外分析儀檢測) (單位：%)

表4 對照倉通風(fēng)后各點水分(改進型近紅外分析儀檢測) (單位：%)

3.2 溫度變化

多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)顯示平均糧溫由15.07℃降低至7.95℃，而目前所使用的測溫系統(tǒng)顯示平均糧溫由15.3℃降低至8.5℃。兩種測溫系統(tǒng)檢測結(jié)果基本相符。

3.3 能耗對比

試驗倉房利用夜間或陰雨雪霧天氣開啟風(fēng)機。對照倉在確定好通風(fēng)時間后，至通風(fēng)結(jié)束，風(fēng)機一直處于開啟狀態(tài)，通風(fēng)時間是試驗倉的3倍。通過分時段查看電表，基于儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)指導(dǎo)的精準(zhǔn)通風(fēng)比原來24 h通風(fēng)的傳統(tǒng)模式節(jié)約電費近三分之二。

3.4 糧堆濕度變化

通過多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)檢測，糧堆濕度由52.85%降低至48.40%。其中表層平均濕度由58.14%降至54.16%；中層平均濕度由51.4%降至45.05%；底層平均濕度由49.00%降至45.99%。由以上數(shù)據(jù)可以看出：在保水降溫過程中糧堆各層的濕度變化較小。

3.5 入風(fēng)口和出風(fēng)口含濕量的變化

通過溫濕水多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)檢測，出風(fēng)口和入風(fēng)口含濕量變化見表5。

表5 含濕量變化情況 (單位：g/kg干空氣)

由表5可以看出，通風(fēng)過程中，當(dāng)入風(fēng)口含濕量小于出風(fēng)口含濕量時，糧食處于失水狀態(tài)。入風(fēng)口含濕量與出風(fēng)口含濕量差值越小，失水程度越小，反之越大。入風(fēng)口含濕量與出風(fēng)口含濕量相近時，水分幾乎沒有變化。

4 結(jié)論

多參數(shù)糧情檢測系統(tǒng)的水分檢測數(shù)據(jù)與改進型近紅外分析儀檢測數(shù)據(jù)誤差較小，前者的水分檢測數(shù)據(jù)基本能夠代表糧食的真實水分。

基于儲糧通風(fēng)專家系統(tǒng)指導(dǎo)下的降溫保水通風(fēng)，可以有效降低糧溫，同時又能夠盡量減少通風(fēng)過程中的水分損失。并且在保水過程中，糧堆各層濕度變化較小，基本不會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

通過試驗數(shù)據(jù)的收集，以本次試驗方法進行通風(fēng)降溫可以優(yōu)化通風(fēng)管理方案，指導(dǎo)轄區(qū)合理開展好蓄冷降溫保水工作，降低通風(fēng)能耗和水分損耗。

5 改進建議

本次通風(fēng)過程采取軸流風(fēng)機吸出式通風(fēng)，由于風(fēng)機不能直接改變風(fēng)機轉(zhuǎn)向，因此在需要改變通風(fēng)方向時，風(fēng)機轉(zhuǎn)向暫時無法實現(xiàn)。下一步，將軸流風(fēng)機升級改造成內(nèi)置雙向軸流風(fēng)機，實現(xiàn)雙向通風(fēng)，進一步提升降溫保水通風(fēng)等一系列精準(zhǔn)通風(fēng)的效果。