杜 娟 高玉升 王立宇 張 偉 郭建偉 孫振睿

[中儲(chǔ)糧(天津)倉(cāng)儲(chǔ)物流有限公司 300452]

夏季運(yùn)用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能有效控制倉(cāng)溫及表層糧溫,維持倉(cāng)溫及表層糧溫在23℃～25℃,達(dá)到準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧標(biāo)準(zhǔn)。但采用內(nèi)環(huán)流技術(shù)安全度夏后,隨著外界氣溫逐漸下降至0℃以下,糧堆表層糧溫受倉(cāng)溫及外溫影響,變化劇烈,導(dǎo)致倉(cāng)溫和表層糧溫快速下降,會(huì)逐漸出現(xiàn)“冷皮熱心”現(xiàn)象,因大豆富含不飽和脂肪酸和蛋白質(zhì),易發(fā)生氧化變質(zhì)、吸濕生霉、結(jié)塊、發(fā)熱等儲(chǔ)糧隱患。

為解決上述問(wèn)題,參考相關(guān)研究成果[1-5],天津倉(cāng)儲(chǔ)公司開(kāi)展了冬季內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的研究,通過(guò)環(huán)流風(fēng)機(jī)將糧堆內(nèi)部的濕熱空氣送至倉(cāng)內(nèi)空間,以均衡倉(cāng)溫、倉(cāng)濕和表層糧溫,有效解決了夏季內(nèi)環(huán)流倉(cāng)房在過(guò)冬時(shí)出現(xiàn)的表層生霉、結(jié)露等儲(chǔ)糧安全隱患,在華北地區(qū)實(shí)現(xiàn)了冬季內(nèi)環(huán)流均溫儲(chǔ)糧。

1 試驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房

天津倉(cāng)儲(chǔ)公司淺圓倉(cāng)于2014年6月交付使用,墻體為鋼筋混凝土,倉(cāng)頂使用聚氨酯發(fā)泡保溫,地面為混凝土,淺圓倉(cāng)內(nèi)直徑25.0 m,裝糧線高度27.15 m,核定倉(cāng)容10500 t;倉(cāng)頂4個(gè)自然通風(fēng)口,4個(gè)軸流風(fēng)機(jī)口,通風(fēng)方式為地下槽,通風(fēng)道為梳狀,一機(jī)八道,配備2臺(tái)4 kW的環(huán)流離心風(fēng)機(jī),直徑300 mm的環(huán)流保溫管道。

選擇經(jīng)過(guò)夏季內(nèi)環(huán)流安全度夏的202號(hào)倉(cāng)(試驗(yàn)倉(cāng))和105號(hào)倉(cāng)(對(duì)照倉(cāng))作為試驗(yàn)倉(cāng)房。

1.2 試驗(yàn)糧食

202號(hào)倉(cāng)和105號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)存的糧食均為同國(guó)別、同批次入倉(cāng)的進(jìn)口大豆,質(zhì)量接近,糧溫情況基本一致。詳情見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)糧食基本情況

1.3 內(nèi)環(huán)流控溫設(shè)備

兩倉(cāng)安裝了相同的內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng),包括倉(cāng)房現(xiàn)場(chǎng)控制柜(1臺(tái))、環(huán)流風(fēng)機(jī)(2臺(tái))、倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器(1個(gè))、倉(cāng)外保溫環(huán)流管道(2套,保溫棉3 cm厚)。

倉(cāng)房現(xiàn)場(chǎng)控制柜采用集中控制,包括主控制模塊、分控制模塊、電氣控制回路和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān);環(huán)流風(fēng)機(jī)選用BHKF-400-Ⅱ型離心風(fēng)機(jī),安裝于倉(cāng)房的對(duì)稱位置,風(fēng)量5000 m3/h,風(fēng)壓1250 Pa,功率4 kW,轉(zhuǎn)速1450 r/min,電壓380 V;倉(cāng)外保溫環(huán)流管道利用淺圓倉(cāng)兩側(cè)的谷冷機(jī)回風(fēng)管作為內(nèi)環(huán)流管道,倉(cāng)外環(huán)流管網(wǎng)最小管徑300 mm。內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)示意圖

在環(huán)流風(fēng)機(jī)的作用下,將糧堆內(nèi)部濕熱空氣從淺圓倉(cāng)通風(fēng)道抽出,通過(guò)環(huán)流管道送至倉(cāng)內(nèi)空間,從而達(dá)到均衡倉(cāng)內(nèi)溫濕度和表層糧溫的目的。

2 試驗(yàn)方法

2.1 冬季通風(fēng)蓄冷

202號(hào)倉(cāng)和105號(hào)倉(cāng)在2020年11月底至2021年1月中旬,選擇冬季氣溫較低的時(shí)機(jī)進(jìn)行整倉(cāng)機(jī)械通風(fēng)降溫蓄冷。當(dāng)整倉(cāng)平均糧溫不超過(guò)5℃,單點(diǎn)最高糧溫不超過(guò)10℃時(shí)結(jié)束通風(fēng),此時(shí)糧堆內(nèi)部已存有大量冷源。

2.2 夏季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

為滿足準(zhǔn)低溫儲(chǔ)存條件,202號(hào)倉(cāng)和105號(hào)倉(cāng)于2021年6月25日開(kāi)始夏季內(nèi)環(huán)流試驗(yàn),設(shè)置啟停參數(shù)為:當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)倉(cāng)溫≥26℃時(shí),內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟離心風(fēng)機(jī);當(dāng)倉(cāng)溫≤24℃時(shí),內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉離心風(fēng)機(jī)。

2.3 冬季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

為滿足均衡儲(chǔ)存條件,202號(hào)倉(cāng)(試驗(yàn)倉(cāng))于2021年10月27日開(kāi)始冬季內(nèi)環(huán)流試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí),開(kāi)啟內(nèi)環(huán)流系統(tǒng),參數(shù)設(shè)置為:每日分三個(gè)時(shí)段自動(dòng)啟停內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī),2:00、5:00、22:00自動(dòng)開(kāi)啟離心風(fēng)機(jī);4:00、7:00、24:00自動(dòng)關(guān)閉離心風(fēng)機(jī)。105號(hào)倉(cāng)(對(duì)照倉(cāng))采用常規(guī)處理方法,包括局部打管通風(fēng)、人工挖溝處理、防護(hù)等。

2.4 冬季內(nèi)環(huán)流控溫過(guò)程記錄

2021年10月27日～12月21日開(kāi)展了冬季內(nèi)環(huán)流試驗(yàn)。當(dāng)氣溫、倉(cāng)溫及表層糧溫溫差小于5℃,停止內(nèi)環(huán)流通風(fēng),累計(jì)通風(fēng)時(shí)長(zhǎng)為336 h。通風(fēng)期間檢測(cè)出風(fēng)口風(fēng)速為4.4 m/s左右,出風(fēng)口溫度在11℃～13℃,出風(fēng)口濕度在55%～67%。202號(hào)倉(cāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2。

表2 內(nèi)環(huán)流控溫試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 結(jié)果與分析

3.1 控制效果分析

3.1.1 倉(cāng)溫 兩倉(cāng)倉(cāng)溫變化情況見(jiàn)圖2。

圖2 202號(hào)倉(cāng)和105號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫變化

由圖2可知,試驗(yàn)期間,202號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫在外界氣溫突然下降時(shí),利用糧堆氣體與倉(cāng)內(nèi)氣體的共同作用,倉(cāng)溫變化波動(dòng)小;105號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫因外溫變化倉(cāng)溫變化較大。由此可見(jiàn),試驗(yàn)倉(cāng)比對(duì)照倉(cāng)的倉(cāng)溫更加均衡,并且倉(cāng)溫變化較為平穩(wěn),受外溫影響較小。

3.1.2 倉(cāng)濕 試驗(yàn)期間兩倉(cāng)倉(cāng)濕變化情況見(jiàn)圖3。

圖3 兩倉(cāng)倉(cāng)濕變化

由圖3可知,在試驗(yàn)期間,105號(hào)倉(cāng)倉(cāng)濕隨外濕變化而變化;202號(hào)倉(cāng)倉(cāng)濕相對(duì)平穩(wěn)。說(shuō)明開(kāi)展冬季內(nèi)環(huán)流技術(shù)倉(cāng)濕幾乎不受外濕影響,利用倉(cāng)內(nèi)空氣進(jìn)行密閉環(huán)流控濕,可以有效控制倉(cāng)濕,減少因濕度變化出現(xiàn)水分損耗或結(jié)露等現(xiàn)象。

3.1.3 最高糧溫與整倉(cāng)平均糧溫 試驗(yàn)期間兩倉(cāng)最高糧溫、表層糧溫與整倉(cāng)平均糧溫變化情況,見(jiàn)圖4～圖6。

圖4 兩倉(cāng)最高糧溫變化

由圖4和圖5可知,試驗(yàn)期間,兩倉(cāng)最高糧溫均有變化。202號(hào)倉(cāng)在內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)通風(fēng)的作用下,最高糧溫一直處于穩(wěn)步降低的趨勢(shì),且糧堆表層溫度隨倉(cāng)溫變化逐漸降低;而105號(hào)倉(cāng)在氣溫下降的季節(jié),最高糧溫和表層糧溫有升高現(xiàn)象,經(jīng)糧情檢查后發(fā)現(xiàn),糧堆表面局部區(qū)域出現(xiàn)輕微結(jié)露發(fā)霉現(xiàn)象,導(dǎo)致糧溫出現(xiàn)異常。這說(shuō)明經(jīng)夏季內(nèi)環(huán)流的倉(cāng)房在不進(jìn)行糧面翻倒、單管通風(fēng)等儲(chǔ)糧措施的情況下,在冬季易出現(xiàn)結(jié)露發(fā)霉現(xiàn)象;而采用冬季內(nèi)環(huán)流均溫技術(shù)的202號(hào)倉(cāng)最高糧溫和表層糧溫呈緩慢下降趨勢(shì),利用糧堆氣體和倉(cāng)內(nèi)氣體的中和作用可以有效控制倉(cāng)溫對(duì)表層糧溫的影響,不會(huì)因溫濕度驟降而出現(xiàn)異常糧情。

圖5 兩倉(cāng)表層平均糧溫變化

由圖6可知,兩倉(cāng)平均糧溫都呈緩慢下降趨勢(shì),202號(hào)倉(cāng)環(huán)流通風(fēng)氣體交換量相對(duì)較大,降溫幅度較大,105號(hào)倉(cāng)為自然降溫,只能降低表層和墻壁邊緣的糧溫,降溫幅度較小,由此證明,冬季內(nèi)環(huán)流不會(huì)引起倉(cāng)內(nèi)平均糧溫的升高,反而會(huì)利用均衡后的倉(cāng)溫在糧堆內(nèi)部環(huán)流,從而降低整體平均糧溫,更有利于安全儲(chǔ)糧。

圖6 兩倉(cāng)整倉(cāng)平均糧溫變化

3.2 冬季內(nèi)環(huán)流控溫前后水分對(duì)比分析

試驗(yàn)前后,按照GB/T 5491-1985《糧食、油料檢驗(yàn)、扦樣、分樣法》和GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》要求,每半月扦取試驗(yàn)倉(cāng)樣品并檢測(cè)水分,詳見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)前后糧食基本情況

由表3可見(jiàn),試驗(yàn)前后202號(hào)倉(cāng)水分在內(nèi)環(huán)流試驗(yàn)期間基本無(wú)變化,說(shuō)明內(nèi)環(huán)流控溫不會(huì)引起儲(chǔ)糧水分的明顯變化,有一定的保水作用。

3.3 糧情穩(wěn)定性分析

202號(hào)倉(cāng)在試驗(yàn)期間糧情穩(wěn)定,未發(fā)生結(jié)露生霉、儲(chǔ)糧害蟲(chóng)孳生、糧溫異常等情況;105號(hào)倉(cāng)在試驗(yàn)期間倉(cāng)溫和表層糧溫溫差較大,中心表層區(qū)域出現(xiàn)局部輕微結(jié)露、發(fā)熱等現(xiàn)象,其它區(qū)域糧面下15 cm處也出現(xiàn)糧食發(fā)硬情況,采取單管通風(fēng)降溫處理及翻動(dòng)糧面等措施后達(dá)到安全儲(chǔ)糧條件,且在結(jié)露區(qū)域發(fā)現(xiàn)少量?jī)?chǔ)糧害蟲(chóng)(書虱),使用惰性粉進(jìn)行糧面防護(hù)。

由此可見(jiàn),冬季內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能有效解決冬季溫差過(guò)大引發(fā)的糧堆表層結(jié)露,霉變結(jié)塊,內(nèi)部發(fā)熱等難題,并能有效預(yù)防儲(chǔ)糧害蟲(chóng)孳生,確保糧食品質(zhì)良好。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

兩倉(cāng)在試驗(yàn)期間產(chǎn)生的具體費(fèi)用見(jiàn)表4。

表4 202號(hào)倉(cāng)與105號(hào)倉(cāng)費(fèi)用情況

由表4可看出,105號(hào)倉(cāng)噸糧費(fèi)用0.37元/t,202號(hào)倉(cāng)噸糧費(fèi)用0.20元/t,采用冬季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的試驗(yàn)倉(cāng)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)糧安全過(guò)冬,節(jié)省了對(duì)異常糧情處理產(chǎn)生的費(fèi)用,同時(shí)也減少勞務(wù)人員和保管人員的勞動(dòng)量,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。

4 試驗(yàn)結(jié)論

4.1 冬季內(nèi)環(huán)流均溫技術(shù)能有效均衡倉(cāng)溫、倉(cāng)濕和表層糧溫,解決冬季氣溫急劇下降造成的糧堆表層生霉、結(jié)露等問(wèn)題。

4.2 冬季內(nèi)環(huán)流控溫可以降低倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.3 冬季內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)運(yùn)行成本低,降低了異常糧情處理的人工費(fèi)、電費(fèi)、藥劑費(fèi)用,總體經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4.4 冬季內(nèi)環(huán)流控溫不會(huì)引起儲(chǔ)糧水分的明顯變化。

4.5 采取冬季內(nèi)環(huán)流控溫通風(fēng)的倉(cāng)房冬季儲(chǔ)糧更加穩(wěn)定。