大型楼房仓控温储藏技术集成与示范应用

高 斌，姚德军，赵连印，戈立新，刘文勇，王 洴，杨 杰，王以柱，薛 军，李 勇

（天津利达粮油有限公司，天津 300112）

0 引言

楼房仓作为一种储粮仓型，能够有效地提高土地利用率和储粮效果，常被用作粮食加工厂的成品库[1-3].然而，长期以来，楼房仓除一楼曾尝试散存储粮外，主要用于保粮储藏，不仅仓容利用率低，机械化自动化程度低，而且也不利于散装、散卸、散运、散存的“四散”作业[4-7].为此，天津利达粮食现代物流中心根据现代粮食物流发展的需要，依托天津静海国家粮食储备库自有土地资源，建设大型粮食散存楼房仓，为土地资源日益紧缺的大城市储粮仓型地选择作出有益的尝试[8-11].同时，大型楼房仓的应用，其多层储粮的结构特点，也为控温储藏技术的应用创造了条件.

1 试验材料

1.1 供试仓房及配套设施

1.1.1 楼房仓结构

（1）大型楼房仓按“四散”功能要求进行建设，因此全部按散存仓设计，每栋仓设计容量35 000 t，共建设5 栋，总容量17.5 万t，2010 年5 月份建成投产.

（2）大型楼房仓主体为3 层，1 层顶高11 m，存粮线高8.0 m，2 层及3 层顶高8 m，存粮线高5 m，合计存粮高度18 m.每层分3 个廒间，各廒间内宽均为29 m，中间廒间长33 m，两侧廒间长29 m.

（3）大型楼房仓主体为钢筋混凝土框架结构，外墙厚度为0.5 m，层间楼板为C20 细石混凝土结构，厚度为0.3 m.各廒间隔墙为砖混结构，厚度为0.5 m.仓顶屋面结构为C20 预制混凝土板加80 mm 厚憎水珍珠岩板.

（4）为了在功能上满足“四散化”要求，建设与“四散化”相对接配套的自动化传输散粮接卸、发送设备设施、监控系统.

（5）大型楼房仓配置粮情检测系统、环流熏蒸系统和机械通风系统.通风方式采用地上笼通风，南北两侧各两个通风口对称分布，中间廒间地上笼通风道为一机四道，两侧廒间地上笼通风道为一机三道.

（6）1 楼配备离心通风机型号为4-72№6C，风量8 288～16 576 m3/h，全压1 760～1 116 Pa，电机功率7.5 kW.楼房仓2 楼和3 楼配备离心通风机型号为4-72№6C，风量10 539～12 637 m3/h，全压1 291～1 119 Pa，电机功率5.5 kW.

1.1.2 大型楼房仓粮食储存工艺及特点

（1）大型楼房仓各个楼层整仓全部采用散存的储存方式，彻底改变了楼房仓包存的粮食储藏模式，大大提高了仓容利用率.

（2）每栋楼房仓3 层，每层分隔为3 个廒间，解决立筒仓和浅圆仓只能存储单一储料的缺陷，满足不同品种不同等级储粮单独存放的要求.

（3）大型楼房仓在储粮技术的应用上为粮情检测、机械通风、环流熏蒸等储粮技术的应用创造了条件.由于整仓都实现散存，除了存储在2、3 楼的粮食出入仓方式外，其他各方面与高大平房仓基本相同，高大平房仓的各项适用技术都能够在散存楼房仓得到应用.

（4）大型楼房仓在控温储粮上有其独特的优势，整仓仅顶层（3 楼）仓顶受太阳照射影响与高大平房仓基本相似，而顶层建筑结构及其储粮为1楼、2 楼形成了隔热层，因此散存楼房仓为控温储粮创造了良好的条件.

1.1.3 大型楼房仓控温储粮的应用

为了摸索大型楼房仓控温储粮的应用效果，分别在楼房仓1、2、3 层分别选取两个仓作为试验仓.为了便于对比分析，选取两个高大平房仓作为对照仓，对照仓内长47.4 m，宽29.1 m，顶高13.4 m，檐高11.4 m，存粮线8.0 m.墙体外侧为彩色压型板，中间夹离心超细玻璃棉毡保温层，内侧1.2 m以下为砖墙，1.2～8.0 m 为SP 板，8.0 m 以上为加气砼砌体，屋顶为双层彩色压型板，中间夹离心超细玻璃棉毡保温层，房架为钢梁架结构.通风方式采用地上笼通风，一机三道，共6 个通风口，南北两侧各3 个，对称分布.配备离心通风机型号为4-72№6C，风量8 288～16 576 m3/h，全压1 760～1 116 Pa，电机功率7.5 kW.

1.2 供试储粮

每层的两个仓分别以小麦和稻谷作为供试粮种，储粮基本情况见表1.

两个对照仓也分别储存小麦和稻谷，基本情况见表2.

表1 试验仓储粮基本情况Table 1 Basic conditions of test warehouses

表2 对照仓储粮基本情况Table 2 Basic conditions of test control warehouses

2 试验方法

2.1 储粮降温蓄冷

从表1 可以看出，稻谷入库时间基本都在低温季节，因此入库后粮温较低；而小麦入库则基本都在9～11 月份，因此入库后粮温较高，气温下降后进行了机械通风降温.稻谷储存过夏后，为了达到更好的蓄冷效果，也利用低温季节进行通风降温.通风采用负压式机械通风，各仓平均粮温均降至0 ℃左右.

2.2 储粮密闭隔热

在4 月下旬采用聚苯乙烯泡沫保温板（厚100 mm）密封仓房门、窗户和通风口，并在检查门里侧另安装一道可向里开启的隔热保温门，使入仓检查需通过两道门，实现隔热保冷.

2.3 夏季局部环流通风降温

（1）仓内局部环流通风装置，由两台单管通风机，采用塑料软管相连，形成局部环流通风系统.

（2）高温季节根据粮堆内温度变化情况，对温度偏高部位适时使用局部环流通风系统，充分利用粮堆内自身冷源达到环流控温和均衡粮温的目的.

（3）1 楼91 号仓和81 号仓、2 楼的64 号仓和84 号仓在储存期间，均保持了较好的控温效果，但7 月中下旬发现各仓东南角距墙0.5 m 处个别点粮温超过20 ℃，至8 月中下旬个别点粮温超过24℃，开始使用仓内局部环流通风装置进行调温，使粮温控制在25 ℃以下.

2.4 粮情检测

（1）1 楼的91 号仓和81 号仓垂直方向设置了5 层粮温检测点，横向纵向均为7 列，共245 个检测点，2 楼的64 号仓和84 号仓，3 楼的67 号仓和87 号仓垂直方向设置了4 层粮温检测点，横向纵向均为7 列，共196 个检测点；对粮仓内粮食进行气温、仓温和粮温检测.

对照仓101 号仓和110 号仓垂直方向设置5层粮温检测点，横向10 排纵向7 列，共350 个检测点，每周对气温、仓温、粮温进行检测.

在4 月下旬采用聚苯乙烯泡沫保温板按2.2中方法对储粮密闭隔热.

（2）试验仓和对照仓均设置11 个取样点，按表层、上、中、下分4 层扦取样品，每月检测一次粮食水分，每季度检测一次粮食品质.

（3）试验仓和对照仓每周检查一次虫害情况，重点检查进入口、柱及入粮溜管周围，以及仓房四周距墙壁0.1～0.5 m 部位.

3 试验结果与分析

3.1 各仓温度年变化曲线（图1—图8）

图1 81 号仓温度年变化曲线Fig.1 Temperature change curves in No.81 warehouse

图2 84 号仓温度年变化曲线Fig.2 Temperature change curves in No.84 warehouse

图3 87 号仓温度年变化曲线Fig.3 Temperature change curves in No.87 warehouse

图4 91 号仓温度年变化曲线Fig.4 Temperature change curves in No.91 warehouse

图5 64 号仓温度年变化曲线Fig.5 Temperature change curves in No.64 warehouse

图6 67 号仓温度年变化曲线Fig.6 Temperature change curves in No.67 warehouse

图7 101 号仓温度年变化曲线Fig.7 Temperature change curves in No.101 warehouse

3.2 各仓温度年变化情况规律

（1）处于楼房仓一楼的81 号仓、91 号仓上层温度随着外温变化出现明显变化，中层和下层的温度，全年相对稳定，变化幅度不大.两个仓平均粮温控制在14.5 ℃以下，最高温度出现在8 月份，两个仓均出现在东南角，91 号仓最高温度达到24 ℃，81 号仓最高温度达到24.3 ℃.

（2）处于楼房仓2 楼的84 号仓、64 号仓上、中、下3 层温度变化趋势基本一致，且温度变化幅度较小，上、中、下3 层温差不大，两个仓平均粮温控制在16.5 ℃以下，最高温度出现在8 月份，均出现在东南角，64 号仓最高温度为24.1 ℃，84 号仓最高温度为23.8 ℃.

（3）处于楼房仓3 楼的67 号仓、87 号仓全年温度随外温变化十分明显，虽然两个仓平均粮温控制在20 ℃以下，但夏季高温季节上层平均粮温均超过25 ℃，其中67 号仓上层平均粮温最高时达28.6 ℃，87 号仓上层平均粮温最高时达28.1 ℃.

（4）对照仓101 号仓和110 号仓，平均粮温也控制在20 ℃以下，但夏季高温季节上层平均粮温均超过25 ℃，其中101 号仓8 月份上层平均粮温达29.6 ℃，110 号仓上层平均粮温达27.1 ℃.

3.3 综合仓房的全年温度变化

综合仓房的全年温度变化，楼房仓的1 楼和2楼的仓温在-8～21 ℃之间，上层粮温上升幅度为0.50 ℃/周，中下层平均粮温上升为0.10 ℃/周，全仓平均粮温变化幅度始终保持在5 ℃以下.仅在向阳面靠墙壁10～30 cm 范围内粮温最高值达到24～24.3 ℃.由此可见，楼房仓的1、2 楼在3 楼及其储粮的保护下，受外界影响较小，温度变化最小，能够满足准低温储藏的要求.而3 楼由于处于楼房仓顶层，其仓温和粮温与高大平房仓较为接近，所不同的是，平房仓下层粮温年变化振幅较小，而楼房仓顶楼的下层粮温年变化振幅较大.

3.4 储粮水分变化情况

楼房仓在高温季节，仓房密闭阶段，仓内空间相对湿度较大，最高可达70%，表层水分有所增加，但对粮堆内水分影响不大，进入气温下降季节，通过自然通风，使表层水分自然下降.在储藏期间，储粮水分较入库水分下降0.2%～0.3%，整体水分变化不大.

3.5 储粮害虫情况

由于楼房仓1、2 层储粮小环境处于低温或准低温条件下，有效地抑制了粮食的呼吸作用和储粮害虫、微生物的生命活动.在储藏期间，1 楼的81 号仓和91 号仓、2 楼的84 号仓和64 号仓均未发现储粮害虫，而楼房仓3 楼的67 号仓和87 号仓，对照仓101 号仓和110 号仓，均在9 月初发现局部有锈赤扁谷盗2～3 头/kg，采用敌敌畏进行了熏蒸处理.

3.6 储粮品质变化情况

通过定期对储粮品质进行综合检验，各仓储粮主要品质指标年变化情况见表3.

表3 储粮主要品质指标变化情况Table 3 The main quality indices change conditions of stored grain

由于楼房仓1、2 层储粮常年处于准低温储粮状态，有效抑制了储粮的呼吸强度和虫霉的生命活动，延缓了粮食品质劣变，所储藏的稻谷及小麦储粮品质控制指标变化较小.楼房仓3 楼67 号仓储存的小麦，储粮品质控制指标也未出现明显变化，而3 楼87 号仓储存的稻谷，脂肪酸值从入库时的16.8 mg/100 g，增加到21.8 mg/100 g.对照仓101 号仓储存的小麦，储粮品质控制指标也未出现明显变化，110 号仓储存的稻谷，脂肪酸值从入库时的14.6 mg/100 g，增加到16.4 mg/100 g.

通过楼房仓控温储粮试验结果表明，只要充分利用楼房仓的建筑结构特点，利用楼房仓顶层及其储粮所形成的天然隔热层，并配合低温季节应用自然低温和机械通风相结合的方式对储粮蓄冷、春季及时密闭隔热保冷、高温季节适时使用仓内局部环流装置利用粮堆内自身冷源环流控温等综合控温措施，楼房仓1、2 层不用采取制冷设备辅助制冷，储粮就完全可以全年达到准低温储藏.从而有效地抑制粮食的呼吸作用和储粮害虫、微生物的生命活动，延缓粮食品质变化，尤其是对于耐储性相对较差的稻谷来说，楼房仓有着独特的优势.

3.7 经济效益分析

大型散存楼房仓仓型的立体设计与使用，减少了土地占用.与目前常见的高大平房仓比，同等占地面积建设一栋大型散存楼房仓其仓容量相当于3 栋高大平房仓的总和，建设大型散存楼房仓比高大平房仓节约2/3 的土地资源，但是相对而言，吨粮造价指标同平房仓相比较高，但是与浅圆仓相比吨粮造价相对低一些.因此大型散存楼房仓的建设对于土地资源日益紧缺的大城市有着积极的意义.

大型楼房仓在控温储粮上的优势，可以实现全年准低温储粮，利用仓房不同层的温度特点，将对温度敏感的品种放在1、2 楼储存，对温度不敏感的粮种放到3 楼储存.从而改善了粮食储存环境，达到延缓品质劣变的目的.3 年的储粮实践证明，利用楼房仓储存稻谷，通过准低温储粮可以较好地保持粮食品质，轮换出库价格至少比原来用普通平房仓储存的稻谷出库价格高20 元/t，楼房仓1 楼可存储稻谷59 500 t，2 楼可存储稻谷40 500 t，合计可储存稻谷100 000 t，按每年轮换1/3计算，每年可增加经济效益67 万元.

大型散存楼房仓出仓作业时，采用无动力输送方式，利用储粮所在的自然高度，部分散粮依靠粮食的自流输送到运输车辆的车厢内，节省了电耗.同时，在实现控温储粮的过程中，不仅不用任何制冷设备，节约了能源，而且由于虫害及微生物的生长繁殖受到了抑制，避免了化学药剂的使用，因此，楼房仓储粮既能够降低储粮成本费用，又符合低碳环保的要求，实现了绿色储粮和生态储粮.

4 结论

大型楼房仓控温储藏，采用整仓散存储存方式，节约了费用开支，实现了规模效益.同时还满足了不同品种不同等级储粮入库时单独分开存放和多点同时作业的需要.利用楼房仓多层储粮的结构特点进行控温储粮，1 楼和2 楼不使用任何制冷设备，储粮全年达到准低温储藏，使虫害及微生物的生长繁殖受到了抑制，避免了化学药剂的使用，因此，楼房仓储粮既能够降低储粮成本费用，还能减少和避免因防治储粮害虫而造成的化学药剂的使用，降低对粮食及环境的污染，符合低碳环保的要求，实现了绿色储粮和生态储粮，有着显著的经济效益与社会效益.

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