膜下内环流控温技术在新粳稻安全储藏中的应用

刘海燕，黄 浩

江苏无锡新安国家粮食储备库 (无锡 214028)

膜下内环流控温技术是目前大多数粮库广泛应用的储粮技术手段之一，其原理利用粮堆自然冷心或补充制冷源，有效结合粮堆膜下环流系统，在夏季或秋季进行仓内膜下环流通风，实现上层粮温可控和全仓粮温的相对均衡，确保整仓粮食达到准低温储藏条件，避免储粮夏秋季生虫和使用化学药剂防治储粮害虫[1]。多年来我库结合不同仓房条件、粮食水分、风网系统等具体实际灵活应用膜下内环流控温技术，为改善储藏条件，降低成本、促进粮食保质保鲜，延缓品质劣变摸索积累了一些经验，提升了科技储粮管理水平，促进了储粮方式由传统型向绿色生态型转变，实现了低温(准低温)绿色储粮[2]。

1 材料与方法

1.1 仓房及储粮情况

1.1.1 仓房情况

选择无锡新安国储库2005年建成的高大平房仓4号仓和1995年建成的房仓15仓作为试验仓，两仓均为膜下内环流系统，粮情测控系统为同创高科粮情测控系统。

4号仓：2005年建成的高大平房仓，设计仓容5 832 t。仓墙壁砖混结构，单仓跨度24 m、长54 m,装粮线高度6m。仓顶为砼板结构，通风口6个，地槽通风系统，一机两道(通风系统见图1)。全仓装有测温电缆72根，每根电缆自下而上设4个测温点。移动式环流风机6台，每台功率0.75 kW。

图1 通风管道示意图(4号仓)

15号仓：1995年建成的平房仓，设计仓容2 700 t，仓墙壁砖混结构，仓房跨度24 m、长30 m，装粮线高度5 m，仓顶为砼板结构，通风口3个，地槽通风系统，一机两道(通风系统见图2)。全仓装有测温电缆42根，每根电缆自下而上设4个测温点。移动式环流通风机3台，每台功率0.75 kW。

图2 通风管道示意图(4号仓)

1.1.2 储粮情况

储量情况见表1，4号仓和15号仓储存粮食品种都是2018年江苏产新粳稻，在入库过程中，严格控制入库质量标准，杂质控制在1.0%以内，水分控制在15.0%以内。

表1 试验仓储粮原始数据

1.2 方法

1.2.1 管道铺设

试验仓粮食入仓完毕后，在粮面下50 cm处挖沟铺设PVC环流管道，管道的铺设与通风道一致(管网铺设示意见图3、图4)。

图3 粮面PVC环流管道网布置示意图(4号仓)

图4 粮面PVC环流管道网布置示意图(15号仓)

1.2.2 扦插测温光缆

采用同创高科无线粮情测控分析系统每天检测粮温。

1.2.3 冬季通风

在冬季低温季节，以自然冷空气为冷源，选用混流风机或轴流风机降低粮温在5 ℃以下。在达到通风降温目的的前提下，所选风机宁小毋大。在气温较低、通风时间充裕的情况下，尽量选用轴流风机进行小风量通风，不仅降温均匀，且能耗低、粮食失水少。

1.2.4 防护剂拌粮

2月底3月初，粮堆密闭前，在沿墙四周、墙角等害虫容易孳生部位以及粮堆表面30 cm粮层均匀拌合溴氢-八角油(谷虫净)谷物防护剂。(按拌粮深度30 cm计算拌粮数量，根据药粮重量比1∶2 500计算用药量)

1.2.5 粮面密闭压盖

用聚氯乙烯薄膜密闭粮面，对粮面空间、仓窗、通风口等也进行密闭隔热措施处理。

1.2.6 熏蒸杀虫

5月中下旬磷化铝全仓熏蒸杀虫方案制定、备案审批，粮面常规施药，膜下内环流，设定有效浓度300 mL/m3，浓度低于300 mL/m3时及时补充施药，持续保持有效浓度21 d以上，确保熏蒸杀虫有效彻底。

1.2.7 控温措施

(1)空调控温管理

高大平房仓粮堆“热皮”主要来源于仓顶、仓墙四周和门窗。其中以仓顶辐射热量最多，约占70%[3]。试验仓房隔热性能差，夏季受仓顶热辐射影响，最高仓温可达39 ℃左右。在6月下旬熏蒸散气后及时开启仓内空调控制仓温在25 ℃以下，有效控制仓温升高影响粮堆表层温度进一步上升。

(2)仓墙隔热处理

15号仓南侧墙壁夏季全天受太阳光直接照射，时间长达10～12 h，遇连续高温，受外温辐射影响沿墙四周粮温上升较快，在15号仓南侧墙体外侧悬挂遮阳网，阻挡部分太阳光直接照射，降低外界热量对仓房辐射影响。4号仓墙壁未做隔热保温处理。

1.2.8 内环流操作

利用膜下内环流通风系统，将环流风机利用法兰接口与膜下粮面管道及地槽通风口连接，使之形成一个密闭的整体，分阶段进行内环流通风操作，粮堆气流运动方向见图5。

图5 粮堆气流运动方向示意图

2 结果与讨论

2.1 内环流前粮温情况

内环流前粮温情况见表2，试验仓在进入8月份以来，受外界高温影响，墙壁四周粮温上升较快，4号仓表层最高粮温29.6 ℃；15号仓表层最高粮温30.5 ℃，中上层最高粮温32.8 ℃。

表2 内环流均温前粮温情况

2.2 内环流后粮温变化情况

4号仓粮温变化见表3, 2019年9月5日～9月12日，累计膜下内环流通风192 h，膜下内环流后表层粮温降幅3.5 ℃，中上层粮温降幅3.1 ℃，中下层粮温升幅3 ℃，底层粮温升幅2.9 ℃，粮堆“冷心”升幅不大，通过膜下内环流均温通风后，粮堆表层及沿墙四周的粮温有效降低。

表3 试验仓膜下内环流均温后粮温变化表

15号仓粮温变化见表4，2019年8月31日～9月12日，对两侧通风口分别连接蓄冷存气箱(304不锈钢材质)，箱体全密闭，有温控显示装置，焊接专用法兰接口，小型谷物冷却机、蓄冷存气箱、仓房环流口全密闭连接向地槽通风道补充冷源，设定制冷温度为15 ℃，粮面表层湿热空气在环流通风机的作用下排出粮堆，冷通72 h后转入膜下内环流，累计膜下内环流240 h。膜下内环流后表层粮温降幅2.5 ℃，中上层粮温降幅4.1 ℃，中下层粮温升幅1 ℃，底层粮温升幅1.9 ℃，内环流通风后表层粮温及中上层粮温明显降低。

表4 15号仓膜下内环流粮温变化表

2.3 能耗情况

能耗情况见表5，4号仓通风系统布置设计合理，粮面下环流PVC管道圭字形排布，能将粮堆表层和沿墙四周的高温区与粮堆中央冷心有效中和，对整个粮堆的平均粮温影响不大，膜下内环流用时短，降温效果快，单位能耗仅为0.05 kW·h/t·℃，确保了整个粮堆的安全保质储藏。15号仓系1995年建造平房仓，通风口设计在仓房一侧山墙，粮面膜下PVC管道排布方向与通风口方向一致，受墙体辐射影响热量积聚在沿墙内侧一米以内，粮堆表层最高粮温30.5 ℃，中上层最高粮温32.8 ℃，已错失了膜下内环流的有利时机，同时此种粮面下布管方式有一定的局限性，不能有效综合整个粮堆冷心，为避免粮层间温度梯度过大引起粮堆结露的不安全因素，采用膜下内环流均温补冷工艺有效降低中上层粮温，补冷作业单位能耗明显优于国家标准，仅为国家标准的12%～60%。

表5 膜下内环流均温操作后能耗分析

2.5 水分情况

水分情况见表6，膜下内环流控温技术是利用粮堆内自然冷源来调控粮堆中上层温度，有效控制了粮堆水分的流失。实验证明4号仓膜下内环流前后粮堆水分无变化，15号仓使用补充移动制冷源环流通风，对整仓粮堆水分变化影响极小，也起到了保水储藏的作用。

表6 膜下内环流均温操作后水分变化表

2.6 虫害情况

由于粮堆准低温密闭储藏，粮堆密闭期3月中下旬至10月中下旬，全年膜下密闭储藏7个月，试验4号仓和15号仓储粮过夏后为基本无虫粮，全年仅磷化铝化学熏蒸1次。

2.7 问题和建议

(1)膜下内环流控温在夏季操作通常在气温相对较低的夜间分阶段间歇运行，气温低于30 ℃也可连续开机环流。

(2)环流期间不仅要注意表层粮食温度的变化，同时也要密切关注粮堆中上层、中下层和下层粮温变化情况，防止粮堆各层粮温与相邻粮温之间的温差超过露点温度，预防结露现象的发生。

(3)粮堆四个墙角通常为环流通风的死角，在粮食入库前宜在四个墙角放置通风管或竹气笼。连续环流后，对温度只高不下的墙角，门边等死角可采用单管通风局部降温处理后再进行环流，可有效降低能耗。

(4)内环流过程中，每天检测粮温，并及时整理好数据进行分析，加强局部粮情检查，必要时扦插2 m流动测温杆监测粮温变化情况。

3 结论

膜下内环流控温技术是平房仓储藏新粳稻安全过夏管理实用操作技术，属于绿色储粮范畴，值得推广应用。

(1)在环流风机的作用下，粮堆“冷心”缓慢释放，表层粮温逐渐降低，使整个粮堆处于低温或准低温储存环境，有利于保持粮食的品质保鲜。

(2)膜下内环流控温由于密闭循环操作，与外界空气没有湿热交换，不会流失水分，起到了保水作用，还能让仓内粮食均衡吸附高湿气体，对粮堆进行调质通风，从而为粮食保水创造了条件。粮食水分与密闭前相比变化不大，有利于节能减损。

(3)膜下内环流均温技术的应用使粮堆处于低温低氧储存状态、抑制了害虫和霉菌的发生和发展，减少磷化铝化学熏蒸的次数，为绿色安全储粮提供了保障。

(4)解决了新粳稻安全度夏的难题，降低了保管员的劳动强度。

(5)储粮受水分、温度差异以及环流通风管网的布置不同等因素影响，环流用时及能耗也有不同。

(6)在夏季高热季节，在气温相对低的夜间实施膜下内环流作业，有效调控表层和中上层粮温，粮堆冷心可分阶段多次使用。

(7)膜下内环流控温技术与单管通风局部降温、小型谷物冷却风道补冷等手段组合使用，可以取得良好的控温效果，同时又减少了能耗。