华南地区楼房仓包打围散储小麦谷冷降温的生产性应用探索
2020-10-20卢章明
摘 要:华南沿海地区常年高温高湿,在现有楼房仓仓储设施条件下,依靠常规储粮方式很难达到理想的控温效果,从而影响粮食品质。本文结合生产实际,针对楼房仓包打围散储小麦,在4—10月高温季节合理利用谷物冷却机以及局部通风、控温措施相结合,能很好地抑制粮食呼吸,降低粮温,保持储粮品质,同时降低储粮损耗。
关键词:楼房仓;谷冷降温;综合措施;粮食损耗
中图分类号:S379
收稿日期:2020-06-01
作者简介:卢章明,男,助理工程师,研究方向为粮食储藏。
华南地区位于我国第七储粮生态区,一年四季都适合储粮害虫和微生物的生长、繁殖。随着我国粮食流通体制改革的不断深入,粮食“四散”化流通作业已经成为必然,为顺应的时代发展,提高粮食装卸机械化水平,降低劳动强度,加快进出仓速度,降低作业成本,广东省粮油储运公司进行了楼房仓包打围散装储存探索,通过仓房改造,包装方式改为包打围散装储存[1],同时采取综合立体的通风、控温等储粮措施,尽可能延缓粮温的上升速度。
本试验在小麦轮换的生产实践中通过采用谷冷机结合局部覆膜和局部多管风机通风降温,在有限的时间内将粮温降到正常范围,同时结合综合控温措施,以达到储粮安全度夏的目的。
1 试验材料
1.1 通风设备
谷冷机:HLC-105III,功率55kw,额定制冷量105kw,北京红旭达科技有限公司;数字式测温系统:天津市明伦电子技术有限公司;4-72型离心风机:单位通风量14 737m3/h,原电机功率5.5kw,全压1 390Pa,通风管若干条。
1.2 供试仓房
(1)试验仓房为广东省粮油储运公司第一仓库1号、2号仓,均为2000年新建楼房仓,皆在一楼。1号仓长56m,宽32m,檐高7m,墙厚24cm,粮堆高4.6m;2号仓长42m,宽32m,檐高7m,墙厚24cm,粮堆高4.6m。对照3号仓长55m,宽22.2m,檐高6m,仓内墙厚24cm,粮堆高4.6m,试验仓和对照仓均为仓内包打围散装储藏。(2)地上笼通风道设计:试验1号仓为一机两道一组,一机三道两组;试验2号仓为一机两道、一机三道各一组;对照3号仓为一机两道四组。
1.3 供试粮食
试验仓和对照仓的所储存粮食均为2016年产的江苏小麦,其中试验1号仓储粮6 122.160t,試验2号仓储粮4 824.750t,对照3号仓储粮4 451.188t,来粮具体情况见表1。
2 试验方法
2.1 试验仓基本粮情
2016年6—7月,试验1号、2号仓入粮,进仓完毕后正值广州高温多台风季节,整体粮温偏高,平均粮温达32℃。因此采用多管局部处理机均温均水,然后密闭粮堆进行熏蒸杀虫,用PH3气体来抑制霉菌和微生物的生长繁殖[2]。熏蒸期间,粮温缓慢下降,至11月底,三间仓房平均粮温都降至28℃。此时,揭膜散气利用南下冷空气进行全仓正压通风,并利用局部处理机打管负压通风进行辅助降温。华南地区入冬后会出现寒流和升温反复交替的情况,低温天气气温低于10℃,寒流一过,气温又将迅速回升至20℃左右,甚至达25℃,使得降温效果不理想,加之散气时间延长,虫害开始滋生,局部位置出现因害虫引起的发热,春节后,局部高温点升至30℃以上。3月份,气温开始回升,仓温、粮温也随之反弹,粮堆内出现多处高温点,鉴于此时为广东的“南风天”,气温回升且空气湿度特别大,因此决定在此两间仓采取谷冷通风解决以上粮情问题。
2.2 谷冷通风
2.2.1 谷冷通风试验
由于只有一台谷冷机,所以采用分区谷冷通风降温的办法[3],结合现有基础设施,充分分析容易出现的问题并制定方案,密切跟踪粮温和粮面粮食水分的变化,通过粮温和粮食水分变化来指导谷冷通风。通风期间,选定多个固定点(包括每个支风道末端和多个柱位),定时进行粮面水分的快速测定,同时每6h检测一次粮温。在支风道末端和局部降温异常点处采用多管局部处理机打管辅助通风,通过粮温变化调整探管深度,利于不同粮层降温;随着谷冷通风的进行,在支风道的前端开始逐步覆膜引导冷风走向,从而达到全仓均衡降温的目的。
试验1号仓谷冷通风时间为16d(4月29至5月15日),试验2号仓谷冷通风时间为15d(5月16至5月31日),对照3号仓于2016年12月采用离心风机进行正压通风降温。
2.2.2 谷冷通风后的小麦储存情况
在谷冷通风结束后,及时密闭粮堆,做好仓房隔热保温[4],保存冷源,充分发挥粮堆的“冷芯”作用。同时结合PH3熏蒸抑制害虫,2017年冬季,未进行机械通风,仅揭膜自然通风,至出库时,试验仓和对照仓全部粮情稳定,通过抽样检测,粮食品质良好。试验1号仓谷冷期间粮温变化情况见表2,该仓于2018年4月轮换出库完毕;试验2号仓谷冷期间粮温变化情况见表3,试验2号仓和对照3号仓于2018年2月轮换出库完毕。
3 结果与分析
3.1 控温均温情况
(1)试验1号、2号仓通过谷冷后的降温幅度较大,温差非常明显。
(2)粮堆本身是热的不良导体,散装粮堆孔隙小,粮温在一日中的变化只表现在粮堆表层30cm左右厚度,粮堆内层越深,温度变化越小。包装粮堆孔隙大,空气比较流通,粮温变化大,粮温随外温变化显著,由于外温影响粮温是由表及里,由外而内,逐步向纵深发展的。通过同时间段粮温变化的对比,经过谷冷后的试验1号、2号仓能够保持较长时间的“冷芯”作用,粮温上升的幅度相比传统的离心风机机械通风降温要小得多,因而试验1号、2号仓粮温变化较为平缓,而对比3号仓特别是表层粮温变化较快。由此可以看出,谷冷机在楼房仓包打围散装储存中的降温作用还是非常明显的,有利于开展楼房仓包打围散装储存的控温储粮工作,并能保持较长时间段的较低粮温。
(3)谷冷机在楼房仓包打围散装储存中的降温作用明显比传统的离心风机机械通风降温要快,在楼房仓包打围散装储存中,使用谷冷机降低储粮温度,在缓解粮温的上升速度,保证储粮安全方面起到了一定的作用。
3.2 经济效益分析
(1)电费及能耗。同以降温为目的,试验1号仓谷冷时间为379h,总電耗11 720kW·h(单价按工业用电1.15元/kW·h计算),总电费13 478元,单位能耗1.31kW·h/(℃·t),吨粮成本为2.20元/t;试验2号仓谷冷时间为358h,总电耗11 120kW·h,总电费12 788元,单位能耗0.44kW·h/℃·t,吨粮成本为2.65元/t;对照3号仓机械通风时间为80h,总电耗1 280kW·h,总电费1 472元,单位能耗0.04kW·h/(℃·t)。
(2)出库损耗。2018年到期轮换出库后,试验1号仓损耗数为9.180t,损耗率为1.5‰,试验2号仓损耗数为9.680t,损耗率为2.0‰,试验仓出库损耗基本在合理损耗范围内;对照3号仓损耗数为21.418t,损耗率为4.8‰,虽然所用电费最少,单位能耗最低,但出库损耗最大。试验1号仓出库损耗相比对照3号仓少损耗3.3‰,折合为小麦20.203t,按市场价2 250元/t计算,可少损失45 457元,扣除电费后的经济收益为31 979元,试验2号仓出库损耗相比对照3号仓少2.8‰,折合为小麦13.509t,按市场价2 250元/t,可少损失30 395元,扣除电费后的经济收益为17 607元。从上面的对比可以看到,谷冷降温既能减少出库损耗,又能为企业带来一定的经济效益。
4 问题与讨论
(1)谷物冷却机采用压入式通风,粮食会发生水分转移,在粮堆中靠阴面墙边、底部和其他部位都有可能因湿热扩散引起水分增高,粮堆表面、仓顶及仓壁往往会出现结露现象,这时仍应继续通风,不可停机,利用冷却、干燥的气流把粮堆表层水气带走,直到结露现象消失方可停止通风,否则会因结露引起粮食霉变和发芽,从而造成损失,因此谷冷期间需要加强检查。
(2)在对楼房仓包打围散储粮食进行谷冷作业时,需随时监控谷冷机的运转情况和出风口的温度变化,可根据需要在粮面利用压盖薄膜或在支风道末端打管的方法引导冷风走向,以达到全仓均匀降温的效果。通风期间,应每隔3~4h检测一次粮温的变化;如果温度降不下来,就应分析原因,采取相应措施,对局部相对高温点可采用单管或多管机械通风组辅助“引冷排热”,或采用粮面压盖的方法,使用薄膜或其他材料压盖已冷却的粮层表面,将冷空气引向粮温较高的部位降温,必要时还可以采用“打塘”“打探管”“挖沟”等传统方法协助冷却降温。
(3)粮堆通风的均匀性是影响通风效果和粮食安全储藏的重要因素之一,包打围散储粮堆与包装粮堆相比,具有通风均匀性好,水分损耗小,局部发热部位容易处理等优点,但相比全散装粮堆又有所不足[5]。采用谷冷机进行压入式谷冷通风,粮温均衡快速下降,水分损耗较小,但能耗相对较高,试验1号、2号仓2017年6月检测水分分别为12.3%、11.7%,相比入库时下降了0.1%,出库损耗较少。对照3号仓粮温下降缓慢,通风不均匀,通风时间长,水分损耗较大,能耗相对较低,2017年6月检测水分为11.9%,相比入库时下降了0.3%,出库损耗较大。
(4)做好控温储粮工作是本试验取得成功的关键因素之一。仓房受外界气温及阳光辐射影响的大小程度是直接决定粮堆保冷储存的关键因素。在高温时节,仓顶受外界的影响固然较大,但墙体及其他附属设施,受阳光强烈的辐射作用后,对粮堆的影响也不容忽视,仅靠单一的隔热措施难以达到控温目的。必须重视控温储粮的每一个环节,才能取得比较明显的效果,在对硬件设施进行改造后,还要加强日常管理。
(5)利用谷物冷却机进行谷冷通风,不受自然气候条件的限制,冷却通风可在任何需要的时候进行。
5 结论
(1)谷物冷却机低温储粮技术虽然自成体系,能确保粮堆处于低温状态,抑制粮食呼吸速率和虫霉发展,延缓粮食陈化和品质劣变,绿色环保[6]。但该技术与其他储粮技术也有着很好的互补性,结合自然或机械通风,不仅能有效降低成本,还能够取得更好的互补综合效益。
(2)对于楼房仓包打围散储粮食,采取积极有效的通风降温措施[7],尤其是利用谷冷机进行谷冷降温并保持和延长“冷芯”的作用时间,是行之有效的控温储粮措施,在保持粮食品质的相对稳定,延缓粮食品质的陈化和减少出库损耗方面能够发挥一定的作用。控温储粮是一个系统工程,只有采取综合立体的控温措施,并加强日常管理,控温储粮才会取得比较好的效果。
(3)在本次试验中,可以看出,在出现通风死角或局部降温效果不明显时,要加强监测,及时在局部高温位置打管并随时在风道前端进行覆膜,引导冷风的走向,以减少粮堆的通透时间,降低谷冷成本,同时要预防在通风死角部位的水分转移造成水分积聚而导致粮食局部发热。
(4)使用谷冷机对楼房仓包打围散储粮食进行谷冷降温是可行的,并且具有较明显的优势[8]。但在降温前应对储粮进行杀虫处理,在冷却期间加强对粮堆的防护工作,严防感染,以避免因害虫活动影响储粮低温。谷冷能更好地保持粮食品质,减少出库损耗,为企业带来一定的经济效益,值得推广。
参考文献:
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