全仓低温储粮的可行性研究

钱国良 朱 润 丁鹏辉 曾 诚

(浙江省湖州市粮食和物资储备局，浙江省湖州市储备粮管理有限公司 313000)

长期储粮实践与研究证明，低温储粮可以有效限制粮堆生物体的生命活动，减少储粮损失；可以预防和消除粮食储藏过程中的自然发热现象，降低粮食呼吸强度，保持粮食应有品质，延缓品质劣变；可以少用或不用化学药剂，降低药剂残留污染，有利人体健康和环境卫生。低温储粮技术将是今后绿色粮食储藏技术的发展方向。在常规储粮实践中，我们发现，经过冬季自然通风实现低温储藏的粮食，在高温季节(每年4月～9月)，粮堆表层和靠近仓壁0.5 m～1 m粮层的温度会快速回升，形成了一个四周及粮面温度高，粮堆中心温度低的情况，即“热皮冷心”现象，这已经成为粮库散装粮全仓实现低温储藏的核心难题，本试验有针对性地创新开发周际精准控温系统，探索实现全仓低温储粮可能性。

1 试验原理

在粮堆底部四周布置周际通风管路，与仓外环流设备连接，在粮堆四周形成上下的气流通路，并给以外部制冷，在不破坏粮堆“冷心”情况下，实现粮堆四周的精准降温，达到高效控温的目的。

2 周际精准控温系统

2.1 粮堆底部的风道布置

在现有地上笼通风系统的基础上，在粮堆底部四周(距墙20 cm)布设周际地上通风笼(中山墙处不布设)，优化原地上笼的空气分配箱，两侧增加2个空气分配口，各分配口具备开关功能，周际地上通风管道连接空气分配箱。

2.2 粮堆表层的布置

利用薄膜覆盖粮面，留出距墙50 cm，形成与粮堆底部四周布设周际地上通风笼相对应的气流通路。

2.3 利用仓内空调控温

利用现有仓内空调，对粮堆空间进行降温。

2.4 仓外回风装置连接

将原有仓外环流风机连接环流回风管和通风口(参照环流风机反向连接方式)，通过环流风机将仓内空间冷空气通过负压吸入粮堆四周，热空气通过环流回风管送回仓内空间，实现对粮堆四周的精准降温。仓外回风装置连接见图1，地坪管道铺设见图2，粮面薄膜铺设见图3。

图1 仓外回风装置连接示意图

图2 地坪管道铺设

图3 粮面薄膜铺设

3 试验仓库及设备

3.1 试验仓房及储粮

12号仓、02号仓均为同一年建成的平房仓，两仓仓容、风道设置及空调安装完全相同。其中12号仓为试验仓,对通风管道进行了改造，02号仓为对照仓,两仓具体情况见表1。

表1 试验仓房及储粮情况

3.2 试验设备

3.2.1 环流风机(见表2)

表2 环流风机参数

3.2.2 制冷设备(见表3)

表3 两仓使用制冷设备参数

3.2.3 粮情测控系统 河南产多参数粮情检测系统V8.0。

4 试验方法

4.1 温度控制目标

本试验低温技术指标：试验仓整个度夏过程实现全仓平均粮温≤15℃，仓周和上层平均粮温≤20℃，全仓最高粮温点≤22℃。

当仓内温度高于22℃，开启粮堆空间部位空调，控制上层粮温，温度设置18℃。当表层四周平均粮温高于20℃，开启环流风机，每2 h测定一次粮温变化，直至四周粮温均匀，四周平均粮温低于18℃，无高于22℃点，关闭环流风机。

当室外自然冷源温度低于空调设定温度时，采取自然冷源降温，当日平均气温低于粮堆平均温度时，试验结束。

4.2 温度监测

用粮情测控系统监测粮温，非试验期间，每周两次监测粮温。启动试验后，每2 h监测一次粮温，并做好记录工作。

4.3 能耗监测

试验仓安装智能电表进行用电能耗监测，并每日统计试验能耗。

5 试验数据分析

5.1 粮温变化情况

从图4～图7对比看出，试验仓通过控温有效延缓温度上升，仓温、平均粮温、上层粮温、上层周边粮温6月～9月的的温升都没有超过3℃。但6月～7月试验仓在延缓温度上升上较对照仓没有体现出明显优势，随着8月高温季节来临，试验仓对于周际的控温效果开始显现。

图4 仓温对比图

图5 平均粮温对比图

图6 上层平均粮温对比图

图7 上层周边粮温对比图

5.2 虫害发生情况

试验仓试验期间未发生虫害情况，实现免熏蒸。对照仓8月中旬出现虫害，8月16日采取熏蒸作业。

6 结论

6.1 本试验自制的周际精准控温系统能有效控制粮堆四周的粮温，缓解“热皮”现象，同时不破坏粮堆“冷心”，实现精准控温。周际精准控温系统制作简单，投入小，易操作，拓展现有通风系统的使用功能，巧妙利用薄膜的密闭和张开程度，实现对通风量的调整，下步在局部冬季通风、熏蒸环流等仓储作业也可实施运用。

6.2 本试验的降温效果虽然未达到设定目标，但显著降低粮堆四周的粮温，特别是上层四周的粮温；减小了粮堆温度梯度差，特别上层四周粮温与空调控温的仓内上层空间之间的温度差；在仓温维持18℃的情况下，未出现结露等储粮安全隐患，为进一步降低粮堆上层温度提供可能，增加实现免熏蒸可能性。

6.3 本试验有效保护粮堆“冷心”，尽可能实现粮堆温度稳定，保持粮堆生态稳定性，相较于谷冷机的整体通风降温有助于降低能耗和水分散失。

7 讨论

7.1 本试验自制的周际精准控温系统未经科学计算，通风均匀性还有不足。下步可以针对仓房进行科学设计和风量测定，不过夏季控温通风需要考虑墙面热传导不同，风管通风量设计难度较大。

7.2 由于夏季控温通风温差较小，选择小风量的风机降温效果不明显，大风量的风机能耗增加比较明显，选择合适风机也是后期试验的改进点。

7.3 此次试验能耗较大，主要是控温温度目标降低以后，控温的温度差明显增大，仓外热传导和空调制冷强度呈现抛物线增长。由于控温制冷全部依靠仓内空间部位空调，所以空间部分的隔热尤为重要。同时周际精准控温系统在高温来临之前效果不明显，可以选择更加科学经济的启动时间，减低能耗。

7.4 由于空调使用时间变长和制冷量需求增加，空调的节能降耗便更有成效，本次试验采用水冷型空调，制冷量选择30 kW，由于是新开发的空调，且其他影响因素较多，没有取得有效节能数据。但可以预见选择更加节能的水冷型空调在低温储粮运用中经济效益将更加明显。同时空调冷风不断穿透粮堆带走水分，今后空调的保水性能将成为粮库专用空调的重要参数指标。