天津地区冬季两种储粮通风方式应用效果分析

赵岩 古成才 薛军 刘龙 李洪涛 李晓芳 李祖瑶 杨译

摘要：以楼房仓为供试仓房，以加拿大小麦为供试粮食，对比离心通风和混流通风对储粮通风前后温度、水分变化及通风时间和能耗的影响。结果表明，通风前，离心通风仓和混流通风仓粮食平均温度分别为12.1、12.0 ℃，平均水分分别为11.44%、11.45%；通风后，离心通风仓和混流通风仓粮食平均温度均为-0.5 ℃，平均水分分别为11.25%、11.41%。离心通风仓和混流通风仓通风时间分别为48、173 h，总耗电量分别为1 056、1 038 kW·h。与离心风机相比，混流风机通风虽然所需时间长，但粮食水分损失小，所需能耗低，应成为天津地区乃至第四生态储粮区储粮机械通风的主要方式。

关键词：混流通风；离心通风；温度；水分；储粮

中图分类号：S379.2 文献标志码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230518

Application and comparative analysis of two ventilation methods for grain storage in winter in Tianjin

Zhao Yan， Gu Chengcai， Xue Jun， Liu Long， Li Hongtao， Li Xiaofang， Li Zuyao， Yang Yi

（ Tianjin Jinghai State Grain Storage Warehouse， Tianjin 301600 ）

Abstract： This paper compared the temperature， moisture change， ventilation time and energy consumption before and after centrifugal ventilation and mixed flow ventilation for grain storage， taking the building warehouse as the test warehouse and the Canadian wheat as the test grain. Before ventilation， the average grain temperature of centrifugal ventilation silo and mixed flow ventilation silo were 12.1 ℃ and 12.0 ℃， the average moisture content of grain in the centrifugal ventilation bin and the mixed flow ventilation bin were 11.44% and 11.45%. After ventilation， the average grain temperature of centrifugal ventilation silo and mixed flow ventilation silo were -0.5 ℃， the average moisture content in the centrifugal ventilation bin and the mixed flow ventilation bin were 11.25% and 11.41%. The ventilation time of centrifugal ventilation silo and mixed flow ventilation silo is 48 h and 173 h respectively， and the total power consumption is 1 056 kW·h and 1 038 kW·h respectively. The results showed that under the same cooling effect， compared with centrifugal fans， mixed flow fans ventilation takes a long time， but the grain moisture loss is small and the energy consumption is low. Mixed flow fans ventilation should be the main way of mechanical ventilation for grain storage in Tianjin and even the fourth ecological grain storage area.

Key words： mixed flow ventilation， centrifugal ventilation， temperature， moisture content， grain storage

機械通风是粮食储藏工作中的重要环节，在不同时期，机械通风起到不同的作用。粮食在入仓结束后，机械通风可均衡粮堆内部的温度和水分，提高了储粮的稳定性；在夏季高温时可以排除仓内积热，延缓表层粮温的上升，降低粮食品质的劣变速度；在秋冬季节的机械通风，可降低粮食温度，保证储粮的新鲜品质，为低温储粮安全度夏奠定基础。但机械通风应用时也存在着不足，一是消耗大量的电能，二是容易造成粮食水分损失[1-3]。因此，在机械通风这个工作环节实施科学化管理，对于安全储粮，降低粮食损耗，节约成本费用，提高企业的经济效益有着重要的现实意义[4-5]。

按通风机械设备类型分类，机械通风模式包括离心通风、轴流通风、混流通风和谷物冷却机通风，其中，离心通风适合于风网阻力较大的大型粮仓通风及发热粮处理，通风降温降水速度快；轴流通风适合于冬季低温条件充足，且储粮粮情稳定，粮食水分在安全水分内的粮食通风，降温效果较慢但相对经济，装粮线高时不宜采用；混流通风适用于中型粮仓的通风，风压高于轴流通风，经济性优于离心通风；谷物冷却机通风适用于环境温、湿度较高时的冷却通风[6]84-89。楼房仓属于中大型仓房，装粮线较高，冬季通风降温时，主要采用离心通风和混流通风两种方式。本文拟分析两种不同方式机械通风对储粮温度、水分、通风时间及能耗的影响，旨在为天津地区粮食储藏合理选择通风方式提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试仓房

试验仓房为天津利达储运有限公司试验1号仓、2号仓，均为2008年2月份建造，属楼房仓，设计仓容为5 450 t，仓内长29.23 m，内宽29.01 m，装粮高度8 m，2个大门，10个窗户。两仓均配置了相同的环流熏蒸、粮情检测系统和通风道。

1.1.2 供试粮食

供試粮食为2016年6月入库的同一批加拿大硬质红小麦，所储数量均为3 610.1 t。

1.1.3 主要仪器与设备

L4-72-6C型离心机：天津市津风特种风机技术开发有限公司；SWF-7A-3KW型混流风机：天津市津风特种风机技术开发有限公司；GGS型数字式粮情检测系统：北京佳华储良科技有限公司；AR323CN型电子天平：奥豪斯仪器（常州）有限公司；WGL-125B型电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 总体方法

选择仓房建设时间、仓房朝向、储粮应用技术、储粮品种、储粮数量、入仓时间等条件相同，仓房气密性、粮食水分等条件相近的仓房和粮食作为供试仓房和供试粮食。2022年12月，对1号仓和2号仓同时进行通风，将离心风机对接1号仓风机口进行离心通风，打开混流风机对接2号仓进行混流通风，通风前扦样测供试粮食水分。通风过程中，每2 h对风机进行巡查，确保风机正常运转，且每8 h对粮堆温度进行检测并记录数据，当两个试验仓房平均粮温降至（-0.5±0.1） ℃时，结束通风，记录通风时间，扦样测通风后供试粮食水分。

1.2.2 粮温检测点设计

两试验仓房粮温检测系统安装保持一致，按储粮高度平均分4层，各层检测点数量和位置相同，每点间隔约4 m，最外侧离墙间隔约2.5 m。每层粮温检测点分布图如图1所示。

1.2.3 水分扦样点设计

分别扦取供试粮堆通风前和通风后各层样品，按储粮高度平均分3层，各层扦样点数量和位置相同，每点间隔约6 m，最外侧离墙间隔约2.5 m。每层扦样点分布图如图2所示。

1.2.4 水分检测

按GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法执行。

1.2.5 数据处理

根据两种风机的单位能耗和通风时间，计算两种风机通风所需的总电耗。

2 结果与分析

2.1 降温效果

以平均粮温和最高粮温变化情况评价两种通风方式的降温效果，如表1和表2所示。通风后，离心通风仓平均粮温达到-0.5 ℃，各层平均粮温梯度未超过1 ℃，最高粮温6.5 ℃；混流通风仓平均粮温达到-0.5 ℃，各层平均粮温梯度未超过1 ℃，最高粮温4.6 ℃，混流通风仓每层粮温均低于离心通风仓。结果表明，从平均粮温指标来看，两种通风方式均能实现整仓降温和均温，两者应用效果没有区别；从最高粮温指标来看，利用混流通风降温、均温效果优于离心通风。因此，从降温效果来看，与离心通风相比，混流通风更适合于楼房仓。这与王若兰[6]89报道混流通风适用于中型粮仓的结果一致。

2.2 保水效果

两种通风方式的保水效果如表3所示，离心通风仓通风前所储小麦的平均水分含量11.44%，通风后所储小麦的平均水分含量11.25%，水分减量0.19%，其中，上层、中层和下层水分减量分别为0.17%、0.19%、0.19%，各层水分减量较为均衡；混流通风仓通风前所储小麦的平均水分含量11.45%，通风后为11.41%，水分减量0.04%，上层、中层和下层水分减量分别为-0.02%、0.06%、0.01%，各层水分减量较为均衡。混流通风仓所储小麦的水分减量显著低于离心通风仓，究其原因，一是离心风机功率大、单位时间内通风量大，风速快，造成所储小麦水分流失快；二是冬季通风时环境湿度大，混流通风时间长，所储小麦有时间吸收外界环境的水分。结果表明，从保水效果来看，与离心通风相比，混流通风更适合于楼房仓储粮冬季降温。

2.3 通风能耗

两种通风方式所需通风时间、通风能耗如表4所示，离心通风仓和混流通风仓达到设定的降温效果所需通风时间分别为48、173 h，即利用混流风机通风所需时间显著长于利用离心风机通风的，这与混流风机功率小，单位能耗低有关，其中，离心通风风机功率为22.0 kW，混流通风风机功率为6.0 kW；同时，通风结束时，离心通风仓、混流通风仓所需总耗电量分别为1 056、1 038 kW·h，混流通风仓总耗电量低于离心通风仓。结明表明，在不考虑通风时间的情况下，当达到相同通风效果时，混流风机通风所需能耗低。因此，从通风能耗来看，与离心通风相比，混流通风更适合于楼房仓储粮冬季降温。

3 结 论

本研究结果表明，在中型仓房楼房仓储粮条件下，离心通风和混流通风均能使粮温降至目标温度，混流通风时间长于离心通风，但混流通风在保水降耗方面更具有优势。同时，混流通风风机功率小，在冬季仓房普遍需要通风降温的条件下，选用混流通风，因其功率低，粮库用电负荷压力小，同时通风降温的仓房数量可以多于离心通风。因此，在天津地区楼房仓储粮条件下，所储粮食冬季通风降温应选用混流通风。不同仓型的通风模式研究很多[7-8]，但楼房仓通风模式研究较少，本文研究结果为楼房仓储粮通风提供了技术支撑。

参 考 文 献

[1] WALTER K. Mechanical ventilation[J]. JAMA，2021，326（14）：1452.

[2] PERONE C， ORSINO M， FIANZA G L， et al. Study of a mechanical ventilation system with heat recovery to control temperature in a monitored agricultural environment under Summer conditions[J]. Journal of Building Engineering，2021，43：102745.

[3] 白凯旭，王红军，申华贤，等.高水分玉米靶向通风降水的研究[J].粮油仓储科技通讯，2021，37（3）：7-11.

[4] 赵思孟.储粮机械通风技术的功用与发展[J].粮食科技与经济，2002（5）：39-40.

[5] 秦海英，江涛，王海美，等.新入仓粮食机械通风方式探索[J].食品界，2021（5）：111.

[6] 王若兰.粮油储藏学[M].北京：中国轻工业出版社，2009.

[7] 颜崇银，郁忠，张华裔，等.不同小功率轴流风机降温通风试验及影响因素分析[J].粮食科技与经济，2022，47（4）：74-78.

[8] 王维忠，杨文生，梁超凡，等.极端低温条件下高大平房仓不同通风工艺比较[J].粮食科技与经济，2022，47（3）：80-82+89.