膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)在新粳稻安全儲藏中的應(yīng)用

劉海燕，黃 浩

江蘇無錫新安國家糧食儲備庫 (無錫 214028)

膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)是目前大多數(shù)糧庫廣泛應(yīng)用的儲糧技術(shù)手段之一，其原理利用糧堆自然冷心或補(bǔ)充制冷源，有效結(jié)合糧堆膜下環(huán)流系統(tǒng)，在夏季或秋季進(jìn)行倉內(nèi)膜下環(huán)流通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)上層糧溫可控和全倉糧溫的相對均衡，確保整倉糧食達(dá)到準(zhǔn)低溫儲藏條件，避免儲糧夏秋季生蟲和使用化學(xué)藥劑防治儲糧害蟲[1]。多年來我?guī)旖Y(jié)合不同倉房條件、糧食水分、風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)等具體實(shí)際靈活應(yīng)用膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)，為改善儲藏條件，降低成本、促進(jìn)糧食保質(zhì)保鮮，延緩品質(zhì)劣變摸索積累了一些經(jīng)驗(yàn)，提升了科技儲糧管理水平，促進(jìn)了儲糧方式由傳統(tǒng)型向綠色生態(tài)型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了低溫(準(zhǔn)低溫)綠色儲糧[2]。

1 材料與方法

1.1 倉房及儲糧情況

1.1.1 倉房情況

選擇無錫新安國儲庫2005年建成的高大平房倉4號倉和1995年建成的房倉15倉作為試驗(yàn)倉，兩倉均為膜下內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)，糧情測控系統(tǒng)為同創(chuàng)高科糧情測控系統(tǒng)。

4號倉：2005年建成的高大平房倉，設(shè)計倉容5 832 t。倉墻壁磚混結(jié)構(gòu)，單倉跨度24 m、長54 m,裝糧線高度6m。倉頂為砼板結(jié)構(gòu)，通風(fēng)口6個，地槽通風(fēng)系統(tǒng)，一機(jī)兩道(通風(fēng)系統(tǒng)見圖1)。全倉裝有測溫電纜72根，每根電纜自下而上設(shè)4個測溫點(diǎn)。移動式環(huán)流風(fēng)機(jī)6臺，每臺功率0.75 kW。

圖1 通風(fēng)管道示意圖(4號倉)

15號倉：1995年建成的平房倉，設(shè)計倉容2 700 t，倉墻壁磚混結(jié)構(gòu)，倉房跨度24 m、長30 m，裝糧線高度5 m，倉頂為砼板結(jié)構(gòu)，通風(fēng)口3個，地槽通風(fēng)系統(tǒng)，一機(jī)兩道(通風(fēng)系統(tǒng)見圖2)。全倉裝有測溫電纜42根，每根電纜自下而上設(shè)4個測溫點(diǎn)。移動式環(huán)流通風(fēng)機(jī)3臺，每臺功率0.75 kW。

圖2 通風(fēng)管道示意圖(4號倉)

1.1.2 儲糧情況

儲量情況見表1，4號倉和15號倉儲存糧食品種都是2018年江蘇產(chǎn)新粳稻，在入庫過程中，嚴(yán)格控制入庫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，雜質(zhì)控制在1.0%以內(nèi)，水分控制在15.0%以內(nèi)。

表1 試驗(yàn)倉儲糧原始數(shù)據(jù)

1.2 方法

1.2.1 管道鋪設(shè)

試驗(yàn)倉糧食入倉完畢后，在糧面下50 cm處挖溝鋪設(shè)PVC環(huán)流管道，管道的鋪設(shè)與通風(fēng)道一致(管網(wǎng)鋪設(shè)示意見圖3、圖4)。

圖3 糧面PVC環(huán)流管道網(wǎng)布置示意圖(4號倉)

圖4 糧面PVC環(huán)流管道網(wǎng)布置示意圖(15號倉)

1.2.2 扦插測溫光纜

采用同創(chuàng)高科無線糧情測控分析系統(tǒng)每天檢測糧溫。

1.2.3 冬季通風(fēng)

在冬季低溫季節(jié)，以自然冷空氣為冷源，選用混流風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)降低糧溫在5 ℃以下。在達(dá)到通風(fēng)降溫目的的前提下，所選風(fēng)機(jī)寧小毋大。在氣溫較低、通風(fēng)時間充裕的情況下，盡量選用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行小風(fēng)量通風(fēng)，不僅降溫均勻，且能耗低、糧食失水少。

1.2.4 防護(hù)劑拌糧

2月底3月初，糧堆密閉前，在沿墻四周、墻角等害蟲容易孳生部位以及糧堆表面30 cm糧層均勻拌合溴氫-八角油(谷蟲凈)谷物防護(hù)劑。(按拌糧深度30 cm計算拌糧數(shù)量，根據(jù)藥糧重量比1∶2 500計算用藥量)

1.2.5 糧面密閉壓蓋

用聚氯乙烯薄膜密閉糧面，對糧面空間、倉窗、通風(fēng)口等也進(jìn)行密閉隔熱措施處理。

1.2.6 熏蒸殺蟲

5月中下旬磷化鋁全倉熏蒸殺蟲方案制定、備案審批，糧面常規(guī)施藥，膜下內(nèi)環(huán)流，設(shè)定有效濃度300 mL/m3，濃度低于300 mL/m3時及時補(bǔ)充施藥，持續(xù)保持有效濃度21 d以上，確保熏蒸殺蟲有效徹底。

1.2.7 控溫措施

(1)空調(diào)控溫管理

高大平房倉糧堆“熱皮”主要來源于倉頂、倉墻四周和門窗。其中以倉頂輻射熱量最多，約占70%[3]。試驗(yàn)倉房隔熱性能差，夏季受倉頂熱輻射影響，最高倉溫可達(dá)39 ℃左右。在6月下旬熏蒸散氣后及時開啟倉內(nèi)空調(diào)控制倉溫在25 ℃以下，有效控制倉溫升高影響糧堆表層溫度進(jìn)一步上升。

(2)倉墻隔熱處理

15號倉南側(cè)墻壁夏季全天受太陽光直接照射，時間長達(dá)10～12 h，遇連續(xù)高溫，受外溫輻射影響沿墻四周糧溫上升較快，在15號倉南側(cè)墻體外側(cè)懸掛遮陽網(wǎng)，阻擋部分太陽光直接照射，降低外界熱量對倉房輻射影響。4號倉墻壁未做隔熱保溫處理。

1.2.8 內(nèi)環(huán)流操作

利用膜下內(nèi)環(huán)流通風(fēng)系統(tǒng)，將環(huán)流風(fēng)機(jī)利用法蘭接口與膜下糧面管道及地槽通風(fēng)口連接，使之形成一個密閉的整體，分階段進(jìn)行內(nèi)環(huán)流通風(fēng)操作，糧堆氣流運(yùn)動方向見圖5。

圖5 糧堆氣流運(yùn)動方向示意圖

2 結(jié)果與討論

2.1 內(nèi)環(huán)流前糧溫情況

內(nèi)環(huán)流前糧溫情況見表2，試驗(yàn)倉在進(jìn)入8月份以來，受外界高溫影響，墻壁四周糧溫上升較快，4號倉表層最高糧溫29.6 ℃；15號倉表層最高糧溫30.5 ℃，中上層最高糧溫32.8 ℃。

表2 內(nèi)環(huán)流均溫前糧溫情況

2.2 內(nèi)環(huán)流后糧溫變化情況

4號倉糧溫變化見表3, 2019年9月5日～9月12日，累計膜下內(nèi)環(huán)流通風(fēng)192 h，膜下內(nèi)環(huán)流后表層糧溫降幅3.5 ℃，中上層糧溫降幅3.1 ℃，中下層糧溫升幅3 ℃，底層糧溫升幅2.9 ℃，糧堆“冷心”升幅不大，通過膜下內(nèi)環(huán)流均溫通風(fēng)后，糧堆表層及沿墻四周的糧溫有效降低。

表3 試驗(yàn)倉膜下內(nèi)環(huán)流均溫后糧溫變化表

15號倉糧溫變化見表4，2019年8月31日～9月12日，對兩側(cè)通風(fēng)口分別連接蓄冷存氣箱(304不銹鋼材質(zhì))，箱體全密閉，有溫控顯示裝置，焊接專用法蘭接口，小型谷物冷卻機(jī)、蓄冷存氣箱、倉房環(huán)流口全密閉連接向地槽通風(fēng)道補(bǔ)充冷源，設(shè)定制冷溫度為15 ℃，糧面表層濕熱空氣在環(huán)流通風(fēng)機(jī)的作用下排出糧堆，冷通72 h后轉(zhuǎn)入膜下內(nèi)環(huán)流，累計膜下內(nèi)環(huán)流240 h。膜下內(nèi)環(huán)流后表層糧溫降幅2.5 ℃，中上層糧溫降幅4.1 ℃，中下層糧溫升幅1 ℃，底層糧溫升幅1.9 ℃，內(nèi)環(huán)流通風(fēng)后表層糧溫及中上層糧溫明顯降低。

表4 15號倉膜下內(nèi)環(huán)流糧溫變化表

2.3 能耗情況

能耗情況見表5，4號倉通風(fēng)系統(tǒng)布置設(shè)計合理，糧面下環(huán)流PVC管道圭字形排布，能將糧堆表層和沿墻四周的高溫區(qū)與糧堆中央冷心有效中和，對整個糧堆的平均糧溫影響不大，膜下內(nèi)環(huán)流用時短，降溫效果快，單位能耗僅為0.05 kW·h/t·℃，確保了整個糧堆的安全保質(zhì)儲藏。15號倉系1995年建造平房倉，通風(fēng)口設(shè)計在倉房一側(cè)山墻，糧面膜下PVC管道排布方向與通風(fēng)口方向一致，受墻體輻射影響熱量積聚在沿墻內(nèi)側(cè)一米以內(nèi)，糧堆表層最高糧溫30.5 ℃，中上層最高糧溫32.8 ℃，已錯失了膜下內(nèi)環(huán)流的有利時機(jī)，同時此種糧面下布管方式有一定的局限性，不能有效綜合整個糧堆冷心，為避免糧層間溫度梯度過大引起糧堆結(jié)露的不安全因素，采用膜下內(nèi)環(huán)流均溫補(bǔ)冷工藝有效降低中上層糧溫，補(bǔ)冷作業(yè)單位能耗明顯優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)，僅為國家標(biāo)準(zhǔn)的12%～60%。

表5 膜下內(nèi)環(huán)流均溫操作后能耗分析

2.5 水分情況

水分情況見表6，膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)是利用糧堆內(nèi)自然冷源來調(diào)控糧堆中上層溫度，有效控制了糧堆水分的流失。實(shí)驗(yàn)證明4號倉膜下內(nèi)環(huán)流前后糧堆水分無變化，15號倉使用補(bǔ)充移動制冷源環(huán)流通風(fēng)，對整倉糧堆水分變化影響極小，也起到了保水儲藏的作用。

表6 膜下內(nèi)環(huán)流均溫操作后水分變化表

2.6 蟲害情況

由于糧堆準(zhǔn)低溫密閉儲藏，糧堆密閉期3月中下旬至10月中下旬，全年膜下密閉儲藏7個月，試驗(yàn)4號倉和15號倉儲糧過夏后為基本無蟲糧，全年僅磷化鋁化學(xué)熏蒸1次。

2.7 問題和建議

(1)膜下內(nèi)環(huán)流控溫在夏季操作通常在氣溫相對較低的夜間分階段間歇運(yùn)行，氣溫低于30 ℃也可連續(xù)開機(jī)環(huán)流。

(2)環(huán)流期間不僅要注意表層糧食溫度的變化，同時也要密切關(guān)注糧堆中上層、中下層和下層糧溫變化情況，防止糧堆各層糧溫與相鄰糧溫之間的溫差超過露點(diǎn)溫度，預(yù)防結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生。

(3)糧堆四個墻角通常為環(huán)流通風(fēng)的死角，在糧食入庫前宜在四個墻角放置通風(fēng)管或竹氣籠。連續(xù)環(huán)流后，對溫度只高不下的墻角，門邊等死角可采用單管通風(fēng)局部降溫處理后再進(jìn)行環(huán)流，可有效降低能耗。

(4)內(nèi)環(huán)流過程中，每天檢測糧溫，并及時整理好數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，加強(qiáng)局部糧情檢查，必要時扦插2 m流動測溫桿監(jiān)測糧溫變化情況。

3 結(jié)論

膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)是平房倉儲藏新粳稻安全過夏管理實(shí)用操作技術(shù)，屬于綠色儲糧范疇，值得推廣應(yīng)用。

(1)在環(huán)流風(fēng)機(jī)的作用下，糧堆“冷心”緩慢釋放，表層糧溫逐漸降低，使整個糧堆處于低溫或準(zhǔn)低溫儲存環(huán)境，有利于保持糧食的品質(zhì)保鮮。

(2)膜下內(nèi)環(huán)流控溫由于密閉循環(huán)操作，與外界空氣沒有濕熱交換，不會流失水分，起到了保水作用，還能讓倉內(nèi)糧食均衡吸附高濕氣體，對糧堆進(jìn)行調(diào)質(zhì)通風(fēng)，從而為糧食保水創(chuàng)造了條件。糧食水分與密閉前相比變化不大，有利于節(jié)能減損。

(3)膜下內(nèi)環(huán)流均溫技術(shù)的應(yīng)用使糧堆處于低溫低氧儲存狀態(tài)、抑制了害蟲和霉菌的發(fā)生和發(fā)展，減少磷化鋁化學(xué)熏蒸的次數(shù)，為綠色安全儲糧提供了保障。

(4)解決了新粳稻安全度夏的難題，降低了保管員的勞動強(qiáng)度。

(5)儲糧受水分、溫度差異以及環(huán)流通風(fēng)管網(wǎng)的布置不同等因素影響，環(huán)流用時及能耗也有不同。

(6)在夏季高熱季節(jié)，在氣溫相對低的夜間實(shí)施膜下內(nèi)環(huán)流作業(yè)，有效調(diào)控表層和中上層糧溫，糧堆冷心可分階段多次使用。

(7)膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)與單管通風(fēng)局部降溫、小型谷物冷卻風(fēng)道補(bǔ)冷等手段組合使用，可以取得良好的控溫效果，同時又減少了能耗。