氮?dú)鈿庹{(diào)倉進(jìn)氣量對糧堆氮?dú)鉂舛鹊挠绊?/h1>

2020-10-15 06:17:44曹文杰何國強(qiáng)黃榮輝江華邦

糧油食品科技訂閱 2020年5期 收藏

關(guān)鍵詞：充氮糧溫糧堆

曹文杰，何國強(qiáng)，黃榮輝，李 明，江華邦，郭 超?

（1. 珠海市斗門區(qū)糧食收儲(chǔ)公司，廣東 珠海 519110；2. 廣東省糧食科學(xué)研究所糧食儲(chǔ)藏與害蟲防治研究室/廣東省糧食儲(chǔ)藏工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510050）

通過人為向倉房內(nèi)部通入高濃度氮?dú)猓辜Z食處于高氮低氧氣的儲(chǔ)藏環(huán)境中，以達(dá)到抑制蟲霉生長、延緩糧食品質(zhì)劣變的充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)，是一項(xiàng)公認(rèn)的綠色儲(chǔ)糧技術(shù)，受到人們的重視與推廣。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)是我國長江流域及以南地區(qū)經(jīng)濟(jì)可行的糧油產(chǎn)后減損及綠色保鮮儲(chǔ)糧技術(shù)，與傳統(tǒng)儲(chǔ)糧技術(shù)相比，其優(yōu)勢明顯[1]。從上世紀(jì)六十年代末我國開展低氧儲(chǔ)糧技術(shù)試驗(yàn)[2]，上世紀(jì)七十年代至九十年代期間國內(nèi)逐漸完善低氧儲(chǔ)糧技術(shù)理論和分子篩和膜分離等制氮設(shè)備，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧逐漸開始規(guī)模化應(yīng)用。

目前，國內(nèi)外儲(chǔ)糧科研工作者對氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧的研究較多，主要集中在氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧充氣方式、殺蟲效果和儲(chǔ)糧品質(zhì)變化的研究，而關(guān)于氣調(diào)倉氮?dú)鉂舛染S持方面的研究相對較少。隨著氮?dú)鈿庹{(diào)在糧食儲(chǔ)藏中的擴(kuò)大應(yīng)用，糧堆中氮?dú)鉂舛仁欠襁_(dá)到設(shè)定的濃度成為氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧成功與否的關(guān)鍵因素[3]。孫相榮等[3]報(bào)道了不同糧種在氣調(diào)儲(chǔ)糧時(shí)所需要的氮?dú)饬?。張中等?bào)道了移動(dòng)式膜分離制氮設(shè)備充氮效率的研究，環(huán)流充氮模式下,回流氮?dú)鉂舛鹊陀?0%和在90%～95%之間時(shí),設(shè)定制氮設(shè)備濃度和回流氮?dú)鉂舛炔钤?7%和3%～5%左右，充氮效果最佳，環(huán)流充氮有利于提高充氮效率和促進(jìn)氮?dú)鉂舛鹊木鶆蚍植糩4]。黃祖亮等提到改進(jìn)倉房氣密性可以提高氣調(diào)儲(chǔ)糧的效果[5]。此外，韓志強(qiáng)等研究報(bào)道了淺圓倉充氮過程中氮?dú)鉂舛确植家?guī)律，結(jié)果表明，在充氮結(jié)束后，氮?dú)庠诩Z堆中分布均勻，均勻度達(dá)99.58%，不同糧層氮?dú)鉂舛然旧铣蕪纳系较乱来芜f減的分布變化規(guī)律，只根據(jù)氮?dú)獬隹跐舛炔荒艽砑Z堆內(nèi)各處濃度，不能以此來判定再次充氮的時(shí)間點(diǎn)，應(yīng)該通過糧堆多點(diǎn)預(yù)埋管的氮?dú)鉂舛葋砼卸╗6]。此外，由于現(xiàn)有的糧食專用膜制氮設(shè)備存在產(chǎn)氣量小，充氮時(shí)間長、能耗高等問題，在一定程度上制約了充氮?dú)庹{(diào)的發(fā)展和推廣[4]。因此，開展氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧氮?dú)饩S持濃度方面的研究，合理利用制氮設(shè)備具有重要的意義。

本文采用上充下排的充氮方式，研究高大平房倉氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧氮?dú)饩S持濃度與時(shí)間的關(guān)系，分析早秈稻谷氣調(diào)倉在氣調(diào)儲(chǔ)糧過程所需要的氮?dú)饬?，探討糧堆中氮?dú)鉂舛扰c氮?dú)膺M(jìn)氣量、糧堆溫度的關(guān)系，為高大平房合理使用氮?dú)鈿庹{(diào)作業(yè)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)倉房及儲(chǔ)糧情況

某糧庫 4P1-1號高大平房倉，長 39 m，寬21 m，裝糧線高度7 m，墻體為490厚燒結(jié)頁巖實(shí)心磚，倉頂為自呼吸通風(fēng)雙層板式屋蓋，倉架為鋼筋混凝土門式鋼架。

表1 4P1-1號倉儲(chǔ)糧情況統(tǒng)計(jì)

1.2 實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備

LY-99.5-220型氮?dú)獍l(fā)生器，產(chǎn)氮量：220 Nm3/h，產(chǎn)氮濃度 99.5%：江陰隆耀機(jī)械制造有限公司；HA300-N2型氣體濃度檢測儀，精度±3% F.S：深圳市華瑞祥科技有限公司；CQMY型倉房氣密性測定裝置：河南未來機(jī)電工程有限公司；DP2000型智能數(shù)字微壓計(jì)：上海永智儀表設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 倉房氣密性測定

參照 GB/T 25229—2010《糧油儲(chǔ)藏 平房倉氣密性要求》[7]。

1.3.2 氮?dú)鉂舛葯z測點(diǎn)的設(shè)置

氮?dú)鉂舛葯z測點(diǎn)設(shè)置參照 GB/T 29890—2013《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》[8]，在倉房糧堆布置6個(gè)檢測點(diǎn)，其中 5個(gè)檢測點(diǎn)布置在糧面垂直向下1.5、2.5、3.5、5、6.5 m處，第6個(gè)點(diǎn)布置在氣囊中，用來檢測糧堆空間的氮?dú)鉂舛?。濃度檢測從氣調(diào)次日開始，9:00定時(shí)檢測。

1.3.3 氣調(diào)充氮工藝及充氣實(shí)驗(yàn)方案

采用膜分離制氮機(jī)，采用上充下排充氣方式，設(shè)置倉內(nèi)氮?dú)鉂舛葹?8%，待糧面氣囊縮小，倉內(nèi)氮?dú)鉂舛鹊陀?5%時(shí)，開啟氮?dú)庵频獧C(jī)組。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析，采用SPSS 17.0。

V1，充氣量，m3；V，糧堆體積V，m3；e，孔隙度，%。

2 結(jié)果與分析

2.1 4P1-1號倉氣密性分析

4P1-1號倉壓力從500 Pa降低至250 Pa所需時(shí)間，結(jié)果如表2所示。由表2可知，4P1-1號倉壓力半衰期為165 s，根據(jù)GB/T 25229《糧油儲(chǔ)藏 平房倉氣密性要求》，4P1-1號倉達(dá)到氣調(diào)倉三級要求。

表2 4P1-1號倉氣密檢測記錄表

2.2 氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間糧溫和氮?dú)鉂舛鹊淖兓?/h3>

4P1-1號倉氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧實(shí)驗(yàn)期間糧溫和氮?dú)鉂舛鹊淖兓闆r見圖1、圖2所示。由圖1可知，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間，倉外氣溫和倉內(nèi)溫度變化幅度較大，均先降低再升溫。其中倉外氣溫最高溫度31.1 ℃，最低氣溫8.5 ℃，而倉內(nèi)溫度最高27.8 ℃，最低14.8 ℃。平均糧溫為24.3 ℃，最高糧溫為25.7 ℃，最低糧溫為22.8 ℃。如圖2所示，倉內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到目標(biāo)濃度98.0%后，隨著時(shí)間的延長氮?dú)鉂舛戎饾u降低。從2018年5月至10月，氮?dú)鉂舛扔?7.1%降低至94.7%，降低量為2.4%，即4P1-1號倉月氮?dú)鉁p少量為0.4%。從10月份起，持續(xù)的氮?dú)庋a(bǔ)氣，氮?dú)鉂舛扔?4.3%升高到 97.9%，然后氮?dú)鉂舛染徛档?。?shí)驗(yàn)期間氮?dú)鉂舛茸畹蜑?9.9%，最高濃度為97.9%。

圖1 4P1-1號倉倉內(nèi)外溫度、平均糧溫的變化

圖2 4P1-1號倉氮?dú)鉂舛鹊淖兓?/p>

2.3 氮?dú)獬錃饬颗c氮?dú)馄骄鶟舛鹊年P(guān)聯(lián)性分析

4P1-1號倉不同時(shí)間氮?dú)庋a(bǔ)氣量和氮?dú)馄骄鶟舛鹊淖兓鐖D2、圖3所示。由圖2可知，從2018年11月份至2019年5月份，不同月份補(bǔ)氣量不同，氮?dú)鉂舛鹊纳叻却嬖诓町?，其中補(bǔ)氣量越大氮?dú)鉂舛壬叩脑礁撸?019年3月份氮?dú)鉂舛壬叻茸畲?，?90.7%升高到 97.6%，升高幅度6.9%。結(jié)合表2，不同月份氮?dú)獾难a(bǔ)氣量與氮?dú)鉂舛鹊脑黾又涤嘘P(guān)系，其中當(dāng)糧堆內(nèi)無氮?dú)庋a(bǔ)充進(jìn)去時(shí)，氮?dú)鉂舛瘸氏陆第厔?，?019年2月份，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛认陆盗?.6%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 12.4%～23.6%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?0.1%～0.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在27.0%～28.3%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.0%～3.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 110.5%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.9%。結(jié)合圖3可知，糧堆內(nèi)日氮?dú)獬錃饬坎⑽磳?dǎo)致糧堆氮?dú)鉂舛鹊纳?。?018年10月至2019年1月期間，日氮?dú)獬錃饬吭?50 m3以下的，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛扔锌赡芙档?，而日氮?dú)獬錃饬吭?00 m3以上的，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛瘸尸F(xiàn)升高現(xiàn)象。

圖3 4P1-1號倉不同日期氮?dú)庋a(bǔ)氣量和氮?dú)馄骄鶟舛鹊淖兓?/p>

表2 不同月份氮?dú)庋a(bǔ)氣量與濃度變化關(guān)系

2.4 氮?dú)獬錃饬颗c糧溫的關(guān)聯(lián)性分析

4P1-1號倉氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)獬錃鈱Z溫變化的影響見情況見圖4所示。由圖4可知，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間，糧堆上層溫度變化較大，平均溫度為23.5 ℃，最高溫度為28.2 ℃，最低溫度為19.2 ℃。中層和下層溫度變化較小，平均溫度分別為23.4、26.1 ℃，最高溫度分別為23.9、26.7 ℃，最低溫度分別為22.3、25.4 ℃。結(jié)合圖1中實(shí)驗(yàn)期間倉內(nèi)溫度和倉外溫度變化趨勢，糧堆上層溫度受到倉內(nèi)溫度和倉外溫度變化影響，氮?dú)獬錃膺^程氮?dú)獬錃饬颗c糧溫?zé)o直接影響。

圖4 4P1-1號倉實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)獬錃鈱ι蠈又袑酉聦蛹Z溫變化影響

2.5 成本分析

4P1-1號倉氣調(diào)儲(chǔ)藏期間，全年開機(jī)時(shí)間累計(jì)194 h，每小時(shí)耗電60 ℃，每度電以0.7元計(jì)，儲(chǔ)藏成本為8 148元，即氣調(diào)儲(chǔ)藏保管成本每噸為 2.47元，而同樣倉型的熏蒸倉一年使用磷化鋁177 kg，每公斤磷化鋁按48元計(jì)，合計(jì)費(fèi)用為8 496元。此外，使用磷化鋁熏蒸施藥、藥渣處理等人工費(fèi)用2 376元，藥劑配送費(fèi)用667元，即同樣倉型的熏蒸倉保管成本每噸為3.5元。早秈稻氣調(diào)充氮保管比使用磷化鋁熏蒸節(jié)約每噸1.03元。

3 結(jié)果與討論

在壓力半衰期為165 s的三級氣調(diào)倉，采用上充下排的充氮方式結(jié)果表明，倉內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到目標(biāo)濃度 98.0%后，隨著時(shí)間的延長氮?dú)鉂舛戎饾u降低，半年內(nèi)氮?dú)鉂舛扔?7.1%降低至94.7%，降低量為2.4%。從10月份起，持續(xù)的氮?dú)庋a(bǔ)氣，氮?dú)鉂舛扔?94.3%升高到 97.9%，然后氮?dú)鉂舛染徛档?。不同月份氮?dú)獾难a(bǔ)氣量與氮?dú)鉂舛鹊脑黾又涤嘘P(guān)系，其中當(dāng)糧堆內(nèi)無氮?dú)庋a(bǔ)充進(jìn)去時(shí)，氮?dú)鉂舛瘸氏陆第厔?；?dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在12.4%～23.6%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.1%～0.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 27.0%～28.3%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?1.0%～3.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在110.5%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又禐?.9%。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏過程，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛仁堑獨(dú)庑孤读亢脱a(bǔ)氣量平衡的結(jié)果，對內(nèi)氮?dú)鉂舛鹊纳咭蟮獨(dú)獾难a(bǔ)氣量大于泄漏量。此外，氮?dú)獬錃膺^程氮?dú)獬錃饬颗c糧溫?zé)o直接影響。

在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，倉內(nèi)氮?dú)鉂舛仍O(shè)置目標(biāo)濃度為 98.0%，但實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)馄骄鶟舛葹?4.3%，最高濃度為 97.9%，最低濃度為 89.9%，倉內(nèi)氮?dú)鉂舛入S著時(shí)間的延長濃度逐漸降低。根據(jù)Q/ZCL T8—2009《氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)規(guī)程（試行）》5.5.2.3款[9]，本實(shí)驗(yàn)的三級氣調(diào)倉符合氣調(diào)儲(chǔ)藏要求。本文實(shí)驗(yàn)后期在倉外通風(fēng)管道外圍也發(fā)現(xiàn)少量書虱和扁谷盜類害蟲，那么在保管過程應(yīng)密切關(guān)注外界害蟲侵入倉內(nèi)感染為害。此外，氣調(diào)儲(chǔ)藏過程對糧堆氣密性要求較高，而實(shí)踐中氣調(diào)儲(chǔ)藏過程糧堆內(nèi)害蟲發(fā)生情況無法有效的檢測，那么氣調(diào)儲(chǔ)藏過程害蟲檢測技術(shù)的開發(fā)將具有重要的意義。

猜你喜歡

充氮糧溫糧堆

準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏大米覆膜磷化氫熏蒸效果研究

糧食科技與經(jīng)濟(jì)(2024年5期)2024-02-07 00:00:00

不同裝糧高度和跨度的高大平房倉糧溫分布規(guī)律研究*

糧食加工(2022年3期)2022-06-30 11:52:30

淺圓倉不同通風(fēng)方式降溫效果和耗能對比*

糧油倉儲(chǔ)科技通訊(2021年4期)2021-12-09 00:40:44

淺圓倉東西面靠墻糧溫變化研究*

糧油倉儲(chǔ)科技通訊(2021年4期)2021-12-09 00:40:42

儲(chǔ)料豎向壓力對糧倉中小麥糧堆濕熱傳遞的影響

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)(2020年8期)2020-06-04 01:20:54

溫濕度對稻谷糧堆結(jié)露的影響及實(shí)倉結(jié)露預(yù)警

中國糧油學(xué)報(bào)(2018年12期)2018-03-19 05:40:46

地下庫糧堆充氮技術(shù)研究

現(xiàn)代食品(2016年7期)2016-11-10 07:43:02

地下庫糧堆充氮技術(shù)研究

現(xiàn)代食品(2016年14期)2016-04-28 08:10:33

變溫帶地下倉埋深對長期儲(chǔ)糧過程糧堆溫度影響的模擬研究

中國糧油學(xué)報(bào)(2015年5期)2015-02-06 01:47:29

減速頂與調(diào)速技術(shù)(2014年1期)2014-03-15 08:30:33

糧油食品科技2020年5期

糧油食品科技的其它文章

釀酒用糧食中淀粉快速檢測方法的研究與應(yīng)用

全自動(dòng)光度滴定法測定糧食中的脂肪酸值方法適用性研究

膳食干預(yù)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)對超重肥胖大學(xué)生身體機(jī)能與素質(zhì)的影響評價(jià)研究

基于色差及電子鼻的紅糖品質(zhì)研究

QuEChERS氣相色譜質(zhì)譜法測定花生油中17種鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)

食用油煎炸過程特征指標(biāo)的相關(guān)性分析