淺圓倉(cāng)應(yīng)用低功率軸流風(fēng)機(jī)緩速蓄冷通風(fēng)技術(shù)儲(chǔ)藏稻谷效果研究*

紀(jì)立波 霍密山 趙東霞 李仰東 曲圣極 郭瓊飛

(1 遼寧中儲(chǔ)糧糧油質(zhì)監(jiān)中心有限公司 110034) (2 中央儲(chǔ)備糧遼陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司 111000) (3 中國(guó)儲(chǔ)備糧管理集團(tuán)有限公司遼寧分公司 110045)

中央儲(chǔ)備糧遼陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司位于遼寧中部，第四儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)北端，緊臨第三儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)，屬溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，冬季漫長(zhǎng)，多北風(fēng)，氣候寒冷干燥，12月至次年2月，日均溫度在-8.5℃ 以下，日均相對(duì)濕度在51%～60%，低溫、低濕持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，自然條件對(duì)儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)極為有利[1]。

冬季蓄冷通風(fēng)是直屬企業(yè)糧食保管最重要的作業(yè)之一[2]。通過(guò)機(jī)械通風(fēng)降低儲(chǔ)糧溫度，可以增加儲(chǔ)糧穩(wěn)定性，延緩儲(chǔ)糧品質(zhì)劣變速度，降低蟲(chóng)霉危害，減少害蟲(chóng)防治用藥次數(shù)和用藥量，為安全儲(chǔ)糧和綠色儲(chǔ)糧提供保障[3]。多年來(lái)，我?guī)於拘罾渫L(fēng)一直沿用傳統(tǒng)大功率離心風(fēng)機(jī)，通風(fēng)水分損失較大，風(fēng)機(jī)能耗高，作業(yè)用工量大[4]，特別是水分損失造成糧食出庫(kù)減量，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。2019年，我?guī)扉_(kāi)展了淺圓倉(cāng)儲(chǔ)藏粳稻谷過(guò)程中應(yīng)用低功率軸流風(fēng)機(jī)緩速蓄冷通風(fēng)技術(shù)試驗(yàn)，比較軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)和離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)前后稻谷表面溫度的變化、水分損失及品質(zhì)的變化，以探討該技術(shù)的保水、節(jié)能、降費(fèi)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房

選取遼陽(yáng)直屬庫(kù)19號(hào)倉(cāng)為試驗(yàn)倉(cāng)，16號(hào)倉(cāng)為對(duì)照倉(cāng)。兩倉(cāng)均為淺圓倉(cāng)，倉(cāng)房朝向、尺寸完全相同，軸流風(fēng)機(jī)、檢溫系統(tǒng)、通風(fēng)籠等設(shè)施均為同批同期建設(shè)。倉(cāng)房直徑30 m，裝糧線15.0 m，實(shí)裝糧高14.10 m～14.30 m。

1.2 試驗(yàn)糧食

試驗(yàn)倉(cāng)與對(duì)照倉(cāng)儲(chǔ)糧品種均為粳稻谷，2017年收獲，2018年1月入庫(kù)，2019年11月、2020年11月進(jìn)行冬季蓄冷通風(fēng)。通風(fēng)前供試糧食質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表1。

1.3 通風(fēng)設(shè)備

試驗(yàn)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)所用通風(fēng)設(shè)備及其參數(shù)見(jiàn)表2。每倉(cāng)的倉(cāng)下進(jìn)風(fēng)口4個(gè)，地槽蓋板開(kāi)孔率30%，空氣途徑比1.15∶1。風(fēng)機(jī)用電計(jì)量設(shè)備為灌溉用插卡式電表，讀卡計(jì)數(shù)，計(jì)量準(zhǔn)確。

表1 通風(fēng)前儲(chǔ)糧主要品質(zhì)指標(biāo)

2 方法

2.1 蓄冷通風(fēng)方式

19號(hào)淺圓倉(cāng)通風(fēng)方式為軸流風(fēng)機(jī)吸出式，氣流上行。16號(hào)淺圓倉(cāng)通風(fēng)方式為離心風(fēng)機(jī)壓入式，氣流同為上行。通風(fēng)開(kāi)始時(shí)間為11月末，離心風(fēng)機(jī)視天氣情況，采取間歇式通風(fēng)，避開(kāi)午后相對(duì)高溫時(shí)段。軸流風(fēng)機(jī)間歇時(shí)間較短，如無(wú)降水、大霧，全天不間斷通風(fēng)。

2.2 通風(fēng)時(shí)間

2019年通風(fēng)開(kāi)始時(shí)間為11月24日，16號(hào)倉(cāng)通風(fēng)9 d，累計(jì)用時(shí)142 h；19號(hào)倉(cāng)通風(fēng)29 d，累計(jì)用時(shí)453 h。

2020年通風(fēng)開(kāi)始時(shí)間為11月20日，16號(hào)倉(cāng)通風(fēng)7 d，累計(jì)用時(shí)136 h；19號(hào)倉(cāng)通風(fēng)25 d，累計(jì)用時(shí)442 h。

2.3 測(cè)溫系統(tǒng)

通風(fēng)期間以糧情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)糧溫，每天2次，測(cè)溫設(shè)備為河北產(chǎn)數(shù)字式糧情遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)，每倉(cāng)30組測(cè)溫電纜，每組測(cè)點(diǎn)8個(gè)，每倉(cāng)測(cè)點(diǎn)240個(gè)。

2.4 扦樣

兩倉(cāng)房通風(fēng)前后各取水分檢測(cè)樣品1份，測(cè)水樣品由深層扦樣器扦取，3環(huán)、3層設(shè)點(diǎn)取樣，取樣點(diǎn)13個(gè)，測(cè)水方法為130℃定時(shí)定溫快速法。

2.5 水分含量測(cè)定

參照國(guó)標(biāo)GB/T 5009.3-2016[5]的方法測(cè)定粳稻谷的水分含量。

2.6 脂肪酸值測(cè)定

參照國(guó)標(biāo)GB/T 20569-2003[6]附錄A的方法測(cè)定粳稻谷的脂肪酸值。

2.7 品嘗評(píng)分值

參照國(guó)標(biāo)GB/T 20569-2003附錄B的方法執(zhí)行。

2.8 色澤和氣味測(cè)定

參照國(guó)標(biāo)GB/T 5492-2008[7]的方法執(zhí)行。

3 結(jié)果與分析

3.1 蓄冷效果分析

儲(chǔ)藏過(guò)程中軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)與離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)前后糧倉(cāng)內(nèi)不同位置粳稻谷表面溫度如表3所示。

從表3中可以看出：兩倉(cāng)都達(dá)到了蓄冷通風(fēng)效果。16號(hào)倉(cāng)2019年從通風(fēng)開(kāi)始至結(jié)束，整倉(cāng)平均糧溫從4.6℃降到-5.4℃，降幅為10.0℃，2020年從通風(fēng)開(kāi)始至結(jié)束，整倉(cāng)平均糧溫從5.7℃降到-5.2℃，降幅為10.9℃，通風(fēng)結(jié)束后各層溫度梯度較小，達(dá)到了預(yù)期效果。19號(hào)倉(cāng)2019年從通風(fēng)開(kāi)始至結(jié)束，整倉(cāng)平均糧溫從5.5℃降到0.4℃，降幅為5.1℃，2020年從通風(fēng)開(kāi)始至結(jié)束，整倉(cāng)平均糧溫從6.6℃降到0.3℃，降幅為6.3℃，通風(fēng)結(jié)束后各層溫度梯度較小，達(dá)到了預(yù)期效果。

表3 不同通風(fēng)方式通風(fēng)前后糧溫情況 (單位：℃)

表4 通風(fēng)后主要品質(zhì)指標(biāo)情況

從表3還可以看出：兩次通風(fēng)結(jié)束后，各層溫度梯度值19號(hào)倉(cāng)均高于16號(hào)倉(cāng)。理論上，因?yàn)橥L(fēng)氣流速度小，熱交換過(guò)程緩慢，軸流風(fēng)機(jī)降溫均勻性要優(yōu)于離心風(fēng)機(jī)。試驗(yàn)中淺圓倉(cāng)應(yīng)用離心風(fēng)機(jī)降溫均勻性上要優(yōu)于軸流風(fēng)機(jī)，分析原因可能為：一是淺圓倉(cāng)中心點(diǎn)入糧，存在自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象，造成局部雜質(zhì)區(qū)通風(fēng)阻力較大，形成通風(fēng)死角；二是應(yīng)用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)耗時(shí)長(zhǎng)，期間氣溫變化幅度較大，影響糧溫，造成糧食溫度不均勻。

3.2 保水效果及稻谷品質(zhì)分析

粳稻谷在儲(chǔ)藏過(guò)程中軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)與離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)前后的水分變化及品質(zhì)特性如表4所示。

由表4可以看出：2年間淺圓倉(cāng)蓄冷通風(fēng)，使用軸流風(fēng)機(jī)較使用離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)前后脂肪酸值、品嘗評(píng)分值、色澤、氣味品質(zhì)指標(biāo)變化微小。使用軸流風(fēng)機(jī)較使用離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)減少水分損耗0.2個(gè)百分點(diǎn)，減損折合水稻12.446 t，以水稻2900元/t計(jì)，減少損失3.61萬(wàn)元。

低功率軸流風(fēng)機(jī)因風(fēng)壓較低，空氣穿過(guò)糧層時(shí)速度緩慢，且空氣進(jìn)入糧堆前無(wú)機(jī)械加熱作用，穿透糧堆的空氣水汽壓力相對(duì)于離心風(fēng)機(jī)要低，糧食水分損失相對(duì)較少[8]。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.3.1 能耗情況分析 16號(hào)倉(cāng)使用離心風(fēng)機(jī)冬季通風(fēng)2次，耗電分別為3685 kW·h和3480 kW·h，19號(hào)倉(cāng)使用軸流風(fēng)機(jī)冬季通風(fēng)2次，電耗分別為1530 kW·h和1482 kW·h。

雖然軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng)，但因其功率低，節(jié)能效果明顯優(yōu)于離心風(fēng)機(jī)。

3.3.2 用工費(fèi)用分析 19號(hào)倉(cāng)軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)主要由包倉(cāng)保管員完成，主要操作為每日開(kāi)關(guān)軸流風(fēng)機(jī)、糧情檢查。16號(hào)倉(cāng)離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)主要是由保管員帶領(lǐng)勞務(wù)外包工人完成，外包用工累計(jì)2人·6 h,主要作業(yè)內(nèi)容為移動(dòng)、安裝風(fēng)機(jī)，連接電源和作業(yè)期間風(fēng)機(jī)檢查。

19號(hào)倉(cāng)未用勞務(wù)外包工人，減少了冬季收購(gòu)用工壓力，無(wú)用工費(fèi)用支出。16號(hào)倉(cāng)勞務(wù)外包累計(jì)用工時(shí)12 h，費(fèi)用168元。

2019年、2020年冬季通風(fēng)成本情況見(jiàn)表5。

表5 冬季通風(fēng)成本對(duì)比 (單位：元)

4 結(jié)論

在東北地區(qū)，淺圓倉(cāng)儲(chǔ)存粳稻谷應(yīng)用低功率軸流風(fēng)機(jī)蓄冷通風(fēng)，在保持儲(chǔ)糧品質(zhì)方面，同樣可以達(dá)到大功率離心風(fēng)機(jī)的效果，應(yīng)用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)前后粳稻谷的脂肪酸值、品嘗評(píng)分值、色澤、氣味品質(zhì)指標(biāo)變化微小。在保持儲(chǔ)糧水分方面，軸流風(fēng)機(jī)更具優(yōu)勢(shì)，試驗(yàn)倉(cāng)經(jīng)2年儲(chǔ)藏周期，保水減損0.2個(gè)百分點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益明顯，且軸流風(fēng)機(jī)耗電量低、操作簡(jiǎn)便。綜合來(lái)看，低功率軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)技術(shù)在保持稻谷品質(zhì)，特別是減少水分流失帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失、減少能耗和勞動(dòng)力成本等方面具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，應(yīng)用前景廣闊。