充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)在樓房倉(cāng)圍包散儲(chǔ)的應(yīng)用探索*

王貴正 李應(yīng)祥 趙嘉麗 梁偉豪 曾照耀 何兆君 黃嘉鑫

(廣東省糧油儲(chǔ)運(yùn)公司第三倉(cāng)庫(kù) 510360)

氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)不僅能防蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、抑霉，而且避免了化學(xué)藥劑對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染，是一種綠色儲(chǔ)糧技術(shù)。目前該技術(shù)已在全國(guó)較多糧庫(kù)使用，但受氣密性的影響，推廣難度較大，尤其在樓房倉(cāng)的應(yīng)用報(bào)道較少。

我?guī)焐鲜兰o(jì)80年代建的樓房倉(cāng)，墻體氣密性較差，采用薄膜五面密閉圍包散儲(chǔ)糧食。近幾年，我?guī)焱ㄟ^(guò)倉(cāng)房改造，提升糧堆氣密性，以達(dá)到氣調(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)的要求，進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧試驗(yàn)。通過(guò)兩次不同充氮方式試驗(yàn)證明，充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧殺蟲(chóng)防蟲(chóng)效果好，并可達(dá)到糧情穩(wěn)定、品質(zhì)良好的目的；采用間歇式充排工藝進(jìn)行氣調(diào)，堆內(nèi)氮?dú)夥植几鼮榫鶆?，濃度維持時(shí)間更長(zhǎng)，更適合樓房倉(cāng)圍包散儲(chǔ)充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧方式。

1 試驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)基本情況

3L4-2倉(cāng)為樓房倉(cāng)二樓，倉(cāng)房尺寸為31 m×30 m×5.3 m，堆糧線(xiàn)高度為3.0 m。

1.2 試驗(yàn)糧堆基本情況

試驗(yàn)貨位編號(hào)為3L4-2-01堆，屬于單堆圍包散存，儲(chǔ)糧為2018年河北產(chǎn)小麥，儲(chǔ)糧基本情況見(jiàn)表1。均勻布設(shè)兩組地上籠通風(fēng)系統(tǒng)，每組為一機(jī)三道。

表1 儲(chǔ)糧基本情況

1.3 試驗(yàn)儀器

2臺(tái)0.75 kW離心風(fēng)機(jī)、SY-300氣體檢測(cè)報(bào)警儀、Drager-X-am5000型測(cè)氧儀、MSA-AX2100型正壓式空氣呼吸器等。

1.4 制氮設(shè)備

NP995-100B型移動(dòng)式PSA制氮機(jī)1套，制氮系統(tǒng)總功率為30 kW，產(chǎn)氣量為110 m3/h，產(chǎn)氣濃度為99.3%，電流比50/5。

1.5 其他材料

0.16 mm聚氯乙烯薄膜、導(dǎo)氣管、防水材料等。

2 試驗(yàn)方法

2.1 保溫措施

在倉(cāng)房原有的基礎(chǔ)上，窗門(mén)采用泡沫板隔熱保溫、薄膜密封等措施。

2.2 糧堆氣密性

為滿(mǎn)足充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧的氣密性要求，對(duì)試驗(yàn)倉(cāng)房進(jìn)行了一系列的技術(shù)改造。改造后負(fù)壓測(cè)試，從-300 Pa升到-150 Pa的半衰期為365 s。

2.3 扦樣點(diǎn)與布管(如圖1)

圖1 扦樣點(diǎn)與布管示意圖

2.4 蟲(chóng)籠

在糧堆側(cè)邊布設(shè)蟲(chóng)籠，氣調(diào)時(shí)觀(guān)察蟲(chóng)籠內(nèi)的蟲(chóng)害情況。

2.5 糧堆充氮試驗(yàn)方案

2.5.1 充氣方式為上充下排，堆頂留充氣口，通風(fēng)口設(shè)置排氣口，密閉薄膜尺寸多預(yù)留1 m～1.5 m，便于形成氣囊。

2.5.2 對(duì)糧堆進(jìn)行密閉處理后，用小功率風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣密性檢測(cè)，氣密性達(dá)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)標(biāo)要求≥300 s)方可進(jìn)行充氮。倉(cāng)房軸流風(fēng)機(jī)處于良好狀態(tài)能夠正常換氣，現(xiàn)場(chǎng)懸掛充氮安全操作規(guī)程，嚴(yán)格按規(guī)程操作，同時(shí)配備氧氣報(bào)警儀和正壓呼吸器。

2.5.3 充氮進(jìn)行時(shí)加強(qiáng)膜外含氧量的檢測(cè)，確保人員安全，加強(qiáng)糧堆氮?dú)鉂舛葯z測(cè)，待排氣口濃度高于96%，利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)排，將排出氣體用導(dǎo)管導(dǎo)出倉(cāng)外，各檢測(cè)點(diǎn)的濃度高于98%停止充氮。第一階段充氮結(jié)束后，加強(qiáng)糧堆泄漏檢查，氮?dú)鉂舛冗M(jìn)行跟蹤，每天檢測(cè)氮?dú)鉂舛?，并做好記錄。發(fā)現(xiàn)有測(cè)氣點(diǎn)濃度低于95%時(shí)，開(kāi)啟充氮機(jī)對(duì)糧堆進(jìn)行補(bǔ)氣，待各檢測(cè)點(diǎn)濃度達(dá)到98%及以上時(shí)停止充氮，氮?dú)饩S持時(shí)間達(dá)到設(shè)定要求后不再進(jìn)行補(bǔ)氣，繼續(xù)保持密閉狀態(tài)，并對(duì)堆內(nèi)氮?dú)膺M(jìn)行跟蹤。

3 試驗(yàn)過(guò)程

第一次充氮?dú)庹{(diào)采用一次性持續(xù)不斷充氮工藝，使糧堆內(nèi)各測(cè)氮點(diǎn)濃度達(dá)到98%以上歷時(shí)20 h，3月15日開(kāi)始?xì)庹{(diào)，往糧堆內(nèi)充氮?dú)獯錆M(mǎn)氣囊時(shí)開(kāi)啟地上籠的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)排，進(jìn)行反復(fù)充排，在經(jīng)過(guò)了五次強(qiáng)排后于16日濃度達(dá)到98.6%，但維持時(shí)間并不久，17日就已經(jīng)降到96.4%，接下來(lái)又進(jìn)行了三次補(bǔ)氣。由于全國(guó)政策性糧食庫(kù)存數(shù)量大清查進(jìn)行散氣，于4月3日散氣第一次氣調(diào)結(jié)束，散氣時(shí)膜內(nèi)氮?dú)鉂舛葹?7%。

第二次充氮?dú)庹{(diào)采用充氮——濃度自主均衡——強(qiáng)排——充氮，分三個(gè)階段進(jìn)行充氮，第一階段先將糧堆內(nèi)各測(cè)氮點(diǎn)測(cè)得氮?dú)鉂舛瘸渲?0%，這一階段將制氮機(jī)的出口濃度適當(dāng)調(diào)低，產(chǎn)氣量調(diào)大以加快充氮速度，在達(dá)到第一階段目的后停止充氮，待糧堆內(nèi)氣體自主均衡第二天再進(jìn)行第二階段操作。第二階段強(qiáng)排第一階段的氣囊，充入濃度較高的氮?dú)馐辜Z堆內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到95%，將制氮機(jī)出口濃度調(diào)至適宜濃度，同時(shí)要保證產(chǎn)氣量，當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到要求時(shí)停止充氮任其自動(dòng)均衡。第三階段將制氮機(jī)的出口濃度設(shè)定為99.3%(由于使用制氮機(jī)的限定只能調(diào)這么高)，使糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到98%。在經(jīng)過(guò)6次強(qiáng)排歷時(shí)39 h后濃度達(dá)到98%以上。后期緊密跟蹤濃度檢測(cè)，在未達(dá)到設(shè)定保持時(shí)間時(shí)，低于98.0%時(shí)進(jìn)行了兩次補(bǔ)氣。本次試驗(yàn)充氮共用時(shí)66 h，氮?dú)鉂舛仍?7%以上保持了36 d，充氮122 d 后因省質(zhì)檢站扦樣散氣時(shí)濃度仍保持在94%以上。

由于該貨位屬于2020年輪換貨位，上半年計(jì)劃出倉(cāng)，所以在當(dāng)時(shí)春防工作中進(jìn)行了磷化氫熏蒸防蟲(chóng)殺蟲(chóng)處理，未進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào)。

4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1 氮?dú)鉂舛缺３智闆r

在第一次充氮?dú)庹{(diào)中使用一次性持續(xù)不斷充氮工藝，雖然用時(shí)短，但從圖2中可看出其濃度下降幅度大，首次達(dá)到設(shè)定濃度98%時(shí)，充氣時(shí)間為20 h，但在次日濃度就下降至96.4%，在后期進(jìn)行不斷充排達(dá)到設(shè)定濃度后，仍是在次日就下降至低于設(shè)定濃度。在充氮期間進(jìn)行檢查，尚未發(fā)現(xiàn)漏氣，氣囊大小也并未發(fā)生變化，分析濃度維持時(shí)間不長(zhǎng)是由于儲(chǔ)存方式為倉(cāng)內(nèi)包打圍儲(chǔ)，包內(nèi)糧與散糧的孔隙度不一，造成氮?dú)庠诩Z堆內(nèi)均衡受到阻礙增大，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法均衡，況且又在持續(xù)充和排中糧堆內(nèi)部的氮?dú)飧鼰o(wú)法均衡，造成后期的頻繁補(bǔ)氣。

圖2 第一次氣調(diào)氮?dú)鉂舛茸兓€(xiàn)

第二次充氮?dú)庹{(diào)采用充氮——濃度自主均衡——強(qiáng)排——充氮，雖然用時(shí)比較長(zhǎng)，但其維持效果比第一次要好，結(jié)合圖3可知其濃度下降幅度緩慢。首次達(dá)到設(shè)定濃度98%時(shí)，充氣時(shí)間為39 h，在14 d后濃度下降至97.8%，共計(jì)維持了6 d，且濃度下降緩慢，此次試驗(yàn)共補(bǔ)氣兩次。充氮期間進(jìn)行檢查中尚未發(fā)現(xiàn)漏氣，氣囊有變小的趨勢(shì)，但其并未影響糧堆內(nèi)的氮?dú)鉂舛取?/p>

圖3 第二次氣調(diào)氮?dú)鉂舛茸兓€(xiàn)

第一次充氮?dú)庹{(diào)期間氣囊大小并未發(fā)生變化而濃度下降幅度大；在第二次充氮?dú)庹{(diào)期間氣囊有變小的趨勢(shì)，但濃度下降幅度緩慢。分析原因可能由于外界的環(huán)境溫度升高會(huì)使密閉材料0.16 mm聚氯乙烯薄膜的透氣性增加，導(dǎo)致氣囊變小。充氮期間三溫情況見(jiàn)表2。

表2 充氮期間三溫情況

4.2 害蟲(chóng)防治效果

在試驗(yàn)期間，主要采用觀(guān)察法了解膜內(nèi)害蟲(chóng)的變化情況。兩次氣調(diào)氮?dú)鉂舛燃跋x(chóng)害檢查結(jié)果見(jiàn)表3。第一次氣調(diào)設(shè)置蟲(chóng)籠為30頭玉米象，第二次氣調(diào)主要蟲(chóng)害為玉米象和銹赤扁谷盜7頭/kg。

表3 兩次氣調(diào)氮?dú)鉂舛燃跋x(chóng)害檢查結(jié)果情況

由此可知，兩次氣調(diào)儲(chǔ)糧有很好的殺蟲(chóng)和防蟲(chóng)效果。第一次充氮?dú)庹{(diào)因糧食庫(kù)存“大清查”在19 d后散氣，經(jīng)檢查尚未發(fā)現(xiàn)活蟲(chóng)，但在散氣后不久又出現(xiàn)了蟲(chóng)害，分析原因是由于氣調(diào)時(shí)間過(guò)短，部分蟲(chóng)卵尚未殺死。第二次氣調(diào)保持糧堆內(nèi)氮?dú)庥行舛葧r(shí)間長(zhǎng)，未見(jiàn)到明顯蟲(chóng)害，殺蟲(chóng)防蟲(chóng)效果顯著。

4.3 品質(zhì)分析

儲(chǔ)存期間進(jìn)行品質(zhì)跟蹤檢測(cè)，具體結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 試糧品質(zhì)跟蹤情況

從表1、表4檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，小麥面筋吸水量、水分等指標(biāo)變化不大，質(zhì)量穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)氣調(diào)散氣，試驗(yàn)貨位經(jīng)歷了近9個(gè)月的常規(guī)儲(chǔ)存后，在出庫(kù)前檢測(cè)品質(zhì)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5。從圖4、5中可看出，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)，說(shuō)明面筋筋力較強(qiáng)，且仍為一等優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥，未出現(xiàn)散筋現(xiàn)象；其拉伸面積與拉伸比數(shù)較大,該面團(tuán)筋力較強(qiáng)。

圖4 粉質(zhì)測(cè)試報(bào)告面粉拉伸測(cè)試

圖5 面粉拉伸測(cè)試

粉質(zhì)測(cè)試報(bào)告

測(cè)試樣品：原糧(2018) 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：BRABENDER/ICC/BIPEA

日期：2020-07-15 15:57:48 試驗(yàn)操作員：

揉面缽：300 g 水份：14.5%

稠度：504 FU 吸水率：58.29%

吸水率(校正至500 FU)： 58.3%

吸水率(校正至14.0%)： 58.89%

面團(tuán)形成時(shí)間： 8.1 min

穩(wěn)定性： 11.5.min

粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)： 124.3 mm

弱化度(ICC)： 42.7 FU

粉質(zhì)評(píng)價(jià)值： 74

試樣名稱(chēng)：原糧(2018) 測(cè)試日期：2020/7/15 15:45:01

吸水率： 測(cè)試方法:45/90/135

測(cè)試人： 備注： 廣東省糧油，NO:粵鼎湖007

4.4 成本分析

第一次充氮?dú)庹{(diào)采用一次性持續(xù)不斷充氮工藝，充氮用時(shí)20 h，補(bǔ)氣用時(shí)30 h，氣調(diào)儲(chǔ)糧期間共計(jì)用時(shí)50 h，維持濃度97%以上共計(jì)15 d?？傻贸?，維持濃度97%以上的噸糧費(fèi)用為0.78元/t。

第二次充氮?dú)庹{(diào)采用充氮——濃度自主均衡——強(qiáng)排——充氮，首次充氮用時(shí)39 h，補(bǔ)氣用時(shí)27 h，氣調(diào)期間共用時(shí)66 h，于7月12日膜內(nèi)氮?dú)鉂舛冉档?7%，共計(jì)維持36 d?？傻贸?，維持濃度97%以上的費(fèi)用為0.81元/t，后期沒(méi)有補(bǔ)氣，也就是第二次氣調(diào)的成本。第二次氣體濃度比第一次氣體濃度保持好，而成本卻相差不大，由此可明顯看出，第二次采用的充氮工藝明顯比第一次工藝更加適合作為圍包散儲(chǔ)的氣調(diào)工藝。

根據(jù)本倉(cāng)房往年的熏蒸作業(yè)情況，一年熏蒸用藥量約為14 kg，按47.5元/kg計(jì)，熏蒸費(fèi)為665元，營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)助費(fèi)用為681.6元，總費(fèi)用為1613.25元，噸糧費(fèi)用為1.29元/t?？梢钥闯?，充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧相比常規(guī)熏蒸儲(chǔ)糧成本要低，勞動(dòng)強(qiáng)度小。

5 結(jié)論與討論

5.1 富氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)同樣適用于樓房倉(cāng)單堆圍包散儲(chǔ)，殺蟲(chóng)效果明顯，且成本較低，值得推廣。

5.2 通過(guò)濃度和成本分析可知，采用充氮——濃度自主均衡——強(qiáng)排——充氮的工藝模式，效果更好，成本較低，更適合樓房倉(cāng)有圍包散儲(chǔ)或有側(cè)氣囊糧堆氣調(diào)綠色儲(chǔ)糧操作模式。

5.3 氣調(diào)期間，氣囊逐步干癟。分析可能是0.16 mm 聚氯乙烯薄膜密閉材料在高溫的環(huán)境下具有一定的透氣性，導(dǎo)致氮?dú)饩徛凉B透，使得氮?dú)鉂舛缺３謺r(shí)間變短。建議采用透氮性較差的新型復(fù)合薄膜進(jìn)行糧堆密閉，使氮?dú)鉂舛染S持時(shí)間加長(zhǎng)，減少補(bǔ)氣時(shí)間和次數(shù)，降低成本。

5.4 倉(cāng)房氣密性是影響富氮?dú)庹{(diào)能耗和濃度變化的重要因素，決定了氣調(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)的成敗。通過(guò)這次氣密性的成功改造，為下一步全面實(shí)施糧堆氣密性改造提供了強(qiáng)有力的依據(jù)，為開(kāi)展氣調(diào)儲(chǔ)糧奠定基礎(chǔ)。

5.5 結(jié)果證明在五面密閉儲(chǔ)糧中開(kāi)展充氮?dú)庹{(diào)科學(xué)儲(chǔ)糧技術(shù)得到了突破，給類(lèi)似儲(chǔ)糧條件倉(cāng)房提供了科學(xué)依據(jù)。

5.6 試驗(yàn)后小麥氣調(diào)期間品質(zhì)指標(biāo)變化及出售后的加工指標(biāo)顯示，試驗(yàn)后小麥仍為一等優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥，說(shuō)明糧食在氣調(diào)期間品質(zhì)保鮮等方面都取得了較好的效果。