天津地區(qū)冬季兩種儲(chǔ)糧通風(fēng)方式應(yīng)用效果分析

趙巖 古成才 薛軍 劉龍 李洪濤 李曉芳 李祖瑤 楊譯

摘要：以樓房倉為供試倉房，以加拿大小麥為供試糧食，對比離心通風(fēng)和混流通風(fēng)對儲(chǔ)糧通風(fēng)前后溫度、水分變化及通風(fēng)時(shí)間和能耗的影響。結(jié)果表明，通風(fēng)前，離心通風(fēng)倉和混流通風(fēng)倉糧食平均溫度分別為12.1、12.0 ℃，平均水分分別為11.44%、11.45%；通風(fēng)后，離心通風(fēng)倉和混流通風(fēng)倉糧食平均溫度均為-0.5 ℃，平均水分分別為11.25%、11.41%。離心通風(fēng)倉和混流通風(fēng)倉通風(fēng)時(shí)間分別為48、173 h，總耗電量分別為1 056、1 038 kW·h。與離心風(fēng)機(jī)相比，混流風(fēng)機(jī)通風(fēng)雖然所需時(shí)間長，但糧食水分損失小，所需能耗低，應(yīng)成為天津地區(qū)乃至第四生態(tài)儲(chǔ)糧區(qū)儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)的主要方式。

關(guān)鍵詞：混流通風(fēng)；離心通風(fēng)；溫度；水分；儲(chǔ)糧

中圖分類號(hào)：S379.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：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(jī)械通風(fēng)是糧食儲(chǔ)藏工作中的重要環(huán)節(jié)，在不同時(shí)期，機(jī)械通風(fēng)起到不同的作用。糧食在入倉結(jié)束后，機(jī)械通風(fēng)可均衡糧堆內(nèi)部的溫度和水分，提高了儲(chǔ)糧的穩(wěn)定性；在夏季高溫時(shí)可以排除倉內(nèi)積熱，延緩表層糧溫的上升，降低糧食品質(zhì)的劣變速度；在秋冬季節(jié)的機(jī)械通風(fēng)，可降低糧食溫度，保證儲(chǔ)糧的新鮮品質(zhì)，為低溫儲(chǔ)糧安全度夏奠定基礎(chǔ)。但機(jī)械通風(fēng)應(yīng)用時(shí)也存在著不足，一是消耗大量的電能，二是容易造成糧食水分損失[1-3]。因此，在機(jī)械通風(fēng)這個(gè)工作環(huán)節(jié)實(shí)施科學(xué)化管理，對于安全儲(chǔ)糧，降低糧食損耗，節(jié)約成本費(fèi)用，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[4-5]。

按通風(fēng)機(jī)械設(shè)備類型分類，機(jī)械通風(fēng)模式包括離心通風(fēng)、軸流通風(fēng)、混流通風(fēng)和谷物冷卻機(jī)通風(fēng)，其中，離心通風(fēng)適合于風(fēng)網(wǎng)阻力較大的大型糧倉通風(fēng)及發(fā)熱糧處理，通風(fēng)降溫降水速度快；軸流通風(fēng)適合于冬季低溫條件充足，且儲(chǔ)糧糧情穩(wěn)定，糧食水分在安全水分內(nèi)的糧食通風(fēng)，降溫效果較慢但相對經(jīng)濟(jì)，裝糧線高時(shí)不宜采用；混流通風(fēng)適用于中型糧倉的通風(fēng)，風(fēng)壓高于軸流通風(fēng)，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于離心通風(fēng)；谷物冷卻機(jī)通風(fēng)適用于環(huán)境溫、濕度較高時(shí)的冷卻通風(fēng)[6]84-89。樓房倉屬于中大型倉房，裝糧線較高，冬季通風(fēng)降溫時(shí)，主要采用離心通風(fēng)和混流通風(fēng)兩種方式。本文擬分析兩種不同方式機(jī)械通風(fēng)對儲(chǔ)糧溫度、水分、通風(fēng)時(shí)間及能耗的影響，旨在為天津地區(qū)糧食儲(chǔ)藏合理選擇通風(fēng)方式提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試倉房

試驗(yàn)倉房為天津利達(dá)儲(chǔ)運(yùn)有限公司試驗(yàn)1號(hào)倉、2號(hào)倉，均為2008年2月份建造，屬樓房倉，設(shè)計(jì)倉容為5 450 t，倉內(nèi)長29.23 m，內(nèi)寬29.01 m，裝糧高度8 m，2個(gè)大門，10個(gè)窗戶。兩倉均配置了相同的環(huán)流熏蒸、糧情檢測系統(tǒng)和通風(fēng)道。

1.1.2 供試糧食

供試糧食為2016年6月入庫的同一批加拿大硬質(zhì)紅小麥，所儲(chǔ)數(shù)量均為3 610.1 t。

1.1.3 主要儀器與設(shè)備

L4-72-6C型離心機(jī)：天津市津風(fēng)特種風(fēng)機(jī)技術(shù)開發(fā)有限公司；SWF-7A-3KW型混流風(fēng)機(jī)：天津市津風(fēng)特種風(fēng)機(jī)技術(shù)開發(fā)有限公司；GGS型數(shù)字式糧情檢測系統(tǒng)：北京佳華儲(chǔ)良科技有限公司；AR323CN型電子天平：奧豪斯儀器（常州）有限公司；WGL-125B型電熱鼓風(fēng)干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 總體方法

選擇倉房建設(shè)時(shí)間、倉房朝向、儲(chǔ)糧應(yīng)用技術(shù)、儲(chǔ)糧品種、儲(chǔ)糧數(shù)量、入倉時(shí)間等條件相同，倉房氣密性、糧食水分等條件相近的倉房和糧食作為供試倉房和供試糧食。2022年12月，對1號(hào)倉和2號(hào)倉同時(shí)進(jìn)行通風(fēng)，將離心風(fēng)機(jī)對接1號(hào)倉風(fēng)機(jī)口進(jìn)行離心通風(fēng)，打開混流風(fēng)機(jī)對接2號(hào)倉進(jìn)行混流通風(fēng)，通風(fēng)前扦樣測供試糧食水分。通風(fēng)過程中，每2 h對風(fēng)機(jī)進(jìn)行巡查，確保風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且每8 h對糧堆溫度進(jìn)行檢測并記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)兩個(gè)試驗(yàn)倉房平均糧溫降至（-0.5±0.1） ℃時(shí)，結(jié)束通風(fēng)，記錄通風(fēng)時(shí)間，扦樣測通風(fēng)后供試糧食水分。

1.2.2 糧溫檢測點(diǎn)設(shè)計(jì)

兩試驗(yàn)倉房糧溫檢測系統(tǒng)安裝保持一致，按儲(chǔ)糧高度平均分4層，各層檢測點(diǎn)數(shù)量和位置相同，每點(diǎn)間隔約4 m，最外側(cè)離墻間隔約2.5 m。每層糧溫檢測點(diǎn)分布圖如圖1所示。

1.2.3 水分扦樣點(diǎn)設(shè)計(jì)

分別扦取供試糧堆通風(fēng)前和通風(fēng)后各層樣品，按儲(chǔ)糧高度平均分3層，各層扦樣點(diǎn)數(shù)量和位置相同，每點(diǎn)間隔約6 m，最外側(cè)離墻間隔約2.5 m。每層扦樣點(diǎn)分布圖如圖2所示。

1.2.4 水分檢測

按GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》中的直接干燥法執(zhí)行。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)兩種風(fēng)機(jī)的單位能耗和通風(fēng)時(shí)間，計(jì)算兩種風(fēng)機(jī)通風(fēng)所需的總電耗。

2 結(jié)果與分析

2.1 降溫效果

以平均糧溫和最高糧溫變化情況評(píng)價(jià)兩種通風(fēng)方式的降溫效果，如表1和表2所示。通風(fēng)后，離心通風(fēng)倉平均糧溫達(dá)到-0.5 ℃，各層平均糧溫梯度未超過1 ℃，最高糧溫6.5 ℃；混流通風(fēng)倉平均糧溫達(dá)到-0.5 ℃，各層平均糧溫梯度未超過1 ℃，最高糧溫4.6 ℃，混流通風(fēng)倉每層糧溫均低于離心通風(fēng)倉。結(jié)果表明，從平均糧溫指標(biāo)來看，兩種通風(fēng)方式均能實(shí)現(xiàn)整倉降溫和均溫，兩者應(yīng)用效果沒有區(qū)別；從最高糧溫指標(biāo)來看，利用混流通風(fēng)降溫、均溫效果優(yōu)于離心通風(fēng)。因此，從降溫效果來看，與離心通風(fēng)相比，混流通風(fēng)更適合于樓房倉。這與王若蘭[6]89報(bào)道混流通風(fēng)適用于中型糧倉的結(jié)果一致。

2.2 保水效果

兩種通風(fēng)方式的保水效果如表3所示，離心通風(fēng)倉通風(fēng)前所儲(chǔ)小麥的平均水分含量11.44%，通風(fēng)后所儲(chǔ)小麥的平均水分含量11.25%，水分減量0.19%，其中，上層、中層和下層水分減量分別為0.17%、0.19%、0.19%，各層水分減量較為均衡；混流通風(fēng)倉通風(fēng)前所儲(chǔ)小麥的平均水分含量11.45%，通風(fēng)后為11.41%，水分減量0.04%，上層、中層和下層水分減量分別為-0.02%、0.06%、0.01%，各層水分減量較為均衡。混流通風(fēng)倉所儲(chǔ)小麥的水分減量顯著低于離心通風(fēng)倉，究其原因，一是離心風(fēng)機(jī)功率大、單位時(shí)間內(nèi)通風(fēng)量大，風(fēng)速快，造成所儲(chǔ)小麥水分流失快；二是冬季通風(fēng)時(shí)環(huán)境濕度大，混流通風(fēng)時(shí)間長，所儲(chǔ)小麥有時(shí)間吸收外界環(huán)境的水分。結(jié)果表明，從保水效果來看，與離心通風(fēng)相比，混流通風(fēng)更適合于樓房倉儲(chǔ)糧冬季降溫。

2.3 通風(fēng)能耗

兩種通風(fēng)方式所需通風(fēng)時(shí)間、通風(fēng)能耗如表4所示，離心通風(fēng)倉和混流通風(fēng)倉達(dá)到設(shè)定的降溫效果所需通風(fēng)時(shí)間分別為48、173 h，即利用混流風(fēng)機(jī)通風(fēng)所需時(shí)間顯著長于利用離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)的，這與混流風(fēng)機(jī)功率小，單位能耗低有關(guān)，其中，離心通風(fēng)風(fēng)機(jī)功率為22.0 kW，混流通風(fēng)風(fēng)機(jī)功率為6.0 kW；同時(shí)，通風(fēng)結(jié)束時(shí)，離心通風(fēng)倉、混流通風(fēng)倉所需總耗電量分別為1 056、1 038 kW·h，混流通風(fēng)倉總耗電量低于離心通風(fēng)倉。結(jié)明表明，在不考慮通風(fēng)時(shí)間的情況下，當(dāng)達(dá)到相同通風(fēng)效果時(shí)，混流風(fēng)機(jī)通風(fēng)所需能耗低。因此，從通風(fēng)能耗來看，與離心通風(fēng)相比，混流通風(fēng)更適合于樓房倉儲(chǔ)糧冬季降溫。

3 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，在中型倉房樓房倉儲(chǔ)糧條件下，離心通風(fēng)和混流通風(fēng)均能使糧溫降至目標(biāo)溫度，混流通風(fēng)時(shí)間長于離心通風(fēng)，但混流通風(fēng)在保水降耗方面更具有優(yōu)勢。同時(shí)，混流通風(fēng)風(fēng)機(jī)功率小，在冬季倉房普遍需要通風(fēng)降溫的條件下，選用混流通風(fēng)，因其功率低，糧庫用電負(fù)荷壓力小，同時(shí)通風(fēng)降溫的倉房數(shù)量可以多于離心通風(fēng)。因此，在天津地區(qū)樓房倉儲(chǔ)糧條件下，所儲(chǔ)糧食冬季通風(fēng)降溫應(yīng)選用混流通風(fēng)。不同倉型的通風(fēng)模式研究很多[7-8]，但樓房倉通風(fēng)模式研究較少，本文研究結(jié)果為樓房倉儲(chǔ)糧通風(fēng)提供了技術(shù)支撐。

參 考 文 獻(xiàn)

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