自然通風(fēng)技術(shù)在淺圓倉儲存進(jìn)口大豆中的應(yīng)用

◎ 馬國平，吳宗霖，黃曉宇

（中央儲備糧新鄭直屬庫有限公司，河南 新鄭 451100）

進(jìn)口大豆儲存過程中，利用秋冬季低溫對糧堆進(jìn)行通風(fēng)，可以降低糧堆整體溫度，在糧堆內(nèi)形成低溫狀態(tài)，不僅有利于保持大豆品質(zhì)，還能有效防蟲、抑制螨類和微生物的生長繁殖，為進(jìn)口大豆安全度夏打下良好的基礎(chǔ)[1]。通風(fēng)作業(yè)的原理是使外界空氣在壓力差作用下沿糧堆中糧粒間的空隙穿過糧層，改變糧堆內(nèi)氣體介質(zhì)的條件，調(diào)整糧堆溫度、濕度，達(dá)到糧食安全儲存的目的[2-3]。機械通風(fēng)作業(yè)是利用離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機、混流風(fēng)機等通風(fēng)機產(chǎn)生壓力差，讓外界空氣進(jìn)入糧堆[4]，從而實現(xiàn)降溫。糧堆煙囪效應(yīng)是熱交換形式的一種表現(xiàn)，是由于糧堆內(nèi)部溫度高于外界溫度，從而形成了壓力差，使外界空氣緩慢進(jìn)入糧堆[5]。

1 材料與方法

1.1 倉房條件及配套設(shè)施

倉房類型為淺圓倉，直徑30.00 m，裝糧線高20.00 m。淺圓倉倉頂有4 個軸流風(fēng)機口（每個風(fēng)口內(nèi)置4 kW 軸流風(fēng)機1 臺）和4 個自然通風(fēng)口；倉底有4個地槽通風(fēng)口。倉內(nèi)有內(nèi)、中、外共3圈固定測溫電纜，內(nèi)圈有4 根測溫電纜，中圈有10 根測溫電纜，外圈有16根測溫電纜，每根測溫電纜垂直方向有11個檢測點。

1.2 試驗倉房

試驗倉房63 號、64 號、84 號淺圓倉，降溫目標(biāo)均為平均溫度15 ℃左右，最高溫不超過20 ℃。表1為各試驗倉的基本情況。

表1 試驗倉基本情況表

1.3 試驗方法

1.3.1 通風(fēng)方法

（1）第一階段采用倉頂軸流風(fēng)機上行吸出式通風(fēng)（圖1）。通風(fēng)過程中，保證倉頂4 個自然通風(fēng)口和2 個軸流風(fēng)機口均處于關(guān)閉狀態(tài)，倉頂2 個軸流風(fēng)機口處于開啟狀態(tài)，倉底4 個地槽風(fēng)口均處于開啟狀態(tài)，從而保證外界冷空氣能從地槽風(fēng)口進(jìn)入糧堆，糧堆內(nèi)熱空氣逐步通過軸流風(fēng)機排出倉外，使糧堆溫度逐漸降至高于目標(biāo)平均溫度5 ℃以內(nèi)。

圖1 軸流風(fēng)機上行吸出式 通風(fēng)示意圖

（2）第二階段采用自然通風(fēng)（圖2）。自然通風(fēng)過程中，保持倉頂4 個自然通風(fēng)口、4 個軸流風(fēng)機口、倉底4 個地槽通風(fēng)口均處于開啟狀態(tài)，讓外界冷空氣在煙囪效應(yīng)的作用下逐步進(jìn)入糧堆。

圖2 自然通風(fēng)示意圖

1.3.2 糧溫測定方法

利用智能糧情測控系統(tǒng)對糧堆溫度進(jìn)行檢測。倉內(nèi)有內(nèi)、中、外共3 圈固定測溫電纜，內(nèi)圈（1#～4#）有4 根測溫電纜，中圈（5#～14#）有10 根測溫電纜，外圈（15#～30#）有16 根測溫電纜，每根測溫電纜有11 個檢測點。溫度檢測點具體分布見圖3，每7 d 檢測1 次。

圖3 溫度檢測點平面布設(shè)圖

2 結(jié)果與分析

2.1 第一階段通風(fēng)結(jié)束后各倉的溫度情況

由表2可知，各倉房通風(fēng)前最高溫度均在27 ℃左右，平均糧溫均在20 ℃左右。經(jīng)過第一輪通風(fēng)后，各倉平均溫度降幅均在22%左右，最高溫降幅均在15%左右。

表2 第一階段通風(fēng)結(jié)束后各倉溫度情況表

2.2 第二階段通風(fēng)糧堆外圈溫度變化

由圖4 可知，隨著自然通風(fēng)作業(yè)的進(jìn)行，3 個試驗倉糧堆外圈平均糧溫下降趨勢均比較明顯，7 周后，倉糧堆外圈平均糧溫均在15 ℃以下。同時，初始糧溫較高的倉房（63 倉和64 倉）溫度下降趨勢比初始糧溫相對較低的84 倉更加明顯，說明糧堆外圈初始平均糧溫越高，自然通風(fēng)降溫幅度越大，降溫效果越好。

圖4 糧堆外圈平均溫度變化趨勢圖

2.3 第二階段通風(fēng)糧堆中圈溫度變化

由圖5 可知，隨著自然通風(fēng)作業(yè)的進(jìn)行，3 個試驗倉糧堆中圈平均溫度也在逐步下降，但整體下降幅度略小于糧堆外圈。同時可以看出，初始糧溫較高的63 倉和64 倉總下降幅度略大于初始糧溫相對較低的84 倉，說明糧堆中圈初始平均糧溫越高，自然通風(fēng)降溫幅度越大，降溫效果越好。

圖5 糧堆中圈平均溫度變化趨勢圖

2.4 第二階段通風(fēng)糧堆內(nèi)圈溫度變化

由圖6 可知，隨著自然通風(fēng)作業(yè)的進(jìn)行，3 個試驗倉糧堆內(nèi)圈平均溫度逐漸下降，初始糧溫較高的63 倉和64 倉總下降幅度略大于初始糧溫相對較低的84 倉。

圖6 糧堆內(nèi)圈平均溫度變化趨勢圖

2.5 整倉最高溫度和整倉平均溫度變化趨勢

由圖7 和圖8 可以看出，隨著自然通風(fēng)作業(yè)的進(jìn)行，整倉平均溫度和最高溫度均在逐步下降。同時，初始糧溫越高，整體下降趨勢相對越明顯。

圖7 整倉平均溫度變化趨勢圖

圖8 整倉最高溫度變化趨勢圖

3 結(jié)論

①在進(jìn)口大豆糧堆機械通風(fēng)作業(yè)后期進(jìn)行自然通風(fēng)，可讓糧堆整體溫度緩慢下降至目標(biāo)溫度。②由于糧堆自然通風(fēng)技術(shù)以煙囪效應(yīng)為依據(jù)，因此糧堆初始糧溫越高，自然通風(fēng)降溫效果越明顯。③糧堆自然通風(fēng)技術(shù)不耗費電能，僅需打開地槽風(fēng)口和通風(fēng)口即可，一定程度上起到了節(jié)能增效的效果。④糧堆經(jīng)過機械通風(fēng)后，會形成大量冷空氣通過的“微通道”，因此先進(jìn)行機械通風(fēng)，再進(jìn)行自然通風(fēng)，降溫效果更好。⑤由于自然通風(fēng)作業(yè)效果與糧堆整體通透性密切相關(guān)，初步判斷糧堆雜質(zhì)含量、水分、孔隙度等均對自然通風(fēng)效果有較大的影響，具體影響程度需要進(jìn)一步試驗驗證。