中原地區(qū)高大平房倉(cāng)兩種通風(fēng)降溫方法的比較實(shí)驗(yàn)

◎ 張 杰，王玉生，馬 冰，羅鐵峰，李曉麗，許建雙

（中央儲(chǔ)備糧南陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司，河南 南陽(yáng) 473113）

中儲(chǔ)糧南陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司處于中溫干燥地區(qū)，該地區(qū)以冬季干冷夏季濕熱為顯著特點(diǎn)。冬季冷源充足，為糧堆蓄冷提供了有利條件。但在實(shí)際應(yīng)用中，存在盲目使用大功率離心風(fēng)機(jī)降溫的現(xiàn)象，雖收到良好的降溫效果，但也造成糧食水分損失過(guò)大，同時(shí)也增加了能耗，加重了企業(yè)負(fù)擔(dān)。為解決這一問(wèn)題，中儲(chǔ)糧南陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司開(kāi)展了高大平房倉(cāng)通風(fēng)降溫實(shí)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 供試倉(cāng)房

實(shí)驗(yàn)倉(cāng)3號(hào)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)4號(hào)倉(cāng)均為2011年建高大平房倉(cāng)，規(guī)格為36.00 m×29.55 m，設(shè)計(jì)裝糧高度6 m，儲(chǔ)糧5 000 t。倉(cāng)頂采用聚氨酯泡沫板做隔熱處理。安裝4組一機(jī)四道雙向地上籠通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)道間距4.1 m。使用鄭州鑫勝公司糧情測(cè)控系統(tǒng)（每倉(cāng)8行7列共56組測(cè)溫電纜，每組4層，共計(jì)224個(gè)測(cè)溫點(diǎn)）。

1.2 供試糧食

實(shí)驗(yàn)倉(cāng)3號(hào)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)4號(hào)倉(cāng)均儲(chǔ)存河南省2016年產(chǎn)一等小麥，2016年7月入庫(kù)完畢，小麥質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)小麥質(zhì)量情況表

1.3 供試通風(fēng)機(jī)械

實(shí)驗(yàn)倉(cāng)使用兩側(cè)山墻的4臺(tái)1.5 kW的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫，對(duì)照倉(cāng)在兩側(cè)風(fēng)口對(duì)接4臺(tái)15 kW離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。配備多功能深層扦樣器、快速水分測(cè)定儀等儀器。軸流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)參數(shù)性能見(jiàn)表2。

表2 風(fēng)機(jī)參數(shù)性能對(duì)比表

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)倉(cāng)利用干冷空氣，在通風(fēng)時(shí)采取打開(kāi)倉(cāng)底通風(fēng)口，上部門(mén)窗全部密封，開(kāi)啟軸流風(fēng)機(jī)，使倉(cāng)內(nèi)上部空間形成負(fù)壓，引導(dǎo)氣流從通風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)糧層到達(dá)糧面，由軸流風(fēng)機(jī)排出倉(cāng)外，可達(dá)到整倉(cāng)糧食由底層到上層逐步冷卻，緩速降低糧溫。

根據(jù)南陽(yáng)地區(qū)的氣候特點(diǎn)，一般選擇在當(dāng)年11月份至次年1月份，對(duì)實(shí)驗(yàn)倉(cāng)利用夜間低溫時(shí)段進(jìn)行通風(fēng)作業(yè)，降溫保水。采用三步降溫法：①在11月份，氣溫在5～16 ℃時(shí)，夜間適時(shí)通風(fēng)將糧溫降低至15 ℃以下，此階段通風(fēng)主要是平衡糧溫，降低糧堆上層溫度，排除糧堆異味。②11月下旬至12月中旬，利用寒冷天氣或寒流到來(lái)之時(shí)機(jī)，氣溫在2～10 ℃，適時(shí)通風(fēng)可將糧溫降低至10 ℃以下。③12月下旬至次年1月上旬，氣溫在-4～6 ℃，適時(shí)通風(fēng)可將糧溫降至5 ℃以下。目標(biāo)溫度實(shí)現(xiàn)后適當(dāng)延長(zhǎng)通風(fēng)時(shí)間，進(jìn)一步鞏固效果。

對(duì)照倉(cāng)4倉(cāng)在11月5日開(kāi)始第一次通風(fēng)，12月10日第二次通風(fēng)，1月4日第三次通風(fēng)。

通風(fēng)期間，每天9：00檢測(cè)糧溫，分析糧溫變化是否正常，檢查有無(wú)通風(fēng)死角。在倉(cāng)房四角、風(fēng)道上方、風(fēng)道之間設(shè)固定水分檢測(cè)點(diǎn)，按時(shí)檢測(cè)水分并做好記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 糧溫和水分變化情況

（1）對(duì)比可以看出，實(shí)驗(yàn)倉(cāng)在前期通風(fēng)期間，下層糧溫下降較快，熱量和水分集中到中上層，隨著通風(fēng)時(shí)間的延長(zhǎng)，熱量排出糧堆。第二階段，糧溫隨氣溫下降較為明顯，流經(jīng)各點(diǎn)的空氣均勻、穩(wěn)定，全倉(cāng)糧溫趨于一致，溫度達(dá)到階段目標(biāo)。第三階段，氣溫在5 ℃左右，整倉(cāng)糧溫降低，平均糧溫低于5 ℃，達(dá)到此次通風(fēng)降溫目標(biāo)溫度。而對(duì)照倉(cāng)在使用離心風(fēng)機(jī)后，初期出現(xiàn)了門(mén)窗、墻壁結(jié)露，甚至表層糧面輕微結(jié)露現(xiàn)象。這是因?yàn)橥L(fēng)時(shí)機(jī)選擇出現(xiàn)偏差，氣溫低于露點(diǎn)溫度形成結(jié)露現(xiàn)象，離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)后糧層溫差較小。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3和表4。

表3 實(shí)驗(yàn)倉(cāng)糧溫和水分變化情況表

表4 對(duì)照倉(cāng)糧和水分變化情況表

（2）實(shí)驗(yàn)倉(cāng)軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)后，整倉(cāng)混合樣品水分損失較小，降幅在0.1～0.2個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)照倉(cāng)離心風(fēng)機(jī)水分變化幅度在0.4～0.6個(gè)百分點(diǎn)。這是由于離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量大，進(jìn)行氣體交換時(shí)帶走了一部分游離水，造成水分減量。

（3）通過(guò)表5看出，通風(fēng)后糧食面筋吸水量和品嘗評(píng)分值變化不大。

表5 實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)小麥質(zhì)量情況表

2.2 能耗計(jì)算

3號(hào)倉(cāng)用軸流風(fēng)機(jī)累計(jì)通風(fēng)45 d，平均每天8 h，共用360 h，水分平均降低0.2%，糧溫平均降低17.4 ℃，單位能耗為0.025 kW·h·t-1·℃-1。4號(hào)倉(cāng)累計(jì)通風(fēng)5 d，共用60 h，水分平均降低0.5%，溫度平均降低16.9 ℃，單位能耗為0.042 kW·h·t-1·℃-1。表明使用軸流風(fēng)機(jī)更為經(jīng)濟(jì)、有效。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)驗(yàn)倉(cāng)損耗11 455 kg，對(duì)照倉(cāng)損耗28 571 kg，按照市場(chǎng)價(jià)1.22元/kg計(jì)算，實(shí)驗(yàn)倉(cāng)利用軸流風(fēng)機(jī)可減少損失20 882元。

3 結(jié)論與討論

實(shí)驗(yàn)表明，在冬季低溫季節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)、冷源充沛的地區(qū)，嘗試在高大平房倉(cāng)中，采用軸流風(fēng)機(jī)負(fù)壓通風(fēng)緩速降溫技術(shù)，可以達(dá)到降溫保水、抑制害蟲(chóng)生長(zhǎng)、延緩糧食品質(zhì)劣變的作用，相對(duì)于離心風(fēng)機(jī)水分損失更小、能耗更低，具有操作簡(jiǎn)單、省力、可滿(mǎn)足多倉(cāng)同時(shí)通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)。

（1）用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行緩速通風(fēng)時(shí)，由于軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量小，另外糧食是熱的不良導(dǎo)體，通風(fēng)初期容易出現(xiàn)個(gè)別部位通風(fēng)緩慢，隨著通風(fēng)的繼續(xù)進(jìn)行全倉(cāng)糧溫會(huì)逐漸平衡。

（2）用離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)需要考慮氣溫與糧溫溫差以及其他氣候條件，在初期有可能會(huì)出現(xiàn)門(mén)窗、墻壁及薄膜結(jié)露現(xiàn)象，甚至表層糧面輕微也會(huì)出現(xiàn)結(jié)露。而用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行緩速通風(fēng)則不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，只會(huì)出現(xiàn)中上層糧溫緩慢上升，隨著通風(fēng)的繼續(xù)進(jìn)行糧溫會(huì)平穩(wěn)下降。

（3）以軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行緩速通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)：在冬季低溫時(shí)間較長(zhǎng)、冷源充沛的地區(qū)可以發(fā)揮較好的功能，其降溫效果良好；單位能耗低，在倡導(dǎo)節(jié)能的今天尤為重要；通風(fēng)時(shí)機(jī)易掌握，不易出現(xiàn)結(jié)露；不用單獨(dú)配備風(fēng)機(jī)，方便靈活；由于風(fēng)量小，保水效果明顯。