淺談華南地區(qū)環(huán)保風(fēng)機(jī)技術(shù)在進(jìn)口大豆 保水降耗中的應(yīng)用

◎ 魯俊濤，李 超，張 震，李素娟

（中央儲(chǔ)備糧佛山直屬庫(kù)有限公司，廣東 佛山 528500）

為了保證糧食安全度夏，延緩糧食品質(zhì)劣變，糧庫(kù)一般會(huì)在冬季頻繁通風(fēng)降低糧堆基礎(chǔ)糧溫。華南地區(qū)屬于第七儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)，冬季低溫時(shí)間短，且平均氣溫偏高，可利用通風(fēng)降溫機(jī)會(huì)少。目前華南地區(qū)糧庫(kù)冬季普遍采用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫，頻繁通風(fēng)降溫會(huì)導(dǎo)致糧食水分損失較大[1]。因此，本文對(duì)比了采用儲(chǔ)糧環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫（冬季）以及軸流風(fēng)機(jī)降溫方式下的進(jìn)口大豆糧食的溫度、水分、單位能耗等指標(biāo)變化情況，為華南地區(qū)高大平房倉(cāng)進(jìn)口大豆保管提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房

選取FS12倉(cāng)為試驗(yàn)倉(cāng)，F(xiàn)S14倉(cāng)為對(duì)照倉(cāng)。兩座倉(cāng)房均為高大平倉(cāng)，長(zhǎng)60 m，寬30 m，倉(cāng)墻高9 m，倉(cāng)頂高11 m，堆糧線高6 m。倉(cāng)房配備有機(jī)械通風(fēng)、電子測(cè)溫等設(shè)施設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)為地上籠，一機(jī)4通道，每倉(cāng)合計(jì)24組。

1.2 儲(chǔ)糧情況

兩座倉(cāng)房的儲(chǔ)糧情況如表1所示。

表1 倉(cāng)房?jī)?chǔ)糧情況表

1.3 主要設(shè)備

糧情測(cè)控系統(tǒng)（中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司），每倉(cāng)布設(shè)有112條測(cè)溫電纜，合計(jì)448個(gè)測(cè)溫點(diǎn)；軸流風(fēng)機(jī)：型號(hào)為YSF8014，功率為0.55 kW， 風(fēng)量3 600 m3·h-1固定于倉(cāng)房山墻，東西兩側(cè)各 2臺(tái)；環(huán)保風(fēng)機(jī)：型號(hào)為HBTF-XA433-YS，功率為 4 kW，風(fēng)量27 500 m3·h-1，風(fēng)口相對(duì)濕度可控制范圍為70%～98%；水分檢測(cè)儀；電熱鼓風(fēng)干燥箱，型號(hào)為DHG-9030A。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 通風(fēng)降溫

根據(jù)《儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程》要求[2]，亞熱帶地區(qū)降溫通風(fēng)條件如下。

（1）允許降溫通風(fēng)的條件。①溫度條件。開始通風(fēng)時(shí)，外溫與糧堆的平均溫度之差不能小于6 ℃；通風(fēng)進(jìn)行時(shí)，外溫與糧堆平均溫度之差大于3 ℃。②濕度條件。當(dāng)糧食水分不高于當(dāng)?shù)貎?chǔ)糧安全水分時(shí)，可以不考慮濕度條件。

（2）結(jié)束降溫通風(fēng)的條件。①糧堆平均溫度不大于外溫3 ℃。②糧堆上層與下層溫差：房式倉(cāng)不大于3 ℃；糧堆溫度梯度小于1 ℃（每1 m糧層厚度）。

（3）通風(fēng)方式。①FS12倉(cāng)（試驗(yàn)倉(cāng)）利用環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫。通風(fēng)時(shí)，利用薄膜密封倉(cāng)房?jī)蓚?cè)4臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)以及窗戶，打開6個(gè)通風(fēng)口，然后設(shè)置環(huán)保風(fēng)機(jī)送風(fēng)濕度為85%，開啟環(huán)保風(fēng)機(jī)（1臺(tái)），采用下行式通風(fēng)，即環(huán)保風(fēng)機(jī)送入的高濕度冷空氣從倉(cāng)房窗戶進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，從通風(fēng)口吹出。②FS14倉(cāng)（對(duì)照倉(cāng)）利用軸流風(fēng)機(jī)降溫。通風(fēng)降溫時(shí)，利用薄膜密封窗戶，打開6個(gè)通風(fēng)口，開啟兩側(cè)軸流風(fēng)機(jī)（4臺(tái)）；采用吸出式通風(fēng)，即外部冷空氣從倉(cāng)房通風(fēng)口進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，從軸流風(fēng)機(jī)口吸出。

1.4.2 糧情檢查

定期檢測(cè)糧情，并結(jié)合異常糧溫點(diǎn)，入倉(cāng)現(xiàn)場(chǎng)檢查。針對(duì)測(cè)溫電纜布置盲區(qū)、倉(cāng)房墻壁四周等區(qū)域，赤腳踩踏糧面感受糧溫變化，掌握整倉(cāng)糧情。

1.4.3 水分監(jiān)測(cè)

通風(fēng)前后，分別監(jiān)測(cè)各糧面平均水分、糧面下 0.2 m處平均水分、糧面下0.5 m處平均水分、糧面下1.5 m處平均水分、糧面下2.5 m處平均水分、糧面下3.5 m處平均水分、糧面下4.5 m處平均水分以及整倉(cāng)平均水分1次。通風(fēng)過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注FS12倉(cāng)進(jìn)口大豆水分變化情況，尤其是糧面水分變化情況，及時(shí)調(diào)整通風(fēng)濕度，防止大豆水分過(guò)高引起局部霉變。

1.4.4 糧溫監(jiān)測(cè)

通風(fēng)前后，定期監(jiān)測(cè)糧溫，主要分析糧堆第1層（距離糧面0.5 m）平均糧溫、糧堆第2層（距離糧面2 m）平均糧溫、糧堆第3層（距離糧面3 m）平均糧溫、糧堆第4層（距離糧面4 m）平均糧溫及整倉(cāng)平均糧溫的變化情況。通風(fēng)過(guò)程中，要及時(shí)關(guān)注外溫與糧堆整倉(cāng)的平均溫度差，只有通風(fēng)降溫條件滿足時(shí)，才可以進(jìn)行通風(fēng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 糧溫變化情況

FS12倉(cāng)和FS14倉(cāng)在通風(fēng)期間進(jìn)口大豆糧溫變化情況如圖1～5所示。分析數(shù)據(jù)可知，2021年11月25日至2022年1月14日，糧食外溫為13.0～16.8 ℃，期間當(dāng)外溫滿足《儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程》要求時(shí)，適時(shí)進(jìn)行通風(fēng)降溫。

2.1.1 糧堆第一層（距離糧面0.5 m）平均糧溫變化情況

糧堆第一層（距離糧面0.5 m）平均糧溫變化情況如圖1所示。通風(fēng)結(jié)束后，F(xiàn)S12倉(cāng)進(jìn)口大豆表層平均糧溫（距離糧面0.5 m）由19.5 ℃下降為13.7 ℃，下降5.8 ℃，降幅為29.7%；FS14倉(cāng)進(jìn)口大豆表層平均糧溫（距離糧面0.5 m）由20.9 ℃下降為16.3 ℃，下降4.6 ℃，降幅為22.0%。由此可知，相比比軸流風(fēng)機(jī)，采用環(huán)保風(fēng)機(jī)對(duì)糧堆表層的降溫速度更快。

2.1.2 糧堆第2層（距離糧面2 m）平均糧溫變化情況

糧堆第2層（距離糧面2 m）平均糧溫變化情況如圖2所示。通風(fēng)結(jié)束后對(duì)比分析數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)S12倉(cāng)進(jìn)口大豆第2層平均糧溫（距離糧面2 m）由22.5 ℃下降為14.0 ℃，下降8.5 ℃，降幅為37.8%；FS14倉(cāng)進(jìn)口大豆第2層平均糧溫（距離糧面2 m）由21.0 ℃下降為14.6 ℃，下降約6.4 ℃，降幅為30.5%。由此可知，與軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)相比，采用環(huán)保風(fēng)機(jī)對(duì)第2層平均糧溫（距離糧面2 m）的降溫速度更快。

圖1 糧堆第一層（距離糧面0.5 m）平均糧溫變化情況圖

圖2 糧堆第2層（距離糧面2 m）平均糧溫變化情況圖

2.1.3 糧堆第3層（距離糧面3 m）平均糧溫變化情況

糧堆第3層（距離糧面3 m）平均糧溫變化情況如圖3所示。通風(fēng)結(jié)束后對(duì)比分析數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)S12倉(cāng)進(jìn)口大豆第3層平均糧溫（距離糧面3 m）由22.3 ℃下降為16.0 ℃，下降6.3 ℃，降幅為28.3%；FS14倉(cāng)進(jìn)口大豆第3層平均糧溫（距離糧面3 m）由20.9 ℃下降為14.6 ℃，下降6.3 ℃，降幅為30.1%。由此可知，采用環(huán)流風(fēng)機(jī)通風(fēng)和采用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)對(duì)第3層平均糧溫（距離糧面3 m）的降溫速度相差不大。

2.1.4 糧堆第4層（距離糧面4 m）平均糧溫變化情況

糧堆第4層（距離糧面4 m）平均糧溫變化情況如圖4所示。通風(fēng)結(jié)束后對(duì)比分析數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)S12倉(cāng)進(jìn)口大豆第四層平均糧溫（距離糧面4 m）由23.1 ℃下降為18.7 ℃，下降4.4 ℃，降幅為19.0%；FS14倉(cāng)進(jìn)口大豆第4層平均糧溫（距離糧面4 m）由21.0 ℃下降為16.2 ℃，下降4.8 ℃，降幅為22.9%；由此可知，與采用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)相比，采用環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)對(duì)第四層平均糧溫（距離糧面4 m）的降溫速度較慢。

2.1.5 整倉(cāng)平均糧溫變化情況

整倉(cāng)平均糧溫變化情況如圖5所示。通風(fēng)結(jié)束后對(duì)比分析數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)S12倉(cāng)進(jìn)口大豆平均糧溫由22.0 ℃ 下降為16.2 ℃，下降5.8 ℃，降幅為26.4%；FS14倉(cāng)進(jìn)口大豆平均糧溫由21.0 ℃降為15.5 ℃，下降5.5 ℃， 降幅為26.2%。由此可知，從整倉(cāng)平均糧溫的角度看，采用環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)與采用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)效果幾乎 相同。

圖3 糧堆第3層（距離糧面3 m）平均糧溫變化情況圖

圖4 糧堆第四層（距離糧面4 m）平均糧溫變化情況圖

圖5 整倉(cāng)平均糧溫變化情況圖

2.2 糧食水分變化情況

機(jī)械通風(fēng)結(jié)束前后糧食水分變化情況如表2所示。由數(shù)據(jù)分析知，通風(fēng)結(jié)束后，F(xiàn)S12倉(cāng)糧面至糧面≤0.5 m 時(shí)平均水分均有所增加，且距糧面≤0.2 m時(shí)糧堆平均水分增幅明顯；距離糧堆表面≥1.5 m時(shí)糧堆水分平均損失0.2%；整倉(cāng)糧堆平均水分由11.4%降為11.3%，降低0.1%，降幅約0.9%。FS14倉(cāng)糧堆各面層水分均有損失，其中距離糧面≥3 m時(shí)糧堆糧食水分散失明顯，部分點(diǎn)超過(guò)0.4%；整倉(cāng)糧堆平均水分由11.2%降為10.9%，降低0.3%，降幅約2.7%。與利用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫相比，環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)造成的糧食水分散失較小，且部分糧堆層水分有增加的現(xiàn)象，通風(fēng)期間糧食水分損耗低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

表2 通風(fēng)前后糧食水分變化統(tǒng)計(jì)表（單位：%）

2.3 通風(fēng)能耗

通風(fēng)能耗情況如表3所示。2021年11月24日至2022年1月14日期間，分階段通風(fēng)降溫，其中FS12倉(cāng)通風(fēng)時(shí)間為326 h，單位能耗為 0.029 （kW·h）·（t·℃）-1，F(xiàn)S14倉(cāng)通風(fēng)時(shí)間為410 h，單位能耗為0.021 （kW·h）·（t·℃）-1。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)降溫期間采用環(huán)流風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)單位能耗基本相同。

表3 通風(fēng)能耗統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

（1）華南地區(qū)利用高大平房倉(cāng)儲(chǔ)存進(jìn)口大豆，控制糧溫是關(guān)鍵[3]。冬季利用冷空氣通風(fēng)降低糧堆基礎(chǔ)糧溫有利于實(shí)現(xiàn)大豆安全度夏。試驗(yàn)結(jié)果表明，與采用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫相比，采用環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)有利于降低糧堆上層（距離糧面＜3 m）的平均糧溫。

（2）華南地區(qū)冬季通風(fēng)降溫時(shí)間短，機(jī)械通風(fēng)是導(dǎo)致糧食水分損失的重要因素[4]。針對(duì)高大平房倉(cāng)儲(chǔ)存進(jìn)口大豆冬季通風(fēng)降溫，在同一通風(fēng)降溫周期內(nèi)，采用軸流風(fēng)機(jī)和環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫單位能耗基本相同，但是采用環(huán)保風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫造成的糧堆水分損失小，糧食水分損耗低，能夠有效緩解冬季通風(fēng)降溫期間糧食水分散失高的問題，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

（3）本次環(huán)保通風(fēng)品種為進(jìn)口大豆。大豆水分活性高，耐儲(chǔ)性能差，吸濕性強(qiáng)，且容易發(fā)熱霉變[5]。環(huán)保通風(fēng)期間，局部區(qū)域水分增加快，所以必須注意對(duì)通風(fēng)濕度的控制。每天使用快速水分檢測(cè)儀檢測(cè)進(jìn)口大豆糧食水分，特別是掌握糧面及距離糧面≤1.5 m區(qū)域內(nèi)的糧食水分變化情況，及時(shí)調(diào)整通風(fēng)模式。環(huán)保通風(fēng)期間建議經(jīng)常翻動(dòng)表層糧面；環(huán)保通風(fēng)結(jié)束以后，建議人工翻動(dòng)表層糧面一次，確保濕度均勻，避免因局部水分過(guò)高導(dǎo)致霉變。