天津地區冬季兩種儲糧通風方式應用效果分析

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，對比離心通風和混流通風對儲糧通風前后溫度、水分變化及通風時間和能耗的影響。結果表明，通風前，離心通風倉和混流通風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%；通風后，離心通風倉和混流通風倉糧食平均溫度均為-0.5 ℃，平均水分分別為11.25%、11.41%。離心通風倉和混流通風倉通風時間分別為48、173 h，總耗電量分別為1 056、1 038 kW·h。與離心風機相比，混流風機通風雖然所需時間長，但糧食水分損失小，所需能耗低，應成為天津地區乃至第四生態儲糧區儲糧機械通風的主要方式。

關鍵詞：混流通風；離心通風；溫度；水分；儲糧

中圖分類號：S379.2 文獻標志碼：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

機械通風是糧食儲藏工作中的重要環節，在不同時期，機械通風起到不同的作用。糧食在入倉結束后，機械通風可均衡糧堆內部的溫度和水分，提高了儲糧的穩定性；在夏季高溫時可以排除倉內積熱，延緩表層糧溫的上升，降低糧食品質的劣變速度；在秋冬季節的機械通風，可降低糧食溫度，保證儲糧的新鮮品質，為低溫儲糧安全度夏奠定基礎。但機械通風應用時也存在著不足，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，在機械通風這個工作環節實施科學化管理，對于安全儲糧，降低糧食損耗，節約成本費用，提高企業的經濟效益有著重要的現實意義[4-5]。

按通風機械設備類型分類，機械通風模式包括離心通風、軸流通風、混流通風和谷物冷卻機通風，其中，離心通風適合于風網阻力較大的大型糧倉通風及發熱糧處理，通風降溫降水速度快；軸流通風適合于冬季低溫條件充足，且儲糧糧情穩定，糧食水分在安全水分內的糧食通風，降溫效果較慢但相對經濟，裝糧線高時不宜采用；混流通風適用于中型糧倉的通風，風壓高于軸流通風，經濟性優于離心通風；谷物冷卻機通風適用于環境溫、濕度較高時的冷卻通風[6]84-89。樓房倉屬于中大型倉房，裝糧線較高，冬季通風降溫時，主要采用離心通風和混流通風兩種方式。本文擬分析兩種不同方式機械通風對儲糧溫度、水分、通風時間及能耗的影響，旨在為天津地區糧食儲藏合理選擇通風方式提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試倉房

試驗倉房為天津利達儲運有限公司試驗1號倉、2號倉，均為2008年2月份建造，屬樓房倉，設計倉容為5 450 t，倉內長29.23 m，內寬29.01 m，裝糧高度8 m，2個大門，10個窗戶。兩倉均配置了相同的環流熏蒸、糧情檢測系統和通風道。

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紅小麥，所儲數量均為3 610.1 t。

1.1.3 主要儀器與設備

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

1.2 試驗方法

1.2.1 總體方法

選擇倉房建設時間、倉房朝向、儲糧應用技術、儲糧品種、儲糧數量、入倉時間等條件相同，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號倉和2號倉同時進行通風，將離心風機對接1號倉風機口進行離心通風，打開混流風機對接2號倉進行混流通風，通風前扦樣測供試糧食水分。通風過程中，每2 h對風機進行巡查，確保風機正常運轉，且每8 h對糧堆溫度進行檢測并記錄數據，當兩個試驗倉房平均糧溫降至（-0.5±0.1） ℃時，結束通風，記錄通風時間，扦樣測通風后供試糧食水分。

1.2.2 糧溫檢測點設計

兩試驗倉房糧溫檢測系統安裝保持一致，按儲糧高度平均分4層，各層檢測點數量和位置相同，每點間隔約4 m，最外側離墻間隔約2.5 m。每層糧溫檢測點分布圖如圖1所示。

1.2.3 水分扦樣點設計

分別扦取供試糧堆通風前和通風后各層樣品，按儲糧高度平均分3層，各層扦樣點數量和位置相同，每點間隔約6 m，最外側離墻間隔約2.5 m。每層扦樣點分布圖如圖2所示。

1.2.4 水分檢測

按GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中的直接干燥法執行。

1.2.5 數據處理

根據兩種風機的單位能耗和通風時間，計算兩種風機通風所需的總電耗。

2 結果與分析

2.1 降溫效果

以平均糧溫和最高糧溫變化情況評價兩種通風方式的降溫效果，如表1和表2所示。通風后，離心通風倉平均糧溫達到-0.5 ℃，各層平均糧溫梯度未超過1 ℃，最高糧溫6.5 ℃；混流通風倉平均糧溫達到-0.5 ℃，各層平均糧溫梯度未超過1 ℃，最高糧溫4.6 ℃，混流通風倉每層糧溫均低于離心通風倉。結果表明，從平均糧溫指標來看，兩種通風方式均能實現整倉降溫和均溫，兩者應用效果沒有區別；從最高糧溫指標來看，利用混流通風降溫、均溫效果優于離心通風。因此，從降溫效果來看，與離心通風相比，混流通風更適合于樓房倉。這與王若蘭[6]89報道混流通風適用于中型糧倉的結果一致。

2.2 保水效果

兩種通風方式的保水效果如表3所示，離心通風倉通風前所儲小麥的平均水分含量11.44%，通風后所儲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；混流通風倉通風前所儲小麥的平均水分含量11.45%，通風后為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。混流通風倉所儲小麥的水分減量顯著低于離心通風倉，究其原因，一是離心風機功率大、單位時間內通風量大，風速快，造成所儲小麥水分流失快；二是冬季通風時環境濕度大，混流通風時間長，所儲小麥有時間吸收外界環境的水分。結果表明，從保水效果來看，與離心通風相比，混流通風更適合于樓房倉儲糧冬季降溫。

2.3 通風能耗

兩種通風方式所需通風時間、通風能耗如表4所示，離心通風倉和混流通風倉達到設定的降溫效果所需通風時間分別為48、173 h，即利用混流風機通風所需時間顯著長于利用離心風機通風的，這與混流風機功率小，單位能耗低有關，其中，離心通風風機功率為22.0 kW，混流通風風機功率為6.0 kW；同時，通風結束時，離心通風倉、混流通風倉所需總耗電量分別為1 056、1 038 kW·h，混流通風倉總耗電量低于離心通風倉。結明表明，在不考慮通風時間的情況下，當達到相同通風效果時，混流風機通風所需能耗低。因此，從通風能耗來看，與離心通風相比，混流通風更適合于樓房倉儲糧冬季降溫。

3 結 論

本研究結果表明，在中型倉房樓房倉儲糧條件下，離心通風和混流通風均能使糧溫降至目標溫度，混流通風時間長于離心通風，但混流通風在保水降耗方面更具有優勢。同時，混流通風風機功率小，在冬季倉房普遍需要通風降溫的條件下，選用混流通風，因其功率低，糧庫用電負荷壓力小，同時通風降溫的倉房數量可以多于離心通風。因此，在天津地區樓房倉儲糧條件下，所儲糧食冬季通風降溫應選用混流通風。不同倉型的通風模式研究很多[7-8]，但樓房倉通風模式研究較少，本文研究結果為樓房倉儲糧通風提供了技術支撐。

參 考 文 獻

[1] WALTER K. Mechanical ventilation[J]. JAMA，2021，326（14）：1452.

[2] PERONE C， ORSINO M， FIANZA G L， et al. Study of a mechanical ventilation system with heat recovery to control temperature in a monitored agricultural environment under Summer conditions[J]. Journal of Building Engineering，2021，43：102745.

[3] 白凱旭，王紅軍，申華賢，等.高水分玉米靶向通風降水的研究[J].糧油倉儲科技通訊，2021，37（3）：7-11.

[4] 趙思孟.儲糧機械通風技術的功用與發展[J].糧食科技與經濟，2002（5）：39-40.

[5] 秦海英，江濤，王海美，等.新入倉糧食機械通風方式探索[J].食品界，2021（5）：111.

[6] 王若蘭.糧油儲藏學[M].北京：中國輕工業出版社，2009.

[7] 顏崇銀，郁忠，張華裔，等.不同小功率軸流風機降溫通風試驗及影響因素分析[J].糧食科技與經濟，2022，47（4）：74-78.

[8] 王維忠，楊文生，梁超凡，等.極端低溫條件下高大平房倉不同通風工藝比較[J].糧食科技與經濟，2022，47（3）：80-82+89.