氮气气调储粮技术应用实践

黄熠林 杨红彪 苏志松

[摘要]氮气储粮技术是一项绿色环保储粮技术，与传统保粮方法相比，有杀虫、抑霉、保鲜等优点，中央储备粮株洲直属库有限公司通过对氮气气调储粮应用过程中的数据采集和结果分析，得出结论：气调储粮成功的关键是仓房的气密性，气密性越好，氮气浓度保持时间会越长，杀虫保鲜效果越好，运行成本越低。

[关键词]氮气气调储粮;气密性;浓度

中图分类号：S379.5 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

十九大报告提出了三大攻坚战，其中一条是污染防治。由于磷化铝在生产和使用过程中均不利于环保，国家有关部门已经明确决定于2025年禁止生产。储粮害虫防治用什么来替代磷化铝，是当前面临的一个重要课题。氮气储粮技术作为当今公认的绿色储粮新技术，正在我国被大面积地推广应用，是替代磷化铝进行害虫防治的一条重要途径[1-2]。

此项技术的原理是让粮仓内的粮堆形成一个全封闭的空间，充入纯净的氮气，置换出氧气，使仓内氮气浓度达到98%以上，并保持28d以上甚至更长的时间，不仅能达到杀死害虫的目的，还能抑霉、保鲜，延缓粮食品质劣变速度，并且气源来自空气，对环境无任何污染，称得上真正的绿色环保科技储粮技术[3]。

2019年7月中央储备粮株洲直属库对7号仓进行了氮气储粮技术试验。

1 仓房技术条件

1.1 仓房概况

7号仓内平面尺寸35.5m×23.2m，粮堆高度5.6m，表面采用0.3m厚的稻壳压盖技术，存放2018年产的稻谷2 661t。单侧通风口2个，一机四道地上笼，仓内菱镁板吊顶，配有3台大3匹的空调，粮食测温采用电子检测。

1.2 制氮设备及工艺流程

制氮设备：LDPN-310-99.5型变压吸附制氮机组，大连力德气体分离技术有限公司;GA75+7型阿特拉斯压缩机，5～10bar（A），功率75kW;压缩空气冷冻式干燥机一台，功率6kW。

工艺流程：空压机→冷干机→储气罐→制氮机→储气罐→供气管道→粮堆。

2 试验前准备

空仓时提前做好气密准备工作，墙角边全部用丙烯酸胶水和无纺布做“三涂二布”的防水处理，解决地坪漏气问题;通风口铁板与墙壁联接处用胶水处理，解决漏气隐患，墙体四个面用双槽管固定塑料薄膜做吊膜，薄膜的下尾端用白膠与地坪粘接，严丝合缝。延长地上笼的触及位置，杜绝通风死角，便于氮气的快速扩散[4-5]。

3 充气前气密处理

对仓内和大门的双槽管与墙壁联接处用防开裂油腻子加固处理，消除漏气沙眼。检查测温电缆穿墙孔洞，全部用泡沫填缝剂填充密闭，对仓内尖锐的地方用海绵垫包裹，防止刺破气囊。在粮面0.2m之下预埋PVC气体分配管道，用来均衡氮气[6]。用茂金丝塑料薄膜制作39m×27m的表面气囊，通过双槽管与墙壁的四面吊膜进行拼接，形成一个封闭的粮堆空间。在粮堆内用PPR管预埋10个氮气浓度监控点，用来监测运行状况，收集数据，仓内布点图见图1。

4 仓房气密性测试

充气前虫害情况：每公斤粮食有16头书虱、6头长角谷盗、1头玉米象，属于一般虫粮。

6月26日对7号仓进行气密性检测，负压-300～-150Pa，压力半衰期为167s，达到气调储粮的二级技术要求。抽负压后并没有马上充气，而是密闭6d观察仓内氮气浓度变化情况，由于稻谷的呼吸作用和害虫对氧气的消耗，粮堆内的氮气浓度自动上升，最高达到90%，浓度变化见表1。

5 充气方式

7号仓采用上充下排的方式，出口处有2台小风机进行强排。整个充气过程都是通过电脑自动控制，只需设定压力值、充气量以及氮气浓度等参数。整个系统可以根据参数变化自动控制制氮机组启动关闭，直至达到目标值[7-8]。

6 充气过程

7号仓从7月3日11点55分开始不间断地上充下排，到7月4日23点15分氮气浓度达到98%后自动停机，累计充气35h。充气过程中氮气浓度变化见表2。

充气完成后继续跟踪浓度数据变化。通过观测，发现停止充气后，粮堆内氮气浓度普遍上升，最高达到100%，这是氮气气体均匀扩散、稻谷的呼吸作用和粮堆内的害虫耗氧共同所致。

仓内表面茂金丝薄膜从7月4日形成1.9m高的气囊后到8月2日逐渐衰减到只有二分之一，到8月14日不足原来的六分之一，直到8月20日气囊完全消失。尽管已无气囊，但是粮堆内的氮气浓度依然保持在98%以上，仍可以起到杀虫、抑霉、保鲜的作用，计划到11月份再揭开薄膜。停止充气后氮气浓度变化见表3。

7 氮气运行成本测算

制氮机组总功率81kW，7号仓累计充气35h，总充气量6 018m3，作业中空压机间歇式启动，系统显示用电量2 145度，按0.86元/度计算用电成本，为1 845元，吨粮成本0.7元/t，略低于磷化铝熏蒸的成本0.75元/t。

8 试验结论和总结

通过对4个观察孔的筛虫检查，没有发现活虫，本次氮气杀虫效果显著。11月8日揭开气囊薄膜通风降粮温，保管员入仓筛虫没有发现活虫，确认本次试验成功。

通过试验发现氮气气调工艺对仓房的气密性要求非常高，它是气调成功的关键。仓房的气密性改造从空仓就要开始，从地坪、墙边线、通风口与仓体联接处都要做地毯式的气密处理，内墙四面必须吊薄膜，薄膜的尾端要用白胶与地坪粘接，便于重复利用。进粮的过程中绝不能用粮食物流冲击墙壁四面吊膜，以免造成破损，否则将会前功尽弃。入完粮后对双槽管之上的各种孔洞进行封堵，制作表面气囊一定要仔细，热熔接一定要细心，要万无一失，不能有漏气点，保管人员踩在薄膜上面工作时一定要加层海绵垫子，不能人为造成破损。因为充气过程中气压有4MPa，单根胶管拼接力度较小会承受不了压力而绷开，导致失败，所以必须用两根胶管拼接气囊，并且要压紧压实在双槽管里面。充气前必须做负压半衰期测试，达不到要求绝不能充气，否则将劳民伤财而无任何成果。

本次充气是7月初才实施的，今后充气的时间可以适当提前，氮气储粮并不是等害虫大面积爆发才作业，3月份就开始做准备工作，4月份就可以逐仓充气。它同时有抑制粮粒表面和杂质区微生物（真菌、霉菌）发展的作用，需密切关注粮堆内氮气浓度，一旦掉到98%以下，就要先查找堵住新的漏气点，再进行补气作业，一直保持到11月份外温低于12℃时再揭膜通风散气。

国内气调储粮技术经过多年的摸索应用，不断地升级换代，发展出智能化控制管理系统，具有诸多优势：全程自动化控制设备，并且对操作人员专业要求门槛低，容易操作，可以大力推广。

新建氮气储粮项目制氮机组型号尽量选择产量大，并且制氮量在310m3/h以上的，尽管一次性投入较大，但在后期应用中效果显著，效率提高，充气时间会大大降低，事半功倍。

保管员在氮气储粮过程中如果要入仓检查粮情，一定要3人以上，1人在门口观察情况，2人佩戴空气呼吸机才能进仓，每个人都要腰挂氧气报警仪，监测气囊之上的空间气体成分是否异常。这关系到保管员的生命安全，绝不能抱有侥幸心理，一旦气囊漏气，就会造成入仓人员瞬间缺氧，散失意志，倒地死亡，发生重大安全责任事故。

中儲粮践行不忘初心、坚守两个确保，以使命保障粮食安全为己任，强化政治担当，管好“大国粮仓”，讲究经济效益的同时更要注重社会效益，要更多地采用氮气绿色储粮，降低对环境污染，保证人民吃上安全粮、放心粮。

参考文献

[1] 高素芬.氮气气调储粮技术应用进展[J].粮食储藏，2009，38（4）： 25-28.

[2] 武传欣，武传森，程小丽.氮气气调储粮应用研究[J].粮食加工，2013，38（5）：64-67.

[3] 牟敏，殷建竣，郭新立，等.氮气储粮与稻壳压盖控温储粮技术应用对比[J].粮油仓储科技通讯，2017，33（2）：27-29.

[4] 张坚，陆耕林，闵炎芳，等.立筒仓氮气储粮技术应用试验[J].粮食储藏，2015，44（2）：11-14.

[5] 李宝升，李岩峰，凌才青，等.气调储粮技术的发展与应用研究[J].粮食加工，2015，40（5）：71-74+77.

[6] 李丹丹，李浩杰，张志雄，等.我国氮气气调储粮研发和推广应用进展[J].粮油仓储科技通讯，2015，31（5）：37-41.

[7] 张来林，金文，付鹏程，等.我国气调储粮技术的发展及应用[J].粮食与饲料工业，2011（9）：20-23.

[8] 黄祖亮，郑理芳，陈疆，等.氮气气调储粮效果与仓房气密性的关系研究[J].粮食储藏，2010，39（1）：35-37.

收稿日期：2019-11-15

作者简介：黄熠林，男，本科，研究方向为氮气气调储粮技术应用。

通信作者：苏志松，男，大专，研究方向为氮气气调储粮技术应用实践。