五面控温方式储粮效果试验

刘益云 金建德 盛林霞 刘林生 林 涛 高艺书 项 景 胡长武 王建民

(浙江省粮食局直属粮油储备库 311100)

随着人民生活水平的不断提高，不仅要“吃得饱”，还要“吃得好”，对粮食的保管和储藏提出了更高的要求，以控温为主的绿色储粮技术已成为近年来粮食行业的一大主题。温度作为储粮生态系统中重要的非生物因子，对储粮稳定性有着很大影响。低温不仅能降低粮食的呼吸强度，延缓品质劣变，还极大地影响着粮堆昆虫的发育和繁殖，抑制种群发展，甚至致其死亡[1,2]。控温储粮通过采取系列措施，使粮堆长时间处于相对较低的温度状态，延缓粮食呼吸作用，保护储粮生态，提高储粮稳定性，实现绿色储粮，提高社会和经济效益。

本文立足储备库控温储粮实际，探索五面控温技术，解决夏季储粮期间“热皮”现象及“热皮”区域储粮品质下降过快等问题，以期为储粮企业提供参考，为粮食储藏基础研究提供案例。

1 五面控温储粮方式

五面控温储粮是以横向风网系统为基础，将制冷设备与粮堆连接成闭合回路，开展多种形式的膜下微环流冷却通风，控制或均匀降低“热皮”温度，通过粮堆四周控温，建立动态隔热屏障，达到控温或局部降温目的。其目的是有效解决粮食储藏度夏期间最后1 m粮温(表层、仓房四周)控制难点，为实现低温储粮创造可能。该方式主要是通过阀门控制低温气流运动，促使外界人工冷源与粮堆进行热量交换，从而实现控温，因此要求仓房气密性等级达到气调仓国家一级标准。

2 五面控温实仓应用

2.1 试验仓房储粮基本情况

选取P8号仓为试验仓房，P7号仓为对照仓房，各仓房基本情况见表1，采用稻谷作为试验储粮，两仓储粮为2019年产同一批粳稻，质量指标见表2，风网系统和风道界面示意图见图1。

图1 横向风网系统布置情况

表1 仓房基本情况

表2 供试粮食基本情况

2.2 仪器设备

粮情检测系统、ZSKT-15型机械制冷装置、CZKI-7.5型粮食专用温控机、CGLH 40型谷冷机、镀锌钢管(开孔率小于35%)等控温风网改造器材。

2.3 试验方法

2.3.1 制冷风网与控温装置安装 ZSKT-15型机械制冷装置安装于山墙中间离地约60 cm。在原横向风网支风道顶端安装Φ200 mm的PVC主风道(不开孔)，延伸至山墙中间通过三通连接至Φ250 mm PVC管，并接入室外山墙机械制冷装置的冷气出风口端，原各支风道之间分别安装一根Φ160 mm、厚1.5 mm镀锌钢管(下口封闭)，间距2.2 m，并与新主风道呈倒“E”形连接。山墙沿中间往两侧分别安装S型Φ160 mm、厚1.5 mm镀锌钢管，间距1 m，一端连接至沿墙横向风网系统主风道，一端通过Φ250 mm PVC管接入室外机械制冷装置的进风口端。管路布置见图2。

图2 管路布置图

2.3.2 空调控温装置安装 在P7号仓和P8号仓北檐墙各装2台CZKI-7.5型粮食专用温控机，空间制冷量为15.4 W/m3，当温度达到20℃时，自动开机，温度为17℃时，自动关机。

2.3.3 控温运行 对P7、P8号仓进行间歇式通风，P8号仓有四周控温和粮堆循环两种运行模式。

2.3.3.1 四周控温模式 通过阀门切换，冷气由新主风道经新支风道扩散到檐墙周围粮食，在一定的压力差下回到同侧原横向风网支风道，再进入原横向风网主风道，并经山墙“S”形管网回流到控温制冷机组，形成粮堆四周动态隔热屏障，达到控温或局部降温目的。

2.3.3.2 粮堆循环模式 通过阀门切换，冷气由新主风道经新支风道扩散并横向穿过粮堆，经另一侧的原横向风网、山墙“S”形管网回流至控温制冷机组，达到深层控温或降温目的。

2.3.4 实仓数据检测 利用粮情测控系统定期在8:00～9:00检测试验仓和对照仓表层粮温、平均粮温和四周平均粮温等，填写粮温报表；对比制冷设备能耗数据，分析经济性。

3 结果与分析

3.1 试验过程中仓温和气温变化

试验过程中气温和P7、P8号仓的仓温变化情况见图3。由图3可知，在控温设备作用下，P7、P8号仓的仓温变化趋势基本一致，说明试验条件下，两者对仓内空间温度均能达到良好的控制效果。

图3 气温、仓温变化情况

3.2 试验过程粮堆五面控温效果

试验从4月30日开始，P7号仓和P8号仓的表层平均粮温、整仓平均粮食温度和四周平均温度变化见图4。由图4可知，P7、P8号仓的表层粮温、四周平均粮温和整仓平均粮温均呈现先升高后下降趋势。对比表层平均粮温，虽然都升高了，但P8号仓明显上升缓慢，试验期内增幅为0.5℃，最大增幅为1.4℃，P7号仓增幅为1.2℃，最大增幅2.8℃；对比四周平均粮温，P8号仓较P7号仓低0.9℃～2.0℃；对比平均粮温，P8号仓较P7号仓低0.3℃～1.7℃，说明五面控温技术的应用可以调节上层粮温，有效控制仓内四周粮食温度的上升，从而延缓整仓粮食温度的回升。

图4 五面控温降温情况

3.3 能耗情况

试验期内P7号仓和P8号仓能耗情况见表3。

表3 控温通风试验相关参数

P7号仓吨粮能耗=总能耗/储粮数量=3315.6 kW·h/1379t=2.40 kW·h/t

P8号仓吨粮能耗=总能耗/储粮数量=2468.4 kW·t/1421t=1.74 kW·h/t

对比两仓能耗，可知在控温效果明显好于P7号仓的情况下，P8号仓控温吨粮能耗较P7号仓低27.5%。说明与普通横向风控温相比，五面控温储粮方式能耗更低，更符合绿色储粮的要求。

4 结论与讨论

试验表明，在第五生态储粮区，五面控温储粮方式不仅可以缓解“热皮”现象，有效控制粮堆四周粮温的升高，还能实现冷量利用最大化，达到节约能耗的目的。但在前期实际探索过程中，也出现一些问题，如制冷机风压和制冷量不匹配，冷量不能及时循环而导致专用空调器严重结霜，目前已通过更换空调器专用风机得以有效解决。建议在实际应用过程中，根据不同储粮环境、仓房条件、设施设备，对五面控温的各项参数进行适当调整，从而达到最优效果。