浅析高大平房仓自然冷源内环流控温储粮技术

张 皓

（中央储备粮天水直属库有限公司，甘肃 天水 741024）

粮食储藏效果的好坏极大地影响着后续的加工和销售。储藏温度过高会导致粮食发生霉变、结露等现象，降低粮食的品质和营养价值，降低粮食加工企业的经济效益。低温储粮技术能够有效够保障粮食的储藏质量，但对区域环境具有较高的要求，且储藏成本较高，因此，需要根据实际需求采取合适的控温措施。

1 内环流控温储粮技术的基本概念

1.1 基本概念

在储藏过程中控制粮食温度的常规方式包括自然通风、机械通风、人工制冷和内环流等，这些控制方式都能够有效抑制储藏中的害虫滋生，为粮食的品质提供保障。其中，内环流控温技术由通风管网和环流管道环流系统等部分组成，综合利用环流技术、保温隔热技术和机械通风技术，有效控制了仓温及上层粮温，达到低温、准低温储粮的效果。粮堆在冬季能够通过通风管道降低储粮温度并储存冷源，然而进入高温季节以后，与仓顶和仓墙接近的部分粮食会在环境温度作用下急速升温。由于粮食导热困难，因此极易在粮堆内外层形成显著温差，出现外热内冷现象。内环流系统能够在仓温超过24℃时抽出粮堆内层低温空气并通过保温管道将其传输至仓房空间，从而实现对仓温和粮堆上层粮温的有效控制。根据区域气候和仓型围护结构的特点，内环流技术又可以分为整仓环流控温、膜下环流控温和局部环流控温3 种不同的技术类型。

1.2 应用优势

内环流系统能够利用自身冷源快速降低粮堆温度，提高粮食空隙间的微循环速率。由于内环流控温技术采用闭合循环系统，能够对粮堆的湿热交换速率进行有效改善，平衡粮仓的内部温度，有效降低储粮的损耗率。低粮层之间的温差通过气体微循环能够明显缩小，降低粮食霉变、结露和局部发热等现象的发生概率。内环流控温技术具有绿色、节能、无污染等特点，在粮食存储中应用能够对粮仓的温度、湿度、表层粮温、均衡粮温以及有害生物的滋生实施有效控制，改善粮食品质在储藏过程中的劣化情况，降低化学药剂在储粮过程中的用量。

2 内循环控温储粮技术与其他储粮技术的对比分析

粮堆是由粮食、微生物和害虫共同组成的生态体系，温度的提升会提高这3类生物呼吸活动的活跃程度。快速生长和繁殖的有害生物会导致储粮的品质迅速降低，随着呼吸作用的增长，粮食的损耗量也会相应提高，导致出库效益降低。应用低温储粮能够对高大平房仓储粮的温度进行很好的控制，储粮的稳定程度能够通过粮温和仓温的变化得到准确的反应。本文对常规储存、全仓内循环通风技术和膜下内环流通风技术条件下电子测温系统提供的各层粮温变化规律以及储粮稳定性展开分析。

2.1 试验材料

2.1.1 仓房情况

本次研究活动在同批建设的砖混结构高大平房仓内进行，仓房尺寸均为60 m×30 m，装粮高度均为6 m，设计仓容7 143 t。实验仓房采用的通风系统均为一机四道的地上龙通风系统，设有6 个安装了3 kW 轴流风机的进风口，半圆直径400 mm 的支风道共计24 个，地上笼之间保持5 m 的间距，孔板的开孔率控制在25%～35%，1∶1.5 的通风途径比。试验前对所有仓房通过外墙喷刷反光涂料、加装彩钢板建立10 cm隔热层、加装双层保温结构门窗、采用中性硅酮胶对屋檐和墙面的裂纹进行填充等方式采取了一系列的隔热保温措施。

2.1.2 全仓内环流系统

本次研究活动中应用的全仓内环流系统采用管套管结构的保温环流管道，外层采用厚度不低于1.2 mm 的304 不锈钢管，直径133 mm，内层的PVC管直径为90 mm，管道之间填充厚度＞25 mm 的聚氨酯发泡，采用聚苯乙烯泡沫对通风口进行保温。环流风机功率为0.75 kW，全压能够达到1 400～1 700 Pa，风量能够达到800～1 000 m3/h，与轴流风机一一对应，数量共计6 台。GGS 内环流控制系统控制箱由北京良安公司生产，对系统的开启和关闭实施操控，对环流风机运行的时间及开启次数进行记录，以此实现了系统在自动和手动之间的自由转换。

2.1.3 膜下内环流系统

膜下内循环的通风管道孔洞设置在靠近风机端的空气分配器旁贴墙处，回流管道和通风道在此处相连。本次试验研究活动为了与轴流风机对应采用了6 台0.75kW 的环流风机。为了保证气流能够均匀分布，降低通风阻力，环流管道应当尽量对称布置，且与粮堆下的通风道均匀错开，铺设于粮面下30 cm 处。粮堆内的环流管道系统由地上通风笼、平铺管道、竖直回流管道共同组成，环流风道应当在跨度60 m的高大平房仓内采用两侧一机五道的形式进行布置，并采用密封胶对回流管道接口进行密封处理。

2.1.4 检测系统

本次研究活动采用的CDAS-128DT/TF 实时数字传感式粮情测控系统由赤峰金晨电子有限责任公司提供，测温电缆按照LS/T 1203-2002 中的要求在东西两侧间隔4.53 m 各布置13组，在南北两侧间隔4.14 m各布置7组，共计91组，并在每组测温电缆的垂直方向布置4 个测温点，测温点的数量共计364个。

2.2 试验方法

首先采用轴流风机在冬季1 月—2 月气温较低时进行机械通风降温储蓄冷源，直至储粮的平均温度降至-5℃以下后采用隔热密封技术对仓房的门窗和通风口等部位进行处理。在夏季6 月—9 月的试验期间，当仓温比外界气温高出5℃以上时利用夜间低温时段自动开启排风扇和窗户对常规储存仓房进行舱内排积热，从而避免白天仓内的积热影响到粮温，试验全程采用的操作均为常规储存操作。首先采用PEF板对采用膜下内环流储粮技术的仓房进行粮面压盖，密封处理采用的聚氯乙烯薄膜厚度为0.16 mm。环流风机当上层粮温超过20℃时开启，低于16℃时关闭，自动排积热应在夜间低温时段进行，避免上层粮温受到仓温的影响。环流风机在全仓内环流储粮的仓温超过23℃时应自动开启，并在仓温低于20℃时自动关闭。每周采用粮情监测系统对粮堆内部各层温度变化进行一次检测，记录检测数据并绘制温度分布变化趋势图。

3 结果与分析

3.1 上层粮温变化

数据显示，外界气温和仓温对常规储存条件下的上层粮温具有较大影响，温度基本控制在20℃上下，最高温度为24.3℃。采用膜下内环流控温储粮技术的粮堆，上层粮温下降了3.4℃，由20.2℃降至16.8℃，上层粮温始终比采用常规储粮的粮堆低（P＜0.05）。由此可见，采用保温板和薄膜对粮面进行压盖后有效压缩了空间体积，缩小了需要进行控温的储粮空间，因此环流风机开启后能够对上层粮温产生显著的降温作用。采用全仓内环流控温储粮技术的上层粮温降低了2.6℃，从21.7℃降至19.1℃，上层粮温的降幅低于采用膜下内环流控温储粮技术的粮堆，可见对于粮堆的上层温度采用膜下内环流控温储粮技术能够比采用全仓内环流控温储粮技术取得更好的效果。

3.2 中层粮温变化

采用常规储粮方式的小麦仓，中上层粮温从1.9℃升到19.4℃，说明小麦仓中上层粮温在夏季会明显上升。采用膜下环流控温储粮技术的小麦仓，中上层粮温从6.8℃下降到4.3℃，降幅达到2.5℃，与上层粮温的变化规律相同。7 月中旬—9月中旬，储粮中后期，采用内环流储粮控温技术的小麦仓中上层粮温比采用其他储藏技术的小埋藏更低（P＜0.05）。由于全仓内环流控温储粮技术的吸出方式会引起表层热气流下行，导致中上层粮温上升，因此采用该技术的小麦仓中上层粮温从2.9℃上升到18.7℃，上升了15.8℃。

3.3 中下层和下层粮温变化

采用常规储粮技术的小麦仓试验结束后中下层和下层的粮温依然处于较低状态，采用膜下内环流控温储粮技术的小麦仓则分别上升了6.7℃和7.7℃，达到11.8℃和10.4℃。由此可见，采用膜下内环流控温储粮技术的小麦仓在夏季能够将上层温度控制在准低温范围内，同时保持中下层粮温处于低温状态。采用全仓内环流控温储粮技术的小麦仓，中下层粮温的升幅达到了10.2℃，从4.1℃上升到14.3℃，下层粮温的平均升幅为12.7℃，从1.4℃上升到14.1℃。由此可见，采用全仓内环流控温储粮技术能够将小麦仓的夏季粮温基本控制在低温状态。

通过对3种储粮技术的对比可以得出，采用常规储存方式的小麦仓，上层粮温基本控制在20℃上下，采用膜下内环流控温储粮技术的上层粮温下降了3.4℃，采用全仓内环流控温储粮技术的上层粮温下降了2.6℃。采用常规储存方式的小麦仓，中上层粮温的上升幅度为17.5℃，采用全仓内环流控温储粮技术的中上层粮温升幅为15.8℃，仅采用膜下内循环控温储粮技术的中上层粮温出现了下降，降幅为2.5℃。由此可见，夏季上层粮温控制效果最佳的控温储粮方式为膜下内环流控温储粮技术。