高大平房仓冬季覆膜通风降温工艺探析

◎ 陈 娟，黎晓东，卢志柏，林春华，陈增贤，林桂洪

（中央储备粮广州直属库有限公司，广东 广州 510800）

气调储粮作为世界公认的绿色储粮技术，既能保证粮食品质、延缓储粮品质劣变、抑制虫霉滋生、减少化学药剂污染，还能大大提高企业经济效益和社会效益[1-2]，推动我国粮食储藏技术向前发展。充氮气调与控温储粮相结合的储粮模式在我国南方地区应用日益成熟，经济运行效益越来越优，社会效益越来越好。为满足高大平房仓充氮气调的气密性要求，粮面压盖薄膜是目前增强仓房气密性的主要方法[3]。但在实践中，冬季降温通风时需将气调仓粮面的密闭薄膜揭开，待通风作业结束后再重新密闭转入充氮气调，在全储存周期内重复作业。频繁的揭膜与压盖既耗时费力又易损伤薄膜，影响气密性。本试验采用两种不同通风工艺进行实仓试验，对比分析在小功率轴流风机缓速通风的条件下，覆膜通风与揭膜通风的降温效果、通风均匀性、水分损失、经济效益以及不同因素对覆膜通风均匀性的影响，为更好地应用覆膜通风技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验仓房和储粮情况

根据仓房结构、粮食品种、杂质等条件，选择4、8、9号仓为试验仓房，均为47.6 m×29.2 m的高大平房仓，地上笼通风，每个仓房4个风道口分两侧，1机4道布置。储粮基本情况见表1。

表1 供试粮食情况表

1.2 主要设备

Y80-2/4型轴流风机，河北电机股份有限公司生产；CGSR-GDCSIV型粮情测控系统，中储粮成都粮食储藏科学研究所生产；聚氯乙烯薄膜，厚度0.13 mm，河南省粮保仓储设备有限公司生产。

1.3 覆膜通风基本原理

轴流风机运行时产生的压力差使仓内粮面薄膜以上空间形成负压，薄膜鼓起，仓房四角薄膜揭开处形成敞口，粮堆与空间联通，形成风路。此时，外界冷空气沿风道口进入粮堆，经粮堆中的空隙穿过粮层到达粮面上鼓起的薄膜，由仓房四角的轴流风机风叶旋转驱动抽出仓外，使粮堆内外气体充分进行湿热交换，降低粮食温度。

1.4 试验方法

覆膜通风工艺：揭开仓房四面角落处的粮面薄膜，每边薄膜约3 m长，将揭起的薄膜卷好用支撑架固定，在每个轴流风机口附近的薄膜面压上沙袋，防止通风时薄膜鼓起挡住通风口。打开仓房4个轴流风机窗和4个风道口，同时检查轴流风机口和风道口有无堵塞。关闭好仓房门窗，适时开启轴流风机进行上行式通风降温，见图1。

图1 覆膜通风工艺示意图

冬季通风期间，按照《储粮机械通风技术规程》的要求选择合适的通风时机，每日对试验仓房的粮温、仓温、气温、气湿进行跟踪检测。试验仓房通风工艺设置情况见表2。

表2 试验仓房通风工艺设置情况表

2 结果与分析

2.1 不同通风方式对降温效果的影响

2.1.1 不同通风方式下粮温变化情况

两次通风前后，分别用粮情测控系统检测9号仓各层平均粮温，两种通风方式下粮堆各层平均粮温变化见图2。

图2 两种通风方式下粮堆各层平均粮温变化图

由图2可知，9号仓两次通风前各层平均粮温分布基本趋于一致，粮堆中下层为冷心区域，通风结束后粮堆各层温度分布也相同，均为中下层＜下层＜中上层＜上层。采用不同通风方式均取得了明显的降温效果，因2020年冬季气温较2019年冬季气温低，所以覆膜通风后粮堆各层降温幅度整体大于揭膜通风。揭膜通风后的粮堆中上层与中下层平均粮温差值低于覆膜通风后的粮堆中上层与中下层平均粮温差值，其他相邻粮层温度相差不大，这可能是覆膜通风时风量大多由最短途径经过揭膜部位，而经过粮堆中上层中心区域的风量较少，造成中上层粮温降温缓慢。

2.1.2 通风均匀性情况

两次通风结束后24 h，检测9号仓粮堆各层各点温度，使用粮堆各层粮温的变异系数来评价机械通风均匀性[4]，粮温变异系数值越小，均匀性越好。两种通风方式的通风均匀性情况见表3。

表3 两种通风方式下粮堆通风均匀性情况表

由表3可知，覆膜通风后粮温变异系数比揭膜通风高5.1%，在保持较大的降温幅度下，覆膜通风最大温度梯度值略高于揭膜通风，说明覆膜通风的粮堆通风均匀性略差于揭膜通风，粮堆内各层点的温度分布离散性较大，局部气流阻力较大。

2.2 不同因素对覆膜通风效果的影响

对不同品种、不同杂质含量的粮食进行覆膜通风，分析不同因素对覆膜通风效果的影响，具体情况见图3。

图3 覆膜通风平均粮温变化情况图

由图3可知，覆膜通风过程中，各仓平均粮温整体呈下降趋势，降温速率在通风中期最快，后期渐缓。通风结束后，所有试验仓房的降温幅度基本相同。稻谷仓在通风初期的降温幅度大于小麦仓，随着通风时间的增长，小麦降温速率逐渐加快，8号仓稻谷的降温速率大于4号仓稻谷，可能是由于4号仓的稻谷杂质含量比8号仓略高，通风阻力大。

分别对不同品种、不同杂质含量的粮食在通风期间的粮温变异系数作单因素方差分析，判断不同因素对通风过程中均匀性的影响，分析情况见表4。

由表4可知，不同品种、不同杂质含量对覆膜通风过程中的均匀性无显著影响（P＞0.05），说明在整个覆膜通风期间，各试验仓房粮堆内冷空气湿热交换充分，同一通风条件下，不同品种与不同杂质含量的粮食在通风期间的均匀性变化有较高的一致性。

表4 通风期间粮温变异系数方差分析表

2.3 粮食水分变化情况

通风前后，按照标准法扦取试验仓房粮食综合样检测水分，具体情况见表5。

表5 粮食水分变化情况表

由表5可知，通过冬季通风降温，稻谷覆膜通风仓的粮食整体水分基本无变化，小功率轴流风机缓速通风可有效减少因储粮通风造成的水分损失问题[5]。小麦皮薄，组织松软，没有类似于稻谷具有的外壳保护，所以吸湿与解吸能力比稻谷强。通风期间外界平均相对湿度在65%～68%，远低于粮堆内平衡湿度，引起小麦粮堆内大量水汽随着空气流出仓外，导致小麦仓水分降幅高于稻谷仓0.3%左右。两种不同通风方式下小麦的水分降幅仅相差0.1%，说明不同通风方式对粮食水分降幅无明显影响。

2.4 通风能耗与经济效益分析

由表6可知，小麦仓覆膜通风比揭膜通风的单位能耗低，吨粮费用节省了0.03元。在覆膜通风下，稻谷的粮层阻力大于小麦，降温速度慢，所以稻谷仓的电耗比小麦仓高。不同杂质含量的稻谷覆膜通风所产生的电耗差异不大，说明杂质因素对覆膜通风过程中的气流均匀性无明显影响。

表6 通风能耗情况表

本次试验按稻谷储存3年计算覆膜通风和揭膜通风所需的材料费和人工工时。材料费：覆膜通风100元，揭膜通风500元；人工工时：覆膜通风9个工时，揭膜通风138个工时。为节约储粮成本，避免资源浪费，一般薄膜使用一个储粮周期才需更换。材料费的差异主要体现在覆膜通风在全储粮周期内只压一次薄膜，对薄膜损坏程度较小，而揭膜通风每次压膜都会对薄膜造成损坏，需更换部分薄膜；人工工时的差异主要体现在覆膜通风安装支撑架的人工工时很少，而揭膜通风在全储粮周期内需揭膜3次，且期间要进行收膜、卷膜、补膜、压膜等劳动强度较大、耗时较长的工序。经以上对比，覆膜通风与揭膜通风在材料费方面差异不大，但在人工工时方面差异较大。在目前粮库仓储保管员不足的情况下，创新作业工艺、改进工作方式、节约人工成本的“小发明、小创造、小革新”活动要鼓励、要奖励。

3 结论与讨论

（1）采用小功率轴流风机缓速通风，覆膜通风与揭膜通风均有明显的降温效果，且对水分损失无明显影响。覆膜通风的通风均匀性略差于揭膜通风，粮堆中上层区域温度差异性大，存在气流不均现象。

（2）覆膜通风过程中，不同品种与不同杂质含量的粮堆对通风均匀性无显著影响，小麦仓的降温速率比稻谷仓快，水分损失较大。稻谷仓通风前后水分无明显变化，保水效果较好，但电耗高于小麦仓。

（3）相比揭膜通风，覆膜通风有良好的经济效益，大大减少了通风电耗，减轻了压膜揭膜劳动强度，节省了储粮材料与人工成本，缩短了通风后的充氮气调准备时间，可使粮食基本全储存周期处于气调储存状态，延缓粮食品质变化，提高防虫防霉的效果。

（4）本试验覆膜通风仅揭开仓房四角的薄膜，通风均匀性优势不明显，此工艺还有待于进一步优化以提升通风降温均匀性，降低各层点的温度差异性，可根据通风期间各粮层水分梯度变化，分析水分分层状态，提高储粮稳定性。