新疆地区高大平房仓小麦度夏期间内环流控温保水试验

田 琳,张益民,盛 强,杨 涛,李彦海

(1.中国储备粮管理集团有限公司新疆分公司,新疆 乌鲁木齐 830002;2.中央储备粮乌鲁木齐直属库有限公司,新疆 乌鲁木齐 830015;3.中储粮成都储藏研究院有限公司,四川 成都 610091)

在正常的储藏条件下,与其他粮食相比,小麦属于耐储藏的粮种,但小麦的后熟期较其他谷类粮食长,大多数品种小麦的后熟期长达两个月左右。小麦在后熟期间,呼吸强度大,代谢旺盛,释放出大量的水分和热量,极易发生发热、发霉现象,产生异味,影响加工面粉的质量[1]。为确保小麦储藏安全,乌鲁木齐直属库采取秋冬季通风降温尽可能降低基础粮温,入春后及早做好仓房门窗的密闭隔热处理,延缓粮温上升速度,夏季及时排除仓内积热,适时采用内环流控温技术。但是,因我库地处第二储粮生态区——低温干燥储粮区,一年四季环境空气相对干燥,同时受仓房气密性、隔热性等基础性能所限,实际应用过程中发现当前储粮作业模式保水难度较大,尤其是在夏季,受“热皮冷芯”影响,运用内环流技术后,粮堆表层粮食水分通常较低,辖区许多单位反映度夏期间运行内环流系统会造成整仓粮食水分降低等现象。为解决上述问题,中央储备粮乌鲁木齐直属库有限公司按照中国储备粮管理集团有限公司新疆分公司指导要求,选择在储存小麦的高大平房仓内安装湿度控制系统。该设备可用于调节仓内湿度环境,配合内环流系统使用进行闭环循环通风,形成粮食度夏期间“控温+控湿”相结合的储粮新模式。通过试验研究发现,该作业模式既降低了热皮温度、减少了异常粮情发生,又彻底解决了表层粮食极度干燥的问题,可有效确保储粮安全度夏,实现保水减损的目的。

1 试验材料

1.1 试验仓房

在我库选取2栋高大平房仓作为试验用仓房,安装控湿设备的21号仓作为试验仓,未安装控湿设备的7号仓作为对照仓,两个仓房尺寸结构、仓房隔热改造工艺以及所安装的内环流通风系统完全相同。具体情况见表1。

表1 试验仓房基本情况表

1.2 试验粮食

21号试验仓和7号对照仓储存粮食均为一等白硬麦,在试验开始前进行了水分测定。试验仓房储存粮食具体情况见表2。

表2 试验仓房储存粮食基本情况表

1.3 水分检测设备

日常水分测试采用日本凯特Kett PM8188A谷物水分测定仪检测,并每周与《粮食、油料水分两次烘干测定法》(GB/T 20264—2006)方法检测结果进行比对校正。

1.4 温度检测设备

温度检测设备选用辽宁宽甸千益粮食测温仪器有限公司数字粮情检测系统,测温电缆采用美国DALLAS公司(现为MAXIM公司)DS18B20数字传感器,测温布点严格按《粮油储藏技术规范》(GB/T 29890—2013)执行,每仓共布置72根测温电缆,每根电缆上下分4层,共288个测温点。仓温仓湿采用电子式感应器检测,布置在仓房中间距离粮面1 m高处[2]。

1.5 内环流通风设备

试验仓与对照仓均安装有内环流控温系统,仓内通风道为地上笼一机四道,各仓安装3台环流风机,风机功率为0.75 kW,风机风量为1 600 m3/h,具体情况见表3。

表3 内环流控温系统参数情况表

1.6 仓内控湿保水设备

在21号试验仓通风口对侧檐墙通风窗处安装4台仓内控湿保水设备,见图1。

图1 仓内控湿保水设备工作图

该设备可将仓内空间干热空气调节为适宜粮堆长期储藏的相对高湿空气,通过内环流设备下行式穿透粮堆进行闭环循环通风。该设备可通过安装在仓内空间的湿度传感器实时检测环境参数,在设备上设定控制参数的上限和下限,干热空气从控湿保水设备两侧进风口进入,由中间出风口排出,反复循环,使仓内空间空气参数达到设定范围[3]。

2 试验方法

2.1 水分测定方法

水分检测仓内点位设置见图2,仓内共设11个取样点,每点分表层样、距表层0.5 m样、距表层2.0 m样、距表层4.0 m样和距表层5.5 m样共五层。其中,1#、2#、10#和11#点分别距各自檐墙3 m,山墙5 m;3#、4#、8#和9#点分别距各自檐墙7 m,山墙16 m;5#和7#点距各自檐墙3 m,山墙27 m;6#点在仓内正中间。检测频次表层样2天1次,其他层4天1次,跟踪检测周期为度夏45 d。

图2 仓内水分扦样点位分布图

2.2 温度检测方法

试验仓与对照仓在度夏控湿保水通风期间,粮情测控系统根据试验需要对粮温、仓温、气温进行检测,并对数据进行对比分析,及时反映粮温变化情况,保障储粮安全。

2.3 内环流综合控温控湿通风方法

随着夏季温度升高,仓内粮食随之升温,由外到内形成热皮,此时进行内环流控湿保水通风,关闭通风窗、轴流风机窗及通风口,开启内环流控温系统和控湿保水设备,进行闭路循环通风。具体工艺参数见表4。

表4 内环流综合控温控湿通风参数设置表

3 结果与分析

3.1 水分变化情况

3.1.1表层水分变化情况

试验仓与对照仓在测试期间粮堆表层水分变化情况如图3所示。

图3 21号试验仓和7号对照仓表层水分变化情况

由图3可知,试验期间,对照仓表层粮食水分变化区间为6.7%～8.1%,试验仓表层粮食水分变化区间为7.1%～12.3%。从试验第3天开始至测试结束,试验仓表层粮食水分明显高于对照仓,平均高3.9个百分点,证明度夏期间利用内环流系统结合仓内控湿保水设备进行“控温+控湿”的储粮模式,对表层粮食的控湿保水效果非常明显,解决了表层粮食极度干燥的问题。整个试验期间,仓房无明显虫害发生,该工艺实现了虫霉低温物理防治,可维持储粮水分,保持粮食新鲜度,确保储粮安全度夏,实现企业内涵式增长,达到了优粮优储的目的。

3.1.2整仓水分变化情况

试验仓与对照仓在测试期间粮堆平均水分变化情况如图4所示。

图4 21号试验仓和7号对照仓粮堆平均水分变化情况

由图4可知,试验期间,对照仓整仓粮食平均水分变化区间为10.1%～10.7%,平均值为10.4%;试验仓整仓粮食平均水分变化区间为10.0%～10.6%,平均值为10.4%。从试验第8天开始至测试结束,两仓粮食平均水分差值均在0.2个百分点以内。综上所述,度夏期间,该“控温+控湿”储粮工艺在当前参数条件下(仓温控制在20℃以内,控湿系统启/停湿度值:70%/80%)对粮食的整仓水分变化几乎无影响。

3.2 粮温变化情况

试验仓与对照仓在测试期间粮堆平均温度变化情况见图5。

图5 21号试验仓和7号对照仓粮堆平均温度变化情况

由图5可知,试验期间,对照仓整仓粮食平均温度变化区间为12.3℃～18.1℃;试验仓整仓粮食平均温度变化区间为9.8℃～18.2℃。由于试验仓基础粮温相较于对照仓比较低,因此整个测试期间,其平均粮温均低于对照仓,但两仓平均粮温变化趋势几乎完全一致,说明度夏期间,在仓内安装湿度控制系统,运用储粮综合温度、湿度控制工艺,在试验仓仓温控制20℃以内条件下,对粮堆的平均粮温没有较大影响,不会引起储粮安全隐患。

4 结论与建议

从试验仓的水分、粮温变化情况来看,度夏期间利用内环流系统结合仓内控湿保水设备进行“控温+控湿”储粮新模式,对高大平房仓散装小麦进行控温保水通风是可行的,能够确保储粮安全度夏,尤其是彻底解决了表层粮食极度干燥的问题。

试验表明,在一定参数条件下,在一定范围内,小麦整仓保水效果试验仓与对照仓并无显著差别,证明夏季使用内环流技术不会造成粮堆水分丢失的问题,但可能存在水分在从粮堆表面向中下部位迁移。

由于目前内环流风机均为固定吸出式,在仓内只能形成下行式通风模式,为减少通风死角,提高通风时保水的均衡性,进一步提升控温保水通风效果,下一步建议将风机改为双向通风,在仓内可形成下行式与上行式结合使用模式,达到精准控湿保水通风的目的。