自然通风技术在浅圆仓储存进口大豆中的应用

◎ 马国平，吴宗霖，黄晓宇

（中央储备粮新郑直属库有限公司，河南 新郑 451100）

进口大豆储存过程中，利用秋冬季低温对粮堆进行通风，可以降低粮堆整体温度，在粮堆内形成低温状态，不仅有利于保持大豆品质，还能有效防虫、抑制螨类和微生物的生长繁殖，为进口大豆安全度夏打下良好的基础[1]。通风作业的原理是使外界空气在压力差作用下沿粮堆中粮粒间的空隙穿过粮层，改变粮堆内气体介质的条件，调整粮堆温度、湿度，达到粮食安全储存的目的[2-3]。机械通风作业是利用离心风机、轴流风机、混流风机等通风机产生压力差，让外界空气进入粮堆[4]，从而实现降温。粮堆烟囱效应是热交换形式的一种表现，是由于粮堆内部温度高于外界温度，从而形成了压力差，使外界空气缓慢进入粮堆[5]。

1 材料与方法

1.1 仓房条件及配套设施

仓房类型为浅圆仓，直径30.00 m，装粮线高20.00 m。浅圆仓仓顶有4 个轴流风机口（每个风口内置4 kW 轴流风机1 台）和4 个自然通风口；仓底有4个地槽通风口。仓内有内、中、外共3圈固定测温电缆，内圈有4 根测温电缆，中圈有10 根测温电缆，外圈有16根测温电缆，每根测温电缆垂直方向有11个检测点。

1.2 试验仓房

试验仓房63 号、64 号、84 号浅圆仓，降温目标均为平均温度15 ℃左右，最高温不超过20 ℃。表1为各试验仓的基本情况。

表1 试验仓基本情况表

1.3 试验方法

1.3.1 通风方法

（1）第一阶段采用仓顶轴流风机上行吸出式通风（图1）。通风过程中，保证仓顶4 个自然通风口和2 个轴流风机口均处于关闭状态，仓顶2 个轴流风机口处于开启状态，仓底4 个地槽风口均处于开启状态，从而保证外界冷空气能从地槽风口进入粮堆，粮堆内热空气逐步通过轴流风机排出仓外，使粮堆温度逐渐降至高于目标平均温度5 ℃以内。

图1 轴流风机上行吸出式 通风示意图

（2）第二阶段采用自然通风（图2）。自然通风过程中，保持仓顶4 个自然通风口、4 个轴流风机口、仓底4 个地槽通风口均处于开启状态，让外界冷空气在烟囱效应的作用下逐步进入粮堆。

图2 自然通风示意图

1.3.2 粮温测定方法

利用智能粮情测控系统对粮堆温度进行检测。仓内有内、中、外共3 圈固定测温电缆，内圈（1#～4#）有4 根测温电缆，中圈（5#～14#）有10 根测温电缆，外圈（15#～30#）有16 根测温电缆，每根测温电缆有11 个检测点。温度检测点具体分布见图3，每7 d 检测1 次。

图3 温度检测点平面布设图

2 结果与分析

2.1 第一阶段通风结束后各仓的温度情况

由表2可知，各仓房通风前最高温度均在27 ℃左右，平均粮温均在20 ℃左右。经过第一轮通风后，各仓平均温度降幅均在22%左右，最高温降幅均在15%左右。

表2 第一阶段通风结束后各仓温度情况表

2.2 第二阶段通风粮堆外圈温度变化

由图4 可知，随着自然通风作业的进行，3 个试验仓粮堆外圈平均粮温下降趋势均比较明显，7 周后，仓粮堆外圈平均粮温均在15 ℃以下。同时，初始粮温较高的仓房（63 仓和64 仓）温度下降趋势比初始粮温相对较低的84 仓更加明显，说明粮堆外圈初始平均粮温越高，自然通风降温幅度越大，降温效果越好。

图4 粮堆外圈平均温度变化趋势图

2.3 第二阶段通风粮堆中圈温度变化

由图5 可知，随着自然通风作业的进行，3 个试验仓粮堆中圈平均温度也在逐步下降，但整体下降幅度略小于粮堆外圈。同时可以看出，初始粮温较高的63 仓和64 仓总下降幅度略大于初始粮温相对较低的84 仓，说明粮堆中圈初始平均粮温越高，自然通风降温幅度越大，降温效果越好。

图5 粮堆中圈平均温度变化趋势图

2.4 第二阶段通风粮堆内圈温度变化

由图6 可知，随着自然通风作业的进行，3 个试验仓粮堆内圈平均温度逐渐下降，初始粮温较高的63 仓和64 仓总下降幅度略大于初始粮温相对较低的84 仓。

图6 粮堆内圈平均温度变化趋势图

2.5 整仓最高温度和整仓平均温度变化趋势

由图7 和图8 可以看出，随着自然通风作业的进行，整仓平均温度和最高温度均在逐步下降。同时，初始粮温越高，整体下降趋势相对越明显。

图7 整仓平均温度变化趋势图

图8 整仓最高温度变化趋势图

3 结论

①在进口大豆粮堆机械通风作业后期进行自然通风，可让粮堆整体温度缓慢下降至目标温度。②由于粮堆自然通风技术以烟囱效应为依据，因此粮堆初始粮温越高，自然通风降温效果越明显。③粮堆自然通风技术不耗费电能，仅需打开地槽风口和通风口即可，一定程度上起到了节能增效的效果。④粮堆经过机械通风后，会形成大量冷空气通过的“微通道”，因此先进行机械通风，再进行自然通风，降温效果更好。⑤由于自然通风作业效果与粮堆整体通透性密切相关，初步判断粮堆杂质含量、水分、孔隙度等均对自然通风效果有较大的影响，具体影响程度需要进一步试验验证。