The introduction of nitrogen-rich grain storage technology transfer

◎王亞磊，閔學(xué)習(xí)（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南　鄭州　450053）

Wang Yalei，Min Xuexi（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO.,Ltd，Zhengzhou 450053，China）

富氮氣調(diào)儲糧工藝的介紹

The introduction of nitrogen-rich grain storage technology transfer

◎王亞磊，閔學(xué)習(xí)
（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南鄭州450053）

富氮氣調(diào)儲糧是通過把高純度氮氣通入糧食里面，逐步提高密封糧堆里的氮氣的濃度，待氮氣濃度達(dá)到一定程度時，停止向糧堆里充氮并按要求保持密閉一定的時間，來破壞害蟲及霉菌等的生存環(huán)境，使害蟲窒息死亡，同時可以抑制糧食生理呼吸，延緩糧食劣變，保證儲糧品質(zhì)，實現(xiàn)綠色無公害儲糧的目標(biāo)。隨著目前人們生活水平的不斷提高，對綠色食品的需求也不斷增加，糧食儲藏正向著低溫、氣調(diào)等綠色環(huán)保的儲糧方向發(fā)展，尤其是近年來制氮技術(shù)的日益成熟及制氮成本的不斷下降，富氮氣調(diào)在儲糧中的應(yīng)用也越來越廣泛［1］。

1　糧食直屬庫概況的介紹

（1）地理位置、氣候條件等情況。本文以中儲糧某直屬庫的新上的富氮氣調(diào)項目為例進行說明。該直屬庫擁有32座高大平房倉，總倉容21.63萬t，儲備以小麥、大豆、玉米為主。主要蟲種為玉米象、銹赤扁谷盜、書虱。目前已建14個廒間氣調(diào)倉，氮氣儲糧總規(guī)模達(dá)9.52萬t，各氣調(diào)倉的情況見表1。

表1　氣調(diào)倉基本情況表

（2）制氮機的配備情況。配備一套310 m3/h的制氮機組，氮氣的制取方法主要是采用變壓吸附法［2］，通過實現(xiàn)空氣中氮氣和氧氣的分離，來獲取供氮所需的氣源。根據(jù)該直屬庫制氮機產(chǎn)氣量，主供氣管道地下部分計劃選用壓力不小于1.25 Mpa的PPR管，供氣PPR管道直徑選擇90 mmPPR管，其他參數(shù)要符合GB/T18742的要求。

2　氮氣進倉管道和氧氣濃度檢測的布置形式

（1）氮氣進倉管道建設(shè)方式。氮氣進倉管道的布置有單倉雙面四通風(fēng)口與三通風(fēng)口兩種形式，其工藝流程是一致的，充氮儲糧工藝流程模式如圖1和圖2所示。

圖1　單倉雙面三通風(fēng)口氮氣進倉管道工藝模式示意圖

圖2　單倉雙面四通風(fēng)口氮氣進倉管道工藝模式示意圖

（2）倉內(nèi)氣體分配管道。該直屬庫糧食充氮過程中采用薄膜壓蓋，為順利形成氣囊，需在糧面布置PVC氣體分配管道，開孔率為：糧面膜下布置有PVC氣體分配管道，管道開孔率40%左右，管道布置示意圖如圖3所示，雙側(cè)通風(fēng)口倉開孔管布至糧面中間位置。

圖3　單倉雙面?zhèn)}內(nèi)氮氣氣體分配管道布設(shè)示意圖

（3）倉內(nèi)氧氣濃度檢測傳感器的布置情況。在糧面密閉前，按下圖的要求布置氧氣濃度傳感，濃度檢測布點示意圖如圖4所示。測氣點布置要求：④、⑤、⑧、⑩氮氣濃度檢測點位于堆高1/5處；⑥號點位于氣囊空間中部的糧堆表面上：①、②、③為每個通風(fēng)口管道的內(nèi)置氮氣濃度檢測點，各氮氣濃度檢測點的氧氣濃度傳感器分別用0.5平方銅芯護套線分別與控制箱內(nèi)PLC的10組模擬量進行連接即可。、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩號測氣點位于倉房對角線上，⑨、⑩氮氣濃度檢測點距兩墻體3 m左右；④、⑤氮氣濃度檢測點距兩墻體7 m左右；④⑦⑨氮氣濃度檢測點位于堆高3/4處；

圖4　倉內(nèi)氮氣濃度檢測點布設(shè)示意圖

3　充氮氣的條件及濃度要求

該直屬庫根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，通常每年7月～11月進行倉內(nèi)的充氮氣。根據(jù)糧情和倉房氣密性，完成氣調(diào)儲藏及氣調(diào)殺蟲功能，具體要求如下。

（1）氣調(diào)儲藏。對于無蟲糧，當(dāng)表層糧溫升高到25℃時開始充氣，維持糧堆內(nèi)氮氣濃度90%～95%。

（2）氣調(diào)防蟲。對于基本無蟲糧，當(dāng)表層糧溫升高到25℃時開始充氣，維持糧堆內(nèi)氮氣濃度95%左右。

（3）氣調(diào)殺蟲。對于蟲糧，條件允許時，及時進行氮氣濃度98%以上維持不低于28天殺蟲處理，殺蟲完成后，維持濃度自然衰減。

（4）補氣。當(dāng)?shù)獨鉂舛鹊陀诠に嚌舛葧r及時補氣。

4　充氮工藝流程的介紹

在往倉內(nèi)充氮氣前要通過在糧堆周圍覆蓋薄膜，把糧堆密封起來，保證倉內(nèi)有良好的密封性。通過氮氣主供氣管道與進倉管道及環(huán)流管道連接，氣體從倉房上部或通風(fēng)口進入糧堆，薄膜下充氣形成氣囊，然后等壓邊充邊排置換糧堆空間內(nèi)的空氣。

在充氮過程中主要完成的工藝流程由以下幾種形式。

（1）平房倉邊充邊排工藝。平房倉邊充邊排工藝：從糧面充氣→定期檢測糧堆氮氣濃度→氣囊鼓起→從氮/氧置換模塊或多個通風(fēng)口同時強排抽氣→定期檢測各通風(fēng)口氮氣濃度→各通風(fēng)口出現(xiàn)氮濃度差值時，停止從濃度高的通風(fēng)口抽氣→抽氣時充氣不停機→氣囊接近消失→停止強排抽氣→重復(fù)上述過程→當(dāng)各通風(fēng)口均達(dá)到目標(biāo)濃度時→停止制氮機組。

（2）平房倉上充下排工藝。平房倉上充下排工藝：從糧面充氣→定期檢測糧堆氮氣濃度→氣囊鼓起→從氮/氧置換模塊或多個通風(fēng)口同時強排抽氣→定期檢測各通風(fēng)口氮氣濃度→當(dāng)各通風(fēng)口出現(xiàn)氮濃度差值時，停止從濃度高的通風(fēng)口抽氣→氣囊接近消失→停止強排抽氣→重復(fù)上述過程→當(dāng)各通風(fēng)口均達(dá)到目標(biāo)濃度時→停止制氮機組。

（3）平房倉下充上排工藝。平房倉下充上排工藝：從各通風(fēng)口充入等量體積氮氣→定期檢測糧堆氮氣濃度→氣囊鼓起→從該糧面氣囊抽氣→氣囊接近消失→停止強排抽氣→重復(fù)上述過程→達(dá)到設(shè)定目標(biāo)氮濃度→停止制氮機組。

（4）平房倉負(fù)壓充氮工藝。平房倉負(fù)壓充氮工藝：環(huán)流風(fēng)機將糧面氣囊抽成適度負(fù)壓→從各通風(fēng)口充入等量體積氮氣→定期檢測糧堆氮氣濃度→抽氣時充氣不停機→重復(fù)上述過程→達(dá)到設(shè)定目標(biāo)氮濃度→停止制氮機組。

（5）平房倉上充補氣工藝。平房倉上充補氣工藝：從糧面充入定量體積氮氣→達(dá)到設(shè)定充入目標(biāo)氮氣體積→停止制氮機組。

（6）平房倉下充補氣工藝。平房倉下充補氣工藝：從各通風(fēng)口充入等量體積氮氣→達(dá)到設(shè)定充入目標(biāo)氮氣體積→停止制氮機組。

（7）平房倉排氣工藝。平房倉排氣工藝：環(huán)流風(fēng)機從糧面氣囊將氣體排出→達(dá)到設(shè)定排氣壓力→停止環(huán)流風(fēng)機排氣。

5　氣調(diào)智能控制系統(tǒng)

通過現(xiàn)場控制柜的信號與遠(yuǎn)程控制模塊連接傳輸完成之后，可以實現(xiàn)富氮氣調(diào)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作和控制，通過操作界面可以迅速完成控制的開啟和關(guān)閉功能，可以對現(xiàn)場的設(shè)備狀況進行遠(yuǎn)程的監(jiān)控，還可根據(jù)氧氣濃度傳感器檢測的氧氣濃度，及時掌握當(dāng)前狀況，決定采用的工藝流程，方便快捷地實現(xiàn)充氣、殺蟲、保鮮儲藏、排氣等功能，很好地實現(xiàn)了人機交互功能。充氮氣調(diào)控制系統(tǒng)操作界面見圖5。充氮氣調(diào)控制系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)界面見圖6。充氮氣調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面見圖7。

圖5　充氮氣調(diào)控制系統(tǒng)操作界面圖

圖6　充氮氣調(diào)控制系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)界面圖

圖7　充氮氣調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面圖

6　結(jié)論

通過借助自控系統(tǒng)對富氮氣調(diào)系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程控制，操作起來方便、快捷。同時還可以實時監(jiān)測當(dāng)前的倉內(nèi)氧氣濃度和現(xiàn)場配套的機械裝置的運行情況，操作人員根據(jù)當(dāng)前屏幕的顯示情況，判斷下一步的工作流程，實現(xiàn)了控制過程的自動化和智能化。富氮氣調(diào)作為一項新技術(shù)殺蟲效果明顯，可以抑制糧食呼吸，并且不會對空氣造成污染，實現(xiàn)了綠色無公害的儲糧目標(biāo)，在糧食儲藏領(lǐng)域?qū)⒉粩嗟玫酵茝V應(yīng)用。

參考文獻：

［1］李云霄，陳宏斌.富氮氣調(diào)在儲糧應(yīng)用中的問題探討［J］.糧食流通技術(shù)，2012（5）：3-4,23.

［2］鄭理芳.在中央直屬糧庫應(yīng)用充氮氣調(diào)儲糧新技術(shù)的探討［J］.糧油倉儲科技通訊，2009（1）：53-56.

王亞磊（1988-），男，專業(yè)方向為工程監(jiān)理。

閔學(xué)習(xí)（1984-），男，工程師；專業(yè)方向為糧食倉儲物流工藝設(shè)計與研究。

Wang Yalei，Min Xuexi
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO.,Ltd，Zhengzhou 450053，China）

摘要：本文通過對高大平房倉富氮氣調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成部分，以及所要實現(xiàn)的殺蟲和糧食保鮮的工藝流程進行了深入的介紹，使人們對富氮氣調(diào)系統(tǒng)的原理有一定的了解，有助于以后該項技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：富氮氣調(diào)；工藝流程；殺蟲；保鮮

Abstract：In this paper, it introduces the components of the nitrogen-rich large warehouse conditioning systems, as well as pesticides and food preservation ,which helps people to have a certain understanding the principles of the nitrogen rich people tune systems, can be helpful to later promotion and application of the technology.

Key words：Nitrogen-rich tone；Craft process；Insecticidal；Preservation

作者簡介：

中圖分類號：S379.2