氮?dú)鈿庹{(diào)倉(cāng)進(jìn)氣量對(duì)糧堆氮?dú)鉂舛鹊挠绊?/h1>
2020-10-15 06:17:44曹文杰何國(guó)強(qiáng)黃榮輝江華邦
糧油食品科技 2020年5期
曹文杰，何國(guó)強(qiáng)，黃榮輝，李 明，江華邦，郭 超?
（1. 珠海市斗門(mén)區(qū)糧食收儲(chǔ)公司，廣東 珠海 519110；2. 廣東省糧食科學(xué)研究所糧食儲(chǔ)藏與害蟲(chóng)防治研究室/廣東省糧食儲(chǔ)藏工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510050）
通過(guò)人為向倉(cāng)房?jī)?nèi)部通入高濃度氮?dú)猓辜Z食處于高氮低氧氣的儲(chǔ)藏環(huán)境中，以達(dá)到抑制蟲(chóng)霉生長(zhǎng)、延緩糧食品質(zhì)劣變的充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)，是一項(xiàng)公認(rèn)的綠色儲(chǔ)糧技術(shù)，受到人們的重視與推廣。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)是我國(guó)長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)經(jīng)濟(jì)可行的糧油產(chǎn)后減損及綠色保鮮儲(chǔ)糧技術(shù)，與傳統(tǒng)儲(chǔ)糧技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)明顯[1]。從上世紀(jì)六十年代末我國(guó)開(kāi)展低氧儲(chǔ)糧技術(shù)試驗(yàn)[2]，上世紀(jì)七十年代至九十年代期間國(guó)內(nèi)逐漸完善低氧儲(chǔ)糧技術(shù)理論和分子篩和膜分離等制氮設(shè)備，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧逐漸開(kāi)始規(guī)?；瘧?yīng)用。
目前，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)糧科研工作者對(duì)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧的研究較多，主要集中在氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧充氣方式、殺蟲(chóng)效果和儲(chǔ)糧品質(zhì)變化的研究，而關(guān)于氣調(diào)倉(cāng)氮?dú)鉂舛染S持方面的研究相對(duì)較少。隨著氮?dú)鈿庹{(diào)在糧食儲(chǔ)藏中的擴(kuò)大應(yīng)用，糧堆中氮?dú)鉂舛仁欠襁_(dá)到設(shè)定的濃度成為氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧成功與否的關(guān)鍵因素[3]。孫相榮等[3]報(bào)道了不同糧種在氣調(diào)儲(chǔ)糧時(shí)所需要的氮?dú)饬?。張中等?bào)道了移動(dòng)式膜分離制氮設(shè)備充氮效率的研究，環(huán)流充氮模式下,回流氮?dú)鉂舛鹊陀?0%和在90%～95%之間時(shí),設(shè)定制氮設(shè)備濃度和回流氮?dú)鉂舛炔钤?7%和3%～5%左右，充氮效果最佳，環(huán)流充氮有利于提高充氮效率和促進(jìn)氮?dú)鉂舛鹊木鶆蚍植糩4]。黃祖亮等提到改進(jìn)倉(cāng)房氣密性可以提高氣調(diào)儲(chǔ)糧的效果[5]。此外，韓志強(qiáng)等研究報(bào)道了淺圓倉(cāng)充氮過(guò)程中氮?dú)鉂舛确植家?guī)律，結(jié)果表明，在充氮結(jié)束后，氮?dú)庠诩Z堆中分布均勻，均勻度達(dá)99.58%，不同糧層氮?dú)鉂舛然旧铣蕪纳系较乱来芜f減的分布變化規(guī)律，只根據(jù)氮?dú)獬隹跐舛炔荒艽砑Z堆內(nèi)各處濃度，不能以此來(lái)判定再次充氮的時(shí)間點(diǎn)，應(yīng)該通過(guò)糧堆多點(diǎn)預(yù)埋管的氮?dú)鉂舛葋?lái)判定[6]。此外，由于現(xiàn)有的糧食專用膜制氮設(shè)備存在產(chǎn)氣量小，充氮時(shí)間長(zhǎng)、能耗高等問(wèn)題，在一定程度上制約了充氮?dú)庹{(diào)的發(fā)展和推廣[4]。因此，開(kāi)展氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧氮?dú)饩S持濃度方面的研究，合理利用制氮設(shè)備具有重要的意義。
本文采用上充下排的充氮方式，研究高大平房倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧氮?dú)饩S持濃度與時(shí)間的關(guān)系，分析早秈稻谷氣調(diào)倉(cāng)在氣調(diào)儲(chǔ)糧過(guò)程所需要的氮?dú)饬?，探討糧堆中氮?dú)鉂舛扰c氮?dú)膺M(jìn)氣量、糧堆溫度的關(guān)系，為高大平房合理使用氮?dú)鈿庹{(diào)作業(yè)提供技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)倉(cāng)房及儲(chǔ)糧情況
某糧庫(kù) 4P1-1號(hào)高大平房倉(cāng)，長(zhǎng) 39 m，寬21 m，裝糧線高度7 m，墻體為490厚燒結(jié)頁(yè)巖實(shí)心磚，倉(cāng)頂為自呼吸通風(fēng)雙層板式屋蓋，倉(cāng)架為鋼筋混凝土門(mén)式鋼架。
表1 4P1-1號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)糧情況統(tǒng)計(jì)
1.2 實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備
LY-99.5-220型氮?dú)獍l(fā)生器，產(chǎn)氮量：220 Nm3/h，產(chǎn)氮濃度 99.5%：江陰隆耀機(jī)械制造有限公司；HA300-N2型氣體濃度檢測(cè)儀，精度±3% F.S：深圳市華瑞祥科技有限公司；CQMY型倉(cāng)房氣密性測(cè)定裝置：河南未來(lái)機(jī)電工程有限公司；DP2000型智能數(shù)字微壓計(jì)：上海永智儀表設(shè)備有限公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 倉(cāng)房氣密性測(cè)定
參照 GB/T 25229—2010《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》[7]。
1.3.2 氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)的設(shè)置
氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)設(shè)置參照 GB/T 29890—2013《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》[8]，在倉(cāng)房糧堆布置6個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，其中 5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)布置在糧面垂直向下1.5、2.5、3.5、5、6.5 m處，第6個(gè)點(diǎn)布置在氣囊中，用來(lái)檢測(cè)糧堆空間的氮?dú)鉂舛?。濃度檢測(cè)從氣調(diào)次日開(kāi)始，9:00定時(shí)檢測(cè)。
1.3.3 氣調(diào)充氮工藝及充氣實(shí)驗(yàn)方案
采用膜分離制氮機(jī)，采用上充下排充氣方式，設(shè)置倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛葹?8%，待糧面氣囊縮小，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛鹊陀?5%時(shí)，開(kāi)啟氮?dú)庵频獧C(jī)組。
1.3.4 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)分析，采用SPSS 17.0。
V1，充氣量，m3；V，糧堆體積V，m3；e，孔隙度，%。
2 結(jié)果與分析
2.1 4P1-1號(hào)倉(cāng)氣密性分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)壓力從500 Pa降低至250 Pa所需時(shí)間，結(jié)果如表2所示。由表2可知，4P1-1號(hào)倉(cāng)壓力半衰期為165 s，根據(jù)GB/T 25229《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》，4P1-1號(hào)倉(cāng)達(dá)到氣調(diào)倉(cāng)三級(jí)要求。
表2 4P1-1號(hào)倉(cāng)氣密檢測(cè)記錄表
2.2 氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間糧溫和氮?dú)鉂舛鹊淖兓?/h3>
4P1-1號(hào)倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧實(shí)驗(yàn)期間糧溫和氮?dú)鉂舛鹊淖兓闆r見(jiàn)圖1、圖2所示。由圖1可知，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間，倉(cāng)外氣溫和倉(cāng)內(nèi)溫度變化幅度較大，均先降低再升溫。其中倉(cāng)外氣溫最高溫度31.1 ℃，最低氣溫8.5 ℃，而倉(cāng)內(nèi)溫度最高27.8 ℃，最低14.8 ℃。平均糧溫為24.3 ℃，最高糧溫為25.7 ℃，最低糧溫為22.8 ℃。如圖2所示，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到目標(biāo)濃度98.0%后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)氮?dú)鉂舛戎饾u降低。從2018年5月至10月，氮?dú)鉂舛扔?7.1%降低至94.7%，降低量為2.4%，即4P1-1號(hào)倉(cāng)月氮?dú)鉁p少量為0.4%。從10月份起，持續(xù)的氮?dú)庋a(bǔ)氣，氮?dú)鉂舛扔?4.3%升高到 97.9%，然后氮?dú)鉂舛染徛档?。?shí)驗(yàn)期間氮?dú)鉂舛茸畹蜑?9.9%，最高濃度為97.9%。
圖1 4P1-1號(hào)倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)外溫度、平均糧溫的變化
圖2 4P1-1號(hào)倉(cāng)氮?dú)鉂舛鹊淖兓?/p>
2.3 氮?dú)獬錃饬颗c氮?dú)馄骄鶟舛鹊年P(guān)聯(lián)性分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)不同時(shí)間氮?dú)庋a(bǔ)氣量和氮?dú)馄骄鶟舛鹊淖兓鐖D2、圖3所示。由圖2可知，從2018年11月份至2019年5月份，不同月份補(bǔ)氣量不同，氮?dú)鉂舛鹊纳叻却嬖诓町?，其中補(bǔ)氣量越大氮?dú)鉂舛壬叩脑礁撸?019年3月份氮?dú)鉂舛壬叻茸畲?，?90.7%升高到 97.6%，升高幅度6.9%。結(jié)合表2，不同月份氮?dú)獾难a(bǔ)氣量與氮?dú)鉂舛鹊脑黾又涤嘘P(guān)系，其中當(dāng)糧堆內(nèi)無(wú)氮?dú)庋a(bǔ)充進(jìn)去時(shí)，氮?dú)鉂舛瘸氏陆第厔?shì)，如2019年2月份，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛认陆盗?.6%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 12.4%～23.6%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?0.1%～0.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在27.0%～28.3%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.0%～3.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 110.5%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.9%。結(jié)合圖3可知，糧堆內(nèi)日氮?dú)獬錃饬坎⑽磳?dǎo)致糧堆氮?dú)鉂舛鹊纳?。?018年10月至2019年1月期間，日氮?dú)獬錃饬吭?50 m3以下的，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛扔锌赡芙档?，而日氮?dú)獬錃饬吭?00 m3以上的，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛瘸尸F(xiàn)升高現(xiàn)象。
圖3 4P1-1號(hào)倉(cāng)不同日期氮?dú)庋a(bǔ)氣量和氮?dú)馄骄鶟舛鹊淖兓?/p>
表2 不同月份氮?dú)庋a(bǔ)氣量與濃度變化關(guān)系
2.4 氮?dú)獬錃饬颗c糧溫的關(guān)聯(lián)性分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)獬錃鈱?duì)糧溫變化的影響見(jiàn)情況見(jiàn)圖4所示。由圖4可知，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間，糧堆上層溫度變化較大，平均溫度為23.5 ℃，最高溫度為28.2 ℃，最低溫度為19.2 ℃。中層和下層溫度變化較小，平均溫度分別為23.4、26.1 ℃，最高溫度分別為23.9、26.7 ℃，最低溫度分別為22.3、25.4 ℃。結(jié)合圖1中實(shí)驗(yàn)期間倉(cāng)內(nèi)溫度和倉(cāng)外溫度變化趨勢(shì)，糧堆上層溫度受到倉(cāng)內(nèi)溫度和倉(cāng)外溫度變化影響，氮?dú)獬錃膺^(guò)程氮?dú)獬錃饬颗c糧溫?zé)o直接影響。
圖4 4P1-1號(hào)倉(cāng)實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)獬錃鈱?duì)上層中層下層糧溫變化影響
2.5 成本分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)氣調(diào)儲(chǔ)藏期間，全年開(kāi)機(jī)時(shí)間累計(jì)194 h，每小時(shí)耗電60 ℃，每度電以0.7元計(jì)，儲(chǔ)藏成本為8 148元，即氣調(diào)儲(chǔ)藏保管成本每噸為 2.47元，而同樣倉(cāng)型的熏蒸倉(cāng)一年使用磷化鋁177 kg，每公斤磷化鋁按48元計(jì)，合計(jì)費(fèi)用為8 496元。此外，使用磷化鋁熏蒸施藥、藥渣處理等人工費(fèi)用2 376元，藥劑配送費(fèi)用667元，即同樣倉(cāng)型的熏蒸倉(cāng)保管成本每噸為3.5元。早秈稻氣調(diào)充氮保管比使用磷化鋁熏蒸節(jié)約每噸1.03元。
3 結(jié)果與討論
在壓力半衰期為165 s的三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)，采用上充下排的充氮方式結(jié)果表明，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到目標(biāo)濃度 98.0%后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)氮?dú)鉂舛戎饾u降低，半年內(nèi)氮?dú)鉂舛扔?7.1%降低至94.7%，降低量為2.4%。從10月份起，持續(xù)的氮?dú)庋a(bǔ)氣，氮?dú)鉂舛扔?94.3%升高到 97.9%，然后氮?dú)鉂舛染徛档?。不同月份氮?dú)獾难a(bǔ)氣量與氮?dú)鉂舛鹊脑黾又涤嘘P(guān)系，其中當(dāng)糧堆內(nèi)無(wú)氮?dú)庋a(bǔ)充進(jìn)去時(shí)，氮?dú)鉂舛瘸氏陆第厔?shì)；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在12.4%～23.6%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.1%～0.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 27.0%～28.3%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?1.0%～3.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在110.5%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又禐?.9%。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛仁堑獨(dú)庑孤读亢脱a(bǔ)氣量平衡的結(jié)果，對(duì)內(nèi)氮?dú)鉂舛鹊纳咭蟮獨(dú)獾难a(bǔ)氣量大于泄漏量。此外，氮?dú)獬錃膺^(guò)程氮?dú)獬錃饬颗c糧溫?zé)o直接影響。
在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛仍O(shè)置目標(biāo)濃度為 98.0%，但實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)馄骄鶟舛葹?4.3%，最高濃度為 97.9%，最低濃度為 89.9%，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛入S著時(shí)間的延長(zhǎng)濃度逐漸降低。根據(jù)Q/ZCL T8—2009《氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)規(guī)程（試行）》5.5.2.3款[9]，本實(shí)驗(yàn)的三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)符合氣調(diào)儲(chǔ)藏要求。本文實(shí)驗(yàn)后期在倉(cāng)外通風(fēng)管道外圍也發(fā)現(xiàn)少量書(shū)虱和扁谷盜類害蟲(chóng)，那么在保管過(guò)程應(yīng)密切關(guān)注外界害蟲(chóng)侵入倉(cāng)內(nèi)感染為害。此外，氣調(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程對(duì)糧堆氣密性要求較高，而實(shí)踐中氣調(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程糧堆內(nèi)害蟲(chóng)發(fā)生情況無(wú)法有效的檢測(cè)，那么氣調(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程害蟲(chóng)檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)將具有重要的意義。
曹文杰，何國(guó)強(qiáng)，黃榮輝，李 明，江華邦，郭 超?
（1. 珠海市斗門(mén)區(qū)糧食收儲(chǔ)公司，廣東 珠海 519110；2. 廣東省糧食科學(xué)研究所糧食儲(chǔ)藏與害蟲(chóng)防治研究室/廣東省糧食儲(chǔ)藏工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510050）
通過(guò)人為向倉(cāng)房?jī)?nèi)部通入高濃度氮?dú)猓辜Z食處于高氮低氧氣的儲(chǔ)藏環(huán)境中，以達(dá)到抑制蟲(chóng)霉生長(zhǎng)、延緩糧食品質(zhì)劣變的充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)，是一項(xiàng)公認(rèn)的綠色儲(chǔ)糧技術(shù)，受到人們的重視與推廣。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)是我國(guó)長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)經(jīng)濟(jì)可行的糧油產(chǎn)后減損及綠色保鮮儲(chǔ)糧技術(shù)，與傳統(tǒng)儲(chǔ)糧技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)明顯[1]。從上世紀(jì)六十年代末我國(guó)開(kāi)展低氧儲(chǔ)糧技術(shù)試驗(yàn)[2]，上世紀(jì)七十年代至九十年代期間國(guó)內(nèi)逐漸完善低氧儲(chǔ)糧技術(shù)理論和分子篩和膜分離等制氮設(shè)備，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧逐漸開(kāi)始規(guī)?；瘧?yīng)用。
目前，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)糧科研工作者對(duì)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧的研究較多，主要集中在氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧充氣方式、殺蟲(chóng)效果和儲(chǔ)糧品質(zhì)變化的研究，而關(guān)于氣調(diào)倉(cāng)氮?dú)鉂舛染S持方面的研究相對(duì)較少。隨著氮?dú)鈿庹{(diào)在糧食儲(chǔ)藏中的擴(kuò)大應(yīng)用，糧堆中氮?dú)鉂舛仁欠襁_(dá)到設(shè)定的濃度成為氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧成功與否的關(guān)鍵因素[3]。孫相榮等[3]報(bào)道了不同糧種在氣調(diào)儲(chǔ)糧時(shí)所需要的氮?dú)饬?。張中等?bào)道了移動(dòng)式膜分離制氮設(shè)備充氮效率的研究，環(huán)流充氮模式下,回流氮?dú)鉂舛鹊陀?0%和在90%～95%之間時(shí),設(shè)定制氮設(shè)備濃度和回流氮?dú)鉂舛炔钤?7%和3%～5%左右，充氮效果最佳，環(huán)流充氮有利于提高充氮效率和促進(jìn)氮?dú)鉂舛鹊木鶆蚍植糩4]。黃祖亮等提到改進(jìn)倉(cāng)房氣密性可以提高氣調(diào)儲(chǔ)糧的效果[5]。此外，韓志強(qiáng)等研究報(bào)道了淺圓倉(cāng)充氮過(guò)程中氮?dú)鉂舛确植家?guī)律，結(jié)果表明，在充氮結(jié)束后，氮?dú)庠诩Z堆中分布均勻，均勻度達(dá)99.58%，不同糧層氮?dú)鉂舛然旧铣蕪纳系较乱来芜f減的分布變化規(guī)律，只根據(jù)氮?dú)獬隹跐舛炔荒艽砑Z堆內(nèi)各處濃度，不能以此來(lái)判定再次充氮的時(shí)間點(diǎn)，應(yīng)該通過(guò)糧堆多點(diǎn)預(yù)埋管的氮?dú)鉂舛葋?lái)判定[6]。此外，由于現(xiàn)有的糧食專用膜制氮設(shè)備存在產(chǎn)氣量小，充氮時(shí)間長(zhǎng)、能耗高等問(wèn)題，在一定程度上制約了充氮?dú)庹{(diào)的發(fā)展和推廣[4]。因此，開(kāi)展氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧氮?dú)饩S持濃度方面的研究，合理利用制氮設(shè)備具有重要的意義。
本文采用上充下排的充氮方式，研究高大平房倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧氮?dú)饩S持濃度與時(shí)間的關(guān)系，分析早秈稻谷氣調(diào)倉(cāng)在氣調(diào)儲(chǔ)糧過(guò)程所需要的氮?dú)饬?，探討糧堆中氮?dú)鉂舛扰c氮?dú)膺M(jìn)氣量、糧堆溫度的關(guān)系，為高大平房合理使用氮?dú)鈿庹{(diào)作業(yè)提供技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)倉(cāng)房及儲(chǔ)糧情況
某糧庫(kù) 4P1-1號(hào)高大平房倉(cāng)，長(zhǎng) 39 m，寬21 m，裝糧線高度7 m，墻體為490厚燒結(jié)頁(yè)巖實(shí)心磚，倉(cāng)頂為自呼吸通風(fēng)雙層板式屋蓋，倉(cāng)架為鋼筋混凝土門(mén)式鋼架。
表1 4P1-1號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)糧情況統(tǒng)計(jì)
1.2 實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備
LY-99.5-220型氮?dú)獍l(fā)生器，產(chǎn)氮量：220 Nm3/h，產(chǎn)氮濃度 99.5%：江陰隆耀機(jī)械制造有限公司；HA300-N2型氣體濃度檢測(cè)儀，精度±3% F.S：深圳市華瑞祥科技有限公司；CQMY型倉(cāng)房氣密性測(cè)定裝置：河南未來(lái)機(jī)電工程有限公司；DP2000型智能數(shù)字微壓計(jì)：上海永智儀表設(shè)備有限公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 倉(cāng)房氣密性測(cè)定
參照 GB/T 25229—2010《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》[7]。
1.3.2 氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)的設(shè)置
氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)設(shè)置參照 GB/T 29890—2013《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》[8]，在倉(cāng)房糧堆布置6個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，其中 5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)布置在糧面垂直向下1.5、2.5、3.5、5、6.5 m處，第6個(gè)點(diǎn)布置在氣囊中，用來(lái)檢測(cè)糧堆空間的氮?dú)鉂舛?。濃度檢測(cè)從氣調(diào)次日開(kāi)始，9:00定時(shí)檢測(cè)。
1.3.3 氣調(diào)充氮工藝及充氣實(shí)驗(yàn)方案
采用膜分離制氮機(jī)，采用上充下排充氣方式，設(shè)置倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛葹?8%，待糧面氣囊縮小，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛鹊陀?5%時(shí)，開(kāi)啟氮?dú)庵频獧C(jī)組。
1.3.4 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)分析，采用SPSS 17.0。
V1，充氣量，m3；V，糧堆體積V，m3；e，孔隙度，%。
2 結(jié)果與分析
2.1 4P1-1號(hào)倉(cāng)氣密性分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)壓力從500 Pa降低至250 Pa所需時(shí)間，結(jié)果如表2所示。由表2可知，4P1-1號(hào)倉(cāng)壓力半衰期為165 s，根據(jù)GB/T 25229《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》，4P1-1號(hào)倉(cāng)達(dá)到氣調(diào)倉(cāng)三級(jí)要求。
表2 4P1-1號(hào)倉(cāng)氣密檢測(cè)記錄表
2.2 氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間糧溫和氮?dú)鉂舛鹊淖兓?/h3>
4P1-1號(hào)倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧實(shí)驗(yàn)期間糧溫和氮?dú)鉂舛鹊淖兓闆r見(jiàn)圖1、圖2所示。由圖1可知，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間，倉(cāng)外氣溫和倉(cāng)內(nèi)溫度變化幅度較大，均先降低再升溫。其中倉(cāng)外氣溫最高溫度31.1 ℃，最低氣溫8.5 ℃，而倉(cāng)內(nèi)溫度最高27.8 ℃，最低14.8 ℃。平均糧溫為24.3 ℃，最高糧溫為25.7 ℃，最低糧溫為22.8 ℃。如圖2所示，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到目標(biāo)濃度98.0%后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)氮?dú)鉂舛戎饾u降低。從2018年5月至10月，氮?dú)鉂舛扔?7.1%降低至94.7%，降低量為2.4%，即4P1-1號(hào)倉(cāng)月氮?dú)鉁p少量為0.4%。從10月份起，持續(xù)的氮?dú)庋a(bǔ)氣，氮?dú)鉂舛扔?4.3%升高到 97.9%，然后氮?dú)鉂舛染徛档?。?shí)驗(yàn)期間氮?dú)鉂舛茸畹蜑?9.9%，最高濃度為97.9%。
圖1 4P1-1號(hào)倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)外溫度、平均糧溫的變化
圖2 4P1-1號(hào)倉(cāng)氮?dú)鉂舛鹊淖兓?/p>
2.3 氮?dú)獬錃饬颗c氮?dú)馄骄鶟舛鹊年P(guān)聯(lián)性分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)不同時(shí)間氮?dú)庋a(bǔ)氣量和氮?dú)馄骄鶟舛鹊淖兓鐖D2、圖3所示。由圖2可知，從2018年11月份至2019年5月份，不同月份補(bǔ)氣量不同，氮?dú)鉂舛鹊纳叻却嬖诓町?，其中補(bǔ)氣量越大氮?dú)鉂舛壬叩脑礁撸?019年3月份氮?dú)鉂舛壬叻茸畲?，?90.7%升高到 97.6%，升高幅度6.9%。結(jié)合表2，不同月份氮?dú)獾难a(bǔ)氣量與氮?dú)鉂舛鹊脑黾又涤嘘P(guān)系，其中當(dāng)糧堆內(nèi)無(wú)氮?dú)庋a(bǔ)充進(jìn)去時(shí)，氮?dú)鉂舛瘸氏陆第厔?shì)，如2019年2月份，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛认陆盗?.6%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 12.4%～23.6%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?0.1%～0.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在27.0%～28.3%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.0%～3.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 110.5%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.9%。結(jié)合圖3可知，糧堆內(nèi)日氮?dú)獬錃饬坎⑽磳?dǎo)致糧堆氮?dú)鉂舛鹊纳?。?018年10月至2019年1月期間，日氮?dú)獬錃饬吭?50 m3以下的，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛扔锌赡芙档?，而日氮?dú)獬錃饬吭?00 m3以上的，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛瘸尸F(xiàn)升高現(xiàn)象。
圖3 4P1-1號(hào)倉(cāng)不同日期氮?dú)庋a(bǔ)氣量和氮?dú)馄骄鶟舛鹊淖兓?/p>
表2 不同月份氮?dú)庋a(bǔ)氣量與濃度變化關(guān)系
2.4 氮?dú)獬錃饬颗c糧溫的關(guān)聯(lián)性分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)獬錃鈱?duì)糧溫變化的影響見(jiàn)情況見(jiàn)圖4所示。由圖4可知，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧期間，糧堆上層溫度變化較大，平均溫度為23.5 ℃，最高溫度為28.2 ℃，最低溫度為19.2 ℃。中層和下層溫度變化較小，平均溫度分別為23.4、26.1 ℃，最高溫度分別為23.9、26.7 ℃，最低溫度分別為22.3、25.4 ℃。結(jié)合圖1中實(shí)驗(yàn)期間倉(cāng)內(nèi)溫度和倉(cāng)外溫度變化趨勢(shì)，糧堆上層溫度受到倉(cāng)內(nèi)溫度和倉(cāng)外溫度變化影響，氮?dú)獬錃膺^(guò)程氮?dú)獬錃饬颗c糧溫?zé)o直接影響。
圖4 4P1-1號(hào)倉(cāng)實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)獬錃鈱?duì)上層中層下層糧溫變化影響
2.5 成本分析
4P1-1號(hào)倉(cāng)氣調(diào)儲(chǔ)藏期間，全年開(kāi)機(jī)時(shí)間累計(jì)194 h，每小時(shí)耗電60 ℃，每度電以0.7元計(jì)，儲(chǔ)藏成本為8 148元，即氣調(diào)儲(chǔ)藏保管成本每噸為 2.47元，而同樣倉(cāng)型的熏蒸倉(cāng)一年使用磷化鋁177 kg，每公斤磷化鋁按48元計(jì)，合計(jì)費(fèi)用為8 496元。此外，使用磷化鋁熏蒸施藥、藥渣處理等人工費(fèi)用2 376元，藥劑配送費(fèi)用667元，即同樣倉(cāng)型的熏蒸倉(cāng)保管成本每噸為3.5元。早秈稻氣調(diào)充氮保管比使用磷化鋁熏蒸節(jié)約每噸1.03元。
3 結(jié)果與討論
在壓力半衰期為165 s的三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)，采用上充下排的充氮方式結(jié)果表明，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到目標(biāo)濃度 98.0%后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)氮?dú)鉂舛戎饾u降低，半年內(nèi)氮?dú)鉂舛扔?7.1%降低至94.7%，降低量為2.4%。從10月份起，持續(xù)的氮?dú)庋a(bǔ)氣，氮?dú)鉂舛扔?94.3%升高到 97.9%，然后氮?dú)鉂舛染徛档?。不同月份氮?dú)獾难a(bǔ)氣量與氮?dú)鉂舛鹊脑黾又涤嘘P(guān)系，其中當(dāng)糧堆內(nèi)無(wú)氮?dú)庋a(bǔ)充進(jìn)去時(shí)，氮?dú)鉂舛瘸氏陆第厔?shì)；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在12.4%～23.6%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?.1%～0.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在 27.0%～28.3%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又翟?1.0%～3.9%；當(dāng)糧堆內(nèi)氮?dú)庠卵a(bǔ)氣量在110.5%時(shí)，氮?dú)鉂舛仍黾又禐?.9%。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程，糧堆內(nèi)氮?dú)鉂舛仁堑獨(dú)庑孤读亢脱a(bǔ)氣量平衡的結(jié)果，對(duì)內(nèi)氮?dú)鉂舛鹊纳咭蟮獨(dú)獾难a(bǔ)氣量大于泄漏量。此外，氮?dú)獬錃膺^(guò)程氮?dú)獬錃饬颗c糧溫?zé)o直接影響。
在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛仍O(shè)置目標(biāo)濃度為 98.0%，但實(shí)驗(yàn)期間氮?dú)馄骄鶟舛葹?4.3%，最高濃度為 97.9%，最低濃度為 89.9%，倉(cāng)內(nèi)氮?dú)鉂舛入S著時(shí)間的延長(zhǎng)濃度逐漸降低。根據(jù)Q/ZCL T8—2009《氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)規(guī)程（試行）》5.5.2.3款[9]，本實(shí)驗(yàn)的三級(jí)氣調(diào)倉(cāng)符合氣調(diào)儲(chǔ)藏要求。本文實(shí)驗(yàn)后期在倉(cāng)外通風(fēng)管道外圍也發(fā)現(xiàn)少量書(shū)虱和扁谷盜類害蟲(chóng)，那么在保管過(guò)程應(yīng)密切關(guān)注外界害蟲(chóng)侵入倉(cāng)內(nèi)感染為害。此外，氣調(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程對(duì)糧堆氣密性要求較高，而實(shí)踐中氣調(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程糧堆內(nèi)害蟲(chóng)發(fā)生情況無(wú)法有效的檢測(cè)，那么氣調(diào)儲(chǔ)藏過(guò)程害蟲(chóng)檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)將具有重要的意義。
