梁彥偉 金邑峰

(嘉興市糧食收儲有限公司 314000)

儲糧機械通風是以風機產生的壓力為動力,驅使外界低濕、低溫的空氣穿過糧堆,促進糧堆與干冷空氣進行濕熱交換,以降低及均衡糧溫,提升儲糧穩(wěn)定性的一種科學儲糧技術。儲糧機械通風的優(yōu)點為:①營造低溫儲藏環(huán)境,改善儲糧特性;②均衡糧溫,防止結露;③預防高水分糧發(fā)熱及降低糧食含水量;④環(huán)流熏蒸時有助排除糧堆異味;⑤保持儲糧水分,改善糧食加工品質;⑥發(fā)熱糧處理[1]。影響儲糧機械通風效果的因素有:通風系統(tǒng)類型、儲糧品種及質量狀況、倉房密閉狀況、倉房設施條件、風機選擇[2]、氣候條件及通風量[3]等。目前常見的通風系統(tǒng)主要有地上籠通風系統(tǒng)、墻上籠通風系統(tǒng)、地槽通風系統(tǒng)、移動式通風系統(tǒng)、箱式通風系統(tǒng)、徑向通風系統(tǒng)及夾底通風系統(tǒng)等[4]。

近年來,隨著我國倉儲設施設備的創(chuàng)新升級,科技儲糧機械化程度顯著提高,高大平房倉地槽及地上籠等豎向通風系統(tǒng)逐漸被墻上籠橫向通風系統(tǒng)取代,有助于提升倉儲機械化、智能化水平。橫向通風技術是指將主風道布置在檐墻兩側,支風道按照設計通風途徑比要求,以開口向上的立式梳狀固定在墻上,作業(yè)時在糧面覆膜,通過在一側利用風機從另一側環(huán)境吸風或環(huán)流吸風,在膜下糧堆形成負壓并產生穿過整個糧堆的橫向氣流,從而完成冷卻降溫、均溫均濕、氣調殺蟲、環(huán)流熏蒸等功能,主要技術特征為風道上墻、全程覆膜、負壓通風、穿過糧堆的氣流由豎變橫[5]。很多學者對橫向通風系統(tǒng)在小麥儲藏中的應用做了相關研究。石天玉等研究發(fā)現(xiàn),高大平房倉儲藏小麥進行橫向通風時,單位糧層阻力和系統(tǒng)總阻力都會隨著單位通風量的升高而增加,開展降溫通風作業(yè)時,單位通風量不宜超過7 m3/h·t;且橫向通風系統(tǒng)的通風途徑比小,通風時糧堆內靜壓及氣流分布都比較均勻[6]。張來林通過對比研究不同糧種在橫向通風系統(tǒng)中通風性能參數(shù)時發(fā)現(xiàn),橫向通風系統(tǒng)中,單位通風糧層阻力的大小為:小麥>玉米>稻谷>大豆,且小麥糧堆的單位通風糧層阻力遠遠高于其他糧種[7],原因可能是由于小麥籽粒小、容重大、表面相對光滑,使得糧堆內小麥顆粒之間間隙較小[8]。沈波在研究對比平房倉儲藏小麥時橫豎向通風系統(tǒng)降溫能效時發(fā)現(xiàn),豎向通風系統(tǒng)在通風失水率、單位通風量、降溫幅度等方面不如橫向通風系統(tǒng)[9]。高帥,錢立鵬等在模擬研究小麥機械通風阻力時發(fā)現(xiàn):小麥進行下行豎向通風時單位糧層阻力最大,上行豎向通風次之,而橫向通風時單位糧層阻力最小[10],且橫向吸出式的單位糧層通風阻力大于橫向壓入式[11]。于素平在研究橫向谷冷通風技術儲藏小麥的應用時發(fā)現(xiàn):和傳統(tǒng)的谷冷通風系統(tǒng)相比,橫向谷冷通風系統(tǒng)的通風路徑增加3倍以上,熱交換效率和冷風量利用率也顯著提高,且降溫速率及降溫后糧堆的溫度均勻性會更好[12]。我?guī)煸趯崅}儲糧過程中發(fā)現(xiàn),在相同的儲藏輪換期內,小麥在配備有墻上籠橫向通風系統(tǒng)的高大平房倉容易產生底層結塊,而在配備有地上籠豎向通風系統(tǒng)的高大平房倉很少產生結塊,不同通風系統(tǒng)對儲糧安全影響不一樣,墻上籠通風系統(tǒng)中主風道開孔率小于15%,支風道開孔率不小于30%,主風道開孔率低導致倉房底層通風效果不好,引起底層結露、發(fā)熱、霉變,從而逐步發(fā)展為板結。

為對比研究橫向通風系統(tǒng)主風道開孔率對小麥通風效果的影響,以小麥為研究對象,在自然環(huán)境、倉儲條件基本相同的情況下進行通風作業(yè),研究對比兩種不同主風道開孔率的橫向通風系統(tǒng)在相同單位通風量、相同降溫范圍內的通風降溫效果、能耗通風后溫度均勻性及回溫速率。

1 材料與方法

1.1 倉房(見表1)

表1 供試倉房

1.2 儲糧基本情況(見表2)

表2 供試糧食基本情況

1.3 風道

兩個倉房均配備橫向通風系統(tǒng),其中0P40號倉為冷風南進北出的橫向通風路徑體系,而0P47號倉為冷風北進南出的橫向通風路徑體系。供試倉房風道基本參數(shù)見表3,供試倉房橫向風網(wǎng)風道示意圖見圖1。

注:單位為mm圖1 0P40和0P47倉房橫向風網(wǎng)風道示意圖

表3 倉房風道基本參數(shù)

1.4 風機(見表4)

表4 供試風機基本情況

1.5 糧情檢測系統(tǒng)

倉房配備的溫度檢測系統(tǒng)均符合《糧情測控系統(tǒng)》(LS/T 1203-2002)要求,測溫點排布為5排×5列×3層,共計75個;通風前后通過該系統(tǒng)測得各測溫點溫度,并計算出糧堆各部位糧溫變化。

2 結果與分析

2.1 不同主風道開孔率通風前后糧堆溫度變化對比研究

引起小麥倉底層結塊的原因可能是底層雜質集聚、倉房地坪有裂縫、底層通風有死角等[2]。提高橫向通風系統(tǒng)主風道開孔率,可有效提高糧堆底層通風效果,有利于減少底層通風死角,有助于減少小麥倉底層板結發(fā)生的概率。相同通風條件下,不同主風道開孔率通風前后糧堆溫度變化見表5。

表5 不同主風道開孔率通風前后糧堆溫度變化統(tǒng)計表

由表5可知,在相同的通風條件下,縱向對比,0P40號倉上層及中層糧溫變化率小于0P47號倉,而兩個倉房的下層糧溫變化率基本相同,表明提高墻上籠主風道開孔率對降低糧堆底層糧溫效果影響較小,但在一定程度上會減弱中上層糧堆降溫效果。橫向對比,0P40號倉南側、中南側及中間層糧溫變化率顯著大于0P47號倉,而0P47號倉中北側及北側糧溫變化率顯著大于0P40號倉,表明提高墻上籠主風道開孔率有助于提升對糧堆中部的降溫效果;通風前后,0P47號倉的平均糧溫變化率略高于0P40號倉,表明提高墻上籠主風道開孔率不利于橫向通風系統(tǒng)整體通風效果。對比兩種通風模式下溫度梯度變化,可知通風后,0P40號和0P47號倉上下層溫度梯度為0.175℃/m和0.350℃/m,而0P40號倉和0P47號倉南北側溫度梯度為0.210℃/m和0.180℃/m,表明提高墻上籠主風道開孔率有助于降低糧堆上下層溫差,但提高墻上籠主風道開孔率可提升糧堆南北側溫差。對比通風前后試驗倉和對照倉糧溫均勻度變化,可知通風后兩者的糧堆糧溫均勻度都顯著降低,原因可能由于糧食入倉時糧堆各部位溫度比較均勻,通風時,兩者的通風路徑較長達20 m,加上小麥本身孔隙度較小,通風降溫效率低,很難徹底通透,導致通風結束時糧堆各部位仍存在一定溫差,從而導致通風后兩者的糧溫均勻度都顯著降低;通風后,試驗倉和對照倉糧溫均勻度分別為48.48%和36.26%,但試驗倉降低幅度小于對照倉。

2.2 通風結束后糧堆回溫情況對比研究

由表6可知,通風結束一個月后,縱向對比,0P40號倉上層糧溫回升率較0P47號倉小,下層糧溫回升率較0P47號倉大,而兩個倉房的中層糧溫回升率相差不大,表明提高墻上籠主風道開孔率對提高糧堆底層通風通透性效果不顯著。橫向對比,0P40號倉南側、中南側及中間層糧溫回升率顯著大于0P47號倉,而0P47號倉中北側及北側糧溫回升率顯著大于0P40號倉;整體來看,0P47號倉的平均糧溫回升率略高于0P40號倉,表明提高墻上籠主風道開孔率對糧堆整體通風通透性有一定作用,有助于維持糧堆溫度。對比溫度梯度變化,可知通風一個月后,0P40號倉上下層溫度梯度及南北側溫度梯度變化率均高于0P47號倉。對比通風結束一個月后糧溫均勻度變化,可知通風結束后,糧堆糧溫均勻度會逐漸升高,且0P47號倉通風結束一個月后的糧溫均勻度變化率高于0P40號倉,表明提高墻上籠主風道開孔率,雖然兩倉糧溫均勻度均有不同程度下降,但試驗倉下降幅度小于對照倉。

表6 通風一個月后糧堆溫度回升情況統(tǒng)計表

3 結論

3.1 在相同的通風條件下,縱向對比,提高墻上籠主風道開孔率對降低糧堆底層糧溫效果影響較小,但在一定程度上會減弱中上層糧堆降溫效果。橫向對比,提高墻上籠主風道開孔率有助于提升對糧堆中部的降溫效果;整體來看,提高墻上籠主風道開孔率不利于橫向通風系統(tǒng)整體通風效果。

3.2 對比兩種通風模式下溫度梯度變化,可知通風后,提高墻上籠主風道開孔率有助于降低糧堆上下層溫差,但提高墻上籠主風道開孔率可提升糧堆南北側溫差。對比兩種通風模式下糧溫均勻度變化,可知提高墻上籠主風道開孔率,雖然兩倉糧溫均勻度均有不同程度下降,但試驗倉下降幅度小于對照倉。

3.3 通風結束一個月后,縱向對比,提高墻上籠主風道開孔率對提高糧堆底層通風通透性效果不顯著。整體來看,提高墻上籠主風道開孔率對糧堆整體通風通透性有一定作用,有助于維持糧堆溫度。對比溫度梯度變化,可知通風一個月后,提高墻上籠主風道開孔率有助于提升通風過程中的通風通透性,可減緩糧堆糧溫的回升速率。