張海青 李 亮 王 力 周廣冰 宋愛(ài)民 孫建文 劉國(guó)周 任光天

(中央儲(chǔ)備糧安陽(yáng)直屬庫(kù)有限公司 400131)

糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中,溫度、水分、蟲(chóng)害等因素均可影響糧食品質(zhì),而蟲(chóng)害的產(chǎn)生除直接造成儲(chǔ)糧質(zhì)量下降、重量降低之外,還可導(dǎo)致局部糧堆溫度和水分的升高,嚴(yán)重的甚至可造成糧食霉變。在儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治方面,磷化氫熏蒸是普遍使用的害蟲(chóng)防治手段,但該方法會(huì)造成藥物殘留,難以滿足綠色儲(chǔ)糧理念以及廣大消費(fèi)者對(duì)綠色食品日益增長(zhǎng)的需求。隨著信息技術(shù)與智能傳感技術(shù)的不斷發(fā)展,氮?dú)鈿庹{(diào)已經(jīng)在糧食儲(chǔ)藏尤其是害蟲(chóng)防治方面得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的磷化氫熏蒸殺蟲(chóng)相比,氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧通過(guò)在糧堆內(nèi)形成一個(gè)低氧、高氮的儲(chǔ)糧環(huán)境,可以達(dá)到抑制糧食呼吸、殺蟲(chóng)抑菌、延緩糧食品質(zhì)劣變的目的,從而實(shí)現(xiàn)綠色儲(chǔ)糧[1-2]。近年來(lái),氮?dú)鈿庹{(diào)已普遍應(yīng)用于中儲(chǔ)糧智能化糧庫(kù)建設(shè),而隨著氣調(diào)儲(chǔ)糧的研究與實(shí)踐,當(dāng)?shù)獨(dú)鈿庹{(diào)用于殺蟲(chóng)時(shí),普遍采用將氮?dú)鉂舛瘸渲?8%以上并維持不低于28 d的處理方式,但98%以上的氮?dú)鉂舛容^難維持,需要大量補(bǔ)氣,所以儲(chǔ)糧成本相對(duì)較高[3]。

本次試驗(yàn)以低氮?dú)鉂舛乳L(zhǎng)期維持的方式進(jìn)行糧食保管,采用上充下排的方式進(jìn)行充氣,以倉(cāng)溫至25℃為充氮開(kāi)啟時(shí)間,氮?dú)鉂舛瘸渲?5%為停止時(shí)間,濃度低于90%補(bǔ)氣,并對(duì)氣調(diào)過(guò)程中充補(bǔ)氣時(shí)間、害蟲(chóng)情況、儲(chǔ)糧品質(zhì)、能耗情況進(jìn)行測(cè)定與分析,以期為低濃度氮?dú)鈿庹{(diào)應(yīng)用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 倉(cāng)房情況

試驗(yàn)選取7號(hào)倉(cāng)、8號(hào)倉(cāng)、10號(hào)倉(cāng)、11號(hào)倉(cāng)、12號(hào)倉(cāng)、14號(hào)倉(cāng)、16號(hào)倉(cāng)、17號(hào)倉(cāng)為試驗(yàn)倉(cāng),8個(gè)倉(cāng)房均為高大平房倉(cāng),建成投入使用時(shí)間為1999年12月～2002年8月。單倉(cāng)東西方向跨度42 m～68 m,南北方向跨度全為27 m,裝糧高度均為6 m,核定倉(cāng)容為4746 t～7684 t。各個(gè)倉(cāng)房采用修補(bǔ)裝糧線以下漏氣部位以及薄膜五面密閉等措施改善糧堆的氣密性,經(jīng)氣密性檢測(cè),空倉(cāng)氣密性300 Pa降至150 Pa的半衰期均大于2 min,倉(cāng)內(nèi)采用薄膜五面密閉,測(cè)定糧堆從-300 Pa升至-150 Pa的半衰期均大于3 min,滿足充氮?dú)庹{(diào)的要求。

1.2 智能氣調(diào)系統(tǒng)

1.2.1 氮?dú)夤庀到y(tǒng) 氮?dú)夤庀到y(tǒng)主要包括制氮設(shè)備、供氣管道、進(jìn)倉(cāng)管道等,由制氮設(shè)備通過(guò)變壓吸附或膜分離等方式制得富氮?dú)怏w,并通過(guò)連接管道送入倉(cāng)房或糧堆。我?guī)觳捎霉潭ㄊ綒庹竟?結(jié)合我?guī)斓獨(dú)鈿庹{(diào)規(guī)模,選用產(chǎn)氣量約310 Nm3/h、氮?dú)獬隹跐舛?9.5%的變壓吸附制氮機(jī),空氣壓縮機(jī)選用75 kW螺桿式空氣壓縮機(jī)。

1.2.2 氣調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng) 我?guī)鞖庹{(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)由氮?dú)鉂舛茸詣?dòng)檢測(cè)、制氮機(jī)房監(jiān)測(cè)控制和氮?dú)庾詣?dòng)供氣控制等子系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)可對(duì)氣調(diào)儲(chǔ)糧基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),并對(duì)氮?dú)獬渑艢?、氮?dú)猸h(huán)流、補(bǔ)氣等作業(yè)流程進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制,實(shí)現(xiàn)氣調(diào)殺蟲(chóng)、氣調(diào)防蟲(chóng)、氣調(diào)儲(chǔ)藏等不同氣調(diào)儲(chǔ)糧工藝的自動(dòng)監(jiān)控,并完成作業(yè)進(jìn)程及運(yùn)行參數(shù)信息GPRS模式傳輸與控制[4]。

1.3 試驗(yàn)倉(cāng)儲(chǔ)糧基本情況及氣調(diào)參數(shù)

各倉(cāng)房?jī)?chǔ)糧基本情況如表1所示。

表1 各試驗(yàn)倉(cāng)儲(chǔ)糧基本情況

1.4 充氮方式及濃度檢測(cè)

采用低氮?dú)鉂舛乳L(zhǎng)期維持的方式進(jìn)行糧食保管:采用上充下排的方式進(jìn)行充氣,將制氮機(jī)產(chǎn)生的高濃度氮?dú)馔ㄟ^(guò)供氣管道和進(jìn)倉(cāng)管道充入糧面氣囊,當(dāng)排氣口氮?dú)鉂舛冗_(dá)到95%時(shí)停止充氮,濃度低于90%時(shí)及時(shí)補(bǔ)氣。濃度檢測(cè)采用人工方式,根據(jù)濃度高低不定期檢測(cè),大致1 d～3 d檢測(cè)一次。各試驗(yàn)倉(cāng)充氮情況見(jiàn)表2。

表2 各試驗(yàn)倉(cāng)充氮情況

1.5 蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)

根據(jù)“一三七查糧制度”進(jìn)行檢查,查糧時(shí)兩人同時(shí)佩戴呼吸器進(jìn)倉(cāng)檢查。

揭膜散氣后,從各倉(cāng)房四角和中心共5個(gè)點(diǎn)的表層糧面取樣約1 kg,保存在溫度30℃、濕度75%的恒溫箱中1個(gè)月,觀察有無(wú)害蟲(chóng)出現(xiàn),以判斷充氮?dú)庹{(diào)的殺蟲(chóng)效果。

1.6 儲(chǔ)糧品質(zhì)檢測(cè)

按照《小麥儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》(GB/T 20571-2006)等方法對(duì)小麥面筋吸水量、品嘗評(píng)分值等儲(chǔ)藏儲(chǔ)存品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),并將2年9個(gè)月的檢查品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

1.7 能耗監(jiān)測(cè)

我?guī)焓褂贸涞獧C(jī)組總功率約為100 kW,充氮過(guò)程中,按工業(yè)用電計(jì)價(jià)0.59元/(kW·h),實(shí)際每小時(shí)充氮費(fèi)用59元。結(jié)合充氮時(shí)長(zhǎng)和倉(cāng)房?jī)?chǔ)量,可以計(jì)算出噸糧成本,以此評(píng)價(jià)充氮?dú)庹{(diào)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 害蟲(chóng)檢測(cè)情況 7號(hào)倉(cāng)、8號(hào)倉(cāng)、10號(hào)倉(cāng)、11號(hào)倉(cāng)、12號(hào)倉(cāng)、16號(hào)倉(cāng)、17號(hào)倉(cāng)經(jīng)過(guò)害蟲(chóng)選篩檢測(cè)及恒溫箱觀測(cè)未發(fā)現(xiàn)有活蟲(chóng)。

14號(hào)倉(cāng)西南部局部有蟲(chóng),活蟲(chóng)為非主要害蟲(chóng),屬基本無(wú)蟲(chóng)糧;當(dāng)時(shí)查蟲(chóng)情況為糧面薄膜上面有活蟲(chóng),但是活動(dòng)孱弱,薄膜下層害蟲(chóng)基本不活動(dòng),揭膜后檢測(cè)西南角仍有少量害蟲(chóng),經(jīng)局部篩選物理處理后,未再發(fā)現(xiàn)害蟲(chóng)。14號(hào)倉(cāng)蟲(chóng)害原因:一是因臨近的13號(hào)倉(cāng)今年收購(gòu)時(shí)間跨度較長(zhǎng),且14號(hào)倉(cāng)未做防護(hù),導(dǎo)致害蟲(chóng)感染;二是14號(hào)倉(cāng)跨度27 m,單面通風(fēng)且未設(shè)置導(dǎo)風(fēng)管,易造成通風(fēng)死角濃度不夠;三是倉(cāng)內(nèi)氮?dú)夥植脊茉O(shè)置仍需改進(jìn)。14號(hào)倉(cāng)充氣情況見(jiàn)表3。

表3 14號(hào)倉(cāng)充氣情況記錄表

2.1.2 儲(chǔ)糧品質(zhì)檢測(cè)

對(duì)小麥儲(chǔ)存品質(zhì)指標(biāo)中的面筋吸水量、品嘗評(píng)分值,以及影響小麥質(zhì)量和重量指標(biāo)的水分進(jìn)行檢驗(yàn),其結(jié)果如表4所示。

表4 各試驗(yàn)倉(cāng)儲(chǔ)糧品質(zhì)變化情況

通過(guò)對(duì)小麥水分、面筋吸水量、品嘗評(píng)分值等儲(chǔ)藏指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),并將2年9個(gè)月的檢查品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,品質(zhì)指標(biāo)變化較小。

2.1.3 能耗分析

采用氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧,各倉(cāng)噸糧充氮費(fèi)用如表5所示。

表5 各倉(cāng)充氮?dú)庹{(diào)能耗情況

磷化鋁每千克價(jià)格38元,施藥有害補(bǔ)助每千克20元,合計(jì)58元。按照常規(guī)熏蒸糧倉(cāng)空間用藥6 g/m3,糧堆用藥9 g/m3的用藥量計(jì)算,以10號(hào)倉(cāng)為例該倉(cāng)經(jīng)計(jì)算需用磷化鋁98 kg,噸糧熏蒸費(fèi)用0.95元,而使用充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧噸糧充氮費(fèi)用0.74元/t,較常規(guī)熏蒸費(fèi)用節(jié)約0.21元/t,可有效降低儲(chǔ)糧費(fèi)用。

如果倉(cāng)房氮?dú)鉂舛染S持在98%以上,以7號(hào)倉(cāng)為例,儲(chǔ)糧8147 t,充氮時(shí)間127 h,濃度保持28 d,噸糧費(fèi)用為1.56元/t。

3 結(jié)論

通過(guò)比較高濃度和低濃度下氮?dú)鈿庹{(diào)條件下儲(chǔ)糧品質(zhì)、害蟲(chóng)情況和能耗情況,可以得出,采用低濃度氮?dú)鈿庹{(diào)長(zhǎng)期保持的方式可抑制害蟲(chóng)孳生,與較高濃度氮?dú)庀啾?儲(chǔ)糧品質(zhì)無(wú)顯著變化,并在能耗上實(shí)現(xiàn)了不同程度的下降。在使用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些影響氣調(diào)效果的原因,如倉(cāng)房氣密性細(xì)節(jié)的處理對(duì)氮?dú)鉂舛鹊挠绊憽⒌獨(dú)夥植脊艿啦贾脤?duì)氮?dú)馑澜堑挠绊懙?下一步將不斷完善,提升儲(chǔ)糧效果。