氮氣氣調儲糧技術應用實踐

黃熠林 楊紅彪 蘇志松

[摘要]氮氣儲糧技術是一項綠色環保儲糧技術，與傳統保糧方法相比，有殺蟲、抑霉、保鮮等優點，中央儲備糧株洲直屬庫有限公司通過對氮氣氣調儲糧應用過程中的數據采集和結果分析，得出結論：氣調儲糧成功的關鍵是倉房的氣密性，氣密性越好，氮氣濃度保持時間會越長，殺蟲保鮮效果越好，運行成本越低。

[關鍵詞]氮氣氣調儲糧;氣密性;濃度

中圖分類號：S379.5 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

十九大報告提出了三大攻堅戰，其中一條是污染防治。由于磷化鋁在生產和使用過程中均不利于環保，國家有關部門已經明確決定于2025年禁止生產。儲糧害蟲防治用什么來替代磷化鋁，是當前面臨的一個重要課題。氮氣儲糧技術作為當今公認的綠色儲糧新技術，正在我國被大面積地推廣應用，是替代磷化鋁進行害蟲防治的一條重要途徑[1-2]。

此項技術的原理是讓糧倉內的糧堆形成一個全封閉的空間，充入純凈的氮氣，置換出氧氣，使倉內氮氣濃度達到98%以上，并保持28d以上甚至更長的時間，不僅能達到殺死害蟲的目的，還能抑霉、保鮮，延緩糧食品質劣變速度，并且氣源來自空氣，對環境無任何污染，稱得上真正的綠色環保科技儲糧技術[3]。

2019年7月中央儲備糧株洲直屬庫對7號倉進行了氮氣儲糧技術試驗。

1 倉房技術條件

1.1 倉房概況

7號倉內平面尺寸35.5m×23.2m，糧堆高度5.6m，表面采用0.3m厚的稻殼壓蓋技術，存放2018年產的稻谷2 661t。單側通風口2個，一機四道地上籠，倉內菱鎂板吊頂，配有3臺大3匹的空調，糧食測溫采用電子檢測。

1.2 制氮設備及工藝流程

制氮設備：LDPN-310-99.5型變壓吸附制氮機組，大連力德氣體分離技術有限公司;GA75+7型阿特拉斯壓縮機，5～10bar（A），功率75kW;壓縮空氣冷凍式干燥機一臺，功率6kW。

工藝流程：空壓機→冷干機→儲氣罐→制氮機→儲氣罐→供氣管道→糧堆。

2 試驗前準備

空倉時提前做好氣密準備工作，墻角邊全部用丙烯酸膠水和無紡布做“三涂二布”的防水處理，解決地坪漏氣問題;通風口鐵板與墻壁聯接處用膠水處理，解決漏氣隱患，墻體四個面用雙槽管固定塑料薄膜做吊膜，薄膜的下尾端用白膠與地坪粘接，嚴絲合縫。延長地上籠的觸及位置，杜絕通風死角，便于氮氣的快速擴散[4-5]。

3 充氣前氣密處理

對倉內和大門的雙槽管與墻壁聯接處用防開裂油膩子加固處理，消除漏氣沙眼。檢查測溫電纜穿墻孔洞，全部用泡沫填縫劑填充密閉，對倉內尖銳的地方用海綿墊包裹，防止刺破氣囊。在糧面0.2m之下預埋PVC氣體分配管道，用來均衡氮氣[6]。用茂金絲塑料薄膜制作39m×27m的表面氣囊，通過雙槽管與墻壁的四面吊膜進行拼接，形成一個封閉的糧堆空間。在糧堆內用PPR管預埋10個氮氣濃度監控點，用來監測運行狀況，收集數據，倉內布點圖見圖1。

4 倉房氣密性測試

充氣前蟲害情況：每公斤糧食有16頭書虱、6頭長角谷盜、1頭玉米象，屬于一般蟲糧。

6月26日對7號倉進行氣密性檢測，負壓-300～-150Pa，壓力半衰期為167s，達到氣調儲糧的二級技術要求。抽負壓后并沒有馬上充氣，而是密閉6d觀察倉內氮氣濃度變化情況，由于稻谷的呼吸作用和害蟲對氧氣的消耗，糧堆內的氮氣濃度自動上升，最高達到90%，濃度變化見表1。

5 充氣方式

7號倉采用上充下排的方式，出口處有2臺小風機進行強排。整個充氣過程都是通過電腦自動控制，只需設定壓力值、充氣量以及氮氣濃度等參數。整個系統可以根據參數變化自動控制制氮機組啟動關閉，直至達到目標值[7-8]。

6 充氣過程

7號倉從7月3日11點55分開始不間斷地上充下排，到7月4日23點15分氮氣濃度達到98%后自動停機，累計充氣35h。充氣過程中氮氣濃度變化見表2。

充氣完成后繼續跟蹤濃度數據變化。通過觀測，發現停止充氣后，糧堆內氮氣濃度普遍上升，最高達到100%，這是氮氣氣體均勻擴散、稻谷的呼吸作用和糧堆內的害蟲耗氧共同所致。

倉內表面茂金絲薄膜從7月4日形成1.9m高的氣囊后到8月2日逐漸衰減到只有二分之一，到8月14日不足原來的六分之一，直到8月20日氣囊完全消失。盡管已無氣囊，但是糧堆內的氮氣濃度依然保持在98%以上，仍可以起到殺蟲、抑霉、保鮮的作用，計劃到11月份再揭開薄膜。停止充氣后氮氣濃度變化見表3。

7 氮氣運行成本測算

制氮機組總功率81kW，7號倉累計充氣35h，總充氣量6 018m3，作業中空壓機間歇式啟動，系統顯示用電量2 145度，按0.86元/度計算用電成本，為1 845元，噸糧成本0.7元/t，略低于磷化鋁熏蒸的成本0.75元/t。

8 試驗結論和總結

通過對4個觀察孔的篩蟲檢查，沒有發現活蟲，本次氮氣殺蟲效果顯著。11月8日揭開氣囊薄膜通風降糧溫，保管員入倉篩蟲沒有發現活蟲，確認本次試驗成功。

通過試驗發現氮氣氣調工藝對倉房的氣密性要求非常高，它是氣調成功的關鍵。倉房的氣密性改造從空倉就要開始，從地坪、墻邊線、通風口與倉體聯接處都要做地毯式的氣密處理，內墻四面必須吊薄膜，薄膜的尾端要用白膠與地坪粘接，便于重復利用。進糧的過程中絕不能用糧食物流沖擊墻壁四面吊膜，以免造成破損，否則將會前功盡棄。入完糧后對雙槽管之上的各種孔洞進行封堵，制作表面氣囊一定要仔細，熱熔接一定要細心，要萬無一失，不能有漏氣點，保管人員踩在薄膜上面工作時一定要加層海綿墊子，不能人為造成破損。因為充氣過程中氣壓有4MPa，單根膠管拼接力度較小會承受不了壓力而繃開，導致失敗，所以必須用兩根膠管拼接氣囊，并且要壓緊壓實在雙槽管里面。充氣前必須做負壓半衰期測試，達不到要求絕不能充氣，否則將勞民傷財而無任何成果。

本次充氣是7月初才實施的，今后充氣的時間可以適當提前，氮氣儲糧并不是等害蟲大面積爆發才作業，3月份就開始做準備工作，4月份就可以逐倉充氣。它同時有抑制糧粒表面和雜質區微生物（真菌、霉菌）發展的作用，需密切關注糧堆內氮氣濃度，一旦掉到98%以下，就要先查找堵住新的漏氣點，再進行補氣作業，一直保持到11月份外溫低于12℃時再揭膜通風散氣。

國內氣調儲糧技術經過多年的摸索應用，不斷地升級換代，發展出智能化控制管理系統，具有諸多優勢：全程自動化控制設備，并且對操作人員專業要求門檻低，容易操作，可以大力推廣。

新建氮氣儲糧項目制氮機組型號盡量選擇產量大，并且制氮量在310m3/h以上的，盡管一次性投入較大，但在后期應用中效果顯著，效率提高，充氣時間會大大降低，事半功倍。

保管員在氮氣儲糧過程中如果要入倉檢查糧情，一定要3人以上，1人在門口觀察情況，2人佩戴空氣呼吸機才能進倉，每個人都要腰掛氧氣報警儀，監測氣囊之上的空間氣體成分是否異常。這關系到保管員的生命安全，絕不能抱有僥幸心理，一旦氣囊漏氣，就會造成入倉人員瞬間缺氧，散失意志，倒地死亡，發生重大安全責任事故。

中儲糧踐行不忘初心、堅守兩個確保，以使命保障糧食安全為己任，強化政治擔當，管好“大國糧倉”，講究經濟效益的同時更要注重社會效益，要更多地采用氮氣綠色儲糧，降低對環境污染，保證人民吃上安全糧、放心糧。

參考文獻

[1] 高素芬.氮氣氣調儲糧技術應用進展[J].糧食儲藏，2009，38（4）： 25-28.

[2] 武傳欣，武傳森，程小麗.氮氣氣調儲糧應用研究[J].糧食加工，2013，38（5）：64-67.

[3] 牟敏，殷建竣，郭新立，等.氮氣儲糧與稻殼壓蓋控溫儲糧技術應用對比[J].糧油倉儲科技通訊，2017，33（2）：27-29.

[4] 張堅，陸耕林，閔炎芳，等.立筒倉氮氣儲糧技術應用試驗[J].糧食儲藏，2015，44（2）：11-14.

[5] 李寶升，李巖峰，凌才青，等.氣調儲糧技術的發展與應用研究[J].糧食加工，2015，40（5）：71-74+77.

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[7] 張來林，金文，付鵬程，等.我國氣調儲糧技術的發展及應用[J].糧食與飼料工業，2011（9）：20-23.

[8] 黃祖亮，鄭理芳，陳疆，等.氮氣氣調儲糧效果與倉房氣密性的關系研究[J].糧食儲藏，2010，39（1）：35-37.

收稿日期：2019-11-15

作者簡介：黃熠林，男，本科，研究方向為氮氣氣調儲糧技術應用。

通信作者：蘇志松，男，大專，研究方向為氮氣氣調儲糧技術應用實踐。