東南沿海地區淺圓倉進口大豆不同通風方式效益分析*

吳東亮 劉 玲 蔡育池 董曉歡 白春啟

(1 中央儲備糧廈門直屬庫有限公司 361026) (2 福建中儲糧糧油質檢中心 350008) (3 河南工業大學糧油食品學院 450001)

我國糧食安全形勢總體向好，糧食供需處于緊平衡狀態。目前，我國依然是全球糧食的主要進口國，其中大豆在世界進口量最大，2019年進口大豆約占全國大豆消費總量的90%[1]，2020年的累積進口量達10032.7萬噸。據預測，到2025年大豆缺口約為1億噸[2]，未來10年年均增速為1.0%[3]，大豆大規模進口的格局將長期持續。我國進口的大豆90%以上來自巴西、美國和阿根廷，進口來源高度集中[4]，相比于國產大豆，進口大豆具有中小粒、傷損粒和破碎粒較多、雜質量含量高、水分較高和脂肪含量高等特點[5]，加之入境前儲藏環境較差等原因，進口大豆在我國存儲期間存在易發熱、發霉、生蟲和結露的問題[6]，給進口大豆的安全存儲帶來了巨大挑戰，尤其在具有高溫高濕氣候特點的東南沿海地區，進口大豆的長期安全儲藏問題亟需解決[7]。

儲糧機械通風以操作簡便易行、作業費用低、效果明顯等特點，已成為各類糧食倉儲的必備技術[8]。本文針對進口大豆的長期安全儲藏問題，結合基層實踐工作經驗，以機械通風技術為切入點，選取我國大豆存儲的代表性倉型——淺圓倉，通過分析糧堆溫度變化和運轉能耗，探索更加經濟有效的通風方法，為我國進口大豆在東南沿海地區安全存儲提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗倉房

選擇中央儲備糧廈門直屬庫有限公司的淺圓倉103號倉、203號倉和204號為試驗倉，倉內徑均為24.0 m，外徑24.56 m，頂高35.30 m，裝糧線高25.82 m，墻體結構為鋼筋砼，倉頂有4個軸流通風口和4個自然通風口，倉底有4個地槽通風口，設計倉容8500 t。配備有空調控溫、氮氣氣調、內環流、谷物冷卻、機械通風和電子測溫系統。

1.2 進口大豆糧情

進口大豆均來源于阿根廷，其數量、水分、雜質、不完善粒和粗脂肪酸等基本糧情信息如表1。

表1 存儲于淺圓倉的進口大豆基本糧情信息

1.3 風道系統

1.3.1 通風設備 離心式通風機①，型號4-72-12，功率18.5 kW，轉速1450 r/min；離心式通風機②，型號GM30-1A,功率30 kW，轉速2900 r/min；倉頂軸流風機，型號BFT35-11NO.8A,功率1.5 kW，轉速960 r/min。

1.3.2 風道布置 采用環型地槽風道，風網板為魚鱗形鍍鋅板材，倉外風機與通風口直接連接，風道截面為0.5 m×0.5 m，風道間距為3.7 m，四周風道距墻0.8 m，如圖1所示。

圖1 淺圓倉一機兩道環型地槽風道布設示意圖

1.3.3 通風方式

1.3.3.1 倉頂采用吸出式通風，將倉頂4個自然通風口關閉，打開倉底4個地槽通風口并套好防蟲網，然后打開倉頂軸流風口在滿足通風條件下開啟4臺軸流風機，進行底層吸入式通風。

1.3.3.2 底層全面壓入式通風，將倉頂4個自然通風口和4個軸流風口全部打開，然后在4個地槽通風口連接離心風機，確保軟接頭接好以防脫落。

1.3.3.3 底層“一通三”通風，用型號4-72-12風機接到中圈地槽口上，打開其他3個地槽口，關閉倉頂通風口，在通風條件下進行糧堆底層排積熱通風。

1.3.3.4 通風時機，當底層平均糧堆溫度-外溫≥3℃,且大氣濕度小于75%時，開啟風機。當3℃≥底層平均糧堆溫度-外溫≥0℃,且大氣濕度小于75%時，可進入“慢吸”階段。當底層平均糧堆溫度-外溫≥3℃,且大氣濕度小于75%時，可選擇4臺18.5 kW的離心風機進行底層全面壓入式通風，當底層平均糧堆溫度-外溫≥5℃,且大氣濕度小于75%時，可選擇4臺30 kW的離心風機進行底層全面壓入式通風。

1.3.3.5 風機組合及運行時間，一機兩道通風機組合及運行時間見表2。

表2 一機兩道通風風機組合形式和運行時間

1.4 糧情檢測系統

采用北京生產的VER 9.4-20140815型糧情測控系統。測溫電纜以“4-10-16”內中外三圈布置，共計30根測溫電纜，每根分14層均勻分布，每層垂直距離1.9 m，倉溫和倉濕傳感器各1個。

1.5 風機運轉能耗計算方法

根據計算單位能耗的公式如下：

①

式中：Et——糧堆溫度每降低1℃，每噸糧食消耗的電能，kW·h/(t·℃)；

t初——通風前糧堆平均溫度，℃；

t終——通風后糧堆平均溫度，℃；

G——糧堆總質量，t。

2 結果分析

2.1 103號倉通風期間糧溫變化情況

103號倉通風期間糧溫變化情況如圖2所示。103號倉通風降溫過程可分成六個階段：第一階段為夜間的底層通風，底層平均糧溫降低2.2℃；表層平均糧溫降低0.7℃；全倉平均糧溫降低0.3℃。第二階段為夜間的倉頂吸出式通風，底層平均糧溫降低1.6℃；表層平均糧溫降低3.4℃；全倉平均糧溫降低0.7℃。第三階段為密閉保溫，該階段糧溫均變化不大。第四階段為夜間4臺18.5 kW的離心風機進行底層全面壓入式通風，底層平均糧溫降低2.6℃；表層平均糧溫降低2℃；全倉平均糧溫降低1.2℃。第五階段為密閉保溫，底層平均糧溫升高1.2℃；表層平均糧溫升高0.1℃；全倉平均糧溫升高0.1℃。第六階段為全天4臺18.5 kW 的離心風機進行底層全面壓入式通風，底層平均糧溫降低2.9℃；表層平均糧溫降低3.5℃；全倉平均糧溫降低5.9℃。

圖2 103號倉通風期間糧溫變化情況

2.2 203號倉通風期間糧溫變化情況

圖3 203號倉通風期間糧溫變化情況

203號倉通風期間糧溫變化情況如圖3所示。203號倉通風降溫過程與103號倉相同，第一階段底層平均糧溫降低1.4℃，表層平均糧溫沒有變化，全倉平均糧溫降低0.1℃。第二階段底層平均糧溫降低4℃，表層平均糧溫降低0.8℃，全倉平均糧溫降低0.4℃。第三階段底層平均糧溫升高2.2℃，表層平均糧溫升高0.3℃，全倉平均糧溫升高0.7℃。第四階段底層平均糧溫降低1.7℃，表層平均糧溫降低1.7℃，全倉平均糧溫降低1.9℃。第五階段底層平均糧溫升高0.8℃，表層平均糧溫升高0.4℃，全倉平均糧溫升高0.6℃。第六階段底層平均糧溫降低2.9℃，表層平均糧溫降低3.9℃，全倉平均糧溫降低5.9℃。

2.3 204號倉通風期間糧溫變化情況

204號倉通風期間糧溫變化情況如圖4所示。除第四階段夜間的倉頂吸出式通風、第六階段采用型號GM30-1A風機外，204號倉通風降溫的其他過程與203、103號倉相同，第一階段底層平均糧溫降低2℃，表層平均糧溫沒有變化，全倉平均糧溫降低0.2℃。第二階段底層平均糧降低4.1℃，表層平均糧溫降低3.8℃，全倉平均糧溫降低1℃。第三階段底層平均糧溫升高1.9℃，表層平均糧溫升高0.2℃，全倉平均糧溫升高0.3℃。第四階段底層平均糧溫降低2.4℃，表層平均糧溫降低0.4℃，全倉平均糧溫降低0.3℃。第五階段底層平均糧溫升高1.5℃，表層平均糧溫降低0.1℃，全倉平均糧溫升高0.2℃。第六階段底層平均糧溫降低3℃，表層平均糧溫降低2℃，全倉平均糧溫降低4℃。

圖4 204號倉通風期間糧溫變化情況

2.4 通風耗能情況

2.4.1 試驗倉各階段能耗情況 試驗倉各階段耗能情況如表3。

表3 各階段耗能情況 (單位：kW·h)

2.4.2 試驗倉通風單位耗能情況 試驗倉通風單位耗能情況如表4，203號倉與103號倉通風模式相同，其中平均糧溫降得最低的為103號倉，降到了11.4℃，采用另外組合模式通風的204號倉，只降到了13.9℃，從通風降溫效果看，103號倉和203號倉的組合通風降溫效果比204號倉的組合通風降溫效果更為明顯。

從耗能角度，103號倉和203號倉的單位耗能較低，在后一階段采用大功率風機通風的204號倉單位耗能最高。從實踐看，為達到更理想的通風降溫效果，先對糧堆進行底層的“一通三”通風，然后運用較低功率離心風機+功軸流風機的組合通風方式對東南沿海地區淺圓倉進口大豆進行通風降溫，可有效降低單位能耗，達到降溫效果。

表4 淺圓倉存儲進口大豆不同通風形式單位耗能情況

3 結論與討論

在我國東南沿海地區，運用兩種組合通風方式對淺圓倉存儲的進口大豆進行了通風降溫試驗，三個試驗倉都達到了通風降溫效果要求。采用“一通三+倉頂吸出+密閉保溫+全面壓入+密閉保溫+全面壓入”模式的六段式通風比采用“一通三+倉頂吸出+密閉保溫+倉頂吸出+密閉保溫+全面壓入”的模式單位耗能低，后者的總耗能較低。前者可降溫至11.4℃，其單位能耗為0.117 kW·h/(t·℃)，后者可降溫至13.9℃，其單位能耗為0.152 kW·h/(t·℃)，前者的效果更為理想，具有降溫快，單位能耗低，經濟有效等特點。