氮氣氣調儲糧尾氣利用的研究

◎龔劉闖，龔澤穎，徐鵬程

（無錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無錫 214035）

目前，氮氣氣調已經被廣泛用于糧食、水果和蔬菜的保鮮儲藏[1-3]。隨著科技發展和人們生活水平的提高，糧食安全受到人們更多的關注，綠色食品的需求不斷增加，綠色、環保、安全以及高效的儲糧與害蟲防治技術已經成為未來糧食儲藏的研究方向。糧食儲藏使用氮氣氣調可以降低糧倉內微生物活動，使得糧食呼吸減緩，實現糧食保管時間的延長[4]。研究發現，使用氮氣氣調技術儲藏糧食還可以適當提升儲藏期限、延長輪換周期、減少儲藏周期內的輪換次數，能夠為企業節省大量的輪換經費，具有明顯的經濟效益和生態效益[1,5]。

在目前普遍采用的單管道氮氣氣調儲糧工藝的基礎上，通過重新設計閥門箱和倉外充氣管路，實現在氣調過程中回收排放的尾氣，通過對尾氣的回收利用，縮短倉房充氣時間，從而達到降低氣調儲糧技術的使用成本和節能降耗的目的。

1 尾氣利用系統

1.1 尾氣利用系統簡介

圖1 閥門箱及管道布置示意圖

1.2 尾氣利用系統工作流程

制氮機設置出口濃度為99.5%時進行制氮，通過氮氣管道充入倉房，當檢測排出的尾氣濃度大于90%時，打開倉房1 的7 號蝶閥把可以利用的尾氣排入到倉房2 中，倉房2 需要打開2 號和5 號蝶閥接收尾氣，尾氣利用示意見圖2。

圖2 尾氣利用示意圖

1.3 試驗條件和數據

1.3.1 試驗地點

試驗地點為浙江某地，試驗倉房情況如下。

（1）高大平房倉（倉房1），設計倉容2 500 t，倉墻壁磚混結構，單倉跨度21 m、長23 m，裝糧線高度6 m；通風口4 個，配備橫向通風、氮氣氣調、糧面空調系統。

（2）高大平房倉（倉房2～倉房12），設計倉容1 500 t，倉墻壁磚混結構，單倉跨度18 m、長23 m，裝糧線高度5 m；通風口2 個，配備地上籠通風（一機三道）、氮氣氣調、糧面空調系統。

1.3.2 儲糧情況

儲糧情況如表1所示，倉房1～倉房12 儲存糧食品種都是浙江本地產稻谷，在入庫過程中，嚴格控制入庫糧食質量。

表1 試驗倉儲糧原始數據表

1.3.3 試驗儀器與設備

MS400S 型手持泵吸式氮氣檢測儀，基恩思精密儀器設備（重慶）有限責任公司；DP1000-ⅢB 型數字微壓計，上海億歐儀表設備有限公司；DT（S）S238 型三相電子式電能表，浙江立新儀表制造有限公司。

表7為重砂5產品通過浮選分離出云母和非云母兩類的結果，目的是查明銣在這兩類產品分離過程中的走向趨勢。由表7數據可以看出，銣主要富集于云母精礦中。由于本次研究中重砂5的浮選分離目的是研究銣的走向趨勢，屬于大致分離，云母精礦中雜質較多，云母精礦中銣含量并不代表銣精礦中銣含量。

1.3.4 氣體取樣方法

采用6 個點位進行氣體取樣分析，氮氣氣調控制軟件進行自動檢測。使用手持泵吸式氮氣檢測儀隨機檢測任意點位，校驗軟件檢測的濃度值是否準確。

1.3.5 氣密性檢測方法

采用壓力衰減實驗法對倉房（糧堆）進行氣密性檢測。使用環流風機將空氣從薄膜密閉的糧堆抽出，使糧堆內外壓力差達到-300 Pa。停機后，由于漏氣，糧堆內外的壓力差逐漸減小，根據壓力差衰減到-150 Pa 的時間來判斷倉房氣密性的好壞。氮氣氣調倉要求氣密性試驗檢測時間不小于300 s。

1.3.6 氣調充氮方式

橫向通風倉與地上籠通風倉所采用充氮方式有所不同，地上籠通風采用下充上排方式，橫向通風采用抽負壓充氮方式。

2 系統運行費用比較

兩種不同充氮儲藏方式的實驗結果見表2。由表2可見，采用尾氣利用的地上籠通風倉房，在95%濃度條件下，噸糧成本大幅下降，與尾氣未利用的倉房相比，噸糧成本下降0.18 元左右；在98%濃度條件下，噸糧成本下降0.31 元左右，具有一定的經濟效益。橫向通風倉與地上籠通風倉所采用充氮方式有所不同，噸糧成本相差較大，相比尾氣未利用的地上籠通風倉房，在95%濃度條件下，噸糧成本增加0.36 元左右；在98%濃度條件下，噸糧成本增加0.48 元左右。

表2 不同充氮儲藏方式的實驗結果情況表

采用氮氣氣調儲糧，倉房氣密性尤為重要，氣密性好的倉房可以減少倉房的補氣次數，節約能耗，能夠更快地充到目標濃度，良好的倉房氣密性條件也是氮氣氣調儲糧成功的關鍵因素。這兩種氣調方式的殺蟲效果均比較明顯，通過倉外測蟲結合人工篩查，糧堆內未檢出活蟲。值得注意的是蟲害已經爆發的倉房不宜利用尾氣，以防止蟲害蔓延到其他倉房。

3 結論

氮氣氣調的尾氣回收再利用能夠有效節省用電成本，取得良好的經濟效益，從而達到綠色儲糧的最終目的，為后續氮氣氣調的運用推廣和技術更新打下堅實的基礎。