高大平房倉冬季覆膜通風降溫工藝探析

◎ 陳 娟，黎曉東，盧志柏，林春華，陳增賢，林桂洪

（中央儲備糧廣州直屬庫有限公司，廣東 廣州 510800）

氣調儲糧作為世界公認的綠色儲糧技術，既能保證糧食品質、延緩儲糧品質劣變、抑制蟲霉滋生、減少化學藥劑污染，還能大大提高企業經濟效益和社會效益[1-2]，推動我國糧食儲藏技術向前發展。充氮氣調與控溫儲糧相結合的儲糧模式在我國南方地區應用日益成熟，經濟運行效益越來越優，社會效益越來越好。為滿足高大平房倉充氮氣調的氣密性要求，糧面壓蓋薄膜是目前增強倉房氣密性的主要方法[3]。但在實踐中，冬季降溫通風時需將氣調倉糧面的密閉薄膜揭開，待通風作業結束后再重新密閉轉入充氮氣調，在全儲存周期內重復作業。頻繁的揭膜與壓蓋既耗時費力又易損傷薄膜，影響氣密性。本試驗采用兩種不同通風工藝進行實倉試驗，對比分析在小功率軸流風機緩速通風的條件下，覆膜通風與揭膜通風的降溫效果、通風均勻性、水分損失、經濟效益以及不同因素對覆膜通風均勻性的影響，為更好地應用覆膜通風技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗倉房和儲糧情況

根據倉房結構、糧食品種、雜質等條件，選擇4、8、9號倉為試驗倉房，均為47.6 m×29.2 m的高大平房倉，地上籠通風，每個倉房4個風道口分兩側，1機4道布置。儲糧基本情況見表1。

表1 供試糧食情況表

1.2 主要設備

Y80-2/4型軸流風機，河北電機股份有限公司生產；CGSR-GDCSIV型糧情測控系統，中儲糧成都糧食儲藏科學研究所生產；聚氯乙烯薄膜，厚度0.13 mm，河南省糧保倉儲設備有限公司生產。

1.3 覆膜通風基本原理

軸流風機運行時產生的壓力差使倉內糧面薄膜以上空間形成負壓，薄膜鼓起，倉房四角薄膜揭開處形成敞口，糧堆與空間聯通，形成風路。此時，外界冷空氣沿風道口進入糧堆，經糧堆中的空隙穿過糧層到達糧面上鼓起的薄膜，由倉房四角的軸流風機風葉旋轉驅動抽出倉外，使糧堆內外氣體充分進行濕熱交換，降低糧食溫度。

1.4 試驗方法

覆膜通風工藝：揭開倉房四面角落處的糧面薄膜，每邊薄膜約3 m長，將揭起的薄膜卷好用支撐架固定，在每個軸流風機口附近的薄膜面壓上沙袋，防止通風時薄膜鼓起擋住通風口。打開倉房4個軸流風機窗和4個風道口，同時檢查軸流風機口和風道口有無堵塞。關閉好倉房門窗，適時開啟軸流風機進行上行式通風降溫，見圖1。

圖1 覆膜通風工藝示意圖

冬季通風期間，按照《儲糧機械通風技術規程》的要求選擇合適的通風時機，每日對試驗倉房的糧溫、倉溫、氣溫、氣濕進行跟蹤檢測。試驗倉房通風工藝設置情況見表2。

表2 試驗倉房通風工藝設置情況表

2 結果與分析

2.1 不同通風方式對降溫效果的影響

2.1.1 不同通風方式下糧溫變化情況

兩次通風前后，分別用糧情測控系統檢測9號倉各層平均糧溫，兩種通風方式下糧堆各層平均糧溫變化見圖2。

圖2 兩種通風方式下糧堆各層平均糧溫變化圖

由圖2可知，9號倉兩次通風前各層平均糧溫分布基本趨于一致，糧堆中下層為冷心區域，通風結束后糧堆各層溫度分布也相同，均為中下層＜下層＜中上層＜上層。采用不同通風方式均取得了明顯的降溫效果，因2020年冬季氣溫較2019年冬季氣溫低，所以覆膜通風后糧堆各層降溫幅度整體大于揭膜通風。揭膜通風后的糧堆中上層與中下層平均糧溫差值低于覆膜通風后的糧堆中上層與中下層平均糧溫差值，其他相鄰糧層溫度相差不大，這可能是覆膜通風時風量大多由最短途徑經過揭膜部位，而經過糧堆中上層中心區域的風量較少，造成中上層糧溫降溫緩慢。

2.1.2 通風均勻性情況

兩次通風結束后24 h，檢測9號倉糧堆各層各點溫度，使用糧堆各層糧溫的變異系數來評價機械通風均勻性[4]，糧溫變異系數值越小，均勻性越好。兩種通風方式的通風均勻性情況見表3。

表3 兩種通風方式下糧堆通風均勻性情況表

由表3可知，覆膜通風后糧溫變異系數比揭膜通風高5.1%，在保持較大的降溫幅度下，覆膜通風最大溫度梯度值略高于揭膜通風，說明覆膜通風的糧堆通風均勻性略差于揭膜通風，糧堆內各層點的溫度分布離散性較大，局部氣流阻力較大。

2.2 不同因素對覆膜通風效果的影響

對不同品種、不同雜質含量的糧食進行覆膜通風，分析不同因素對覆膜通風效果的影響，具體情況見圖3。

圖3 覆膜通風平均糧溫變化情況圖

由圖3可知，覆膜通風過程中，各倉平均糧溫整體呈下降趨勢，降溫速率在通風中期最快，后期漸緩。通風結束后，所有試驗倉房的降溫幅度基本相同。稻谷倉在通風初期的降溫幅度大于小麥倉，隨著通風時間的增長，小麥降溫速率逐漸加快，8號倉稻谷的降溫速率大于4號倉稻谷，可能是由于4號倉的稻谷雜質含量比8號倉略高，通風阻力大。

分別對不同品種、不同雜質含量的糧食在通風期間的糧溫變異系數作單因素方差分析，判斷不同因素對通風過程中均勻性的影響，分析情況見表4。

由表4可知，不同品種、不同雜質含量對覆膜通風過程中的均勻性無顯著影響（P＞0.05），說明在整個覆膜通風期間，各試驗倉房糧堆內冷空氣濕熱交換充分，同一通風條件下，不同品種與不同雜質含量的糧食在通風期間的均勻性變化有較高的一致性。

表4 通風期間糧溫變異系數方差分析表

2.3 糧食水分變化情況

通風前后，按照標準法扦取試驗倉房糧食綜合樣檢測水分，具體情況見表5。

表5 糧食水分變化情況表

由表5可知，通過冬季通風降溫，稻谷覆膜通風倉的糧食整體水分基本無變化，小功率軸流風機緩速通風可有效減少因儲糧通風造成的水分損失問題[5]。小麥皮薄，組織松軟，沒有類似于稻谷具有的外殼保護，所以吸濕與解吸能力比稻谷強。通風期間外界平均相對濕度在65%～68%，遠低于糧堆內平衡濕度，引起小麥糧堆內大量水汽隨著空氣流出倉外，導致小麥倉水分降幅高于稻谷倉0.3%左右。兩種不同通風方式下小麥的水分降幅僅相差0.1%，說明不同通風方式對糧食水分降幅無明顯影響。

2.4 通風能耗與經濟效益分析

由表6可知，小麥倉覆膜通風比揭膜通風的單位能耗低，噸糧費用節省了0.03元。在覆膜通風下，稻谷的糧層阻力大于小麥，降溫速度慢，所以稻谷倉的電耗比小麥倉高。不同雜質含量的稻谷覆膜通風所產生的電耗差異不大，說明雜質因素對覆膜通風過程中的氣流均勻性無明顯影響。

表6 通風能耗情況表

本次試驗按稻谷儲存3年計算覆膜通風和揭膜通風所需的材料費和人工工時。材料費：覆膜通風100元，揭膜通風500元；人工工時：覆膜通風9個工時，揭膜通風138個工時。為節約儲糧成本，避免資源浪費，一般薄膜使用一個儲糧周期才需更換。材料費的差異主要體現在覆膜通風在全儲糧周期內只壓一次薄膜，對薄膜損壞程度較小，而揭膜通風每次壓膜都會對薄膜造成損壞，需更換部分薄膜；人工工時的差異主要體現在覆膜通風安裝支撐架的人工工時很少，而揭膜通風在全儲糧周期內需揭膜3次，且期間要進行收膜、卷膜、補膜、壓膜等勞動強度較大、耗時較長的工序。經以上對比，覆膜通風與揭膜通風在材料費方面差異不大，但在人工工時方面差異較大。在目前糧庫倉儲保管員不足的情況下，創新作業工藝、改進工作方式、節約人工成本的“小發明、小創造、小革新”活動要鼓勵、要獎勵。

3 結論與討論

（1）采用小功率軸流風機緩速通風，覆膜通風與揭膜通風均有明顯的降溫效果，且對水分損失無明顯影響。覆膜通風的通風均勻性略差于揭膜通風，糧堆中上層區域溫度差異性大，存在氣流不均現象。

（2）覆膜通風過程中，不同品種與不同雜質含量的糧堆對通風均勻性無顯著影響，小麥倉的降溫速率比稻谷倉快，水分損失較大。稻谷倉通風前后水分無明顯變化，保水效果較好，但電耗高于小麥倉。

（3）相比揭膜通風，覆膜通風有良好的經濟效益，大大減少了通風電耗，減輕了壓膜揭膜勞動強度，節省了儲糧材料與人工成本，縮短了通風后的充氮氣調準備時間，可使糧食基本全儲存周期處于氣調儲存狀態，延緩糧食品質變化，提高防蟲防霉的效果。

（4）本試驗覆膜通風僅揭開倉房四角的薄膜，通風均勻性優勢不明顯，此工藝還有待于進一步優化以提升通風降溫均勻性，降低各層點的溫度差異性，可根據通風期間各糧層水分梯度變化，分析水分分層狀態，提高儲糧穩定性。