基于內環流控溫技術的糧堆水分變化規律研究

任伯恩，王仁旭，吳建忠

（北京市房山糧油貿易有限公司/全國糧食和物資儲備技能大師工作室，北京 100055）

北京地區屬于第四生態儲糧區[1]，為典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，春秋短促。年平均氣溫10 ~ 12 ℃，1月平均氣溫-7 ~ 4 ℃，7月平均氣溫25 ~ 26 ℃，最高氣溫可達35 ~ 40 ℃。隨著北京市“糧安工程”智能化升級改造項目的推進，多數糧倉已完成內環流控溫系統的安裝和使用。內環流控溫技術要領可概括為冬季蓄冷，春季保冷，夏季控溫，即利用糧堆“冷心”儲存冷源[2]，在氣溫上升季節之前做好倉房保溫隔熱處理，夏季實施倉內封閉環流，降低倉溫、倉濕，從而達到降低表層糧溫、均衡糧溫的目的。本試驗擬研究內環流控溫條件下糧堆內部水分變化規律，以期為高大平房倉內環流控溫儲糧實際應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗倉房基本情況

試驗高大平房倉（20號倉）：48 m×27 m×6 m（長×寬×裝糧線高），配備電子測溫、機械通風、環流熏蒸等科學保糧措施，倉內地坪為水泥，倉頂隔熱材料為膨脹珍珠巖。儲存5 886.547 t國產小麥。試驗前做好倉房門窗、通風口以及風機的密閉、隔熱工作，并于上年冬季做好糧堆蓄冷工作（平均糧溫5 ℃）。

1.1.2 內環流控溫環流熏蒸集成控制系統

LQCK-001型內環流控溫環流熏蒸集成控制系統：山東金鐘電子集團。系統為一機三控，單面安裝；包括一管、一機、一箱、一線，即保溫管、環流風機、控制箱、測溫感應線。風道為倉房原有通風系統。保溫管為管套管結構，內管材料為PVC，外管材料為不銹鋼，其間填充聚氨酯發泡保溫材料。環流風機為三項異步防爆電動機，功率0.75 kW。溫度采集器為數字溫度傳感器。控制箱為系統核心控制部位，可自動開啟或關閉系統，自動統計系統運行時間和開啟次數。

1.1.3 溫濕水一體化糧情檢測系統

恒豐-003型溫濕水一體化糧情檢測系統：寧夏東大恒豐科技有限公司。主要用于糧堆溫度、水分、糧堆內部濕度的監測[3]。把糧堆平面等分成4個區域，采用梅花布點方法，即糧倉水平面布置成5行5列，共13個測點（見圖1），兩側測點離墻1 m，中間2個測點對稱，平面每個測點在深度方向分為4層，距離上下糧面0.5 m各一個測點，其他2個檢測點等分，總共為52個測點。

圖1 20號倉溫濕水系統布點圖

1.2 試驗方法

20號倉于5月26日開啟內環流系統，啟動溫度設為21 ~ 24 ℃[4]，于6月13日調至25 ~ 27 ℃。每天9:00采集糧堆內部濕度以及水分1次。于9月26日關閉系統，停機1個月后，再次對其進行檢測。

2 結果與分析

2.1 20號倉平均水分變化

由表1可知，通風前后糧堆平均水分均為10.6%，可認為內環流控溫系統有一定的保水效果；通風2周內，由于糧堆下行式氣流的作用，第四層糧食水分由11.0%降至10.9%，而第一層糧食水分由10.6%升至11.2%。隨著時間的推移，表層糧食與倉內環境進行濕熱交換，第一層糧食通過散濕作用水分不斷降低，第二、第三層糧食水分呈緩慢上升而后下降的趨勢。

表1 20號倉平均水分情況 %

通風結束1個月之后，根據吸濕平衡規律，第一層糧食水分由9.0%升至9.4%，整倉平均水分為10.7%，說明關閉內環流控溫系統之后，糧堆水分有一個再分配、再平衡的過程。

2.2 糧堆平均濕度變化

由表2可知，通風2周內表層糧食與倉內環境進行濕熱交換，第一層糧堆濕度由47.2%升至51.7%，第二層和第三層糧堆的濕度呈上升趨勢，第四層呈下降趨勢。隨著時間的推移,在下行氣流的影響下，第一層糧堆濕度不斷降低，第二、第三層糧堆濕度呈緩慢上升而后下降的趨勢，第四層呈先下降后上升趨勢。整體上，糧堆濕度由44.9%上升為48.8%，增加的濕度應來自于倉內環境的濕熱空氣。

表2 糧堆平均濕度情況 %

因此可見，糧堆濕度是伴隨糧堆水分同步轉移的，即自上而下的氣流通過糧堆，水分含量較高的糧層通過散濕作用使水分降低，并在糧堆空隙內形成較高的濕度，而水分較低的糧層則通過吸濕作用增加水分進而使水分自上而下轉移。糧堆內部水分維持相對穩定的動態平衡[5]。

3 結果與討論

3.1 研究結果

水分的流失造成糧食重量的流失，由于內環流控溫系統是閉合回路，與外界空氣沒有濕熱交換，理論上不會流失水分，起到了保水作用[6]，為節糧減損提供了有效保障，有益于提高糧庫的經濟效益。

糧堆表層水分降低明顯，尚未對其品質進行檢驗，無法評價水分降低對儲糧品質的直接影響，但是表層水分下降也說明其防止糧面結露的作用[7]；較為干燥的環境雖不能完全避免蟲、螨活動，但會有一部分種類因不適于干燥條件而無法生存，或者在繁殖方面有所降低。

3.2 操作建議

一是提升倉房的保溫隔熱和氣密性能。適當減少倉房倉窗數量，采取部分窗戶磚砌封堵，剩余窗戶可采用密封糧膜加隔熱板密封處理，增設新型保溫門，采用倉內空間吊頂處理，對倉內穿線管和墻壁箱體采用密封膠密封處理，以提升空間降溫效果，確保倉房保溫和密閉性能[8]。二是做好冬季蓄冷，蓄冷工作兼顧降溫和保水，做好這個階段的蓄冷工作是夏季內環流控溫和保水的基礎。把握適宜的通風時機，采用風量較小的排風扇進行階段式間歇降溫通風，平均糧溫降至5 ℃左右，局部最高糧溫≤15 ℃。三是科學設定參數，根據倉房條件和品種靈活掌握控溫目標，采取階段性或間歇式開啟內環流開始控溫。儲存小麥、玉米的參數可設定為26～24 ℃，儲存稻谷的參數可設定為22～20 ℃。