李玉波 于釗澤

(1 中央儲(chǔ)備糧三門(mén)峽直屬庫(kù)有限公司 472000)(2 杭州蕭山糧食購(gòu)銷(xiāo)有限責(zé)任公司 311200)

富氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)藏是建立在生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)上的一項(xiàng)綠色環(huán)保儲(chǔ)糧技術(shù)，主要是通過(guò)改變糧堆中的氮?dú)夂脱鯕獗壤?，防治?chǔ)糧害蟲(chóng)、抑制霉菌繁殖，從而達(dá)到保持糧食品質(zhì)，確保糧食安全的目的[1]。蕭山國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)結(jié)合倉(cāng)房特點(diǎn)以及儲(chǔ)糧特性，對(duì)淺圓倉(cāng)進(jìn)行了智能充氮技術(shù)改造，并組織開(kāi)展了試驗(yàn)應(yīng)用，對(duì)智能充氮系統(tǒng)、氣調(diào)儲(chǔ)藏對(duì)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的影響進(jìn)行了初步研究。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房

1.1.1 倉(cāng)房基本條件 選取淺圓倉(cāng)Q01、Q02、Q04、Q05、Q06、Q08、Q09為試驗(yàn)倉(cāng)。各倉(cāng)直徑20 m，倉(cāng)容5000 t，檐高34 m，裝糧設(shè)計(jì)高度27.5 m；倉(cāng)壁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總厚度200 mm；倉(cāng)頂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；通風(fēng)系統(tǒng)為地上籠。每倉(cāng)倉(cāng)頂有軸流風(fēng)機(jī)(型號(hào):135-5.6A)2臺(tái)、通風(fēng)口2個(gè)，倉(cāng)底通風(fēng)口2個(gè)。儲(chǔ)糧具體情況見(jiàn)表1。

表1 氣調(diào)倉(cāng)儲(chǔ)糧基本情況

1.1.2 制氮及檢測(cè)設(shè)備 PSA變壓吸附氮?dú)鈾C(jī)，型號(hào)SCM-150，氮?dú)猱a(chǎn)量150 m3/h，氮?dú)廨敵鰸舛?99.5%，負(fù)載功率59.5 kW；E4000便攜式多種氣體檢測(cè)儀；倉(cāng)外測(cè)蟲(chóng)儀；空氣呼吸機(jī)；濃度檢測(cè)管。

1.1.3 智能控制系統(tǒng) 綠色充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧智能控制管理系統(tǒng)由前端倉(cāng)房應(yīng)用設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)三個(gè)部分組成。前端倉(cāng)房應(yīng)用設(shè)備：主要在倉(cāng)房?jī)?nèi)部、通風(fēng)口處安裝高精度進(jìn)口氧氣濃度檢測(cè)傳感器2個(gè)、壓力傳感器2個(gè)、電氣控制箱1個(gè)、電動(dòng)閥門(mén)組4組；倉(cāng)溫傳感器1只。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接收和發(fā)送選用有線控制模式；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)采取中心機(jī)房計(jì)算機(jī)控制方式。系統(tǒng)采取上充下排模式充氮，環(huán)流模式均衡氮?dú)狻?/p>

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 氣調(diào)倉(cāng)改造及準(zhǔn)備 改造Q04、Q06、Q09上卸糧口閘閥，側(cè)壁閘閥，蝶閥；上層人孔蓋板下方更換密封圈，加裝環(huán)流管蝶閥；測(cè)溫孔上方增加直徑260 mm厚5 mm圓形鋼制蓋板，蓋板下增加3 mm厚耐磨腐蝕橡膠墊圈，蓋板四周增加緊固螺絲，蓋板密封后周?chē)捎媒Y(jié)構(gòu)膠加強(qiáng)密閉。氣密性改造后，倉(cāng)房氣密性提升明顯。同時(shí)分別在空間，糧堆中心2 m處，倉(cāng)底排氣孔設(shè)置氣體檢測(cè)點(diǎn)。Q06號(hào)倉(cāng)在糧堆下5 m處、10 m處增設(shè)兩處氣體檢測(cè)點(diǎn)。整倉(cāng)密閉，檢測(cè)側(cè)倉(cāng)房氣密性并補(bǔ)漏。

1.2.2 富氮?dú)庹{(diào) 從糧堆上部充氣，排氣孔排氣，持續(xù)充氣，排氣孔濃度小于目標(biāo)濃度3%～5%時(shí)，停止充氣，開(kāi)啟環(huán)流風(fēng)機(jī)，均勻糧堆濃度。根據(jù)倉(cāng)內(nèi)濃度情況重復(fù)此過(guò)程，當(dāng)糧堆各監(jiān)測(cè)點(diǎn)濃度達(dá)到目標(biāo)濃度時(shí)停止。同時(shí)在排氣孔濃度達(dá)到90%時(shí)，尾氣通入另一氣調(diào)倉(cāng)庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)廢氣利用達(dá)到節(jié)能的效果[2]。氣調(diào)過(guò)程中，有蟲(chóng)倉(cāng)氮?dú)鉂舛鹊陀?8%時(shí)及時(shí)補(bǔ)氣；無(wú)蟲(chóng)倉(cāng)氮?dú)鉂舛鹊陀?5%時(shí)及時(shí)補(bǔ)氣[3]。

1.2.3 濃度檢測(cè) 充氮?dú)庹{(diào)期間每天定時(shí)檢測(cè)空間濃度、糧堆濃度、環(huán)流管濃度以及倉(cāng)房壓力并記錄，根據(jù)倉(cāng)房濃度合理調(diào)配倉(cāng)房充氮時(shí)間及流量。

1.2.4 糧情檢查 氣調(diào)過(guò)程中，采用倉(cāng)外害蟲(chóng)采集器，通過(guò)預(yù)設(shè)管道，檢查蟲(chóng)害發(fā)生情況，必要時(shí)在多人防護(hù)下，佩戴空氣呼吸機(jī)進(jìn)倉(cāng)檢查害蟲(chóng)等糧情。并在氣調(diào)結(jié)束后評(píng)估殺蟲(chóng)效果，計(jì)算能耗。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 氮?dú)鉂舛茸兓治?/h3>

從表2可以看出，氮?dú)鉂舛葟?8.4%降到98%以下只需要2 d～4 d，從98%降到95%需要15 d左右。因此氣調(diào)防蟲(chóng)倉(cāng)需要補(bǔ)氣次數(shù)遠(yuǎn)低于氣調(diào)殺蟲(chóng)倉(cāng)，能耗也會(huì)遠(yuǎn)低于氣調(diào)殺蟲(chóng)倉(cāng)。經(jīng)過(guò)分析，倉(cāng)庫(kù)在氣密性良好的情況下，氮?dú)鉂舛?8%以上難以保持的原因有:①淺圓倉(cāng)沒(méi)有進(jìn)行糧面薄膜壓蓋，充氮期間空間沒(méi)法形成氮?dú)鈿饽?，無(wú)法維持氮?dú)鉂舛纫恢碧幱?8%以上狀態(tài)；②墻體漏氣；③糧堆內(nèi)部氮?dú)鉂舛炔粔蚓鶆颉?/p>

表2 Q04氮?dú)鉂舛茸兓?/p>

2.2 氮?dú)鈿庹{(diào)對(duì)害蟲(chóng)的影響

此次氣調(diào)針對(duì)有蟲(chóng)倉(cāng)和無(wú)蟲(chóng)倉(cāng)采取不同的方式充氮?dú)庹{(diào)。針對(duì)Q01、Q04、Q09無(wú)蟲(chóng)倉(cāng)以防蟲(chóng)為主，氮?dú)鉂舛仍O(shè)定在95%以上密閉60 d；Q02、Q05、Q06、Q08有蟲(chóng)倉(cāng)庫(kù)以殺蟲(chóng)為主，氮?dú)鉂舛仍O(shè)定在98%以上密閉30 d。

表3表明，經(jīng)過(guò)30 d濃度98%氮?dú)鈿庹{(diào)殺蟲(chóng)，谷蠹、赤擬谷盜、玉米象、長(zhǎng)角扁谷盜全部死亡，說(shuō)明氣調(diào)對(duì)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育有很大的影響，殺蟲(chóng)效果良好；同時(shí)無(wú)蟲(chóng)倉(cāng)氣調(diào)結(jié)束后未發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)，表明95%氮?dú)鈱?duì)害蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育具有一定的抑制作用。在自然排氣30 d后，Q08、Q05倉(cāng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)赤擬谷盜，表明氮?dú)鈿庹{(diào)對(duì)赤擬谷盜殺滅不夠徹底。

表3 氮?dú)鈿庹{(diào)對(duì)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的影響

2.3 能耗分析

各倉(cāng)充氮所用時(shí)長(zhǎng)、流量、能耗如表4所示。

表4 充氮能耗及流量

結(jié)合表1、表4，淺圓氣調(diào)能耗和淺圓倉(cāng)氣密性以及氣調(diào)目的(殺蟲(chóng)、防蟲(chóng))成正相關(guān)。Q01、Q04、Q09均為無(wú)蟲(chóng)倉(cāng)，正壓半衰期376 s、396 s、384 s，氣調(diào)期間單位能耗分別為1.70 kW·h/t、1.06 kW·h/t、1.50 kW·h/t，低于Q02、Q05、Q06、Q08倉(cāng)庫(kù)單位能耗。同時(shí)在氮?dú)鉂舛冗_(dá)到98%所耗時(shí)間也相對(duì)較少。

3 結(jié)論

3.1 氮?dú)鉂舛仍?8%保持30 d對(duì)玉米象、谷蠹、長(zhǎng)角扁谷盜殺蟲(chóng)效果較好，對(duì)赤擬谷盜殺滅不夠徹底。同時(shí)氮?dú)鉂舛仍?5%以上60 d能夠抑制儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育。此外本次試驗(yàn)蟲(chóng)種數(shù)量偏少，在今后需要增加儲(chǔ)糧害蟲(chóng)種類(lèi)進(jìn)行試驗(yàn)。

3.2 充氮系統(tǒng)能耗與倉(cāng)房氣密性密切相關(guān)。本次試驗(yàn)?zāi)芎钠毡檩^大，倉(cāng)房氣密性較差的倉(cāng)庫(kù)，氮?dú)鉂舛入y以長(zhǎng)時(shí)間保持，需要頻繁補(bǔ)氣。濃度在95%～98%之間保持時(shí)間較長(zhǎng)，以防蟲(chóng)為目的氣調(diào)倉(cāng)內(nèi)可以明顯減少能耗。此外，本次試驗(yàn)中后期開(kāi)始采取氣調(diào)倉(cāng)尾氣通入另外倉(cāng)庫(kù)的方式充氮?dú)庹{(diào)，實(shí)現(xiàn)尾氣循環(huán)利用。

3.3 淺圓倉(cāng)使用上充下排方法時(shí)，應(yīng)注意倉(cāng)內(nèi)壓力變化情況，保持每天兩次測(cè)壓，以保證倉(cāng)內(nèi)壓力處于正常狀態(tài)，以防壓力增加造成倉(cāng)房損害。

3.4 本次氣調(diào)殺蟲(chóng)試驗(yàn)取得了不錯(cuò)的效果，但是試驗(yàn)過(guò)程中也暴露了一些問(wèn)題：第一，單位能耗過(guò)大。由于淺圓倉(cāng)氣密性問(wèn)題，全倉(cāng)氮?dú)鉂舛冗_(dá)到98%之后，只能保持2 d～4 d，所以氣調(diào)期間，補(bǔ)氣頻率過(guò)高。應(yīng)在充氮前對(duì)淺圓倉(cāng)進(jìn)行氣密性改造。第二，氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置不夠科學(xué)。未來(lái)試驗(yàn)中會(huì)增加氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)，更精確地記錄不同部位不同階段的氮?dú)鉂舛取?/p>