高大平房倉氣密性改造試驗

糧食購銷是一種國際著名的綠色糧食購銷技術。1材料和方法1.1倉房結構及墻體結構選取湖州公司28號倉、32號倉兩個倉作為試驗倉，56號倉作為對照倉。試驗倉房均為高大平房倉，單倉長30m、寬21m、裝糧線高6m;倉房墻體為磚混結構，倉墻厚度75cm,倉頂為拱頂結構；三個倉房均為兩組一機三道單側地上籠通風網；試驗倉均配有固定式環流熏蒸系統、糧情測控系統、固定氮氣輸送管道。1.1.1對倉房的氣密性改造利用糧食輪換間歇期對試驗倉房28號倉及32號倉實施了一系列氣密性改造措施，如地坪四周“L”角氣密處理、地坪伸縮縫修補及氣密性處理、倉房堆糧線以下墻體氣密高分子涂料處理、倉房墻體PEF保溫板粘貼等，并對所有的工藝孔洞進行了密封處理，糧面采用薄膜單面密閉，對薄膜和槽管之間可能漏氣的地方用密封膠和膠帶加以處理，倉房大門處也采用薄膜和管槽做密封處理。對照倉房56號倉未進行氣密性處理，對氣密性改造后的試驗倉房采用壓力半衰期法(-300Pa)檢測倉房氣密性。試驗倉房儲糧基本情況及倉房半衰期(-300Pa)檢測結果見表1。1.1.2m煙氣濃度檢測變壓吸附制氮機系統：制氮機組產氣量150m氧氣濃度檢測儀：YT-1100H氧氣分析儀。其他：氣密性檢測裝置，U形壓力計，秒表，空氣呼吸器，YT-1200H-O1.2測試方法1.2.1倉內薄膜鼓起和排氣充氮工藝為上充下強排法同自然排氣法相結合。具體步驟如下：(1)打開倉房上部充氣口，向倉內充入高濃度氮氣，打開倉房下方出氣口，使糧堆內空氣自然排出；(2)待倉內薄膜鼓起形成較大氣囊，通過離心風機強制由下方排氣口抽氣，至薄膜貼平糧面，停止排氣；(3)重復上一步，待倉內薄膜形成氣囊，繼續開啟離心風機排氣，如此循環多次，逐步置換出倉內空氣，提高倉內氮氣濃度，待排氣口氧氣濃度達到5%以下，停止排氣；(4)繼續充氣，直至倉內薄膜形成較大氣囊時，停止充氣；(5)密閉期間監測氧氣濃度變化情況，并根據倉內氣體濃度變化及倉內氣囊情況，擇機及時補氣。1.2.2倉房下排氣口氧化檢測點布置糧堆密閉前布置好氣體取樣管(4mm的耐壓軟管)和氧氣濃度檢測點。倉內共設置固定氧氣濃度檢測點5個，位于上層糧面(糧面下30cm處):倉房中心、西南角、西北角、東南角、東北角各1個；倉房下部排氣口1個氧氣濃度檢測點。每倉共6個檢測點，用氧氣分析儀檢測氧氣濃度。充氮期間定時檢測氧氣氣體濃度，前期每天檢測兩次，距離目標濃度較近時，適當增加檢測次數，在氣調儲藏期間每2d～3d檢測1次。根據檢測濃度的變化情況，分析氧氣濃度變化規律，掌握補氣時機。1.2.3測糧堆內害蟲采用實倉觀察方法觀察倉內害蟲，采用篩檢法檢測糧堆內害蟲。每周由兩名保管員佩戴空氣呼吸器進倉查看蟲情，一名保管員佩戴正壓式空氣呼吸器倉外監護，觀察害蟲死亡情況，做好相關記錄。2結果與分析2.1無論哪種氮濃度都會發生變化2.1.1號倉氣調作業方案試驗期間，28號倉2020年4月23日開始充氣，25日進入穩定狀態；56號倉4月26日開始充氣作業，4月27日達到計劃濃度；32號倉由于入倉時間較晚，于9月9日開始充氣，11日進入穩定狀態。其中，28號倉氣調作業期間補氣2次；32號倉氣調作業期間補氣1次；56號倉由于氣密性較差，無法在倉內維持有效氣囊，于4月30日停止氣調作業。制氮機運行時間及倉內補氣情況見表2。2.1.2倉內氣孔的變化28號倉達到目標濃度后，每周倉內氧氣濃度檢測結果見表3。從上表3數據可知：28號倉在充氮密閉期間糧堆內氧氣最高濃度為4.6%、最低0.3%,整體平均濃度為2.5%。第一次充氣結束后，倉內氣囊維持58d,氧氣濃度平均增速為0.03%/d;7月10日進行補氣操作，補氣后倉內氧氣平均濃度下降至1.24%,之后開始以0.02%/d的平均速率緩慢上升；8月18日進行第二次補氣，之后又開始以0.02%/d的平均速率緩慢上升。28號倉分別于7月10日與8月18日對氣調倉進行補氣作業，其中7月10日補氣作業效果最為明顯，使倉內氧氣平均濃度從4.3%降至1.2%,8月18日補氣作業效果不明顯，使倉內氧氣平均濃度從1.8%降至1.1%。在整體密閉期間，氧氣平均濃度始終保持在4.3%以下。2.1.3倉內氣流濃度32號倉達到目標濃度后，每周倉內氧氣濃度檢測結果見表4。從上表4數據可知：32號倉在9月10日后出氣孔濃度達到5%以下，糧堆內部氧氣濃度均達到目標濃度，充氮密閉期間糧堆內氧氣最低濃度為1.2%、最高4.6%,整體平均濃度為3.39%。第一次充氣結束后，倉內氣囊維持32d,氧氣濃度平均增速為0.03%/d;10月12日進行補氣操作，補氣后倉內氧氣平均濃度下降至1.52%,至10月20日開倉降溫作業，倉內氧氣濃度平均值幾乎無變化。32號倉于10月12日對氣調倉進行補氣作業，使倉內氧氣平均濃度從4.2%降至1.5%。在整體密閉期間，氧氣平均濃度始終保持在4.2%以下。2.1.4倉內對氧傳質的影響56號倉氣調密閉期間倉內氧氣濃度檢測結果見表5。從表5數據可知：56號倉在充氮密閉期間糧堆內氧氣最低濃度為2.5%、最高6.5%,整體平均濃度為4.1%。第一次充氣結束后，倉內氣囊維持僅3d,氧氣濃度平均增速為0.3%/d,且氣囊消失較快，無法維持有效糧堆內部正壓，氣調作業失敗。2.2儲害蟲活動未發現倉內蟲害發生情況見表6。散氣結束后進行扦樣，未發現活蟲，將樣品放置在適宜環境1個月，未發現活蟲，后續的糧情檢查至2020年12月20日未發現儲糧害蟲活動。2.3氣調成本分析28號倉、32號倉及56號倉制氮機運行時間及費用情況見表7。從表7可知：本次試驗高大平房倉氮氣儲糧運行費用噸糧能耗在1.04元/t～1.3元/t,略高于常規熏蒸殺蟲費用(0.90元/t)0.1元/t～0.4元/t,但考慮到倉房氣密性改造成本較高，倉內糧食儲存一個周期后出入倉對氣密條件的影響仍然未知，氣調成本可能會進一步升高。3結論和討論3.1倉內蟲口密度降低實現充氮氣調儲糧的前提和關鍵仍然是倉房氣密性，28號倉和32號倉經過氣密性改造，其氣密性達到氣調儲糧需求，56號倉未進行整倉氣密性改造，未達到充氮氣調儲糧氣密性要求。其中32號倉由于氣調時間較短，補氣次數不及28號倉，使得氣調儲糧成本遠低于28號倉，且試驗前32號倉經過短暫熏蒸殺蟲處理，使倉內蟲口密度降低，這是否是氣調成本較低及氣調效果較好的原因之一有待下一步探索。從本次試驗結果來看，28號倉、32號倉氣密性改造方式適合湖州公司軟土地基氣調儲糧倉房，倉房氣密性提高近300%,達到氣調儲糧標準，且通過上充下強排的充排氣工藝能夠使糧堆內各點層氮氣濃度達到95%～98%,并使低于4.5%的氧氣濃度維持30d以上，能夠有效抑制糧堆內部的儲糧害蟲活動，從而避免使用化學藥劑熏蒸，確保糧食安全儲藏，實現綠色儲糧。3.2氣調儲糧技術糧食出入倉過程中的機械振動及重新入倉后糧堆對倉房側壓力的改變對倉房內墻及地坪的影響在本試驗中未涉及，有待今后繼續探索研究。我公司建倉初期未考慮氣調儲糧需求，導致后期改造施工量較大，新建倉房應在設計初期統籌考慮今后氣調儲糧需求，氣調工