高水分粮机械通风就仓干燥试验

前言      我国是世界上产粮最多的农业大国,又是一个人口大国,人均粮食占有量低于世界平均值. 为了确保国家粮食安全、维护市场供应,必须储备一定数量的粮食. 然而,由于粮食保管不善或仓储设施不足使粮食产后损失严重,每年的粮食损失高 达2 300万,其中有500万t粮霉坏与未能及时干燥有关[ 1-2 ] . 现在尤其是国内粮食市场全面放开后,随着粮食收购主体的多元化,粮食经营将面临更加激烈的局面,水分高、杂质多的粮食进入储藏环节,给保管工作带来极大的难度,也迫使国储粮库要改变原有的储粮管理模式,以适应新形势下的储粮要求,采取更有效地措施来确保储粮安全.      粮库处理所收高水分粮的主要技术措施,一是场地晾晒. 此为传统做法,简便易行,但受场地、气候条件等方面的限制,劳动强度大,不适合于大规模处理. 二是烘干处理. 该措施规模大,干燥时间短,降水幅度大,可以用于大批量高水分粮的处理,但烘干机设备投资大,处理成本高,在追求大产量时较难保证被处理粮食品质. 三是将稍高水分粮直接入仓,依靠就仓干躁技术,将粮食水分降至安全标准后进入正常储藏. 该法主要利用仓内通风系统进行干燥,所用设备简单、投资少,操作方便,可以避免机械烘干、人工晾晒等机械损伤,干燥后粮食品质不降低,成本较低,效益显著,对水分偏高的粮食尤为适用[ 3 ] . 1　材料与方法 1. 1　试验粮库仓房及设备      就仓干燥试验在咸阳国家粮食储备库2号仓进行,仓房长30 m,宽20 m,装粮高度3 m,粮食情况见表1. 仓内布置一机三道的地上笼风道4组(图1) ,通风途径比为1 ∶1. 42;地上笼风道为半圆形,直径450 mm,材料为镀锌冷轧板,孔型为 桥式孔,开孔率30%～35%. 离心风机型号为4 -72 - №8C,功率7. 5 kW,风量15 000 m3 /h, 风压1 290 Pa.     1. 2　试验方法      整个试验分两步实施. 第一阶段由于冬季气温较低,降水效果不明显,通风主要是降低粮温,一般每周通风降温1～2次,每次操作不超过5 h.第二阶段选在气温回升后的3月份进行,严格按照机械通风降水规程选择通风条件,每天采用压入式通风10 h左右, 30～45 d. 当粮食达到降水要求后,针对上下粮层存在水分差较大的问题,再改用吸出式通风方式均衡粮堆水分,同时对通风过程中可能存在的死角部位,加插导气管,疏导气流,确保整个粮堆均衡降水.      从玉米入仓到通风降水结束,每天用电子粮情测控系统检查粮温1次,并用感官鉴定玉米的色泽、气味和散落性的变化,密切注意粮情变化状况. 在玉米入满和通风降水结束时,分别对全仓布点扦样,用105 ℃标准法检测水分1次,以确定粮堆水分分布情况. 在12月～2月底的通风降温期间,每周检测1次水分; 3月份开始降水作业后每天用快速测水仪检测1次,用烘箱法及时校正检测数据. 2　结果与分析 2. 1　就仓通风干燥的降水效果      从表2可以看出, 2号仓的玉米平均水分从15. 47%降至12. 48% ,平均降水幅度为2. 99% ,粮食容重增加,破碎率基本不变,各项指标均好于高温烘干和晾晒的数值,整个项目达到通风降水的要求,取得较好的试验结果。     2. 2　气温对通风降水过程影响      从2号仓试验期间的外温、水分变化的表3可以看出,在通风初期由于外温较低(只有9℃左右) ,通风10 d,降水速率只有0. 07%;但到4月20日后,当外温回升达到15. 2 ℃, 10 d的通风降水速率却达到0. 36%;而到5月8日气温23. 1℃时, 10 d的通风降水速率达到0. 74%;与3月份下旬的降水幅度相比,后面两次的十天降水速率分别提高了5倍和10倍. 因此,与高温烘干一样,通风降水也需要一定的热量才能使粮食内的水分蒸发. 只有气温较高,尤其是当气温超过15 ℃时, 通风降水的效果才会明显起来,达到事半功倍的效果,同时也能减少无效的通风,节省电费. 当粮库所收湿粮的水分较高和数量又较多时,则要提前到气温高于10 ℃时进行通风降水操作,以缓解对通风设备需求和粮食降水的压力.     2. 3　通风过程中上下层粮食水分的分布      试验仓开始采用压入式通风. 由于风机携带的风量与热量是有限的,整个粮堆的降水规律是:一是分层降水,从图2可以看出,开始底层玉米降水较快,而中层和上层的水分含量基本不变,但随着通风干燥的进行,通风干燥区域逐渐上移,下层水分基本接近与通风空气湿度相对应的平衡水分,中层的玉米水分开始明显下降,而上层水分变化不多;二是降水时间较长,全仓粮食平均降水2. 30%需要200多h,而全仓上下层粮食降水达到基本均衡时则需要480 h. 因此,在我国《储粮机械通风技术规程》[ 4 ]中明确指出,通风降水作业的粮层不宜超过3 m,同时规定了通风降水高水分粮的水分上限(表4) ,其目的: (1)强调储粮安全,高水分粮必须在不发生霉变的安全储存时间内完成通风降水作业[ 5 ] ; (2)强调通风效果,通风降水后粮堆上下层的水分要一致,不能影响粮食的储存安全和加工品质; ( 3)强调通风的经济性,通风作业降水缓慢,水分超过通风降水最大值的粮食应采用高温快速干燥,再用通风方式降水就不经济了.         2. 4　消除通风过程中上下粮层水分分布不均的问题 　　由于大粮堆在通风干燥时是逐层降水的,它必然会引起通风降水作业时的粮食水分分层现象,尤其在现有高大平房仓的耽粮条件下,生产中不可能、也不允许采取减薄粮层的降水做法. 因此,在通风降水过程中,只有通过控制粮食水分含量、改进设备结构、改变通风操作方法等技术手段给予保证. (1)采取换向送风方式,压入式送风是降低粮堆下部的水分,吸出式送风是降低粮堆上部的水分,改变送风方式有利于缩小粮堆的水分差[ 6-7 ] . 从图2可以看出,通过200多个小时的换向通风———吸出式通风,玉米上下水分差从3%降至0. 6% ,取得较好的通风效果; ( 2)根据粮食水分变化情况,需控制或调整通风空气的湿度,特别是在追求储粮效益的今天,对粮库储粮通风技术的运用提出更高要求,既要降低粮食的水分使之能够安全储存,又不能使粮库的粮食失水过多在经济上受损[ 8 ] ; ( 3)加插导风管或移动式立体风道,消除通风死角[ 9 ] ; ( 4)进行平衡通风,把单一功能的通风道改成可进行环流的通风系统,通过环流或膜下环流的平衡通风方式,使得上下层粮食水分趋向于一致,消除粮堆内的水分差,确保储粮安全. 2. 5　经济成本分析      处理高水分粮可以分别采用晾晒法、高温干燥、整仓加热通风干燥和机械通风等方法[ 6 ] . 从表5可以看出,加热通风干燥的成本费用最低,通风干燥次之,晾晒干燥其后,高温干燥费用最高.但加热通风需要购置专门的加热炉,而且加热炉价格和燃料费用昂贵,还存在定期的维修与保养问题,如果考们到这些因素,其成本费用还会大大增加,对一般粮库来说经济性并不理想. 晾晒法虽不需要消耗煤电资源,但存在劳动强度大、受到场地、气候等条件限制不足之处,多数粮库目前很少采用. 高温干燥适用于大批量高水分粮的连续干燥,一般粮库不具有烘干设备和大批量高水分粮的应用条件. 因此,粮堆通风降水还是粮库最常用、最经济的储粮技术.     3　小结      机械通风技术是目前粮库解决高水分粮最经济的一种应用技术,当气温超过15 ℃时进行通风,同时实施换向送风、控制空气湿度和降水后的平衡通风等技术措施,可以提高通风降水效率,较好解决上下粮层的水分梯度问题,并且干燥后粮食品质好,处理费用低. 参考文献: [ 1 ] 　上官周平. 中国粮食问题观察[M ]. 北京:人民出版社, 2001. [ 2 ] 　吴志华. 中国粮食安全与成本优化研究[M ]. 北京: 中国农业出版社, 2001. [ 3 ] 　路茜玉. 粮油储藏学[M ]. 北京:中国财政经济出版社, 1999. [ 4 ] 　国家粮食局. 机械通风操作规程LS/T1202- 2002 [M ]. 北京: 中国标准出版社, 2002. [ 5 ] 　D B布鲁克, F W 阿克马, C W 霍尔. 谷物干燥[M ]. 周清澈,译. 北京:中国农业机械出版社, 1981. [ 6 ] 　左进良, 刘维春, 张祯祥. 储粮通风技术[M ]. 北京: 轻工业出版社, 1990. [ 7 ] 　严以瑾. 机械通风处粮技术[M ]. 郑州: 河南科学技术出版社, 1996. [ 8 ] 　杨国锋, 张新生, 李东光, 等. 机械通风降低稻谷水分技术在高大平房仓中的应用[ J ]. 粮食储藏, 2005 (2) : 13-15. [ 9 ] 　庞宗飞, 颜志强. 立筒仓采用粮堆局部处理机通风降温试验[ J ]. 仓储技术, 2005(1) : 12213.

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