玉米充氮氣調儲糧充氮工藝探討

玉米充氮氣調儲糧充氮工藝探討

海南地處亞熱帶，常年有豐富的雨水，濕度高。年平均氣溫25，相對濕度75%。這些不利因素給海南地區(qū)糧食保管,特別是玉米品種的儲藏帶來了極大難度。自2010年開始,中央儲備糧?？谥睂賻扉_始實施充氮氣調儲糧技術,有效解決了玉米在高溫高濕環(huán)境下儲藏易發(fā)熱、害蟲發(fā)生頻繁、品質變化較快的難題,實現(xiàn)了庫存糧食綠色環(huán)保儲藏。在日常充氮氣調儲糧應用中,如何科學有效的充氮降氧,滿足“提高效率,保證效果,降低能耗”的目的,是充氮氣調工藝的重點研究方向。?？趲煸陂_始應用階段,采用邊充邊排、先充再排兩種常規(guī)充氣工藝,能夠達到氣調儲糧的目的,但能耗較大,運行成本較高。隨著對充氮氣調儲糧工藝的不斷摸索與研究,海口庫充分利用海南地區(qū)氣溫、糧溫偏高,糧堆內生物呼吸強度大等特點,嘗試采取只充氣不排氣的充氮方式,通過糧堆內生物呼吸作用自主降低氧氣濃度,減少充氣時間和次數(shù),降低氣調運行成本。本文通過對比分析邊充邊排和只充不排兩種方式的應用效果,尋找更加經濟、有效、實用的充氣方法,促進充氮氣調儲糧技術更好地應用推廣。1材料和方法1.1倉房內天開機設備試驗倉房選取?？趲?號倉、6號倉,兩幢倉房均為2000年12月投入使用的彩鋼板高大平房倉,長60m、寬30m,檐高8.2m、堆糧高度6m,設計倉容7200t。倉內安裝6組一機四道地上籠通風網(wǎng),山墻兩側各安裝2臺功率為0.75kW的軸流風機。倉房兩側墻均安裝了一套倉外固定式環(huán)流熏蒸系統(tǒng),配備數(shù)字式糧情測控系統(tǒng)。經測試,5號倉、6號倉氣密半衰期分別為330s、321s。1.2試驗室的裝糧準備見表11.3設備連接1.3.1氮設備選用專用PSA氮氣發(fā)生裝置,設計規(guī)格為:產品氮氣流量150m3/h,氮氣濃度≥99.5%Vol,氮氣壓力0.5Mpa。1.3.2檢測設備氧氣濃度檢測:加拿大BW氧氣濃度檢測儀;糧情檢測系統(tǒng):北京產數(shù)字式糧情檢測系統(tǒng)。巴固正壓式空氣呼吸器。2測試方法2.1人工預埋樣品裝復試驗倉在密閉充氣前和散氣后,嚴格按照扦樣標準進行全倉品質跟蹤,同時各倉預埋3份樣品,每份重2kg。將玉米象、赤擬谷盜、銹赤扁谷盜、谷蠹各50頭及適量粉碎玉米,裝于大試管中,管口用防蟲網(wǎng)封好。每倉3份蟲樣,分別放置在1、4、7濃度點處,具體見圖1。2.2ld50m的距糧面兩試驗倉分別沿對角線布設10個氮氣濃度檢測點,1、2、3距離前墻體1m,距糧面分別為1m、3m、5m,4、5、6在糧倉中央,距糧面分別為1m、3m、5m,7、8、9距離后墻體1m,距糧面分別為1m、3m、5m,10號點在倉內中央糧面,具體見圖1。本次試驗檢測濃度統(tǒng)一為氧氣濃度檢測儀檢測氧氣濃度,按照百分比折算成氮氣濃度,下同。2.3試驗倉和工程,6h以上的通風口及排氣工藝措施,應符合以下工藝條件5號倉充氣工藝:采用邊充邊排方式。主要方法為從糧面充氣,當氣囊鼓起一半時,打開6個通風口薄膜,將糧堆內的空氣從表層擠壓到底部排出,提高氮氣濃度。具體充氣時間見表2。每4h~6h檢測一次通風口和各檢測點濃度,當通風口排氣濃度低于目標濃度(98%)2%時,關閉設備和各閥門,開啟環(huán)流風機均衡濃度。6號倉充氣工藝:采用只充不排方式。針對海南地區(qū)氣溫、糧溫偏高,玉米呼吸強度大的特點,充分利用糧堆內微生物、倉內害蟲和糧食自身的呼吸作用,只充氣不排氣,首次充氣18h后,靠玉米自然耗氧來提高糧堆內的氮氣濃度。兩個試驗倉在日常儲藏期間,根據(jù)濃度檢測情況,適當補氣,維持倉內氮氣濃度始終高于95%的防蟲目標濃度;關注氣象變化,氣溫驟降前,將無氣囊的倉充起,形成氣體隔熱層,防止糧堆內結露。3結果與分析3.1氣調期間適時能力5號倉:3月18號17:00開始充氣,3月19日08:00打開通風口薄膜開始排氣,3月23號08:00停止充氣,累計充氣76h,充氣后整倉濃度達到97.8%,在9個月氣調期間根據(jù)濃度變化適時補氣,保持始終不低于95%的防蟲濃度,整個過程補氣3次。氣調儲藏期間5號倉平均濃度見圖2。6號倉:首次充氣18h,結束后檢測氮氣平均濃度為84%,之后,氮氣濃度隨著儲藏時間的延長而緩慢上升,半個月后,氮氣濃度升至94%,約一個月后氮氣濃度升至98%。在9個月氣調期間根據(jù)濃度變化適時補氣,確保始終不低于95%的防蟲濃度,整個過程補氣次數(shù)3次。氣調儲藏期間6號倉平均濃度見圖3。3.2害蟲未及時發(fā)現(xiàn)防治氣調過程中,重點檢查倉門、糧堆表層、通風口等處,充氣3d~5d,害蟲因生存環(huán)境變化,氧氣濃度降低,爬行速度明顯加快,7d后,多數(shù)害蟲行動遲緩,15d后,絕大多數(shù)害蟲靜止不動,20d左右,多數(shù)害蟲停止活動,30d后,5號倉可見害蟲全部死亡,45d后,6號倉可見害蟲全部死亡;揭膜后,按照標準流程扦樣篩蟲,未發(fā)現(xiàn)活蟲。預埋蟲籠中的各種害蟲也全部死亡,樣品在恒溫箱中培養(yǎng)60d,未發(fā)現(xiàn)活蟲。試驗證明,在保證倉內氮氣有效濃度的前提下,充氮氣調技術是行之有效的殺蟲手段,對玉米象、銹赤扁谷盜、赤擬谷盜、谷蠹等常見害蟲具有良好的防治效果。兩個試驗倉殺蟲效果均很理想。3.3水條件分析品質跟蹤結果表明,除去濕熱擴散引起的個別點糧食水分有所變化外,兩個試驗倉糧食平均水分幾乎無變化。具體見表3。3.4質量變化在氣調儲藏過程中,通過全倉抽樣和定點預埋樣品的檢測結果和糧溫情況可以看出,兩個試驗倉脂肪酸值上升幅度差別不大。具體數(shù)值見表4。3.5號倉用電情況由于兩個試驗倉前期投入軟硬件成本相同,此次重點對比能耗情況。5號倉全年累計充氣128h,電費4608元,噸糧電費0.58元/t。6號倉全年累計充氣68h,電費2520元,噸糧電費0.32元/t。4氣調貯藏時間的確定使用不符合工藝應用的主要特點4.1兩種充氣工藝均能達到防蟲、殺蟲、控溫等效果。其中邊充邊排法殺蟲時間較短,約為30d,自然降氧結合只充不排法殺蟲時間約為40d~45d。如果需要在短期內殺滅害蟲,則采用邊充邊排方法更容易達到效果。如果是一個保管周期內開展氣調儲糧,采取只充不排方法對玉米品種具有更好的效果,噸糧能耗僅為邊充邊排方式的55%,能夠滿足經濟、高效、實用的目標。4.2在7個月的氣調密閉儲藏周期內,兩個試驗倉糧溫、氮氣濃度、脂肪酸值、水分等變化幅度相差不大,都能滿足安全儲糧要求。4.3只充不排方式主要是針對玉米品種呼吸作用旺盛的特點,利用自然耗氧來提高氮氣濃度,實際應用中可以減少充氣時間,節(jié)約電耗,大大降低運行成本。對于稻谷和小麥等呼吸作用不旺盛的品種效果不明顯,這兩種品種充氮氣調儲糧,需要增加充氣排氣次數(shù),采用邊充邊排法,充氣工藝上可以考慮采取強力抽排工藝,提高氣體置換效率,以此減少充氣時間,降低電耗。4.4使用邊充邊排方式充氣過程中,僅依靠直徑75mm的排氣管道不能及時排除氣體,效果不理想,為防止氣囊充爆,需要打開底部6個通風