吳紅巖
(中央儲(chǔ)備糧駐馬店直屬庫,，駐馬店 463800)
摘 要：針對(duì)高水分糧整倉儲(chǔ)藏易發(fā)熱、霉變,、生蟲的難題,，研究開發(fā)出了一種高效、節(jié)能的熱風(fēng)爐,，與倉房風(fēng)道組成整倉熱風(fēng)干燥通風(fēng)降水系統(tǒng),。經(jīng)多年實(shí)倉的推廣應(yīng)用效果顯著，達(dá)到了操作簡便,、降水快速,、耗能低的目的。
關(guān)鍵詞：高水分糧,；整倉通風(fēng),；熱風(fēng)干燥；通風(fēng)降水
 

前言
近幾年一些大型糧庫收購高水分糧后主要采取處理措施有兩種：一是在曬場上設(shè)通風(fēng)垛,，靠自然通風(fēng)晾曬,，待水分下降到安全水分時(shí)，再轉(zhuǎn)入倉內(nèi)儲(chǔ)存,，但該法勞動(dòng)強(qiáng)度大且費(fèi)用高,。二是將高水分糧直接入倉，依靠機(jī)械通風(fēng)降水,，此法通風(fēng)時(shí)間長,，耗能高，費(fèi)用大,。若遇陰雨天氣停止通風(fēng),，還可能造成糧食結(jié)露[1-3]。 針對(duì)上述情況,，如何控制糧食水分,，盡可能地降低勞動(dòng)強(qiáng)度和收購費(fèi)用，確保儲(chǔ)存安全,，給倉儲(chǔ)工作者提出了一項(xiàng)亟待解決的重要課題,。
中央儲(chǔ)備糧周口直屬庫和商水縣福安糧機(jī)制造有限公司合作，在總結(jié)多年儲(chǔ)糧經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,，翻閱了大量的技術(shù)資料,，積極開展實(shí)倉試驗(yàn)，研究開發(fā)出了一種能耗低,、污染小,、使用簡便,、降水快速的高水分糧整倉熱風(fēng)干燥通風(fēng)降水系統(tǒng)。通過糧庫17號(hào)倉干燥通風(fēng)試驗(yàn)和2005年推廣應(yīng)用,，取得了顯著效果,。

1 熱風(fēng)干燥爐的研制
1.1 整倉干燥安全儲(chǔ)糧的理論依據(jù)
糧食是一種多孔性、具有較強(qiáng)吸濕能力的膠體物料,。若放在濕空氣中,，干糧食會(huì)吸收水分，使糧食水分含量逐步增加,；若放在干空氣中,，濕糧食會(huì)放出水分，使食水分含量逐步降低,。糧食吸收或放出水分過程一直要達(dá)到與環(huán)境的溫濕度條件相平衡的狀態(tài),，且平衡過程隨著環(huán)境溫度的升高而加快[1]。
因此,，依據(jù)糧食吸濕特性和平衡水分原理,，以及環(huán)境溫濕度與糧食安全水分的關(guān)系，通過調(diào)整空氣溫濕度的方式,，達(dá)到控制糧食水分含量的目的,。當(dāng)糧食水分超過安全水分時(shí),，就采用晾曬,、通風(fēng)干燥的方式，降低糧食水分,，確保儲(chǔ)糧安全,。當(dāng)糧食水分過低,，影響糧食的加工品質(zhì)和糧庫的經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，可選用合適時(shí)機(jī)采取增濕調(diào)質(zhì)方式,，適當(dāng)提高糧食水分,，確保糧庫良好的經(jīng)濟(jì)效益[2-3]。
1.2 熱風(fēng)干燥的技術(shù)原理
糧堆主要是由糧粒與孔隙中的空氣組成,，糧食水分含量變化主要取決了糧堆內(nèi)的空氣流動(dòng)和環(huán)境濕度的高低,。就高水分糧堆而言，依靠自身與環(huán)境空氣間水分交換的速度是很緩慢的,。強(qiáng)制通風(fēng),、輔助加熱如采用就倉通風(fēng)干燥系統(tǒng)，在不影響糧食品質(zhì)的提前下,，可以提高通風(fēng)干燥的降水速率,，加快干燥過程，把糧食水分降到安全儲(chǔ)藏狀態(tài)[4]。
1.3 熱風(fēng)干燥機(jī)主要特點(diǎn)
自制燃煤加熱爐的供熱量133×103kJ/h,，熱效率可達(dá)80%以上,，其外形尺寸為205cm×105cm×152cm，爐排面積80cm×77cm,，具有產(chǎn)熱快，熱效高,，耗能低等優(yōu)點(diǎn),。
燃料通過爐膛直接燃燒加熱空氣，熱風(fēng)通過沉降室,、過濾器等消煙除塵處理,，使進(jìn)入糧堆的熱空氣無煙、無塵,、無污染,。
熱風(fēng)爐增加夾套層設(shè)計(jì)，使?fàn)t膛周圍形成一個(gè)夾套結(jié)構(gòu),，把從風(fēng)機(jī)入口進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)溫改成從夾套層進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié),，冷空氣經(jīng)過熱風(fēng)爐夾層空間被加熱，使?fàn)t灶散發(fā)的熱量得到充分回收利用,，比從風(fēng)機(jī)口直接進(jìn)風(fēng)降低燃煤消耗量30%以上,。
燃煤熱風(fēng)爐安裝有風(fēng)溫控制系統(tǒng)，通過風(fēng)溫測定,，調(diào)節(jié)風(fēng)門,，控制夾套層的進(jìn)風(fēng)量，從而達(dá)到控制熱風(fēng)爐風(fēng)溫的目的,，送入糧堆內(nèi)的風(fēng)溫穩(wěn)定,。

2 整倉干燥試驗(yàn)材料與方法
2.1 試驗(yàn)倉房
試驗(yàn)倉選用直屬庫的17號(hào)倉，該倉為1998年新建的折線形屋架平房倉,，其規(guī)格為58m×24m,，裝糧線為6m。倉內(nèi)布有一機(jī)四道地上籠風(fēng)道3組,，為單側(cè)通風(fēng),，風(fēng)道布置見圖1。
2.2 試驗(yàn)糧食
供試糧食為2004年產(chǎn)的混合小麥,，數(shù)量5925t,，全倉平均水分14.0%，雜質(zhì)0.6%,，容重786g/L,。
2.3 設(shè)備與儀器
4-72№8C離心風(fēng)機(jī)的風(fēng)量13643～25697m3/h，全壓為1505～1106Pa，功率為11kW,，新鄉(xiāng)鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn),；QDF-3型熱球式電風(fēng)速儀，檢測范圍：0.05～30m/s,，檢測誤差≤±5%,，北京市檢測儀器廠生產(chǎn)；燃煤熱風(fēng)爐3臺(tái),，供熱量400×103kJ/h,，每臺(tái)熱風(fēng)爐的煤耗量15.81kg/h，熱效率>85%,，燃料為無煙煤,，供風(fēng)溫度35～50℃，爐排面積0.8m×0.7m,。
2.4 倉通風(fēng)干燥的工藝流程
燃煤熱風(fēng)爐的熱風(fēng)出口直接與風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相接,，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與倉房的通風(fēng)口連接。燃煤爐制備的加熱空氣經(jīng)煙塵處理后,，與爐體夾層低溫空氣混合,，再通過風(fēng)量調(diào)節(jié)器，調(diào)至40℃左右由風(fēng)機(jī)送入倉內(nèi)糧堆,，在與糧食進(jìn)行濕熱交換的同時(shí),，帶走糧食汽化的水分，濕熱空氣最后從窗口排至倉外,。
工藝流程：外界空氣→加熱爐→煙塵處理→溫度調(diào)節(jié)→風(fēng)機(jī)送風(fēng)→與糧堆濕熱交換→廢氣排出,。
2.5 通風(fēng)降水操作
對(duì)6月下旬～7月上旬收購的偏高水分小麥進(jìn)行加熱通風(fēng)降水干燥，整個(gè)試驗(yàn)分為3個(gè)階段(見表1),。第一階段通風(fēng)52h,，降水1.1%；第二階段通風(fēng)77.15h,，降水0.3%,；第三階段用于水分平衡、冷卻通風(fēng),，當(dāng)糧食水分降至安全水分12.6%以后,，再選擇晾爽天氣進(jìn)行平衡通風(fēng)和降低糧溫的冷卻通風(fēng)，以確保儲(chǔ)糧安全,。
2.6 數(shù)據(jù)檢測
試驗(yàn)倉內(nèi)的糧溫按糧情檢測系統(tǒng)布點(diǎn),，每天檢測一次，糧溫變化情況見表2,；糧堆水分變化每隔2d檢測一次,，9個(gè)水分檢測點(diǎn)布點(diǎn)如圖1所示,，分上、中,、下3層扦樣,，各點(diǎn)水分變化見表3，各層平均水分見表4,。
3 討論與分析
3.1 改變儲(chǔ)糧管理模式
糧庫必須改變觀念,，改進(jìn)儲(chǔ)糧管理模式，順應(yīng)市場變化的需要,，采取大風(fēng)量,、輔助加熱的通風(fēng)方式處理偏高水分糧。
3.2 干燥通風(fēng)后溫度變化與降水的關(guān)系
在夏季高溫高濕季節(jié)收購的高水分糧,，必須采取較高溫度的通風(fēng)干燥的辦法，促使糧堆快速降水,，使危險(xiǎn)糧轉(zhuǎn)為安全糧[4],。通風(fēng)干燥的熱風(fēng)(進(jìn)口風(fēng)溫45～50℃)經(jīng)風(fēng)道進(jìn)入糧堆底部(圖2)。由于底層糧溫較低,，消耗了大量的熱量,，在通風(fēng)初期糧溫變化緩慢。但從表2,、表3看出,，隨著通風(fēng)的進(jìn)行，糧堆溫度自下而上上升,，同時(shí)糧堆水分汽化加快,。由于正壓熱風(fēng)介質(zhì)從下往上流動(dòng)，攜帶水汽的濕熱空氣從糧堆表面溢出,，再被排風(fēng)扇排至窗外,，糧堆達(dá)到了降水的目的。
本試驗(yàn)通入熱風(fēng)溫度45～55℃的時(shí)間為129h,，糧堆平均溫度由29.2℃上升到37.3℃,，溫度提高了8.1℃(表2)，而糧堆平均水分由14.0%下降到12.6%(表4),，水分下降1.4%,。由于在通風(fēng)干燥期間，糧堆溫度大部分達(dá)到了35℃以上,，對(duì)糧堆霉菌,、蟲螨等生物有一定抑制和殺滅作用，因而達(dá)到了安全儲(chǔ)糧的目的,。
3.3 輔助加熱處理
對(duì)于超安全水分糧有高溫干燥,、通風(fēng)降水、谷物冷卻等處理方式。高溫干燥需要專用烘干設(shè)備,，費(fèi)用較高,，一般用于高溫高濕的華南地區(qū)；而通風(fēng)降水方式較為適合華北的氣候條件[5],?？紤]到該地區(qū)在小麥入庫期間，外界氣溫已上升至25～30℃以上,，若再采用常溫通風(fēng)降水方式,，勢必需要的時(shí)間較長，很可能會(huì)在降水期間造成高水分糧的發(fā)熱霉變,。因此,，糧庫采取輔助加熱方式，把風(fēng)溫提高15～20℃左右,，糧食降水速度明顯提高,。在加熱通風(fēng)的4d時(shí)間內(nèi)，糧食水分從14%降至12.6%,，而以往的常溫通風(fēng)降水則需要50～65d,，在時(shí)間上可能無法保證超水分糧的安全。從表5可知,，通風(fēng)干燥的噸糧處理費(fèi)用只有1.36元,，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，遠(yuǎn)低于2000年東北稻谷烘干費(fèi)用4.13元/t,，常溫通風(fēng)干燥費(fèi)用3.96元/t,，與打外垛晾曬及轉(zhuǎn)倉費(fèi)用14.29/t相比，降低費(fèi)用90%以上,。
3.4 完善燃煤加熱爐
在試驗(yàn)初期,，燃煤熱風(fēng)爐沒有設(shè)計(jì)爐壁夾層的隔熱結(jié)構(gòu)，爐體外壁溫度較高,，保溫性能較差,，熱量散失嚴(yán)重。第一階段通風(fēng)加熱52h,，每臺(tái)燃爐耗煤達(dá)1.35t之多,，折合耗煤25.96kg/h。在第二階段通風(fēng)開始之前,，針對(duì)燃煤爐存在的熱效率低的缺陷進(jìn)行改造,，爐體增加雙層隔熱結(jié)構(gòu)，把夾層通道吸收的爐壁散發(fā)熱量用來加熱空氣,，用于調(diào)節(jié)爐灶制備的熱風(fēng)溫度,，既解決了爐外壁熱量散失問題,，又減少了爐灶的燃煤量，還提高了爐灶的熱效率,。爐灶改造后,，通風(fēng)加熱77.15h，每臺(tái)燃爐耗煤1.22t,，折合15.81kg/h,，僅此一項(xiàng)節(jié)約燃煤30%左右。
3.5 控制進(jìn)倉風(fēng)溫
輔助加熱可以提高風(fēng)溫,、加快糧食水分的蒸發(fā),，但同時(shí)也會(huì)帶來糧食失水較多和降水不均勻的現(xiàn)象。糧堆下層糧食過度干燥,，最低水分達(dá)到11.2%,，而上層糧食水分14.2%仍然較高，同時(shí)也造成不必要能源的浪費(fèi)和糧食重量的損失,，對(duì)糧食品質(zhì)也不利,。針對(duì)上述現(xiàn)象，第二階段試驗(yàn)采用了較低的風(fēng)溫進(jìn)行通風(fēng),，縮小上下層降水嚴(yán)重分層的現(xiàn)象，同時(shí)在加熱通風(fēng)結(jié)束后,，又選擇合適時(shí)機(jī)進(jìn)行平衡通風(fēng),，降低糧溫，平衡糧食水分,，提高儲(chǔ)糧穩(wěn)定性,。
3.6 整倉通風(fēng)干燥的操作注意點(diǎn)
對(duì)于通風(fēng)死角或降水較慢的部位，通過補(bǔ)插導(dǎo)風(fēng)管等措施,，減小通風(fēng)阻力,，改善氣流分布狀態(tài)，解決糧堆通風(fēng)時(shí)降水不均勻的問題,。
由于加熱通風(fēng)屬于慢速通風(fēng)干燥,，空氣攜帶的熱量與風(fēng)量有限，干燥是以分區(qū)形式緩慢上移,，糧層太厚勢必造成上下層干燥不均勻,，下層降水快，上層降水慢,，使糧堆上下層的水分差較大,，埋下安全儲(chǔ)糧的隱患。因此,，通風(fēng)干燥的糧堆厚度不能太高,，在通風(fēng)的中后期要適當(dāng)控制風(fēng)溫,。
在通風(fēng)降水之后，一定要對(duì)糧堆進(jìn)行平衡通風(fēng),，降低糧溫,，縮小糧堆上下層的水分差，使整個(gè)糧堆的溫度與水分趨于一致,，這樣有利于安全儲(chǔ)糧,。

4 小結(jié)
熱風(fēng)爐采用爐體夾層設(shè)計(jì)，將熱風(fēng)溫度調(diào)節(jié)從風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口改到夾層進(jìn)風(fēng)端溫度調(diào)節(jié),，將熱交換器傳熱改為消煙除塵處理,，減少了爐體的熱量損失，提高了爐灶的熱效率,。兩項(xiàng)措施的實(shí)施節(jié)約燃煤30%以上,，提高熱效率10～20%。
燃煤熱風(fēng)爐與倉內(nèi)風(fēng)道組成通風(fēng)干燥系統(tǒng),，既能處理整倉高水分糧,，又能對(duì)外垛進(jìn)行干燥通風(fēng)處理，解決高水分糧曬場晾曬勞動(dòng)強(qiáng)度大,、費(fèi)用高和機(jī)械通風(fēng)時(shí)間長及遇陰雨停機(jī)造成糧食結(jié)露的技術(shù)難題,。
整倉熱風(fēng)干燥通風(fēng)系統(tǒng)能有效控制進(jìn)風(fēng)溫度，能使糧堆溫度緩慢上升,，不會(huì)對(duì)糧食品質(zhì)造成影響,，在較短時(shí)間內(nèi)把糧食水分降到安全水分以內(nèi)，消除了儲(chǔ)糧安全隱患,，解決了夏秋兩季因受陰雨連綿影響糧庫不能收高水分糧的問題,。

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