干燥、通风后期控温控湿技术周景星1 俞一夫 2(郑州粮食学院粮油科研设计所1,郑州 450052;浙江省贸易学校2,金华 321022)摘要提出了准低温仓的控温控湿要求 ,仓库改建的控温条件和控湿条件以及干燥、通风后期控温控湿技术措施。 使高水分粮食通过采用干燥、通风技术将水分降低后 ,其储粮温度和水分都能控制在准低温仓要求的低限水平 ,以延缓粮食陈化 ,保持粮食品质。关键词控温控湿技术;干燥;通风;控温控湿要求中图分类号 TU2670前言国内外的储粮技术 ,一般可分为干燥、低温、通风、气调、清理、化学防治等 6大技术措施。而我国的东北地区 ,...
干燥、通风后期控温控湿技术周景星1 俞一夫 2(郑州粮食学院粮油科研设计所1,郑州 450052;浙江省贸易学校2,金华 321022)摘要提出了准低温仓的控温控湿要求 ,仓库改建的控温条件和控湿条件以及干燥、通风后期控温控湿技术措施。 使高水分粮食通过采用干燥、通风技术将水分降低后 ,其储粮温度和水分都能控制在准低温仓要求的低限水平 ,以延缓粮食陈化 ,保持粮食品质。关键词控温控湿技术;干燥;通风;控温控湿要求中图分类号 TU2670前言国内外的储粮技术 ,一般可分为干燥、低温、通风、气调、清理、化学防治等 6大技术措施。而我国的东北地区 ,由于收购量 273 0万 t中约有潮粮 212 5万 t,占全国的 70% ,因而采用了以干燥、通风为主要的储粮技术措施来降低水分。 对大豆、水稻、小麦等低水分潮浪 ,尽可能采用自然空气或辅助加热空气干燥;对高水分玉米 ,由于水分高 ,数量多 ,干燥期有限 ,采用高温烘干或烘干和机械通风、自然风干结合的方法两阶段干燥。在干燥、通风后期 ,当储粮水分降低后 ,采用何种控温控湿技术管理 ,使储粮的含水量和储粮温度都控制在低限水平 ,从而达到延缓粮食陈化、保持粮食品质 ,乃是储粮工作者需要探讨的一个问题。 现就下面几个方面加以叙述。1控温控湿要求1. 1控温要求当储粮采用干燥、通风技术措施将水分降低而进入仓库后 ,就要应用多种冷却的办法将温度降下来。 一般要求达到如下低温。冷透粮: 降温通风后 ,其粮温达到 0℃以下或更低一些 ,由于受到地温的影响 ,其粮温不必降得过低。冷却粮: 降温通风后 ,其粮温达到 0～ 10℃ ,使粮食籽粒及其有机体生命活动迟缓。当粮食温度降低到低限水平后 ,随着气温升高 ,粮温亦随之缓慢上升。研究表明 ,按照粮食呼吸作用的临界温度、抑制害虫的繁殖温度、粮食的干燥程度以及我国的气候条件 ,根据《储粮收稿日期 1996- 09- 24周景星: 男 , 74岁,教授第 18卷1997 年第31期月郑州粮食学院学报i .issn1673 -2383.1997.01.005 规范》 ,按控温性能 ,粮食仓库可分为:低温仓 可将粮温控制在 15℃以下 (含 15℃ )的粮仓。准低温仓 可将粮温控制在 20℃以下 (含 20℃ )的粮仓。常温仓 除低温仓、准低温仓以外的其他粮仓。需要指出的是 ,低温储藏是相对于常温储藏而言的 ,一般要比常温储藏的粮温至少低5℃。要想把粮温降下来 ,就要掌握当地降温通风的气候特点 ,抓住有利时机 ,采用机械通风或其他冷却粮食的办法有效地降低粮食温度。 当粮温降到低温要求后 ,特别是在春暖季节以前 ,就要采取控温措施 ,使粮温缓慢回升 ,从而即使在高温季节 ,亦能保持粮食处于准低温状态。1. 2控湿要求按照我国地理区划的气候特点 ,其含水量较高地区 ,在东北一带主要是玉米 ,其含水量一般为 25%左右。 这些含水量高的粮食 ,收获后易于引起霉变 ,影响储粮品质。要防止霉菌的生长和繁殖 ,就必须将粮食保持干燥 ,其含水量不得高于造成危害的临界点 ,也就是使粮食含水量保持在相应于 65%相对湿度的平衡水分以下。 研究表明 ,在 26～ 30℃条件下的霉菌生长所需的最小相对湿度 ,局限曲霉为 70% ;灰绿曲霉为 73% ;白曲霉为 80% ;黄曲霉为 85% ;青霉为 80%～ 90% 。 因而控制相对湿度在 65% ～ 70% ,就能抑制霉菌的生存与繁殖。 所以目前一般认为控湿要求为:相对湿度 65% : 可进行长期储藏。 与此相对湿度相对应的平衡水分为粮食安全水分最大限量值。相对湿度 75% : 可进行短期储藏。 与此相对湿度相对应的平衡水分为粮食安全水分最大限量值。要达到以上控湿要求 ,首先就要迅速地将水分降下来。但是采用干燥、通风技术措施时 ,加热既能加快干燥速度 ,又能促进霉菌生长。 为了确保霉菌生长的加速不超过粮食干燥、通风降水的加快 ,应该调节到适宜的温度进行加热 ,这一温度就是在霉菌大量生长繁殖前已经将粮食含水量降到安全水分的范围 ,以免粮食发霉变质。2仓库改建的控温条件2. 1常用隔热材料与隔热层粮仓的吊顶、墙体等外部围护结构的作用是使仓内隔热、防热 ,不受或少受仓外温度变化的影响。 特别是在夏季 ,则要求外部围护结构的性能达到最佳状态。外部围护结构各传热方式占热量的百分比见表 1。表 1外部围护结构各传热方式和热量 %传热方式 内表面 空气间层 材料层 外表面辐射 54 77 20对流 46 19导热 4 100 80从表中可以看出 ,若材料层中采用导热系数小的多孔轻质材料是减少导热的一种有效技术。目前改建的仓房防热设计中 ,在我国目前吊顶、墙体选用的常用的材料层有稻壳、聚苯乙烯泡沫塑料、膨胀珍珠岩和铝箔等。 聚苯乙烯泡沫塑料板的特点是导热系数小 (=167. 47 J/m h ℃ ) ,质轻而易施工 ;同时 ,其蒸汽渗透系数亦小 (= 6× 10- 5g /m h Pa) ,27 第 1期 周景星等: 干燥、通风后期控温控湿技术 具有隔热防湖性能 ,因而应用较为广泛。我国改建粮仓中常用的墙体隔热层如图 1。( c )铝箔纸板隔热层1- 铝箔纸板; 2- 粘合剂;3- 砖墙; 4- 水泥砂浆( d )聚苯乙烯泡沫塑料隔热层1- 混凝土地坪; 2- 聚苯乙烯泡沫塑料;3- 钢筋混凝土墙图 1我国粮仓中墙体常用的隔热层仓顶的结构分为两种: 一种是钢筋混凝土结构 ,另一种是砖木结构。 前一种结构的隔热保温层采用干燥和憎水性好的聚苯乙烯泡沫板组成 ,后一种就是现有的房式仓 ,全由砖砌体和木结构组成 ,上面敷设散装隔热保温材料如稻壳、膨胀蛭乐动体育 LD体育石、膨胀珍珠岩等 ,并在仓顶隔热层上部再覆盖塑料薄膜与空气隔绝 (图 2)。 地坪可采用炉渣作为隔热层。 此外 ,为了减少降温通风后的冷量损失 ,其门窗应采用隔热保温材料聚苯乙烯泡沫塑料或硬质聚氨酯泡沫塑料等做成保温密封门窗 ,门框和窗均应嵌上橡胶密封条。开启粮仓大门时 ,应采取保温措施 ,防止外界热空气进入仓内。28 郑州粮食学院学报 第 18卷 ( a )砖木结构的仓顶组成1- 塑料薄膜; 2- 粒状隔热层;3- 油毡或塑料薄膜; 4- 木顶棚( b )混凝土结构的仓顶组成1- 二毡三油防潮层; 2- 板状隔热层;3- 沥青层; 4- 钢筋混凝土板; 5- 水泥沙浆图 2我国粮仓中屋顶常用的隔热层2. 2增建隔热吊顶与控温效果增建围护结构吊顶 ,采用聚苯乙烯泡沫塑料 ( PSF)隔热层型式。其隔热层吊顶 ,上层厚=50 mm,下层厚 = 25 mm,空气间层 = 100 mm,并铺一层铝箔作为反射材料。其传热系数 K= 1 079. 36 J/m2 h ℃ ,热阻 R= 9. 49× 10 - 4m2 h ℃ / J 。 围护结构墙体 ,其内墙厚 =370 mm,护墙厚 = 120 mm,中间用膨胀珍珠岩厚 = 200 mm填实 ,形成夹心双层墙体 ,外表以 10 mm水泥砂浆刷平 ,再用石灰水刷白。 其传热系数 K= 1 115. 78 J/m 2 h ℃ ,热阻 R= 8. 96× 10- 4m 2 h ℃ /J。 试验结果 ,自 1月至 10月的最高平均粮温 T= 16. 4℃ ,储粮稳定性高 ,保鲜效果好 ,各项指标超过原商业部规定的品质控制指标 (表 2)。表 2隔热准低温仓的粮食品质与评价 (江都丁沟粮库 )储存时间 籼稻含水量 / % 发芽率 /%脂肪酸/KOHmg( 100 g) - 1粘度/CST回归评分值实值变化值(期末- 原始 )1月 13. 9 93. 5 8. 72 5. 67 80. 0110月 13. 4 95. 6 10. 12 4. 49 76. 89 - 3. 12吊顶的隔热性能在准低温仓中远比仓墙为大 ,这是由于各朝向每昼夜太阳辐射强度 J值以水平屋顶最大 ,其次为东、西、东南、西南 ,最低为北方。经过实仓试验和微机计算 ,效果良好的隔热低温仓 ,吊顶隔热作用大 ,比无吊顶粮仓的粮温一般低 乐动体育 LD体育2～ 2. 6℃;而增建夹心双层墙体的隔热作用小 ,粮温仅低 0. 5℃。 而增建保温双层墙的费用要占改建准低温仓总费用的 67. 74%。 因而今后改建准低温仓时 ,在墙体较厚的粮仓 ,可考虑增建隔热吊顶 ,不建双层隔热护墙的夹心双层墙体。这样 ,既可保证低温储粮效果 ,又可节省。2. 3应用吸收率小的材料防止围护结构辐射热不透明的物体表面对太阳辐射热的吸收能力 ,用吸收系数 P来表示。 它说明物体表面能吸收的辐射热量占太阳射来的辐射量的百分比。 余下的百分数就是物体表面的反射系数。 表3列出了一般建仓材料的吸收系数值。29 第 1期 周景星等: 干燥、通风后期控温控湿技术 从表 3可见 ,沥青表面的吸收系数大 , P值为 0. 85,因乐动体育 LD体育而其反射能力很小 ,只有 0. 15。外围护结构的外表面做成白色或浅色 ,做得光滑 ,就可减少对太阳辐射热的吸收 ,对防热有良好效果。在粮仓改造中 ,可用石灰粉刷墙面 ,其 P值仅为 0. 48。白色或浅色屋顶 ,最好用含有粘胶的白色涂料 ,以防雨水冲击脱落 ,同时要求瓦面平整光滑。2. 4设置隔热材料门窗 ,防止热气侵入自然低温粮仓 ,需利用冬季干冷空气进行机械通风降温 ,使储粮温度达到冷透粮 ( 0℃以下 )、冷却粮的要求后 ,必须采用隔热保冷措施 ,以防外界热量传入 ,因而隔热门窗的设置显得十分重要。表 3围护结构太阳辐射热吸收系数材料名称 表面状况 表面颜色 P值红褐色瓦屋面 旧 红褐色 0. 65～ 0. 74灰瓦屋面 旧 浅灰色 0. 52水泥屋面 旧 青灰色 0. 74石棉水泥瓦 浅黑色 0. 72～ 0. 78浅色油毛毡 新、粗糙 浅灰色 0. 72沥青屋面 旧、不光滑 黑色 0. 85粘土砖墙 旧 红色 0. 72～ 0. 78硅酸盐砖墙 不光滑 青灰色 0. 41～ 0. 60石灰粉刷墙面 新、光滑 白色 0. 48水泥粉刷墙面 新、光滑 浅蓝色 0. 56隔热保温门要具有 50～ 70 mm厚度 ,以聚苯乙烯泡沫塑料等隔热材料充填 ,并在内侧挂棉帘保温。双层保温门要有一定距离 ,在外道门的下侧应开一小门以供工作人员检查粮情时进出。 保温门窗的四周都要加上橡皮密封条 ,做到密封无缝。3仓库改建的控湿条件3. 1水蒸汽的渗透粮仓的防潮层不佳 ,仓外的湿气变会不断地向内渗透 ,这样会损害隔热材料的隔热效果 ,进而引起建筑材料的腐蚀 ,损害储粮品质。围护结构两侧水蒸汽的分压差为 133. 322 4 Pa( 1 mmHg)时 ,对 1 h内通过 1 m2 用该材料作成的 ,厚度为 1 m的平壁的蒸汽量 ( g)。 公式为m=1R n =1( g /m2 h Pa)式中: P n 围护结构层的蒸汽渗透阻 (m2 Pa h /g);围护结构层的厚度 ( m) ;材料的蒸汽渗透系数 ( g /m h Pa)。围护结构对通过它的蒸汽所产生的阻力称蒸汽渗透阻。 其大小与该层材料厚度及材料渗透系数有关。 不同材料其蒸汽渗透系数见表 4。3. 2防潮层由于空气中的水蒸汽通常是由高温侧向低温侧渗透 ,因而防潮层应敷设在高温侧 (图 3)。对于低温粮仓来说 ,由于仓内外湿差不大 ,因而也可以外墙的内侧刷二道热沥青并选择具有防潮作用的隔热材料即可 ,不必再敷设其他防潮层。30 郑州粮食学院学报 第 18卷 表 4常用材料的蒸汽渗透系数材料名称 容重 / kg m - 3 蒸汽渗透系数 / g m - 1 h - 1 Pa - 1普通粘土砖砌体 1800 1. 05× 10 - 4钢筋混凝土 2400～ 2500 1. 05× 10 - 4沥青 1050 7. 5× 10 - 6聚苯乙烯泡沫塑料 30 0. 008沥青油纸 (= 0. 4 mm) 0. 00016沥青油纸 (= 1. 2 mm) 0. 000018石棉沥青油毡(= 0. 68 mm) 0. 000042聚乙烯薄膜 ( = 0. 07 mm ) 0. 0000027防潮层的施工法与所用的防潮材料有关 ,通常有两种。一种是以沥表为主体的加热施工法 ,另一种是粘贴聚乙烯的常温施工法。 前者是在围护结构外墙的两侧先刷上沥青 ,再贴沥青油毡 ,通常有“一毡二油”,其厚度 = 6 mm左右 ,或“二毡三油” ,其厚度为 = 12 mm左右。近来国外广泛采用聚乙烯薄膜作为防潮层 ,其优点是施工时不需加热 ,粘贴聚乙烯薄膜是用粘结剂 ,粘结工作是在常温下进行 ,因而施工方便、价格低廉 ,可试验采用。4干燥、通风后期控温控湿技术4. 1仓顶与吊顶间的间层排热技术屋顶与吊顶的间层 ,主要是辐射传热 ,间层内的热空气常会形成闷顶。在间层开设进风口和排风口 ,以便间层里的空气流通 ,带走屋顶面层和基层的热量 ,减少辐射和对流的传热量。 风压越大 ,带走热量越多。 装置小型轴流风机 ,使冷空气不断流入间层 ,带走热量 (图4)。 轴流风机的大小应按仓房大小而有不同。江都丁沟粮库的准低温仓的轴流风机型号为30K 4 11NO4, 风 量 为 400 m3/h, 风 压 为186. 314 Pa,功率为 0. 55 kW 。 换 气 次 数为 5. 44次 /h。图 3防潮层敷设的位置图 4屋顶与吊顶的防热作用31 第 1期 周景星等: 干燥、通风后期控温控湿技术 4. 2粮堆隔热材料压盖技术在准低温仓粮堆表面加盖 25 mm的聚苯乙烯泡沫塑料板 ( PSF)和无覆盖物进行比较。结果表明: 其粮堆表上层粮食温差 ,在 6、 7、8月份里相差 0. 3～ 0. 5℃。 正好与微机计算相吻合。粮堆隔热材料的压盖效果与种类、导热性能和厚度有关。不同厚度的聚苯乙烯泡沫板的隔热性能 ,进行了微机上作业 (表 5)。表 5不同覆盖物料和厚度的隔热保温效果 (稻谷起始温度= 0℃ )有无覆盖物 覆盖物种类每月定时平均粮温 /℃1 2 3 4 5 6 7 8 9 10粮面覆盖聚苯乙烯泡沫板厚 25 mm 0 3. 2 5. 9 8. 9 12. 2 15. 6 18. 7 20. 9 22. 0 21. 9厚 50 mm 0 3. 1 5. 7 8. 6 11. 8 15. 1 18. 1 20. 4 21. 7 21. 7厚 100 mm 0 2....
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