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1概念和依據

1．1儲糧有害生物生長條件:儲糧昆蟲生長溫度8～41℃、RH1%～99%(最佳30℃、RH50%～70%)，真菌2～55℃、RH70%～90%(最佳30℃、RH80%)，螨類3～41℃、RH42%～99%(最佳25℃、RH70～90%)，細菌55℃、RH100%。細菌不能在沒有可利用的游離水的情況下生長，也就是大約與相對濕度100%相平衡的水分。在真菌使糧食發熱的溫度升高到55℃，同時出現可利用的游離水的時候，嗜熱細菌發展，使溫度升到70～75℃，并與嗜熱真菌一起可使霉變發展到最后階段。如果發熱已進展到有嗜熱細菌參與的時候，糧食早已無任何食用價值。

1．2大氣狀態點:當前大氣的溫度(t1)和絕對濕度。相對濕度(RH)為100%飽和濕度曲線，指大氣飽和絕對濕度曲線。從表1看出，在我國七大儲糧區域，秋冬季通風時期大氣RH在青藏高原儲糧區小于40%，在北方其他儲糧區為52．0%～68．5%，在南方儲糧區為70．3%～80．7%。在上述這些大氣RH下，谷物平衡水分均在8%(濕基)以上。由于蒙新干旱區和東北冷濕區倉庫外冬季氣溫過低，所以儲糧冬季重點考慮保溫。華北、華中華東、西南、華南儲糧區如果采用氣溫低于15℃的正溫度、RH大于50%的冷空氣降溫通風，大氣絕對濕度均大于2．5mmHg(圖2)，大氣狀態點在圖1的BCD-FG區域內移動。

1．3糧食狀態點:當前糧堆溫度(t2)下一定含水率糧堆的平衡絕對濕度，如圖1中12．5%含水率的糧堆溫度25℃、吸附平衡絕對濕度17．0mmHg。降溫通風采用吸附平衡絕對濕度曲線。吸附平衡絕對濕度曲線指以溫度、平衡含水率為自變量表示的糧食絕對濕度變化曲線。

1．4降溫通風上限溫度線:我國糧食一般儲藏在暖溫帶、中溫帶及亞熱帶地區。根據儲糧機械通風技術規程，降溫通風的溫度條件是，通風開始時，糧堆溫度(t2)與大氣溫度(t1)之差在暖溫帶、中溫帶地區大于8℃，在亞熱帶大于6℃;通風進行時，t2－t1在暖溫帶、中溫帶地區大于4℃，在亞熱帶大于3℃。我們在通風窗口控制圖中標出降溫通風上限溫度線，即允許降溫機械通風作業的大氣溫度上限，通風開始時暖溫帶、中溫度地區為t2－8℃，亞熱帶地區為t2－6℃;通風進行中暖溫帶、中溫度地區為t2－4℃，亞熱帶地區為t2－3℃。

1．5濕度判定條件:當大氣絕對濕度低于糧堆平衡絕對濕度，通風作業過程中不會增加糧食的含水率。當大氣絕對濕度高于糧堆平衡絕對濕度，通風作業過程中則會增加糧食的含水率。

1．6通風窗口控制技術在具備通風降溫條件的通風窗口區域BCDEH(圖1)，當大氣狀態點在BDEH或EFGH區域內左移時，糧堆溫度快速降低。雖然糧食能夠發生吸附或解吸作用，但是由于溫度低于10℃，糧堆水分增加或減少速率非常地小。

2通風窗口控制模型指導風機運行

2．1通風作業試驗條件本試驗在重慶市墊江國家糧食儲備庫進行。該庫地處我國第五儲糧區。墊江縣(北緯30°、東經107°)地貌為盆地，平均海拔450m，屬于亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫在18℃，6～8月氣溫高達40℃以上，冬溫夏熱、四季分明。在每年10月底～次年的元月采用機械通風降低儲糧溫度，以延緩次年開春后糧溫隨氣溫升高。試驗倉是該庫8號房式倉，倉房長31．4m，寬14．12m，高5．01m，魚磷板地上籠一機三道，兩個通風道接入口，共6條風道，每條風道之間的間距為5．0m，通路比K=1．5，單位通風量為16．4m3/ht。本地產的稻谷，入倉時間為2010年10月，共1340t，雜質率0．4%。在2012年12月20日用LSKC－4B型糧食水分測量儀測定的糧堆綜合水分為13．2%。二臺小功率(1．5kw)軸流風機型號是SFG4－2型，全壓/靜壓320/220Pa，風量11000m3/h，轉速2800r/min。在12月23日將二臺軸流風機安裝在兩個通風道中，用編織袋塞緊，同時安裝了MLG糧情測控與智能通風系統，采集糧溫、倉濕、外溫、外濕等數據，該系統軟件利用平衡水分理論和通風窗口來控制風機的啟停。通風方式為負壓吸出式通風，關好門，開啟四角的四個通風窗子，外界的冷空氣由四個窗子進入，經過糧層，由小軸流風機排出倉外。為了準確的統計用電量，在通風作業倉安裝了電表。

2．2通風窗口區域隨糧堆溫度變化MLG儲糧通風控制系統由控制系統、檢測系統和測控軟件三部分組成。控制系統包含風機控制模塊［16］、數字濕度變送器［17］、濕度傳感器過濾保護罩等硬件。檢測系統由新型儲糧數字式測溫電纜［18］和檢測分機構成。數字式測溫電纜減少了電路之間的噪聲信號干擾，提高了分機的電纜負載。檢測分機用于測量各種數據，控制系統主要用于控制風機的啟動和停止。智能化模型計算分析由測控軟件來完成。于2012年12月24日，對8號倉進行通風降溫作業。通風控制過程中，系統每15min檢測作業倉的糧溫、倉溫及倉濕;每5min檢測一次外溫與外濕，通過模型計算，確定通風窗口。通風過程中，通風窗口不斷地被調整。如果大氣狀態點在窗口內，則具備通風作業的條件，測控軟件自動下達命令通知控制器開啟風機，進行降溫通風。否則，大氣條件不具備通風作業的條件，關閉風機。通過通風窗口可準確地控制風機開啟或關閉，避免出現低效通風作業。如圖3所示，通風前糧堆含水率13．2%、平均溫度15．8℃，平衡絕對濕度9mmHg;大氣溫度6．0℃，大氣RH81%(平衡絕對濕度為5．8mmHg)。B點為通風上限溫度與飽和濕度曲線的交點，通風窗口為BDFG圍成的區域。大氣狀態點在窗口內部，具備通風作業條件，開啟風機。2013年1月3日糧堆含水率為13．2%、平均溫度8．4℃、平衡絕對濕度6mmHg;大氣溫度3．8℃，大氣相對濕度80%(平衡絕對濕度4．9mmHg)。如圖4所示，通風窗口區域為BCDFG圍成的區域，大氣狀態點在通風窗口BCDEH區域，具備通風作業的條件，繼續開啟風機。2013年1月4日糧堆含水率13．2%、平均溫度5．7℃、平衡絕對濕度4．9mmHg;大氣溫度3．1℃，大氣相對濕度85．4%(平衡絕對濕度5．0mmHg)，糧堆平衡絕對濕度約等于大氣平衡絕對濕度。如圖5所示，通風窗口為BCDFG圍成的區域。大氣狀態點已經移出通風窗口區域，不具備通風作業的條件，不宜進行通風，關閉風機。該倉降溫通風于2013年1月4日結束，LSKC－4B型水分測量儀檢測糧堆水分是13．0%。

2．3耗能分析8號倉利用小功率的軸流風機通風降溫，通過通風窗口區域控制風機開啟與關閉。通風作業歷時10d，累計通風時間180h，實際開機時間不足7．5d，糧堆平均溫度下降10．1℃，總耗電為205度，單位能耗為0．015kW•h•t－1•℃－1，遠低于我國儲糧機械通風技術規程規定的地上籠通風單位能耗(≤0．040kW•h•t－1•℃－1)。根據該庫和重慶東部地區多年經驗，采用二臺5．5kW的離心風機進行傳統人工控制降溫通風7～10d，總的用電一般都在700～900度，能耗通常為0．050～0．070kW•h•t－1•℃－1。

3討論與結論

3．1糧食水分變化小由于采用了小功率的軸流風機日降溫幅度小，風力比較平穩，糧堆氣體交換頻率低，次數少;采用水分吸附平衡絕對濕度曲線，與解吸平衡絕對濕度曲線比較，提高了大氣絕對濕度上限值，能夠減少通風過程造成的糧食水分減量。降溫通風前糧堆水分為13．2%，通風結束后糧堆平均水分為13．0%。

3．2掌握作業時機，降低能耗通風過程中，大氣環境變化較快，MLG糧情檢測與智能通風系統通過定時的檢測糧溫、大氣溫度與相對濕度，通過通風窗口分析，由軟件自動地分析計算控制開、關風機的時機。通過通風窗口模型，清楚的看到大氣狀態點在窗口區域的位置狀態，方便了解通風作業狀況，在通風過程中，避免出現低效的通風作業。國內外推行低溫儲糧技術。低溫儲存可延緩糧食品質劣變，延長糧食儲藏時間，抑制糧堆內害蟲的生長發育，減少糧食的熏蒸，達到綠色低碳儲糧目的。糧情檢測分機與智能通風系統控制器可移動，安裝簡單，使用方便。應用通風窗口模型控制通風作業，單位能耗值遠小于傳統的人工控制降溫機械通風的單位能耗，大幅度提高了能源的利用率，達到了節能減排的目的。

作者：李興軍吳曉明殷樹德單位：國家糧食局科學研究院天津市明倫電子技術有限公司重慶市墊江國家糧食儲備庫