康国宇 梁智杰 张振杰
(中央储备粮肇庆直属库有限公司 526070)
1.1 高大平房仓氮气气调浓度均衡性研究的目的及意义
氮气气调是绿色环保储粮技术，现已逐步取代磷化氢熏蒸、喷洒杀虫剂、喷洒防护剂等传统的可能导致农药残留的储粮技术。实施过程中最重要的就是保证粮堆内高浓度氮气能均匀散布到粮堆每一个角落且能维持足够时间，改变粮堆生态系统，抑制生物活动和霉菌繁殖，从而实现安全储粮。
1.1.1粮堆氮气浓度均衡性直接影响杀虫效果及粮食质量安全 散装储存的粮堆是一个独立的生态系统，氮气气调通过高浓度氮气改变仓房内气体成分，破坏储粮害虫生存环境，达到杀虫防虫目的，若粮堆内氮气浓度无法达到均衡，储粮害虫便会聚集在氮气浓度较低部位，并正常存活繁殖，导致局部粮食虫害引起发热及虫蚀，导致粮堆局部粮食质量劣变及粮食损耗提高。
氮气气调技术在抑制储粮害虫发生的同时，可有抑制粮食呼吸及喜氧有害微生物繁殖，还可抑制粮食质量和储存品质劣变速度。若粮堆内氮气浓度不均衡，容易发生由于粮堆局部粮食呼气作用较强或微生物繁殖旺盛导致的粮堆局部发热，进一步导致粮堆局部结露，影响粮食质量安全。
1.1.2研究氮气浓度均衡性有利于推广氮气气调技术 杀死储粮害虫的氮气浓度要达到98%以上，若想防治储粮害虫发生，粮堆内氮气浓度至少维持在95%，本研究目的就是通过收集粮堆内各点位的氮气浓度数据，研究高浓度氮气是否能均匀分布在粮堆内，为氮气气调技术推广收集数据基础。在气调储粮过程中，控制好粮堆氮气浓度均衡性，有助于气调储粮技术的高效运用。
1.2 我库粮堆氮气浓度检测现状
早期氮气气调粮堆浓度检测方式参照环流熏蒸浓度检测方式设计。目前中央储备粮肇庆直属库有限公司仓房智能化浓度检测系统，共设10个检测点，分别布置在两个对角、粮堆中央及粮面，设置2m、4m、6m3个深度检测粮堆氮气浓度，充氮方式为上充下排，在强排2～3次并环流后，10个点均能达到目标浓度。但由于点位有限，此数据无法代表粮堆所有位置氮气浓度均达到目标值，需增加检测点数量，寻找充氮死角，对比更多数据以寻求提高氮气浓度均衡性的方法。
1.3 本试验研究内容
本试验主要目的是寻找气调过程中粮堆内氮气浓度不均衡部位，分析氮气浓度变化规律，建立各部位浓度变化模型，旨在为提高粮堆氮气浓度均衡性提供数据，寻找提高浓度均衡性方法，为今后提高氮气气调工艺提供指导。
2.1 试验仓房及设备
2.1.1试验仓房 本试验选取中央储备粮肇庆直属库有限公司ZQ32-01仓、ZQ33-01仓为试验仓房，仓房采用五面密闭方式，经过气密性检测，ZQ32-01仓负压半衰期为360s，ZQ33-01仓负压半衰期为370s，符合氮气气调仓房气密性要求，两仓内均可设置20各检测点。
2.1.2主要材料及设备(见表1)
表1 主要材料及设备
2.2 方法
2.2.1粮堆浓度检测点布置
如图1、图2所示，ZQ32-01仓、ZQ33-01仓原有智能化浓度检测系统布点位置不变，分别检测东南角、西北角、中央等3个方位的上中下及粮面氮气浓度。ZQ32-01仓设定西南角(靠近墙角)、东北角(靠近墙角)的底层和中层；
靠近东、西挡粮门的底层和中层；
靠近北边墙体(仓内平台底部)的底层和中层为浓度不易均衡的死角，打入手动检测浓度管检测浓度，在距离浓度管20cm范围内从底层到粮面打入PVC单管用以引流。ZQ33-01设定西南角(靠近墙角)、东北角(靠近墙角)的底层和中层；
靠近东、西挡粮门的底层、中层和上层浓度不易均衡的死角，打入手动检测浓度管检测浓度，在距离浓度管20cm范围内从底层到粮面打入PVC单管用以引流。
图1 ZQ32-01仓浓度监测点布置情况
图2 ZQ33-01仓浓度监测点布置情况
2.2.2充氮气调
ZQ32-01、ZQ33-01均使用上充下排方式充氮，设定目标氮气浓度98%，强排至智能化氮气浓检测检测系统10各点位均达到目标浓度，用环流风机环流均衡氮气。用氧气浓度检测仪检测自设各点位浓度数据。
3.1 ZQ32-01仓各浓度点检测结果
ZQ32-01仓2020年氮气气调过程中各检测点浓度变化如图3、图4所示。
图3 ZQ32-01自选点位浓度变化图
图4 ZQ32-01仓智能氮气检测系统点位浓度变化图
从图3、图4中可以看出，2020年3月20至3月21日，首次充氮后于3月23日开启环流风机，环流时间24h。3月23日至7月27日，智能氮气检测系统设定点位浓度均能维持较高浓度；
自设点位浓度靠近北边墙面中层浓度最高上升至95%以上，并在一个月内下降至87%，其余自设点位均无法在一次充氮环流后达到目标浓度，由此可见自设点位为氮气气调中的死角，浓度不易均衡。在2020年6月24日、8月3日及9月9日由于气囊降低，少量补充氮气后，各自选点位浓度逐渐上升，最高达到96%，依旧与智能氮气检测系统点位浓度有一定差距。
3.2 ZQ33-01仓各浓度点检测结果
ZQ33-01仓2020年氮气气调过程中各检测点浓度变化如图5、图6所示。
图5 ZQ33-01自选点位浓度变化图
图6 ZQ33-01仓智能氮气检测系统点位浓度变化图
从图5、图6中可以看出，2020年3月18至3月19日首次充氮后于3月23日开启环流风机，环流时间24h。3月23日至7月20日，智能氮气检测系统设定点位浓度均能维持较高浓度；
自设点位浓度靠近西边挡粮门上层浓度最高上升至99%，并在一个月内下降至90%，其余自设点位均无法在一次充氮环流后达到目标浓度，由此可见自设点位为氮气气调中的死角，浓度不易均衡。在6月24日、8月6日由于气囊降低，少量补充氮气后，各自选点位浓度逐渐上升，最高达到98%。ZQ33-01仓于8月24日及9月21日由于夏季气温影响，粮面出局部发热需要局部揭膜处理，导致粮堆浓度变化，靠近粮堆中心的智能氮气检测系统点位浓度由于揭膜受影响较大，浓度变化较大，而自选点位浓度变化不明显。
4.1 高大平房仓粮堆存在氮气气调死角
具体部位位于靠近墙角、靠近挡粮门两侧、靠近墙体中间，仓内观察平台下方等位置，在一次性充氮环流情况下难以达到目标浓度，且无法维持高浓度，影响效果。
4.2 富氮死角的原因是气流不畅，处理死角需要引流
粮堆浓度死角可以通过打单管引流，及时加大充氮量，延长环流时间解决，不能以靠近粮堆中心的有限点位数据判断氮气浓度是否均衡，需增加检测点位，在充氮和散气时都应注意加强对盲点浓度监控，以确保气调储粮的效果，降低能耗，提高效益。
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