The introduction of nitrogen-rich grain storage technology transfer

◎王亚磊，闵学习（中粮工程科技（郑州）有限公司，河南　郑州　450053）

Wang Yalei，Min Xuexi（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO.,Ltd，Zhengzhou 450053，China）

富氮气调储粮工艺的介绍

The introduction of nitrogen-rich grain storage technology transfer

◎王亚磊，闵学习
（中粮工程科技（郑州）有限公司，河南郑州450053）

富氮气调储粮是通过把高纯度氮气通入粮食里面，逐步提高密封粮堆里的氮气的浓度，待氮气浓度达到一定程度时，停止向粮堆里充氮并按要求保持密闭一定的时间，来破坏害虫及霉菌等的生存环境，使害虫窒息死亡，同时可以抑制粮食生理呼吸，延缓粮食劣变，保证储粮品质，实现绿色无公害储粮的目标。随着目前人们生活水平的不断提高，对绿色食品的需求也不断增加，粮食储藏正向着低温、气调等绿色环保的储粮方向发展，尤其是近年来制氮技术的日益成熟及制氮成本的不断下降，富氮气调在储粮中的应用也越来越广泛［1］。

1　粮食直属库概况的介绍

（1）地理位置、气候条件等情况。本文以中储粮某直属库的新上的富氮气调项目为例进行说明。该直属库拥有32座高大平房仓，总仓容21.63万t，储备以小麦、大豆、玉米为主。主要虫种为玉米象、锈赤扁谷盗、书虱。目前已建14个廒间气调仓，氮气储粮总规模达9.52万t，各气调仓的情况见表1。

表1　气调仓基本情况表

（2）制氮机的配备情况。配备一套310 m3/h的制氮机组，氮气的制取方法主要是采用变压吸附法［2］，通过实现空气中氮气和氧气的分离，来获取供氮所需的气源。根据该直属库制氮机产气量，主供气管道地下部分计划选用压力不小于1.25 Mpa的PPR管，供气PPR管道直径选择90 mmPPR管，其他参数要符合GB/T18742的要求。

2　氮气进仓管道和氧气浓度检测的布置形式

（1）氮气进仓管道建设方式。氮气进仓管道的布置有单仓双面四通风口与三通风口两种形式，其工艺流程是一致的，充氮储粮工艺流程模式如图1和图2所示。

图1　单仓双面三通风口氮气进仓管道工艺模式示意图

图2　单仓双面四通风口氮气进仓管道工艺模式示意图

（2）仓内气体分配管道。该直属库粮食充氮过程中采用薄膜压盖，为顺利形成气囊，需在粮面布置PVC气体分配管道，开孔率为：粮面膜下布置有PVC气体分配管道，管道开孔率40%左右，管道布置示意图如图3所示，双侧通风口仓开孔管布至粮面中间位置。

图3　单仓双面仓内氮气气体分配管道布设示意图

（3）仓内氧气浓度检测传感器的布置情况。在粮面密闭前，按下图的要求布置氧气浓度传感，浓度检测布点示意图如图4所示。测气点布置要求：④、⑤、⑧、⑩氮气浓度检测点位于堆高1/5处；⑥号点位于气囊空间中部的粮堆表面上：①、②、③为每个通风口管道的内置氮气浓度检测点，各氮气浓度检测点的氧气浓度传感器分别用0.5平方铜芯护套线分别与控制箱内PLC的10组模拟量进行连接即可。、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩号测气点位于仓房对角线上，⑨、⑩氮气浓度检测点距两墙体3 m左右；④、⑤氮气浓度检测点距两墙体7 m左右；④⑦⑨氮气浓度检测点位于堆高3/4处；

图4　仓内氮气浓度检测点布设示意图

3　充氮气的条件及浓度要求

该直属库根据当地的气候条件，通常每年7月～11月进行仓内的充氮气。根据粮情和仓房气密性，完成气调储藏及气调杀虫功能，具体要求如下。

（1）气调储藏。对于无虫粮，当表层粮温升高到25℃时开始充气，维持粮堆内氮气浓度90%～95%。

（2）气调防虫。对于基本无虫粮，当表层粮温升高到25℃时开始充气，维持粮堆内氮气浓度95%左右。

（3）气调杀虫。对于虫粮，条件允许时，及时进行氮气浓度98%以上维持不低于28天杀虫处理，杀虫完成后，维持浓度自然衰减。

（4）补气。当氮气浓度低于工艺浓度时及时补气。

4　充氮工艺流程的介绍

在往仓内充氮气前要通过在粮堆周围覆盖薄膜，把粮堆密封起来，保证仓内有良好的密封性。通过氮气主供气管道与进仓管道及环流管道连接，气体从仓房上部或通风口进入粮堆，薄膜下充气形成气囊，然后等压边充边排置换粮堆空间内的空气。

在充氮过程中主要完成的工艺流程由以下几种形式。

（1）平房仓边充边排工艺。平房仓边充边排工艺：从粮面充气→定期检测粮堆氮气浓度→气囊鼓起→从氮/氧置换模块或多个通风口同时强排抽气→定期检测各通风口氮气浓度→各通风口出现氮浓度差值时，停止从浓度高的通风口抽气→抽气时充气不停机→气囊接近消失→停止强排抽气→重复上述过程→当各通风口均达到目标浓度时→停止制氮机组。

（2）平房仓上充下排工艺。平房仓上充下排工艺：从粮面充气→定期检测粮堆氮气浓度→气囊鼓起→从氮/氧置换模块或多个通风口同时强排抽气→定期检测各通风口氮气浓度→当各通风口出现氮浓度差值时，停止从浓度高的通风口抽气→气囊接近消失→停止强排抽气→重复上述过程→当各通风口均达到目标浓度时→停止制氮机组。

（3）平房仓下充上排工艺。平房仓下充上排工艺：从各通风口充入等量体积氮气→定期检测粮堆氮气浓度→气囊鼓起→从该粮面气囊抽气→气囊接近消失→停止强排抽气→重复上述过程→达到设定目标氮浓度→停止制氮机组。

（4）平房仓负压充氮工艺。平房仓负压充氮工艺：环流风机将粮面气囊抽成适度负压→从各通风口充入等量体积氮气→定期检测粮堆氮气浓度→抽气时充气不停机→重复上述过程→达到设定目标氮浓度→停止制氮机组。

（5）平房仓上充补气工艺。平房仓上充补气工艺：从粮面充入定量体积氮气→达到设定充入目标氮气体积→停止制氮机组。

（6）平房仓下充补气工艺。平房仓下充补气工艺：从各通风口充入等量体积氮气→达到设定充入目标氮气体积→停止制氮机组。

（7）平房仓排气工艺。平房仓排气工艺：环流风机从粮面气囊将气体排出→达到设定排气压力→停止环流风机排气。

5　气调智能控制系统

通过现场控制柜的信号与远程控制模块连接传输完成之后，可以实现富氮气调系统的远程操作和控制，通过操作界面可以迅速完成控制的开启和关闭功能，可以对现场的设备状况进行远程的监控，还可根据氧气浓度传感器检测的氧气浓度，及时掌握当前状况，决定采用的工艺流程，方便快捷地实现充气、杀虫、保鲜储藏、排气等功能，很好地实现了人机交互功能。充氮气调控制系统操作界面见图5。充氮气调控制系统检测数据界面见图6。充氮气调控制系统参数设置界面见图7。

图5　充氮气调控制系统操作界面图

图6　充氮气调控制系统检测数据界面图

图7　充氮气调控制系统参数设置界面图

6　结论

通过借助自控系统对富氮气调系统进行远程控制，操作起来方便、快捷。同时还可以实时监测当前的仓内氧气浓度和现场配套的机械装置的运行情况，操作人员根据当前屏幕的显示情况，判断下一步的工作流程，实现了控制过程的自动化和智能化。富氮气调作为一项新技术杀虫效果明显，可以抑制粮食呼吸，并且不会对空气造成污染，实现了绿色无公害的储粮目标，在粮食储藏领域将不断得到推广应用。

参考文献：

［1］李云霄，陈宏斌.富氮气调在储粮应用中的问题探讨［J］.粮食流通技术，2012（5）：3-4,23.

［2］郑理芳.在中央直属粮库应用充氮气调储粮新技术的探讨［J］.粮油仓储科技通讯，2009（1）：53-56.

王亚磊（1988-），男，专业方向为工程监理。

闵学习（1984-），男，工程师；专业方向为粮食仓储物流工艺设计与研究。

Wang Yalei，Min Xuexi
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO.,Ltd，Zhengzhou 450053，China）

摘要：本文通过对高大平房仓富氮气调系统的构成部分，以及所要实现的杀虫和粮食保鲜的工艺流程进行了深入的介绍，使人们对富氮气调系统的原理有一定的了解，有助于以后该项技术的推广和应用。

关键词：富氮气调；工艺流程；杀虫；保鲜

Abstract：In this paper, it introduces the components of the nitrogen-rich large warehouse conditioning systems, as well as pesticides and food preservation ,which helps people to have a certain understanding the principles of the nitrogen rich people tune systems, can be helpful to later promotion and application of the technology.

Key words：Nitrogen-rich tone；Craft process；Insecticidal；Preservation

作者简介：

中图分类号：S379.2