高水分玉米靶向通风降水的研究

白凯旭 王红军 申华贤 孔繁霞 王春梅 刘月好

(中国储备粮管理集团有限公司山西分公司 030000)

玉米在我国的粮食生产中占有重要地位，对农民增收致富也有重要作用。玉米属高含水作物粮，基于胚部组织的化学特点，玉米粒与储存环境之间的水分代谢主要通过胚部进行，玉米籽粒胚大，玉米胚约占整粒重量的10%～14%，玉米胚部所占面积较其他粮食大，因此在相同条件下玉米比其他粮食具有较强的生命活动和较高的呼吸强度，具有更大的吸湿性，吸湿后的高水分玉米，其胚部水分比胚乳部分高，因此高水分玉米较难储存，其胚部极易遭霉菌侵染。

近年来，随着农业生产技术进步，机械化程度不断提高，华北地区农业生产方式和农民种粮、售粮习惯也随之转变，即收即卖已成为常态，玉米自然干燥越来越少，燃煤烘干取而代之。然而2018年开始，随着国家环境治理力度加大，燃煤型粮食烘干设施基本已被禁用，而电气型烘干设备成本过高且无定型产品，农民即收即卖的习惯和粮食经营企业高水分粮无法安全储存的矛盾越来越突出。如山西晋南、晋中地区农民销售新收获玉米水分大约在18.0%，而华北地区玉米安全储存水分规定为14.5%以内。

为适应环保新形势，中央储备粮洪洞直属库有限公司依据当地气候条件，应用机械通风降水技术在初冬时期对偏高水分玉米进行通风降水,由于粮层较厚，为使粮堆内水分降幅均匀，对单管通风技术进行技术创新，制作靶向通风管网，使分层和局部高水分迅速下降,解决了降水分层不均的问题，也有效解决农民卖粮难和粮食收储企业偏高水分玉米安全储存难的问题。

1 材料与方法

1.1 仓房基本情况

通风降水技术应用仓房为3号罩棚仓和9号高大平房仓。仓房基本情况见表1。

表1 3号罩棚仓和9号平房仓基本情况

1.2 储粮基本情况

玉米入库期间严把质量关，严格按照等级及水分进行分类入仓。粮食清杂严格按照规定的“两吹一筛一清扫”流程执行，确保入库粮食杂质不超标。粮食入库情况见表2。

表2 粮食入库质量情况

1.3 设备仪器

3号罩棚仓采用HLD-3型混流风机18台，风机参数为：功率7.5 kW，转速2900 r/min，总风量7816 m3/t～13138 m3/t，风机全压1301 Pa～1796 Pa；9号平房仓使用4-72型No8C离心风机：功率11 kW，转速1250 r/min，总风量13643 m3/h～25297 m3/h，风机全压1507 Pa～1106 Pa；粮情检测系统，共22根测温电缆，每根电缆设5个测温点，每个点分3层测温，共计110个测温点；粮食翻仓机1台；手持风速仪1台等。

1.4 通风系统设置

粮食入仓前采用镀锌冷轧板地笼(半圆形、直径500 mm、孔型为桥式、开孔率30%～35%)按“一机三道”方式进行布置。粮食满仓后，分别连接好18台混流风机，同时测试通风机运转是否正常。

1.5 通风降水操作

依据《粮油储藏就仓干燥技术规范》(GB/T 26880-2011)以及《储粮机械通风技术规程》(LS/T 1202-2002)分阶段进行通风降水。

第一阶段，常规通风阶段。高水分玉米边入仓边通风。利用仓房通风系统进行压入式均水通风，通风通透，避免结露。通风期间，根据粮温变化规律，使用手持风速仪检查通风死角，并采取“插入引风管”的形式处理，确保风力均匀通过粮堆。

第二阶段，整仓粮堆通风阶段。当粮食入库结束后，全仓整体进行通风，同时增加粮情检测频次。

第三阶段，交替通风降水阶段。利用仓内粮食自身热量，同时选择白天气温较高，相对湿度在70%以下的有利时机定时通风(9:00～16:00)。采用压入式和吸出式交替进行的方式通风，提高降水效果。以上三个阶段的操作，严格按照通风方案制定的机械通风降水路线实施，通风降水路线见图1、图2。

图1 3号仓通风降水技术路线

图2 9号仓通风降水技术路线

1.6 辅助使用靶向通风管网

为消除通风降水过程中第二、三粮层高水分集聚，降水效果不明显，辅助使用靶向通风管网技术。使用普通PVC管材，直径为100 mm，底部斜切便于管体插入粮堆。管体下部1 m高度部位，使用4 mm钻头以对角线方向均匀开孔，孔间距为3 cm。管与管由PVC接头和铁质锁扣连接，便于安装与拆卸。靶向通风管网使用时，采取如下方式进行安装：一是靠墙部位铺设离墙0.5 m；二是粮堆中部管道间距为1 m；三是粮堆中部插管时，深度分2 m和3 m，即第一排插2 m管，第二排插3 m管，依次类推。采用压入式和吸出式相结合方式进行通风，为确保第2、3层集聚水分迅速排出，在进行吸出式通风时，辅助塑膜粮面压盖，只保留靶向通风管口，使外界风不经过粮堆表层，直接从第2、3层进入，从而补回底层由于压入式通风造成的水分过量流失，也减少了粮堆表层的水分过度流失，从而使整仓水分均匀。

1.7 结束降水通风

结束降水通风条件根据《储粮机械通风技术规程》规定的条件：一是在进行底层压入式通风时，干燥区前沿要移出粮面；二是粮堆水分梯度要小于0.5%/m；三是粮堆温度梯度要小于1℃/m。只有三个条件同时达到时才能结束通风。本次通风降水结束时，粮堆平均温度2.8℃(其中上层平均粮温-1.5℃、中层平均粮温3.5℃、下层平均粮温6.5℃)。在粮堆平均水分达到15.0%以下时结束通风，同时倒入平房仓内储存。倒仓过程中粮食水分、温度得到了进一步均匀。倒仓结束后使用3台11 kW离心风机对粮堆进行均温、均湿。均温、均湿结束后，经检测粮堆平均水分为13.4%，粮温正常。

2 结果与分析

2.1 3号罩棚仓效果分析

2019年新玉米上市以后，中央储备粮洪洞直属库有限公司利用罩棚仓对1439 t偏高水分玉米进行了通风降水。经过92 h的通风，玉米平均水分降低了1%。倒入平房仓后，再次对仓内储粮进行了均温均水。储粮度夏期间，持续进行内环流通风，目前平均粮温保持在16℃左右，没有发生虫霉孳生情况，储存状态良好。

2.1.1 粮温分析 表3为3号仓通风过程的粮温变化，从表3可以看出，整仓通风显著降低了粮温，有效地避免了玉米出现虫害及粮食发热等不良现象。

表3 3号仓粮温记录表

2.1.2 粮食品质分析 从表4可以看出，偏高水分玉米经过通风降水水分含量降低了1个百分点，此外还解决了玉米经烘干造成破损粒多的问题，而且玉米品质指标几乎没有变化，食用卫生指标略有下降，保持了玉米的原有品质。

表4 3号仓通风期间各项指标测定情况

2.1.3 经济效益分析 根据表5，通风降水每吨费用在15元左右。而以往燃煤型烘干设施烘干费用，每吨约在30元以上。通风降水比烘干降水直接费用每吨低15元左右。而且粮食质量品质比烘干好，销售期间将具有价格优势。该技术成熟后，费用有望得到进一步降低。

表5 3号仓通风降水费用

2.2 9号平房仓效果分析

2019年新玉米上市以后，中央储备粮洪洞直属库有限公司利用9号仓对6200 t偏高水分玉米进行了通风降水。经过累计366 h通风，玉米平均水分降低了1.9%。目前试验还处于探索阶段，目的是安全度夏。目前平均粮温保持在17℃左右，没有发生虫霉孳生情况，储存状态良好。

2.2.1 粮温分析 表6为9号仓第二阶段整体粮堆通风阶段(2019.12.27～12.30)与第三阶段交替通风降水阶段(2020.2.17～4.13)的粮温变化。在第二阶段，通过整仓通风，有效降低了粮温，更利于粮食储藏；第三阶段，由于气温的上升，更需要通风来降低仓内的温度，从而平衡玉米中的水分。

表6 9号仓粮温记录表

2.2.2 不同方式降水效果分析 9号仓通风期间水分记录见表7。

表7 9号仓通风期间水分记录表 (单位：%)

2.2.3 粮食品质分析 从表8可以看出，玉米的水分下降了2个百分点，脂肪酸值、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮略有上升，食用品质略有下降。总体来说玉米的品质保持较好。

表8 9号仓通风期间各项指标测定情况

2.2.4 经济效益分析 偏高水分粮食通风降水基本费用包括通风降水电费、通风期间整理人工费等费用。据测算，通风降水每吨费用在3.59元左右(其中包括电费、劳务用工费)。而以往燃煤型烘干设施烘干费用，每吨约在30元以上(其中包括倒仓费10元，燃煤费12元，电费及人工费8元)。通风降水比烘干降水直接费用每吨低26.41元左右。而且粮食质量品质比烘干好，销售期间将具有价格优势。由于提前入市收购价格比农民晒干后收购能减低成本60元/t～100元/t。偏高水分玉米如储存在农民手中，因管理不善至少会造成5%～10%的损失损耗。不同方法处理高水分玉米费用对比分析见表9。

表9 不同方法处理高水分玉米费用对比分析表

3 结论

3.1 采用机械通风降水能实现偏高水分玉米安全储藏

采用机械通风对偏高水分玉米进行降水，有效降低了玉米的水分含量，实现了玉米的安全储藏，并有效保证了玉米的品质。机械通风降水有效降低了烘干玉米吨粮所需的费用，为企业抢占粮源赢得先机，为完成年度轮换任务提供了技术保障，降低了劳动强度，极好地解决了环境污染问题。

3.2 科学管理是机械通风降水保管偏高水分玉米的关键

机械通风降水期间及时记录通风数据，适当增加测温电缆监测点数，或设置机动测温点，定时检测粮食的水分变化情况，勤检测粮情，同时降水期间，必须边通风边翻动粮面，以防止玉米上层结露霉变。

3.3 辅助使用靶向通风管网技术彻底解决降水不均

在通风降水期间，通风方式采用压入式和吸出式交替进行，辅助使用靶向通风管网技术彻底解决降水不均现象。通风操作人员要根据粮堆各层水分变化情况，及时修改完善通风方案，变换通风方式，杜绝无效通风。消除通风过程中不同粮层水分不均。通过补插风管，减小通风阻力，改善气流分布状态，解决粮堆通风降水不均匀的问题。