粮仓能源桩系统绿色储粮技术应用研究

简化粮食入库后全周期控温供冷储粮流程,提出满仓主动降温与夏季粮仓热平衡2种供冷方案。通过理论公式计算2种方案下的供冷量需求,并利用有限元模拟软件计算得出能源桩换热量,由此设计可满足上部粮仓供冷需求的能源桩运行方案。结果表明:在1万t储粮规模下,粮仓能源桩储粮技术可满足2种供冷方案下的能源需求,对比谷物冷却机与地源热泵储粮,其初期投入成本更低;对比空调储粮,其初期投入成本增加,但能源桩储粮技术可利用绿色清洁能源,储粮能耗最低。

基于TCN-BiGRU结合自注意力机制的储粮温度预测研究

粮食仓储管理对于国家具有重要意义,储粮温度是判断粮食仓储安全的重要指标之一。准确地预测储粮温度并及时做出相应的防护措施能够有效降低粮食仓储损耗。针对传统储粮温度预测模型预测准确度较低的问题,提出一种融合时域卷积网络(TCN)、自注意力机制(Self-Attention)和双向门控循环单元(BiGRU)的网络模型。首先通过TCN提取储粮温度数据的局部特征,并根据储粮温度数据的时序特征将自注意力机制加入网络为不同粮情特征分配权重,突出对储粮温度预测影响更大的特征,之后利用BiGRU网络学习粮情序列的双向依赖关系来获取序列中的更多信息,实现对储粮温度的预测。结果表明,所提出的模型均方根误差RMSE为0.389 5,平均绝对误差MAE为0.328 1,确定系数R2为0.991 2,与其他模型相比误差小,预测精度高,能够为粮仓的温度管控提供决策依据。

半地下双层浅圆仓静态储粮温度场的数值分析

粮食温度是影响储粮安全的最重要因素之一,为揭示半地下双层浅圆仓的储粮温度场分布规律,本文建立了地上浅圆仓和地下仓的粮堆数学分析模型,并通过现场实验结果验证了模型的有效性。以此为基础建立了半地下双层浅圆仓数值模型,分析低温入粮后静态储藏1年期间的粮堆温度场变化规律。结果表明:半地下双层浅圆仓地上层靠近仓壁2 m内的粮温受外界气温影响变化明显,温度范围在10.62~27.37℃,地下层粮温常年处在准低温状态,平均温度不超过地下恒温区温度17℃;入冬时地上层粮堆在距仓壁1~3 m之间会短期形成一个热量聚集区,导致近仓壁处粮堆温差较大,随后外围区温度缓慢降低,形成“热心冷皮”;仓壁的保温隔热措施可有效减小气温对粮温的影响,地上层夏季最高粮温较未做保温的地上浅圆仓低3.86℃左右。研究结果可为半地下双层浅圆仓的推广应用提供技术支持。

现代绿色储粮新技术的研究现状——以武汉国家稻米交易中心有限公司为例

为加快建设绿色安全的智慧粮库,提高管理现代化水平,在科技赋能,大力发展新质生产力的背景下,绿色储粮技术迎来了新的发展。综述了武汉国家稻米交易中心有限公司集成应用的3项新型控温技术(光伏离网供电空调系统、粮仓垂直热皮层定向控温、零耗能辐射制冷控温)和3项新型防虫杀虫技术(多杀霉素、S-烯虫酯、食品级惰性粉,评价了其应用效果,并建议以仓房的隔热保冷等准低温仓改造措施为基础,以空调控温或气调储藏等为主要手段,综合运用上述新技术,以达到准低温储粮、免熏蒸储粮、智慧储粮的要求,以期为粮食仓储企业开展绿色储粮新技术的应用研究提供相关参考。

光伏离网供电空调控温储粮技术应用

光伏离网供电空调控温储粮系统由光伏发电板、智能控制器、光伏空调和能源管理系统组成。智能控制器通过智能补偿、智能控制算法,实现光伏和市电双电源无缝切换,优先使用光伏,实现光伏零浪费,光伏直驱空调直接利用光伏板发的直流电来驱动机组,达到节能降耗的目的。解决了制冷空调用电费用高、光伏发电投资成本高和投资回收期长的问题。显著降低了空调控温的运行成本,实现了储粮空调控温的“零”碳或低碳的绿色储粮技术。

基于动态隔热阻断的低温储粮靶向通风控温系统设计与试验

针对传统低温储粮系统效能低、功能单一、精细化管控不足等问题,基于动态隔热阻断理论,创新研发低温储粮靶向通风控温系统。该系统主要包括温度监测、决策控制、驱动执行和远程监控等模块,可实现自主化智慧联动靶向通风控温作业。为验证系统的实用性和有效性,从控温性能、储粮品质等方面进行综合评价。结果表明:在1年试验周期内,全仓均温低于14.2℃,最高粮温低于20℃,水分降低0.2%,脂肪酸值增幅为1.4(KOH/干基)/(mg/100g),相较传统低温储粮控温系统脂肪酸值增幅降低41.7%,且无虫霉发生发展,具有较好的控温性能和品质保持性。系统化解决因储藏局部发热、盲目通风、冷心热皮等问题而造成储粮经济损失,达到高标准低温储粮技术要求。

我国内环流通风储粮技术研究进展

内环流储粮技术不与外界空气产生湿热交换,充分利用粮堆自身冷源,在控温、控湿、保质等方面取得良好效果,是一种可以实现低温(准低温)的绿色安全储粮技术。综述了内环流储粮技术的原理、组成及分类,内环流通风对储粮的影响(温湿度、有害生物及储粮品质)。概述了内环流通风储粮技术新进展(通风保水、数值模拟的应用、智能控制与技术集成的研究),提出存在的问题并对内环流储粮技术下一步研究进行展望,为内环流储粮技术更好发挥作用提供参考。

双层谷物低温保鲜钢板仓节能减损创新技术

目前,我国的粮食储备主要有平房仓、浅园仓、立筒仓和钢板仓等多种型式,储粮方式南方以温控和气调储粮为主、北方以温控或自控通风储粮为主。近几年,在国家粮食储备库、中央储备粮直属库、四川省等开展低温或准低温储粮,使用的仓型多为平房仓、浅园仓、钢板仓等,南方的种子公司、中小粮库、粮食储运公司和大米加工企业多用低温保鲜仓和钢板仓等。中国有14亿人口,粮食需求量大,粮食每年轮换储存约3亿t左右,但储粮方式相对落后,仓储损失较大。日本等国家粮食仓储技术己相当成熟,几乎达到低温自动或智能化储粮水平,日本稻谷低温保鲜仓储已经有30多年的历史,非常重视稻谷的营养和食味。只有采用低温储粮才能实现节粮减损,增加收益。

谷物冷却机的发展及创新

作为低温绿色储粮的关键设备,谷物冷却机采用机械制冷的方式,克服了自然通风及风机通风严重依赖环境条件的问题,可随时为粮堆提供设定温湿度的冷空气。我国粮食行业使用的谷物冷却机经历了完全进口、引进吸收、自主创新的过程,经过20多年的发展,已经研制出多种制冷量规格的产品,满足不同类型的粮仓不同粮种制冷通风的需求,其COP值也从当初进口设备不足1.3^([1]),提高到2.0以上。近些年,谷物冷却机在单机产品技术方面不断提升,同时在信息化方面也通过电脑端软件和手机端APP实现了远程控制、无人值守,但是在集成化联动控制作业方面还需继续研究,才能真正实现智能化通风作业。本文介绍了我国谷物冷却机在功能、结构、性能、控制等方面的发展历程,分析研究当前研究的制冷新技术,并基于新技术的发展和行业需求提出谷物冷却机研究创新方向展望,以期为谷物冷却机的应用和研究发展提供参考。

辐射降温膜在平房仓控温储粮中的应用

在建有架空隔热层的平房仓仓顶及门、窗铺设辐射降温膜,开展控温储粮应用研究。通过对试验仓与对照仓的数据测试,其效果分析如下:试验仓仓顶外表面温度低于环境温度,温差最大为13.9℃,试验仓架空层温度与环境温度最大温差为18.9℃,试验仓与对照仓温差高达11.8℃,仓内表层粮温(0.3 m)温差最大达8.0℃,全仓平均粮温温差2.6℃;在试验仓度夏期间未开启空调的情况下,最高粮温未超过30℃,对照仓7月中旬最高粮温超过34℃时适时启动空调降温。试验表明,辐射降温膜对储粮控温效果明显,是低温粮仓改造及高标准粮仓建设优选材料之一。

南方地区立筒仓充氮控温气调储粮技术应用研究

立筒仓储粮具有储存量大、占地面积小、机械化程度高、节省人力、密闭防虫、防鼠雀和防火性能好等优点,缺点是装粮深、扦样处理粮情操作不易、使用磷化铝常规熏蒸投药难以杀死抗药性害虫及会出现杀虫不彻底等问题。为减少夏季外界环境对储粮的影响,提高南方高温高湿地区储粮稳定性,提高害虫防治作业的安全性及彻底性,实现绿色储粮,对本库立筒仓进行气调仓改造,开展充氮控温气调储粮杀虫试验。试验结果表明,气调杀虫效果良好,气调拆封后储粮品质稳定。既减轻了仓储保管人员的劳动工作量,又达到了“绿色、安全、有效、卫生”储粮的目的。

华南地区进口大豆筛下物保管技术探析

近年来,随着华南地区的大豆储备规模激增以及国家对进口大豆质量要求的不断提高,如何实现进口大豆筛下物的安全储藏已成为仓储企业的当务之急[1]。2022-2024年,中央储备粮东莞直属库围绕进口大豆筛下物安全储藏开展了大量生产性试验,初步总结出一套比较适合华南地区筛下物安全储藏的方法和思路,本文就此展开探析,以供参考。

玉米储藏免熏蒸安全度夏探索研究

通过冬季内环流通风蓄冷控温、夏季空调控温技术的应用,结合防护药剂、食品级惰性粉防护治理储粮害虫,监测玉米储藏过程中粮温粮情变化。研究结果表明,上述控温技术和防护技术的配合使用,能够确保玉米在免熏蒸的情况下安全度夏,有利于实现绿色科技储粮。

基于温湿度场云图的小麦粮堆霉变与温湿度耦合分析

为了研究粮堆霉变和温度场、湿度场的时空耦合关系,该文建立了模拟仓装置,在模拟仓内装入体积比为9∶50的高水分小麦(20.1%,w.b.)和低水分小麦(11%,w.b.),于18℃恒温室内储藏800 h。试验过程中,高水分小麦中心插入30℃的加热元件,短时加热引发粮仓内部湿热迁移,通过构建温、湿度场云图,检测CO_2气体浓度和储藏霉菌变化,揭示温、湿度场与粮堆霉变的时空耦合关系。通过云图观察到湿空气上移而形成窝状高湿区,在温度适宜的条件下,高温中心区由于湿度偏低,几乎不发生霉变,窝状高湿区霉变最严重。当温度降低后,模拟仓内粮堆霉变受到抑制,微生物生长速度减慢。试验结果表明,在温度和湿度的变化和耦合过程中,粮堆霉变不仅是时间的函数,也是空间的函数。由于粮温散失较快,试验过程中,粮堆内没有观察到自发热点。该文可为今后进一步建立粮堆多场耦合规律和储粮过程中霉变发热的监测预报奠定基础。

准静态仓储粮堆温度场的CFD模拟

现有仓储粮堆数学模型难以有效模拟实际粮堆温度的变化过程。本试验应用计算流体力学(CFD)方法模拟研究了仓储粮堆在不通风情况下温度场的变化情况,根据粮仓结构和仓外环境条件,通过确定模拟区域、网格划分、模型选择,确定了合理的CFD模拟方案,得到并分析了两种不同尺度粮仓内仓储粮堆温度随季节变化过程的模拟结果。通过对准静态仓储粮堆内部温度随环境温度变化过程的分析,为仓储通风系统的优化设计提供了有价值的参考依据,为进一步的模拟研究奠定了良好基础。

不同仓型的粮堆温度场重现及对比分析

为了揭示不同仓型粮堆内温度场和水气分压场随季节的变化规律及其对储粮安全的影响,该文以天津地区的钢板浅圆仓和平房仓为研究对象,以小麦为储粮目标,采用阵列式分布的温度传感器监测粮堆温度,利用温度拟合算法和WU模型构建粮堆温度场模型,重现粮堆在冬末春初之际和夏季的温度场和水气分压场分布;根据温湿度场耦合理论分析其云图特征,并在此基础上比较2种仓储粮状态的差异。结果表明:夏季,浅圆仓和平房仓的小麦粮堆中均存在大体积的冷芯,使整个粮堆可以安全度夏;冬春交替之际,2种仓的粮堆中均存在多区域分层现象,但由于浅圆仓的表层粮堆水分吸收速率大于平房仓,致使次年春季浅圆仓的粮堆表层更易发生结露;根据平房仓小麦粮堆的等温曲线变化方向可推测有邻仓存在,且由2个毗邻的平房仓温度场融汇度可判定邻仓有储粮。研究结果将为粮堆结露研究提供新思路,为结露预测提供理论依据。

低温和高温对仓储绿豆象的防治效果

【目的】确定绿豆象最耐受低温或高温的发育阶段,得到不同温度下完全防控该虫所需时间,为防治仓储绿豆象提供理论基础。【方法】在-5和40℃下,分别对绿豆象卵、幼虫、蛹和成虫进行处理,确定最耐受低温或者高温的虫态。在此基础上,对低温(-5、-10、-20℃)以及高温(40、45、50℃)下最耐受虫态做进一步的生物测定,从而得到完全防控绿豆象的时间。【结果】绿豆象幼虫和蛹耐寒能力较强,卵、幼虫、蛹和成虫在-5℃的LT50分别是12.57、24.93、30.54和15.76 h。绿豆象蛹耐热能力较强,卵、幼虫、蛹和成虫在40℃时的LT50分别是4.29、17.76、22.33和14.50 h。绿豆象的蛹在低温-5、-10和-20℃下的LT50分别是30.54、6.50和0.96 h,LT99分别是189.70、33.81和2.90 h。在高温40、45和50℃下的LT50分别是22.33、3.64和0.85 h,LT99分别是169.43、17.77和3.71 h。【结论】绿豆象各虫态耐低温和耐高温的能力均为蛹较强,据此得到处于不同温度下完全控制绿豆象危害所需时间。因此,利用低温或高温防控仓储绿豆象是可行的。

我国粮食仓储技术的概况与发展

粮食安全储存是个世界性难题,如何发展、提升和完善粮食仓储技术是我国政府面临的一项亟待解决的课题。为此,在提出粮食仓储技术内涵的基础上,首先概述总结了我国粮食仓储设施及方式的发展历程;其次在分析国内储粮技术研究发展现状的基础上,重点介绍了低温储粮、气调储粮两种绿色环保型储粮技术及计算机技术在仓储上的应用;论述了我国仓储设备的整体发展现状;最后指出了我国仓储技术的存在的问题与发展趋势。

基于热管技术的储粮仓温度特征及其抑虫效果

为解决传统储粮方法存在的高能耗、害虫多、易污染的问题,基于热管技术,该文设计开发了一座利用自然冷源蓄冷的储粮仓,其由储粮仓、热管模组、温度监测系统等组成,通过1年试验(2011年12月16日至2012年11月1日)研究了储粮仓内粮食温度变化及对害虫的抑制效果,结果表明:热管模组在19d内将粮食温度降低到0,最低可降至-3.17℃;热管储粮试验仓蓄冷量为50.95MJ,降温速度达到了0.28℃/d,分别较对照仓高出31.62%和47.37%,因此试验仓降温速度更快,蓄冷量更大。夏季试验仓虫害发生时间延迟,害虫数量明显减少,抑虫效果明显。此外,试验周期内无任何能耗,小麦并未出现结露或霉变等现象。该研究为热管技术在大型粮库中的应用提供依据和技术支持。

基于两维图论聚类分析的中国储粮区域划分

根据1961～1990国家气象局公开发表的31个省会城市和直辖市(除台湾省外)的所有气象数据,在地理信息系统(GIS)中,分别取各个城市的经纬度值,以它们的年平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温、年平均相对湿度和年降水量为分类依据,共计217个数据,利用两维图论聚类分析技术,对我国储粮区域划分进行研究。结果表明,我国储粮区域可分成3个:Ⅰ区为低温区,位于我国北纬35°线以北,包括青藏高原,该区与全国一月份平均气温图的平均0℃线以北区域相吻合;Ⅱ区为中温区,位于北纬35°线、东经110°线、北纬26°线与东南海岸线之间的区域,主要是长江和淮河流域,该区覆盖全国一月份平均气温图的平均0℃线以南和8℃线以北区;Ⅲ区为高温区,地理位置在北纬26°线以南,位于一月份平均气温8℃线以南的区域。本文还分别对三个区内应用冬季机械通风降低储粮温度进行了分析。储粮区域划分结果可为我国区域性储粮技术应用和制定我国宏观区域性储粮技术规程提供参考依据。