氮气储粮技术.docx
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氮气储粮技术
氮气储粮技术
氮气气调储粮技术
气调防治储粮害虫有许多优点，许多年没有得到推广应用，主要是仓房气密性和处理成本较高造成的，目前这些也都已经得到解决。
优点
缺点
如何解决
被处理的商品中无残毒
对工作人员安全
对环境安全
低氧具有抑霉效果；
通过降低粮食的呼吸，有利于保持品质
害虫产生抗性的风险低
要求较高的气密性
处理时间长
增加储藏费用
无警戒气味
✓良好的仓房条件和密闭技术
✓制氮技术的快速发展
✓检测仪和报警仪成型
一、气调防治储粮害虫
1、产生的一些主要论述
粮堆中氧浓度降低到2%～4%时，对大多数储粮害虫有致死作用，氧浓度进一步降低，将加速害虫死亡。
在温度较高的情况下，害虫呼吸更剧烈，耗氧量和失水量都大，死亡较快；在温度较低时，害虫呼吸速度下降，耗氧量和失水量都较小，死亡较慢；因此，氮气气体浓度应达到98%以上，保持时间依据粮温确定，温度在23℃以上时，需保持30天。
（澳大利亚研究表明，低氧对储粮害虫的致死作用，与温度密切相关。
水分含量12%以下的粮食中，当氮气中氧浓度在0～1.2%时，温度在23℃时，需28天时间杀死所有的害虫，而在18℃时，则需要105天时间才能达到同样的杀虫效果。
）
2、防治害虫的机理
细胞水平的酸化导致生理作用的破坏。
对生物而言，乳酸发酵是在缺氧条件下最重要的提供能量的方式。
人们发现，当把一些昆虫暴露在纯氮或缺氧的环境中一段时间后，虫体内的乳酸水平显著提高。
害虫的死亡是由于体内大量乳酸聚积所致；
有人认为其毒理影响归因于脱水和作为能量代谢底物甘油三酯的缺乏。
3、低氧对储粮害虫的防治效果
不同试虫对低氧的忍耐能力差异显著。
氧气含量0%时,玉米象＞米象＞谷蠹＞书虱＞锯谷盗；
氧气含量1％时,玉米象＞米象＞锯谷盗＞书虱；
氧气含量2％时,书虱＞米象＞玉米象＞锯谷盗
说明：
①书虱对低氧环境的忍耐性较之鞘翅目的甲虫弱，且对环境中氧气含量的变化很敏感；
②有氧气存在的低氧条件比无氧环境更易引起米象与玉米象的死亡。
4、低氧对储粮害虫的防治效果
呼吸速率
随着氧浓度由21%降低到1%的过程中，各虫态赤拟谷盗的呼吸速率均逐渐降低；
当氧浓度≤10%时，赤拟谷盗幼虫的呼吸速率均受到显著抑制；
当氧浓度≤5%时，赤拟谷盗卵和成虫的呼吸速率均受到显著抑制；
当氧浓度≤3%时，赤拟谷盗蛹的呼吸速率均受到显著抑制。
呼吸速率的降低及降低的程度，与低氧环境对不同虫态赤拟谷盗的致死机理有密切关系。
5、低氧对储粮害虫的防治效果
5%的低氧环境下，卵无法孵化。
5%和10%氧浓度下完成生活史发育的赤拟谷盗成虫，在正常环境产卵量显著减低。
15％和10％氧浓度下，对生长发育有抑制作用。
试虫的卵期、幼虫期和蛹期均较正常有所延长；孵化率、化蛹率和羽化率均明显降低，与正常相比约有50%成虫能完成生活史。
6、主要储粮害虫的防治效果
虫 种
混合气体%
死亡率（%）
暴露天数
（天）
温度（℃）
相对湿度（%）
O2
N2
锯谷盗
4.5
95.5
100
14
32.0
72
锈赤扁谷盗
4.5
95.5
100
14
32.2
72
玉 米象
4.2
95.8
100
14
29.0
72
米象
4.0
96.0
100
14
29.0
72
谷蠹
3.0
97.0
100
14
32.0
72
长角扁谷盗
1.0
99.0
100
2
32.2
60
杂拟谷盗
0.3
99.7
99
2
26.7
59
主要几种储粮害虫暴露在各种不同成份的大气中的死亡率
7、防治储粮害虫的浓度
氧气浓度控制在2%以下，15天以上可有效防治储粮害虫。
具有快速致死作用，可用于害虫危害严重的储粮；
氧气浓度控制在5%-10%，2个月以上可有效抑制储粮害虫，具有种群抑制作用，应用于害虫危害较轻或无虫的储粮。
影响因素
1、仓房的气密性
绵阳库，以14号高大平房仓为试验仓，气密性为-300Pa上升至-150Pa时半衰期为150秒，气密性较差；以12号二氧化碳气调仓为试验仓，正压500Pa降到250Pa所需时间为5分55秒。
气密性好的情况，30天杀虫效果100%
气密性不好的情况下杀虫效果
气密性影响了杀虫效果
虫种
处理30天（95%-97.3%氮气浓度）
处理90天（91.7%-97.3%氮气浓度）
死亡率（%）
抑制率（%）
死亡率（%）
抑制率（%）
米象S
100
100
100
100.0
米象R
100
100
100
100.0
谷蠹S
54.2
60.3
79.8
83.5
谷蠹R
65.3
87.5
73.4
87.0
赤拟谷盗S
50.3
68.8
99.4
99.7
赤拟谷盗R
70.2
48.6
85.2
72.8
2、害虫的种类和虫期
鞘翅目储藏物昆虫的前期蛹对气调的忍耐力最强，其次是卵、高龄幼虫、低龄幼虫和成虫。
蛾类通常要比象虫对气调更加敏感。
但滞育期的印度谷螟幼虫对各种气调的忍耐力比正常发育的幼虫和成虫要高。
3、温度的影响
氧量分析仪
oxygendetectioninstrument
4、湿度的影响
通常相对湿度越低，防治效果越好，较低的相对湿度可以明显缩短致死害虫的暴露时间
二、气调对粮食品质影响
通过实仓试验证明：
氮气气调储粮能较好地保持粮食的品质；且在启封后未出现品质加速变化；能防止粮食发热霉变；具有一定的保水作用;能延缓品质变化（粘性下降、延长储藏期）；能为粮堆防潮隔热。
三、制氮设备介绍
氮氧分离工艺包括：
变压吸附碳分子筛制氮和中空纤维膜分离制氮，国内采用变压吸附氮工艺的占设备总量的90%左右。
四、固定式制氮设备配套工程--进仓供气管道
磷化氢熏蒸仓外环流管道改造
1、平房仓。
利用已有的磷化氢环流熏蒸管道作为向仓内充气的管道，在其上增加相应的接口和阀门。
同时，在通风口或管道上增加排气口。
2、浅圆仓。
利用已有的磷化氢环流熏蒸管道作为向仓内充气的管道，在其上改造增加相应的接口，增加有关阀门，阀门高度以容易操作为宜。
另外，在仓顶的靠近人梯的通风排气口盖板上开带盲板或球阀的直径110mm的富氮空气出口。
五、气密性处理及检测
1、良好气密性是气调的基础
气调储粮技术应用的关键在于仓房的气密性处理,一个气密性能良好的仓房,能保持N2工艺浓度、减少N2用量、降低运行成本。
2、浅圆仓漏气部位
仓壁为钢筋混凝土结构；仓顶为预制装配整体式钢筋锥面薄壳或现浇薄壳。
Ø仓底密闭隔热门。
Ø出粮口气密闸板。
Ø进粮孔和进人孔。
Ø仓顶通风孔。
Ø仓底地槽通风口
漏气部位检查
缓慢鼓风；控制高压。
查找主要漏气部位。
用事先配制好的2%家用洗涤剂与水的混合液或肥皂液喷涂在打压平房仓的检测部位，从漏气部位泄漏出的气体遇皂液后会形成肥皂泡，从而检得平房仓或部件的漏气点。
漏气点作上标记，后用密封材料处理。
平房仓
气体从仓房上部进入粮堆，等压置换粮堆空间内的氧气。
浅圆仓
气体从仓房底部通风口进入粮堆，等压置换粮堆空间内的氧气，
粮堆氮气浓度达到目标浓度后，通过环流熏蒸系统气体从仓房上部进入，等压置换空间的氧气，使空间氮气浓度达到目标浓度。
1、气密性改造
气密改造时，对不同的漏气部位所采用的材料与处理措施均不同。
嵌缝胶、密封胶、密封涂料、无纺布、塑料薄膜
构件名称
宜采用气密性材料及措施
门窗
优质“d”型橡胶管、硅酮橡胶、塑料薄膜、单砖墙
风道通风孔
优质“d”型橡胶管、硅酮胶、橡胶垫、橡胶条
环流熏蒸孔
硅酮胶
穿线孔
4:
6石蜡加热砂、硅酮胶
轴流风机孔
塑料薄膜、优质“d”型橡胶管
进人孔
优质“d”型橡胶管、硅酮胶、塑料薄膜
围护结构连接处
硅酮胶、无纺布、气密涂料、丙烯酸
屋面、墙面
硅酮胶、无纺布、气密涂料、聚氨酯、聚酰氨环氧树脂、弹性腻子、砂浆水泥、丙烯酸
浅圆仓气密性改造主要措施
·在挡粮门和密闭隔热门之间增设薄膜气密门。
·检查出粮口气密闸板密封元件，更换不合格元件，周边填充硅酮胶，顶紧压紧装置。
·检查进粮孔和进人孔，更换老化或破损气密胶条，加贴软胶垫，拧紧压紧螺钉。
·检查仓顶通风孔，更换老化或破损气密胶条，并加涂密封胶。
·仓底通风口更换气密胶条，漏气部位涂中性硅酮胶补漏
浅圆仓气密性改造主要措施
·测温线电缆接头部位：
在四周涂刷涂料2遍用柔性腻子裹平、裹紧后再缠绕丝线，要缠绕紧揍，根部距绕线方在40～50㎝，然后用涂料和腻子的混合物抹平，上面粘贴（4～6）㎝网格布，再在表面涂刷涂料1～2遍即可。
·穿墙PVC管：
用涂料和腻子搅拌后加入分节丝线塞满压实管口部位，抹平后，涂刷涂料2遍。
气密性标准
根据我国粮仓气密性现状以及氮气气调对气密性的要求，综合考虑气密性处理的成本和工作量，初步规定氮气气调的气密性标准如下。
空仓气密性300Pa降至150pa的半衰期大于2分钟。
气密性不达标不宜入粮。
薄膜密闭粮堆－300Pa升至－150pa的半衰期大于5分钟。
气密性不达标不宜充气。
六、气调储粮操作与管理--气调充气前准备
入仓粮食质量控制
在进仓过程中把好检验关，保证粮食质量达到国标中等以上，水分控制在《中央储备粮安全储存水分及配套储藏技术操作规程（试行）》规定的水分以内，粮食杂质清理达标，入仓过程中防止杂质局部聚集，入仓后及时清扫、平整粮堆。
高温粮建议在粮温稳定后气调储藏
布置氮气浓度检测点
浅圆仓
堆粮高度高，预埋氮气抽气管困难，布点工作强度大。
因此，我们将浅圆仓分成两层以及空间共10个点进行浓度检测，分别为：
粮面下1米（5个点）、扦样最深处（4点）以及空间（1个点）。
布点一般原则为：
第一层（粮面下1米），分别为1－1＃、1－2＃、1－3＃、1－4＃、1－5＃五个点，分别为东（离墙1～2米）、南（半径的中点）、西（离墙1～2米）、北（半径的中点）、中（圆心）五个方向。
第二层（扦样最深处），分别为1－1＃、1－2＃、1－3＃、1－4＃四个点，分别为东（半径的中点）、南（离墙1～2米）、西（半径的中点）、北（离墙1～2米）四个方向。
检查供气系统
检查制氮设备及其工作环境。
检查后段流程（如供气管道、进仓阀门开关情况、仓房密闭等）是否准备妥当。
检查移动式制氮设备是否放置平稳、现场供电是否符合电气安全操作规程。
检查安全防护装置（如呼吸器等）是否齐全、有效。
密闭仓房，每个仓门应加锁并按GB2894的规定张贴警示标志。
气调杀虫
虫口密度达到一般虫粮及以上等级时，应及时充气杀虫，达到防治目的后，可根据情况，确定是否补气。
气调防虫
基本无虫粮，上层平均粮温超过20℃时开始充气防虫，氮气浓度低于工艺浓度时，应及时补气。
气调储藏
无虫粮，上层平均粮温超过25℃时开始充气储藏，氮气浓度低于工艺浓度时，应及时补气。
气调工艺
对新入的局部水分偏高的粮食，宜在水分平衡、粮情稳定后充气。
夏季入仓的粮食，条件允许时，及时进行98%以上氮气浓度杀虫处理。
冬季入仓的粮食以及前几年度入仓的粮食，若发生虫害，则及时用98%以上氮气浓度杀虫。
氮气气调储粮充气时间计算
t---充气时间，单位：
h
v---粮堆空气体积，单位：
m3
l---制氮设备氮气流量，单位：
m3/h
x---制氮设备出口浓度
y0---粮堆内初始氮气平均浓度
y1---粮堆内目标氮气平均浓度
充气位置
平房仓
气体从仓房上部进入粮堆，等压置换粮堆空间内的氧气。
浅圆仓
气体从仓房底部通风口进入粮堆，等压置换粮堆空间内的氧气，粮堆氮气浓度达到目标浓度后，通过环流熏蒸系统气体从仓房上部进入，等压置换空间的氧气，使空间氮气浓度达到目标浓度。
充气工艺
（1）连续充气
从粮堆上部充气，粮面薄膜鼓起时，从地上笼风道口排气，持续充气，若排气浓度达到小于目标浓度3%左右时，停止充气，开启环流风机，均匀粮堆内浓度，当检测点浓度差≤2%时，停止环流。
重复上述过程，使粮堆氮气浓度达到目标浓度。
（2）间断充气
进行尾气回收利用的可采用该工艺。
从粮堆上部充气，地上笼风道口不排气，薄膜鼓起、后，停止充气，开启环流风机，均匀粮堆内浓度，从地上笼风道口排气，排气氮气浓度大于85%的富氮空气可通入条件允的其它仓；重复上述过程，逐步提高仓内氮气浓度至目标浓度。
（3）环流降氧
膜分离制氮设备可采用该工艺，从粮堆上部充气，地上笼风道口不排气，薄膜鼓起后，将制氮设备的空气源采集口与机械通风口相连，抽取粮堆的富氮空气，制氮设备将富氮空气中的氮和氧分离，氮气通过进仓管道充入粮面气囊。
重复上述过程，使粮堆内的氮气浓度达到目标浓度。
充气操作
开启待充气粮仓的进气和排气阀门，关闭不充气粮仓的进气阀门。
开启制氮设备，调节氮气输出流量对目标仓房充氮。
根据制氮设备的可调节能力，充气初始阶段，以可调节的最低浓度和最大流量充气（膜制氮设备调节能力大）。
每一阶段充气结束后或粮堆氮气达到目标浓度后，先停止制氮设备，再关闭进气和排气阀门。
散气
秋季防结露通风前，采用自然通风散气，实施冬季通风降低粮温。
粮食出仓前，可采用机械通风散气，使粮堆内氧气浓度不小于19.5％。
粮堆散气前1个月内，一般不补气。
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