CN102870876A

CN102870876A - 一种用于粮食储运过程的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法及装置

Info

Publication number: CN102870876A
Application number: CN2012103586383A
Authority: CN
Inventors: 袁民建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明提供一种用于粮食储运过程的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法及装置。该方法及装置由氮氧分离、臭氧发生、温湿度及气体浓度测控、直环流送风、360度均流气调送风和智能控制系统组成。该方法及装置，主要利用氮气和臭氧的特性，以空气为载体对储粮进行环流气调、调质保鲜或保质干燥处理，改变粮仓内气体成分的组成和温湿度，破坏害虫及霉菌的生长环境，调节粮食生理呼吸，实现防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜、保质干燥、安全解毒，达到经济实用、绿色储粮的目的。与以往单一保粮技术不同，该方法及装置不仅具有防霉、防蛀、保质功能，而且具有保质干燥、调质保鲜功能。能实现偏高水分粮的保质保鲜储存，提高储粮品质，减少水分减量损失。该装置安全绿色环保，可降解粮食中的真菌毒素和有机磷农药残留，对粮食品质、储运环境无二次污染。

Description

一种用于粮食储运过程的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法及装置

一、技术领域

本发明涉及一种用于粮食储运过程的方法及装置。更具体说是涉及一种利用氮气和臭氧，防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜、保质干燥、安全消毒的绿色生态环保储粮技术。

二、背景技术

据中国农业大学对全国22个省574个县粮食产后损失的抽样调查结果表明：我国农村粮食损失率达10％～18％，全国每年约有8500万吨粮食在收获后被白白浪费掉。如果能够改善仓储、加工、运输条件，以减少损失率5％计算，每年就可以少损耗1500万至2000万吨。按每吨粮食2000元计算为300-400亿元。相当增加土地耕种面积1500万至2000万亩。由于我国储粮技术落后，装备设施简陋，环境温差变化大，不可避免的存在储粮结露而造成的发霉、变质与虫害。并且由于储粮新技术的应用还未普及，导致国库储粮品质快速下降、水分减量出现亏库等情况时有发生，甚至出现粮食陈化现象。东北地区经高温烘干后的玉米粮质差，装卸环节破碎率高，品质快速劣变。国库长期储粮都存在水分减量损失问题，稻谷、小麦每年自然降水为0.4％～0.6％，特别是粮情测控技术在应用上与规范的要求差距很大，粮情测控和智能通风技术的应用只局限在三温二湿的检测和经验判断层面，使储粮机械通风降温常常伴随粮食降水，储存3年粮食出库时水分通常比入库时低1～2个百分点，为广大粮食仓储企业造成了巨大的经济损失。再有采用化学熏蒸剂和谷物保护剂进行杀虫、防虫处理，必然对粮食及环境带来污染。

目前，现有保粮技术都各有其局限性。如谷物冷却技术能控制温度和湿度，防虫、保鲜，但能耗大，只适用于高温条件下应急处理；谷物高温干燥技术能快速烘干谷物，防虫、防霉，但能耗高、对谷物品质影响大，只适用于高水分粮的应急处理；人工自然凉晒能保证谷物品质，但对气候环境依赖大，费工费时，只适用于小规模处理。以真空环境为主的储粮技术能防虫、防霉、保鲜，但对粮仓密闭条件要求高，只适用于特定环境。以富氮低氧、二氧化碳气调技术能防虫、防霉、保鲜，但灭菌、杀虫的功效较低，作用缓慢。就现有臭氧技术应用看，多用于水处理、空气净化和果蔬保鲜。近年也有单独应用臭氧技术于粮食储藏中就仓干燥和防虫、防霉、降解农药残留。就粮食调质保鲜技术应用看，目前无论是采用高压喷雾或水膜等加湿技术，都只是单一的采用已有的通用加湿技术，而缺少有效的防霉灭菌措施。因而不仅装置本身长期使用易产生霉变，而且会增加粮食调质后一系列储运环节的霉变风险。另外，无论智能机械通风、环流熏蒸、谷物冷却、谷物高温干燥、富氮低氧、二氧化碳、臭氧等各种气调技术都有赖于360度均流气调送风技术和粮仓围护结构的保温性，而均流气调送风技术的均流度，维护结构的保温度，直接影响上述技术应用时的能耗、效率、效果和效益。故单独运用上述技术都有各自的局限性。

三、发明内容

为解决上述粮食储存的技术难题，克服现有技术的局限性及不足，本发明提供一种用于粮食储运过程的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法及装置。该方法及装置由氮氧分离、臭氧发生、温湿度、气体浓度测控、直环流送风、360度均流气调送风和智能控制系统组成。该方法及装置主要利用氮气的惰性、热膨胀及热传导特性和臭氧的灭菌防霉、质干及趋湿特性，以空气为载体直接对仓库内粮食进行环流气调、熏蒸、调质或干燥处理，并改变粮仓内气体成分的组成和温湿度，破坏害虫及霉菌的生态环境，调节粮食生理呼吸，实现防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜、保质干燥、安全解毒，达到经济实用、绿色环保、无公害储粮的目的。外界空气经过臭氧化、干燥或加湿处理后，得到一定洁净度、温度、湿度的空气和一定浓度的消毒剂、保护剂，在穿过粮堆时对粮食进行灭菌防霉处理和热湿交换，使仓内粮食的带菌量降到低水平状态，并能合理地控制仓内粮食水分，平衡粮食的温度、湿度和洁净度，防止水分转移及结露造成的发霉变质危害，从而达到安全储粮和运粮的目的。

与以往单一保粮技术不同，该方法及装置不仅具有防霉、防蛀、保质功能，能有效抑制粮仓中霉菌、害虫的生长繁殖和粮食呼吸，延缓储存粮食的后熟衰老、腐烂变质过程，尤其对高温、高湿环境下储运偏高水分粮有防霉变作用。同时，该方法及装置还具有干燥、调质、保鲜、解毒和粮仓隔热功能。该方法及装置能根据储粮调质的预期值，就仓调整控制粮仓温度和储粮湿度及温度，实现偏高水分粮的就仓干燥、保质储存、调质保鲜，提高储粮质量，减少水分减量损失。该方法及装置安全绿色环保，可降解粮食中的真菌毒素和有机磷农药残留，对粮食的品质、储存运输环境不造成二次污染。与以往保粮的技术路线不同，该技术突破低温保粮和干燥保粮及氮气、二氧化碳、传统臭氧发生技术的局限，而采用富氮臭氧气调、常温灭菌防霉保鲜解毒技术，因而效率高、效果好、效益大。

本发明装置复合应用氮氧分离、臭氧发生、温湿度测控、直环流送风、360度均流气调送风及智能控制技术，集储粮富氮低氧气调、智能机械通风、环流熏蒸及粮情测控四合一技术的主要功能为一身，可对不同仓型的偏高水分粮食、安全水分粮进行防霉灭菌、防虫杀虫、调质保鲜和保质节能干燥；可提供降低水分灭菌防霉防虫气调通风、保持水分灭菌防霉防虫气调通风和调质保鲜灭菌防霉防虫气调通风三种解决方案。该装置具有多功能、高效率、高可靠、低能耗、智能化的技术特点。其结构能实现本发明方法的上述技术效果。

(1)多功能：氮氧分离、臭氧发生、温湿度测控、直环流送风、360度均流气调送风复合应用技术，多功能一体化设计，能针对粮食保质储存和保质运输的需要提供全套解决方案(防霉灭菌、防蛀杀虫、调质保鲜、保质干燥、安全解毒)。

(2)高效率：湿态臭氧高级氧化技术，使防霉灭菌过程在各种环境下均具有巅峰效率。

(3)高可靠：大功率冗余臭氧发生器设计，系统可靠性高；产品具有过压、欠压、过流、过温、短路等多重保护。

(4)低能耗：高频开关电源、变频调速、电化学干燥、综合节能目标控制复合应用技术，使产品综合能耗大大低于传统储粮设备。

(5)智能化：产品适应储粮环境，具有智能通信接口和相应的通信协议，可实现富氮臭氧气调设备动力及环境测控、节能增值量管理及粮情测控。

附图说明

图1为本发明装置系统结构示意图；

图2为本发明装置子系统结构示意图。

图3为本发明装置子系统--360度均流气调送风技术结构示意图。

图4为本发明装置子系统--360度均流气调送风技术结构俯视图。

图5为本发明装置子系统--360度均流气调送风技术多层结构示意图。

图6为本发明装置子系统--360度均流气调送风技术多层结构俯视图。

图7为本发明装置360度均流气调、环流通风过程示意图。

四、具体实施方式

以下结合附图和本发明方法及装置的三种主要解决方案对具体实施方式作出说明。

(一)降低水分灭菌防霉防虫气调通风

如图2所示，设定温湿度、气体浓度传感控制器(8)目标值及智能控制系统(6)中标准时间值，将送入仓内空气的相对湿度调节到低于被处理粮食水分的平衡相对湿度；开启风机(9)、送风门(10)和新风门(12)；开启360度送风管道(13)和360度回风管道(14)；开启氮氧分离系统(1)、大功率臭氧发生系统(2)和空气干燥子系统(7)。装置自动运行至湿度、气体浓度设定目标值时转入均衡干燥度、气体浓度运行；装置运行至规定时间时自动停机。装置在降低粮食带菌量的同时，可使粮食水分适量降低，保质储存。用于降低粮食水分、灭菌防霉防虫和就仓干燥，实现安全储粮。

(二)保持水分灭菌防霉防虫气调通风

如图2所示，设定温湿度、气体浓度传感控制器(8)目标值及智能控制系统(6)中标准时间值，将送入仓内空气的相对湿度调节到被处理粮食水分的平衡相对湿度；开启风机(9)、送风门(10)和回风门(11)；开启360度送风管道(13)和360度回风管道(14)；开启氮氧分离系统(1)、大功率臭氧发生系统(2)。装置自动运行至湿度、气体浓度设定目标值时转入均衡温湿度、气体浓度运行；装置运行至规定时间时自动停机。通过合理调控送入仓内空气的温度、湿度和臭氧剂量，降低储粮带菌量，保持粮食水分。保持水分灭菌防霉通风用于降低粮食带菌量，防止粮食发热和预防虫、霉危害，保持粮食品质；处理发热粮食和高温粮食；平衡粮食的温度、湿度和洁净度，并防止水分转移及结露危害。

(三)调质保鲜灭菌防霉防虫气调通风

如图2所示，设定温湿度、气体浓度传感控制器(8)目标值及智能控制系统(5)中标准时间值，将送入仓内空气的相对湿度调节到高于被处理粮食水分的平衡相对湿度；开启风机(9)、送风门(10)和回风门(11)；开启360度送风管道(13)和360度回风管道(14)；开启氮氧分离系统(1)、大功率臭氧发生系统(2)和空气加湿子系统(6)。装置自动运行至湿度、气体浓度设定目标值时转入均衡湿度、气体浓度运行；装置运行至规定时间时自动停机。调高送入仓内空气的消毒剂量和相对湿度，对水分过低的粮食，在降低带菌量、预防虫、霉危害的同时，可使粮食水分适量增加。用于储粮保鲜或出仓前调整粮食水分，减少储运粮的数量损失和质量损失，提高粮食质量等级，改善粮食加工品质。

Claims

1.一种用于粮食储运过程的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法，其特征是将加湿、电化学干燥和电化学方法处置过的氮气、臭氧气体经360度均流气调送风系统送入储粮仓，并形成富氮、臭氧、过氧化氢、羟基等混合气体，对储粮实施气调，达到储粮保质保鲜目的。

2.如权利要求1所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法，其特征是所述氮气是经过加湿或电化学干燥或电化学方法处置过的氮气。

3.如权利要求1所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法，其特征是所述臭氧是经过加湿或电化学干燥或电化学方法处置过的臭氧。

4.如权利要求1所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法，其特征是所述氮气、臭氧气体是经360度均流气调送风系统送入储粮仓的。

5.如权利要求1所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜方法，其特征是所述气调使用的是富氮、臭氧、过氧化氢、羟基等混合气体。

6.为实施权利要求1所述方法设计的智能富氮臭氧气调保质保鲜装置，其特征是所述装置由氮氧分离系统(1)、臭氧发生系统(2)、温湿度及气体浓度测控系统(3)、直环流送风系统(4)、360度均流气调送风系统(5)和智能控制系统(6)组成；所述装置为一体装配式或分体装配式。

7.如权利要求6所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜装置，其特征是所述氮氧分离系统(1)为变压吸附或膜分离或深冷空分方式；氮氧分离系统(1)分离出的氧气可作为臭氧发生器的气源；氮气可为粮仓充氮气调。

8.如权利要求6所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜装置，其特征是所述臭氧发生系统(2)为一体化设计或模块化分体设计；臭氧发生系统(2)采用空气源或氧气源，电晕或电解或紫外线辐射，间隙放电或沿面放电，管式发生或板式发生，液体冷却或气体冷却方式。

9.如权利要求6所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜装置，其特征是所述温湿度及气体浓度测控系统(3)由空气加湿子系统(6)和空气干燥子系统(7)及温湿度、气体浓度传感控制器(8)组成；空气加湿子系统(6)采用高压喷雾或膜加湿或超声波加湿或蒸汽加湿方式；空气干燥子系统(7)采用电化学干燥或热源干燥或液体、固体吸附干燥方式。

10.如权利要求6所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜装置，其特征是所述直环流送风系统(4)由风机(9)送风口(10)、回风口(11)、新风口(12)组成。

11.如权利要求6所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜装置，其特征是所述360度均流气调送风系统(5)由360度送风管道(13)、360度回风管道(14)组成；360度送、回风管道接触粮面部分设有通风孔，且通风孔径小于粮粒；360度送、回风管道可以间隔多层设置；360度送、回风管道截面形状可以为圆形或半圆形或三角形或方形或多边形；360度送、回风管道可以与出粮管道(15)共用。

12.如权利要求6所述的智能富氮臭氧气调保质保鲜装置，其特征是所述智能控制系统(6)由富氮臭氧气调设备动力、环境测控子系统和富氮臭氧气调节能增值管理信息子系统组成。