World Grain Chinese - July 2022 - 18

粮食储藏
测温电缆的放置
电缆的位置对于在通风和储存期间监测粮食很重要
作者:Dirk Maier and Jordan Wright
监测存储粮食的温度、水分含量和二氧化碳(CO2
)水平对
于保持质量至关重要。空气通风是控制粮食温度、水分
含量和二氧化碳水平的最常用方法。由于存储粮食生态
系统的复杂性,有效监测和优化管理仍具有挑战性,特
别是储仓的尺寸在不断增大。
将安装在电缆上的温度和相对湿度传感器放入储存的
粮堆中,用于追踪粮堆的温度和水分含量。二氧化碳传
感器可以分别放置在储存粮堆的下方和上方空间处,跟
踪由于霉菌和昆虫的生物活动而发生的腐败。
传感器的数量和位置,以及对传感器读数的解析,是
有效监测存储粮食的条件和根据实时天气信息管控最佳
通风时节的关键。
本文是系列文章的第二篇,重点介绍测温电缆的放置
及其如何在通风和储存期间有效监测粮食质量。
通风期间的温度监测
温度是监测冷却期间通风冷空气通过粮堆进度的关键因
素。在取芯平整的粮堆中,空气流非常均匀,因此冷空
气将单向向上(或向下)运动。当粮堆为锥状时,空气
流则不再均匀,因此冷空气将更缓慢地通过非锥面更深
的粮堆内部,而更快地通过粮堆较浅的外围部分。
然而,空气流单向向上(或向下)运动,而不是横向
通过粮堆。对于0.11 m3/min/t的典型设计空气流速率,
冷空气至少需要约150小时才能通过粮堆。电缆上温度传
感器的典型间距为6英尺(2.1 m),如果粮堆深度为60
英尺,那么冷空气将需大约15小时通过每一层传感器,
如果粮堆深度为90英尺,则每10个小时一次。
因此,电缆上的传感器的间距应考虑空气流速率、粮
食深度、以及存储粮食的管理人员对跟踪冷空气通过粮
堆前进的偏好。例如,如果存储粮食的管理人员想要每
天检查冷空气进度两次(每12小时),那么在60英尺和
90英尺深的粮食堆中,电缆上传感器的最佳间距应分别
约为5英尺和7英尺。
另一方面,如果温度传感器在电缆上的间距为3英尺
(0.91 m),空气流速率高达1.1 m3/min/t,正如是在
一个典型的农场干燥仓内,冷空气将在至少15小时内穿
过30英尺深的粮堆,大约每1.5小时穿过一层新的传感
器。
因此,尽管将温度传感器沿电缆更紧密地放置在较浅
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深度的仓内看似很直观,但当冷空气快速推进时,数量
大的温度传感器可能会被过度使用,因为它们不会为存
储粮食的管理人员提供更多有用的信息。
制造和销售测温电缆的公司没有提供任何解释或支持
性文件,说明为什么可以选择沿电缆的温度传感器的某
个或其他间距。
温度传感器的间距
根据电缆的数量及其在粮堆内的位置,使用我们的一个
计算机模型模拟了为期一年的通风和储存过程。该模型
利用天气和粮食信息来预测粮堆中2000多个传感器位置
的温度。
将结果与三根电缆上的传感器进行比较,一根放于中
心,另外两根放在半径的三分之二处。传感器在电缆上
的间距为4.5英尺(1.4 m),总共30个传感器,沿电缆9
英尺(2.7 m),总共15个传感器。
在对粮食通风冷却时,随着冷空气通过粮堆,节点的
数量,无论是15、30还是2000个,电缆的数量和位置都
不影响储存粮食的管理人员观察到的预测粮食温度。
因此冷却期间,温度传感器在有取芯平整的粮堆的整
个深度内的间距提供了有用的信息,而沿半径放置电缆
则不那么重要。例外情况是对通过锥面未取芯粮食监测
冷却空气的推进,与较浅的外围层相比,冷空气通过粮
堆的锥峰值将需要更长的时间(可能要长两到三倍)。
储存期间的温度监测
在整个粮堆内对放置测温电缆的一般建议是,特别对在
中心(或不在中心)以及与侧壁的距离需要进一步分
析。粮食是一种极好的隔热体,如非锥面且取芯,在通
风冷却数月后会依然保持低温,特别是当通风机不运行
密封或盖住时。
加温发生主要受环境天气条件的影响,尤其是暴露在
阳光下的仓顶和仓壁表面区域受太阳辐射。这分别在白
天和晚上循环地加温和冷却靠近仓壁和顶部空间的外层
粮食。因此,问题就出现了,温度传感器(以及电缆)
的位置将在粮食储存期间提供最有用的数据。与冷却期
间不同,在储存期间预测的平均温度存在显著差异。
在4根电缆上间隔9英尺(2.3 m)的15个温度传感器,
提供了与2000个传感器预测的平均温度一样多的有用信
2022年7月 / 世界谷物 / www.World-Grain.com
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