專利名稱：一種用于糧食儲運過程的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于糧食儲運過程的方法及裝置。更具體說是涉及一種利用氮氣和臭氧，防霉滅菌、防蛀殺蟲、調質保鮮、保質干燥、安全消毒的綠色生態環保儲糧技術。
背景技術：
據中國農業大學對全國22個省574個縣糧食產后損失的抽樣調查結果表明我國農村糧食損失率達10% 18%，全國每年約有8500萬噸糧食在收獲后被白白浪費掉。如果能夠改善倉儲、加工、運輸條件，以減少損失率5%計算，每年就可以少損耗1500萬至2000萬噸。按每噸糧食2000元計算為300-400億元。相當增加土地耕種面積1500萬至2000萬畝。由于我國儲糧技術落后，裝備設施簡陋，環境溫差變化大，不可避免的存在儲糧結露而 造成的發霉、變質與蟲害。并且由于儲糧新技術的應用還未普及，導致國庫儲糧品質快速下降、水分減量出現虧庫等情況時有發生，甚至出現糧食陳化現象。東北地區經高溫烘干后的玉米糧質差，裝卸環節破碎率高，品質快速劣變。國庫長期儲糧都存在水分減量損失問題，稻谷、小麥每年自然降水為O. 4% O. 6%，特別是糧情測控技術在應用上與規范的要求差距很大，糧情測控和智能通風技術的應用只局限在三溫二濕的檢測和經驗判斷層面，使儲糧機械通風降溫常常伴隨糧食降水，儲存3年糧食出庫時水分通常比入庫時低I 2個百分點，為廣大糧食倉儲企業造成了巨大的經濟損失。再有采用化學熏蒸劑和谷物保護劑進行殺蟲、防蟲處理，必然對糧食及環境帶來污染。目前，現有保糧技術都各有其局限性。如谷物冷卻技術能控制溫度和濕度，防蟲、保鮮，但能耗大，只適用于高溫條件下應急處理；谷物高溫干燥技術能快速烘干谷物，防蟲、防霉，但能耗高、對谷物品質影響大，只適用于高水分糧的應急處理；人工自然涼曬能保證谷物品質，但對氣候環境依賴大，費工費時，只適用于小規模處理。以真空環境為主的儲糧技術能防蟲、防霉、保鮮，但對糧倉密閉條件要求高，只適用于特定環境。以富氮低氧、二氧化碳氣調技術能防蟲、防霉、保鮮，但滅菌、殺蟲的功效較低，作用緩慢。就現有臭氧技術應用看，多用于水處理、空氣凈化和果蔬保鮮。近年也有單獨應用臭氧技術于糧食儲藏中就倉干燥和防蟲、防霉、降解農藥殘留。就糧食調質保鮮技術應用看，目前無論是采用高壓噴霧或水膜等加濕技術，都只是單一的采用已有的通用加濕技術，而缺少有效的防霉滅菌措施。因而不僅裝置本身長期使用易產生霉變，而且會增加糧食調質后一系列儲運環節的霉變風險。另外，無論智能機械通風、環流熏蒸、谷物冷卻、谷物高溫干燥、富氮低氧、二氧化碳、臭氧等各種氣調技術都有賴于360度均流氣調送風技術和糧倉圍護結構的保溫性，而均流氣調送風技術的均流度，維護結構的保溫度，直接影響上述技術應用時的能耗、效率、效果和效益。故單獨運用上述技術都有各自的局限性。

發明內容
為解決上述糧食儲存的技術難題，克服現有技術的局限性及不足，本發明提供一種用于糧食儲運過程的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法及裝置。該方法及裝置由氮氧分離、臭氧發生、溫濕度、氣體濃度測控、直環流送風、360度均流氣調送風和智能控制系統組成。該方法及裝置主要利用氮氣的惰性、熱膨脹及熱傳導特性和臭氧的滅菌防霉、質干及趨濕特性，以空氣為載體直接對倉庫內糧食進行環流氣調、熏蒸、調質或干燥處理，并改變糧倉內氣體成分的組成和溫濕度，破壞害蟲及霉菌的生態環境，調節糧食生理呼吸，實現防霉滅菌、防蛀殺蟲、調質保鮮、保質干燥、安全解毒，達到經濟實用、綠色環保、無公害儲糧的目的。外界空氣經過臭氧化、干燥或加濕處理后，得到一定潔凈度、溫度、濕度的空氣和一定濃度的消毒劑、保護劑，在穿過糧堆時對糧食進行滅菌防霉處理和熱濕交換，使倉內糧食的帶菌量降到低水平狀態，并能合理地控制倉內糧食水分，平衡糧食的溫度、濕度和潔凈度，防止水分轉移及結露造成的發霉變質危害，從而達到安全儲糧和運糧的目的。與以往單一保糧技術不同，該方法及裝置不僅具有防霉、防蛀、保質功能，能有效抑制糧倉中霉菌、害蟲的生長繁殖和糧食呼吸，延緩儲存糧食的后熟衰老、腐爛變質過 程，尤其對高溫、高濕環境下儲運偏高水分糧有防霉變作用。同時，該方法及裝置還具有干燥、調質、保鮮、解毒和糧倉隔熱功能。該方法及裝置能根據儲糧調質的預期值，就倉調整控制糧倉溫度和儲糧濕度及溫度，實現偏高水分糧的就倉干燥、保質儲存、調質保鮮，提高儲糧質量，減少水分減量損失。該方法及裝置安全綠色環保，可降解糧食中的真菌毒素和有機磷農藥殘留，對糧食的品質、儲存運輸環境不造成二次污染。與以往保糧的技術路線不同，該技術突破低溫保糧和干燥保糧及氮氣、二氧化碳、傳統臭氧發生技術的局限，而采用富氮臭氧氣調、常溫滅菌防霉保鮮解毒技術，因而效率高、效果好、效益大。本發明裝置復合應用氮氧分離、臭氧發生、溫濕度測控、直環流送風、360度均流氣調送風及智能控制技術，集儲糧富氮低氧氣調、智能機械通風、環流熏蒸及糧情測控四合一技術的主要功能為一身，可對不同倉型的偏高水分糧食、安全水分糧進行防霉滅菌、防蟲殺蟲、調質保鮮和保質節能干燥；可提供降低水分滅菌防霉防蟲氣調通風、保持水分滅菌防霉防蟲氣調通風和調質保鮮滅菌防霉防蟲氣調通風三種解決方案。該裝置具有多功能、高效率、高可靠、低能耗、智能化的技術特點。其結構能實現本發明方法的上述技術效果。(I)多功能氮氧分離、臭氧發生、溫濕度測控、直環流送風、360度均流氣調送風復合應用技術，多功能一體化設計，能針對糧食保質儲存和保質運輸的需要提供全套解決方案(防霉滅菌、防蛀殺蟲、調質保鮮、保質干燥、安全解毒)。(2)高效率濕態臭氧高級氧化技術，使防霉滅菌過程在各種環境下均具有巔峰效率。(3)高可靠大功率冗余臭氧發生器設計，系統可靠性高；產品具有過壓、欠壓、過流、過溫、短路等多重保護。(4)低能耗高頻開關電源、變頻調速、電化學干燥、綜合節能目標控制復合應用技術，使產品綜合能耗大大低于傳統儲糧設備。(5)智能化產品適應儲糧環境，具有智能通信接口和相應的通信協議，可實現富氮臭氧氣調設備動力及環境測控、節能增值量管理及糧情測控。


圖I為本發明裝置系統結構示意圖2為本發明裝置子系統結構示意圖。圖3為本發明裝置子系統一360度均流氣調送風技術結構示意圖。圖4為本發明裝置子系統一360度均流氣調送風技術結構俯視圖。圖5為本發明裝置子系統一360度均流氣調送風技術多層結構示意圖。圖6為本發明裝置子系統一360度均流氣調送風技術多層結構俯視圖。圖7為本發明裝置360度均流氣調 、環流通風過程示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和本發明方法及裝置的三種主要解決方案對具體實施方式
作出說明。(一 )降低水分滅菌防霉防蟲氣調通風如圖2所示，設定溫濕度、氣體濃度傳感控制器⑶目標值及智能控制系統(6)中標準時間值，將送入倉內空氣的相對濕度調節到低于被處理糧食水分的平衡相對濕度；開啟風機(9)、送風門(10)和新風門(12);開啟360度送風管道(13)和360度回風管道(14)；開啟氮氧分離系統(I)、大功率臭氧發生系統(2)和空氣干燥子系統(7)。裝置自動運行至濕度、氣體濃度設定目標值時轉入均衡干燥度、氣體濃度運行；裝置運行至規定時間時自動停機。裝置在降低糧食帶菌量的同時，可使糧食水分適量降低，保質儲存。用于降低糧食水分、滅菌防霉防蟲和就倉干燥，實現安全儲糧。( 二)保持水分滅菌防霉防蟲氣調通風如圖2所示，設定溫濕度、氣體濃度傳感控制器⑶目標值及智能控制系統(6)中標準時間值，將送入倉內空氣的相對濕度調節到被處理糧食水分的平衡相對濕度；開啟風機(9)、送風門(10)和回風門(11);開啟360度送風管道(13)和360度回風管道(14);開啟氮氧分離系統(I)、大功率臭氧發生系統(2)。裝置自動運行至濕度、氣體濃度設定目標值時轉入均衡溫濕度、氣體濃度運行；裝置運行至規定時間時自動停機。通過合理調控送入倉內空氣的溫度、濕度和臭氧劑量，降低儲糧帶菌量，保持糧食水分。保持水分滅菌防霉通風用于降低糧食帶菌量，防止糧食發熱和預防蟲、霉危害，保持糧食品質；處理發熱糧食和高溫糧食；平衡糧食的溫度、濕度和潔凈度，并防止水分轉移及結露危害。(三)調質保鮮滅菌防霉防蟲氣調通風如圖2所示，設定溫濕度、氣體濃度傳感控制器⑶目標值及智能控制系統(5)中標準時間值，將送入倉內空氣的相對濕度調節到高于被處理糧食水分的平衡相對濕度；開啟風機(9)、送風門(10)和回風門(11);開啟360度送風管道(13)和360度回風管道(14)；開啟氮氧分離系統(I)、大功率臭氧發生系統(2)和空氣加濕子系統(6)。裝置自動運行至濕度、氣體濃度設定目標值時轉入均衡濕度、氣體濃度運行；裝置運行至規定時間時自動停機。調高送入倉內空氣的消毒劑量和相對濕度，對水分過低的糧食，在降低帶菌量、預防蟲、霉危害的同時，可使糧食水分適量增加。用于儲糧保鮮或出倉前調整糧食水分，減少儲運糧的數量損失和質量損失，提高糧食質量等級，改善糧食加工品質。
權利要求
1.一種用于糧食儲運過程的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法，其特征是將加濕、電化學干燥和電化學方法處置過的氮氣、臭氧氣體經360度均流氣調送風系統送入儲糧倉，并形成富氮、臭氧、過氧化氫、羥基等混合氣體，對儲糧實施氣調，達到儲糧保質保鮮目的。
2.如權利要求I所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法，其特征是所述氮氣是經過加濕或電化學干燥或電化學方法處置過的氮氣。
3.如權利要求I所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法，其特征是所述臭氧是經過加濕或電化學干燥或電化學方法處置過的臭氧。
4.如權利要求I所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法，其特征是所述氮氣、臭氧氣體是經360度均流氣調送風系統送入儲糧倉的。
5.如權利要求I所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法，其特征是所述氣調使用的是富氮、臭氧、過氧化氫、羥基等混合氣體。
6.為實施權利要求I所述方法設計的智能富氮臭氧氣調保質保鮮裝置，其特征是所述裝置由氮氧分離系統(I)、臭氧發生系統(2)、溫濕度及氣體濃度測控系統(3)、直環流送風系統(4)、360度均流氣調送風系統(5)和智能控制系統(6)組成；所述裝置為一體裝配式或分體裝配式。
7.如權利要求6所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮裝置，其特征是所述氮氧分離系統(1)為變壓吸附或膜分離或深冷空分方式；氮氧分離系統(I)分離出的氧氣可作為臭氧發生器的氣源；氮氣可為糧倉充氮氣調。
8.如權利要求6所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮裝置，其特征是所述臭氧發生系統(2)為一體化設計或模塊化分體設計；臭氧發生系統(2)采用空氣源或氧氣源，電暈或電解或紫外線輻射，間隙放電或沿面放電，管式發生或板式發生，液體冷卻或氣體冷卻方式。
9.如權利要求6所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮裝置，其特征是所述溫濕度及氣體濃度測控系統(3)由空氣加濕子系統(6)和空氣干燥子系統(7)及溫濕度、氣體濃度傳感控制器(8)組成；空氣加濕子系統(6)采用高壓噴霧或膜加濕或超聲波加濕或蒸汽加濕方式；空氣干燥子系統(7)采用電化學干燥或熱源干燥或液體、固體吸附干燥方式。
10.如權利要求6所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮裝置，其特征是所述直環流送風系統⑷由風機(9)送風口(10)、回風口(11)、新風口(12)組成。
11.如權利要求6所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮裝置，其特征是所述360度均流氣調送風系統(5)由360度送風管道(13)、360度回風管道(14)組成；360度送、回風管道接觸糧面部分設有通風孔，且通風孔徑小于糧粒；360度送、回風管道可以間隔多層設置；360度送、回風管道截面形狀可以為圓形或半圓形或三角形或方形或多邊形；360度送、回風管道可以與出糧管道(15)共用。
12.如權利要求6所述的智能富氮臭氧氣調保質保鮮裝置，其特征是所述智能控制系統(6)由富氮臭氧氣調設備動力、環境測控子系統和富氮臭氧氣調節能增值管理信息子系統組成。
全文摘要
本發明提供一種用于糧食儲運過程的智能富氮臭氧氣調保質保鮮方法及裝置。該方法及裝置由氮氧分離、臭氧發生、溫濕度及氣體濃度測控、直環流送風、360度均流氣調送風和智能控制系統組成。該方法及裝置，主要利用氮氣和臭氧的特性，以空氣為載體對儲糧進行環流氣調、調質保鮮或保質干燥處理，改變糧倉內氣體成分的組成和溫濕度，破壞害蟲及霉菌的生長環境，調節糧食生理呼吸，實現防霉滅菌、防蛀殺蟲、調質保鮮、保質干燥、安全解毒，達到經濟實用、綠色儲糧的目的。與以往單一保糧技術不同，該方法及裝置不僅具有防霉、防蛀、保質功能，而且具有保質干燥、調質保鮮功能。能實現偏高水分糧的保質保鮮儲存，提高儲糧品質，減少水分減量損失。該裝置安全綠色環保，可降解糧食中的真菌毒素和有機磷農藥殘留，對糧食品質、儲運環境無二次污染。
文檔編號A23B9/22GK102870876SQ201210358638
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者袁民建 申請人:袁民建