补偿自然上升效应的粒状货物受控熏蒸方法和设备技术

一种熏蒸贮存在贮仓内的粒状货物的方法，该方法包括下列步骤： （ａ）提供含熏蒸剂的气体，其中熏蒸剂施用于所贮货物时其浓度应能在更长时间内有效地控制货物中的虫害；和 （ｂ）以流量Ｑ↓［ｆ］向贮仓底部提供含熏蒸剂的气体，在贮仓满贮情况下，Ｑ↓［ｆ］由下式确定： ＊＊＊ 式中Ｑ↓［ｆ］单位是ｍ↑［３］ｓｅｃ↑［－１］；ｇ为重力加速度（近似为９．８ｍ ｓｅｃ↑［－２］）；Ｐ↓［ａ］是以帕斯卡为单位的大气压；Ｒ↓［ａ］是空气的气体常数（＝２８７Ｊ ｋｇ↑［－１］Ｋ↑［－１］）；Ｔ↓［ａ］是贮仓外空气的温度，单位为Ｋ；Ｔ↓［ｇ］是贮仓内货物的温度，单位也是Ｋ；Ｒ是阻力因数（单位是帕ｓｅｃ ｍ↑［－２］），由贮仓内贮存货物的性质决定；Ａ是贮仓水平截面面积，单位是ｍ↑［２］； 由此阻止由于自然上升效应的结果可能导致的货物中熏蒸剂浓度被冲淡。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
粒状货物的改进熏蒸法本专利技术涉及贮存的易于受到害虫攻击和损坏的粒状货物的熏蒸。它对于贮存在顶部通风立式贮仓内的粒状粮食(例如谷物)的受控熏蒸特别有用。但是，本专利技术并不局限于在粮食贮藏方面的应用，也不限于贮仓贮存的货物。在国际专利申请号No PCT/AU90/00628，WIPO公开号No91/00017的说明书中阐述了一项采用低浓度磷化氢作为熏蒸剂气体对谷物进行有效熏蒸的技术。该项技术要求在谷物中形成略过压的含熏蒸剂的气体，使含熏蒸剂的气体以恒定的线速度流过谷堆，并以0.5×10-4到2×10-4米每秒范围内的速度离开贮仓内谷物的顶部表面。流过谷物的气体中磷化氢的浓度范围为每升4到200微克。尽管该技术很有效，但进一步在商业中的采用表明，在对立式贮仓内谷物进行熏蒸并且贮仓内温度与贮仓外温度不同的情况下就出现了问题。当谷物温度比外界空气温度高时，贮仓内空气的密度比外界空气密度低，这样贮仓内的空气就有上升的趋势。这一现象就被称为“自然上升效应”。贮仓内外的空气密度差异造成了贮仓内随高度的压力梯度与贮仓外随高度的压力梯度之间的差异。因此，在一个顶部通风的贮仓中，仓底部谷物的气压就会与贮仓外在贮仓-->底部位置处气压不同。在这种情况下，如果贮仓底部未完全密封(在商用贮仓中通常都有这种情况，即便是纯理论意义上的密封实际上也会有缝隙，从而导致空气的进入)，自然上升效应就会使得气流通过顶部通风的贮仓。通过贮仓的这股气流将冲淡在贮仓中贮存的至少一部分谷物或其它粮食中薰蒸剂的浓度，并会阻碍贮存物品的有效薰蒸。在其它形式的顶部通风而底部未完全密封的贮存装置中也会发生同样的自然上升效应。这样为便利起见，本说明书其余部分(包括权利要求书)中术语“贮仓”将泛指在其范围内所有用来贮存粒状货物的贮存装置。本专利技术的主要目的是提供一项补偿自然上升效应并防止所不希望的在顶部通风贮仓的熏蒸过程中熏蒸剂被冲淡的技术。实现这一目的的方法是，保持(优选连续调节)含熏蒸剂的气体的流速，这样即使在自然上升效应存在时，仍然有足够的熏蒸剂气体确保对贮存物的连续熏蒸。已经发现，所需的流速调节取决于贮存物与贮仓外环境的温度差。这样，通过维持谷物或其它贮存物中预先确定浓度的熏蒸剂有一个小的正压力，为补偿自然上升效应而对含熏蒸剂气体所作的必要修正可以通过测量或估计贮仓内外的温度来确定。根据本专利技术，对贮存在贮仓内的粒状货物有效地进行熏蒸的方法包括下列步骤：(a)提供含熏蒸剂的气体，其中熏蒸剂浓度在施用于所贮存货物时应能有效地抑制货物中的虫害，并能使其效用延续一段时间；和-->(b)以速度Qf向贮仓底部提供含熏蒸剂的气体，如果贮仓贮满，气速Qf由下式确定：Qf=g×PaR×Ra×A×|1Ta-1Tg|]]>式中，Qf单位是m3sec-1；g为重力加速度(近似为9.8m sec-2)；Pa是以帕斯卡为单位的大气压；Ra是空气的气体常数(＝287J kg-1K-1；Ta是贮仓外空气的温度，单位为K；Tg是贮仓内货物的温度，单位也是K；R是阻力因数(单位是帕sec m-2)，由贮仓内货物的性质所决定；A是贮仓内水平截面面积，单位是m2。同样根据本专利技术，用于熏蒸贮仓中所贮存的粒状货物的设备包括：(a)将含薰蒸剂气体输送至贮仓底部的装置；(b)置于贮仓内货物中的第一个温度传感器，并有指示所贮存货物温度的第一个输出信号。(c)置于贮仓外的第二个温度传感器，并有指示贮仓外环境温度的第二个输出信号。(d)用于接收上述第一个和第二个输出信号并产生至少一个控制信号的处理设备；上述至少一个控制信号输入到控制设备中；该控制设备用于控制上述输送方法输送含熏蒸剂气体的速度，使含熏蒸剂气体流入贮仓的速度为Qf值，如果贮仓贮满，Qf由下述关系式决定：-->Qf=g×PaR×Ra×A×|1Ta-1Tg|]]>式中Qf的单位是m3sec-1；g是重力加速度(近似为9.8m sec-2)；Pa是以帕斯卡为单位的大气压；Ra是空气的气体常数(＝287J kg-1K-1)；Ta是贮仓外的空气温度，单位是K；Tg是贮存在贮仓内货物的温度，单位也是K；R是阻力因数(单位是帕sec m-2，由贮存在贮仓内的货物的性质决定；A是贮仓水平截面面积，单位是m2。上面所提到的阻力因数R取决于贮仓内货物的性质及贮存方法。农业工程师们熟知，阻力因数R已经由大量的对不同谷粒及其它货物的实验确定了。实际上，本技术专利技术人之一(Dr A J Hunter)在其题目为“Pressure Difference across an Aerated Seed Bulk for someCommon Duct and Storage Cross-sections”的论文的表2中列表给出了因数R的值。该论文发表在Journal of Agricultural Engineering Re-search，Vol.28，P.437—450，1983。参考该论文，将其内容并入本说明书中。对于堆积松散的小麦，常数R约为3100，而对于堆积密实的小麦，其值近似为4000。当前用于谷粒和其它粒状粮食的熏蒸剂优选磷化氢，尽管本专利技术中也可使用溴代甲烷、羰基硫化物或其它合适的气态熏蒸剂。为更好地理解本专利技术，现在将给出控制熏蒸方法的更详尽的说明及其在实际中应用的例子。由于本专利技术主要是用于贮存谷物的熏蒸，所以下面的说明也将集中在本专利技术在这方面的应用。但仍要强调，本专利技术还可以用于立式贮仓内或可能发生自然上升效应的任何其它贮存结构中贮存的其它粒状货物的熏蒸。-->在贮仓中贮存的谷物基本上是多孔物质。从谷堆顶部到谷堆底部有连续的气路。如果是顶部通风(或敞口的)立式贮仓，其底部或基座是完全密封的，则贮仓内谷堆底部压力与外界同水平位置处气压之差，即静压差△P1由下式给出ΔP1=g×h×PaRa×(1Tg-1Ta)]]>式中△P1的单位是帕斯卡；g是重力加速度(9.8m sec-2)；h是谷堆高度，单位是m；Pa是大气压(单位是帕斯卡)；Ra是空气的气体常数(＝287J kg-1K-1)；Ta是贮仓外环境(靠近仓顶)温度，单位是K；Tg是谷物温度，单位也是K。如果贮仓部完全是漏的，并且气流自由进入贮仓底部，则静压差(内部对外部)将为零。如果贮仓底部是部分密封的，则在谷堆底部测得的静压差△P2应为介于零和△P1之间的一个值。因此比值△P2/△P1是衡量贮仓底部密封情况如何的尺度。如果谷物温度比贮仓外温度高，而且贮仓底部未完全密封，则自然上升效应就会使空气从贮仓外流入贮仓底部，从而冲淡了贮仓中熏蒸剂的浓度。空气的进入将导致对贮存谷物的熏蒸全部或部分失效。更一般地说，如果没有规定贮仓顶部或底部的密封，△P可看作是贮仓内外的压差，而△P2由下式给出：          ΔP2＝|ΔPT－ΔPB|-->式中△PT和△PB定义为参照贮仓内与贮仓外同一水平位置处的压差；△PT在贮仓顶部测量。△PB则是在贮仓底部测得的。于是，在一个满贮贮仓内由自然上升效应引起的空气流量由Qc给出，Qc=AR×h×||&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熏蒸贮存在贮仓内的粒状货物的方法，该方法包括下列步骤：(a)提供含熏蒸剂的气体，其中熏蒸剂施用于所贮货物时其浓度应能在更长时间内有效地控制货物中的虫害；和(b)以流量Qf向贮仓底部提供含熏蒸剂的气体，在贮仓满贮情况下，Qf由下式确定：Qf=g×PaR×Ra×A×|1Ta-1Tg|]]>式中Qf单位是m3sec-1；g为重力加速度(近似为9.8msec-2)；Pa是以帕斯卡为单位的大气压；Ra是空气的气体常数(＝287J kg-1K-1)；Ta是贮仓外空气的温度，单位为K；Tg是贮仓内货物的温度，单位也是K；R是阻力因数(单位是帕sec m-2)，由贮仓内贮存货物的性质决定；A是贮仓水平截面面积，单位是m2；由此阻止由于自然上升效应的结果可能导致的货物中熏蒸剂浓度被冲淡。2.一种熏蒸贮存在贮仓内的粒状货物的方法，该方法包括下列步骤：(a)提供含熏蒸剂的气体，其中熏蒸剂施用于所贮货物时其浓度应能在更长时间内有效地控制货物中的虫害；(b)确定在货物熏蒸期间会遇到的贮仓内货物温度与贮仓外环境气体温度之差的最大值。(c)在用上述最大温差确定Qf时，用权利要求1步骤(b)所列公式计算流量Qf的值Qfmax；和(d)以恒定的流量Qfmax向贮仓底部提供上述含熏蒸剂的气体。上述熏蒸方法可在无人监管条件下进行，不会由于自然上升效应使熏蒸剂在货物中的浓度可能减至低于对货物有效熏蒸所需的最低熏蒸剂浓度值。3.如权利要求1所述的熏蒸方法，其中向贮仓底部提供含熏蒸剂的气体是通过一个控制机构连续实现的，该控制机构包括一个已编程的微处理机或已编程的计算机，它可对Ta与Tg的瞬时值所对应的信号作出响应。4.如权利要求1或3所述的熏蒸方法，其中，有一个预先确定的上述流量的最低值，当计算的Qf值比上述最低流量值小时，应使流量维持在该最低值上。5.一种熏蒸贮藏设施中多个贮仓的方法，该设施中每个贮仓均有各自的粒状货物，该方法包含下列步骤：(a)提供一种含熏蒸剂的气体，该气体中熏蒸剂浓度应能有效控制所贮存的一种或多种货物中的虫害；和(b)监测每个贮仓内货物的温度Tg及贮仓外环境空气温度Ta，并确定所贮存货物的温度与上述环境空气温度之差的最大值；和(c)以流量Qf向贮仓底部提供含熏蒸剂气体，Qf由下列关系式确定Qf=g×PaR×Ra×A×|1Ta-1Tg|]]>式中Qf单位是m3sec-1；g是重力加速度(近似为9.8msec-2)；Pa是大气压，单位是帕斯卡；Ra是空气的气体常数(＝287 J kg-1K-1)；Ta是贮仓外空气温度，单位是K；Tg是一个贮仓内货物中与Ta差异最大的温度，单位也是K；R是阻力因数(单位是帕secm-2)，它取决于贮仓中所贮货物的性质；A是所有贮仓水平截面面积的总和，单位是m2。从而防止了由于自然上升效应导致贮藏设施中任何贮仓内熏蒸剂浓度可能被冲淡至低于有效熏蒸所贮货物所需的浓度值。6.如前述任何权利要求所述的熏蒸方法，其中货物或每种货物均为谷物。7.如权利要求6所述的熏蒸方法，其中贮仓或每个贮仓内的谷物均为堆积松散的小麦，阻力因数R的值大约为3100帕secm-2。8.如权利要求6所述的熏蒸方法，其中贮仓或每个贮仓内的谷物均为堆积密实的小麦，阻力因数R的值大约为4000帕secm-2。9.如前述任何权利要求所述的熏蒸方法，其中含熏蒸剂的气体中的熏蒸剂为磷化氢。10.如权利要求1至5中任何一项所述的熏蒸方法，其中货物或每种货物为一种除小麦之外的产品，选自A J Hunter发表于Journal of Agricultural Engineering Research，Vol.28，P437-450，1983上的论文中表2所列的产品，R是适于上述所选产品的R值，也列于上述表2中。11.用于熏蒸贮存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·G·温克斯，A·J·亨特，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究组织，
类型：发明
国别省市：