一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，包括以下步骤：使用喷粉机喷出粉剂，粉剂与粮仓粮堆上方空气或通风道内空气混合，形成气固两相气溶胶；使用通风机在粮仓内形成气流；气固两相气溶胶随气流移动，形成气固两相流；气固两相流通过粮堆粮粒间的空隙进入粮堆，主动接触粮粒间的害虫，进行主动杀虫。本发明通过选用合适的杀虫粉剂，并选择利用气固两相流来进行施粉，实现了将杀虫粉剂充分、均匀地与粮粒接触，且对粮仓密闭性、温度、虫种、湿度等等的要求低，易于操作，对人体无害。
【专利说明】一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法。
【背景技术】
[0002] 粮食在粮仓的储存期间经常会出现虫霉滋生的问题，这会增加储粮损失并加速储 粮品质劣变。
[0003] 现有的化学杀虫方法主要有两种：一种是将不可挥发的固体或液体杀虫剂拌合或 喷施到粮堆内。固体杀虫剂在拌合时存在均匀性差，工作环境粉尘浓度大，对健康不利，劳 动强度大等问题。液体杀虫剂在喷施中时存在均匀性差，渗透度有限等问题。这类杀虫剂 在使用前，需要首先对空仓进行杀虫。另一种是利用在常温常压下易汽化或通过化学反应 产生有毒气体来杀虫。例如溴甲烷、磷化铝等。这类杀虫剂的杀虫效果较好，但对温度、相 对湿度、粮仓密闭性的要求高，还易受害虫种类的影响，且其本身的剧毒也可能会对操作人 员造成危险。此外，现有的杀虫方法均是属于被动杀虫，即先将杀虫剂等分布在粮堆内，在 害虫爬行或取食粮粒时，害虫接触到杀虫剂，从而被杀死，存在杀虫效果不明显的问题。
[0004] 因此，需要提供一种新的杀虫方法，不仅能使杀虫剂均匀地与粮堆接触，同时对粮 仓密闭性、温度等等的要求低，且对人体无害、杀虫效率高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，包括以下步骤：
[0008] 使用喷粉机喷出粉剂，粉剂与粮仓粮堆上方空气或通风道内空气混合，形成气固 两相气溶胶；使用通风机在粮仓内形成气流；
[0009] 气固两相气溶胶随气流移动，形成气固两相流；
[0010] 气固两相流通过粮堆粮粒间的空隙进入粮堆，主动接触粮粒间的害虫，进行主动 杀虫；
[0011] 其中，所述粉剂为食品抗结剂二氧化硅。
[0012] 本发明通过选用合适的杀虫粉剂，利用气固两相流来进行施粉，实现了将杀虫粉 剂充分、均匀地与粮粒接触。本发明的杀虫方法是主动杀虫，即将杀虫剂主动碰撞、接触害 虫，到达害虫的作用部位，如落入害虫关节内磨损节间膜，吸附害虫关节润滑液和体液，来 使害虫的活动能力降低、体液流失，从而杀死害虫。且本发明的方法对粮仓密闭性、温度、虫 种、湿度等等的要求低，易于操作，对人体无害。
[0013] 喷粉机和通风机的开启顺序无需限制。即可以先喷出粉剂后形成气流，也可以先 形成气流再喷出粉剂。
[0014] 所述气流为竖向气流或横向气流。
[0015] 可采用任意可行的系统来实现本发明的方法。
[0016] 例如，该系统包括：
[0017] 粮仓、通风道、通风机和喷粉机；
[0018] 粮仓内放置粮堆；
[0019] 通风道通常包括主风道、支风道和通风道口，设有多个孔与粮仓连通；
[0020] 通风机在粮仓内形成横向气流或竖向气流；
[0021] 喷粉机喷出的粉剂随横向气流或竖向气流在粮堆内横向或竖向移动。
[0022] 通风道可设置在粮仓底面的上方（地上笼）或下方（地槽）或者粮仓侧面。当通 风道设置在粮仓底面时，通风机可设置与通风道口相连或者与粮仓相连，可设置在粮仓外 或粮仓顶，经通风机产生的气流为竖向气流（竖向向上或竖向向下）。当通风道设置在粮仓 两个相对的侧面时，通风机与通风道口相连，经通风机产生的气流为横向气流（横向向左 或横向向右）。当气流为横向气流时，粮堆表面覆盖一层薄膜。通风机可为离心风机或轴流 风机。喷粉机可设置在粮仓外或粮仓内，可设置与通风道口相连或者在高于粮堆表面的位 置与粮仓相连。
[0023] 优选地，所述气流通过粮堆的单位面积通风量（即表观风速）优选为 0? 0001-0. 5m/s;更优选为 0? 001-0. 02m/s。
[0024] 优选地，所述喷粉机的喷粉出口风速为l-100m/s;更优选为20-50m/s。喷粉剂量 优选为l-l〇〇〇g/t(粮食）；更优选为3-200g/t(粮食）。
[0025] 优选地，所述二氧化硅的物化参数优选为：
[0026] BET 表面积：30_600m2/g;
[0027] CTAB 表面积：30-600m2/g;
[0028] DBP 吸收：100g/100g-600g/100g;
[0029]粒度：10nm-30ym;
[0030] Sear 数：< 40ml/5g〇
[0031] 更优选地，所述二氧化硅的物化参数为：
[0032] BET 表面积：100-600m2/g;
[0033] CTAB 表面积：100-600m2/g;
[0034] DBP 吸收：200g/100g-600g/100g;
[0035]粒度：50nm_10ym;
[0036] Sear 数：< 25ml/5g〇
[0037] 优选地，所述气固两相流穿透粮堆后，通过环流管道再回流到粮堆内，形成环流主 动杀虫。例如：所述气固两相流竖向穿透粮堆后，从通风机或粮堆表面溢出，经管道重新进 入粮仓，形成环流；或者所述气固两相流横向穿透粮堆后，经管道由粮仓一侧面移动至粮仓 另一相对侧面，形成环流。
[0038] 更优选地，所述通风道设置在粮仓底部，所述通风机的进风口与通风道口相连，出 风口经管道与粮仓相连，形成环流；或者
[0039] 所述通风道设置在粮仓底部，所述通风机的进风口与粮仓相通，出风口经管道与 通风道口相连，形成环流；或者
[0040] 所述通风道设置在粮仓底部，所述通风机的出风口与通风道口相连，进风口经管 道与粮仓相连，形成环流；或者
[0041] 所述通风道设置在粮仓的两个相对的侧面，所述通风机的进风口与一侧面的通风 道口相连，出风口与另一侧的通风道口相连，形成环流。
[0042] 本文中，"粮堆"指装入粮仓的水稻、糙米、玉米、豆类和未加工的杂粮等散装原粮， 以及加工后颗粒较大的半成品粮糙米和成品粮大米等形成的粮堆。"粮仓"包括但不限于平 房仓、立筒仓、浅园仓和地下仓。"气固两相气溶胶"指喷粉机喷施的粉剂在空间形成粉剂固 体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系，其分散相为 固体，分散介质主要为空气。"气固两相流"指通风机驱动气固两相气溶胶形成流动系统，并 在通风机的作用下，竖向或横向向粮堆内流动。
[0043] 本发明的有益效果如下：
[0044] 1、本发明通过选用合适的杀虫粉剂，并选择利用气固两相流来进行施粉，实现了 将杀虫粉剂充分、均匀地与粮粒接触，更好的发挥粉剂防治害虫、防霉抑霉和防止粮食结块 的作用。
[0045] 2、本发明的气固两相气溶胶在通过粮堆粮粒缝隙或空隙时，会与缝隙或空隙中的 害虫接触，主动有效的黏附或钻进害虫节间膜，更好的发挥磨损、伤害害虫节间膜的作用， 防虫杀虫效果更好，实用粉剂的剂量更小，成本更低。
[0046] 3、本发明的方法对粮仓密闭性、温度、虫种、湿度等等的要求低，易于操作。
[0047] 4、本发明采用喷粉机施粉，不仅避免了施粉人员接触或呼吸到粉雾，显著提高施 用粉剂的安全性，施粉过程劳动强度低，而且粉剂不溢出粮仓，具有一定环境保护作用，且 粉剂本身对人体无害。
【专利附图】
【附图说明】
[0048] 图1为实施例1的两相流下行施粉主动杀虫的方法的系统示意图。
[0049] 图2为实施例2的两相流上行施粉主动杀虫的方法的系统示意图。
[0050] 图3为实施例3的风机压入式两相流上行施粉主动杀虫的方法的系统示意图。
[0051]图4为实施例4的横向两相流施粉主动杀虫的方法的系统示意图。
[0052] 图5为实施例8的横向通风粮堆采样点分层和采样点示意图。
[0053]图6为实施例8的粉尘采样点在5个截面的位置示意图。
【具体实施方式】
[0054] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此 限制本发明的保护范围。
[0055] 实施例1
[0056] 两相流下行施粉主动杀虫的方法
[0057] 如图1中所示，系统包括：粮仓1、通风道2、通风机4和喷粉机5 (如喷雾喷粉机）。 粮仓1内放置粮堆9。通风道2位于粮仓1底面的下方。通风机4的进风口与通风道口 3 连接。喷粉机5在高于粮堆的上表面的位置与粮仓1连通。
[0058]启动通风机4,在散粮粮堆9内形成向下的竖向气流。用装好粉剂6的喷粉机5将 粉剂6 (食品抗结剂二氧化硅）喷施到散粮粮堆9的上部空间，形成气体和固体混合的气固 两相气溶胶7。气固两相气溶胶7将随着通风机的竖向气流形成气固两相流8,在向下气流 作用下通过粮堆9粮粒间的空隙进入粮堆9,通过粮堆9的气固两相流8,最终穿透整个粮 堆，到达通风道2,再经过通风机4溢出，完成施粉，实现主动杀虫。
[0059] 粮堆9表面会有一些未成为气溶胶的结块粉剂，使用耙子简单扒混粮面，使结块 粉剂与粮堆表层的粮食均匀混合一下，获得更好的处理效果，结束施粉操作。
[0060] 在气固两相流8通过粮堆9时，部分固体粉剂颗粒将与粮粒上的表面的微坑和微 小毛等微结构吸附结合，散布于粮粒上，使粉剂较均匀的散布于粮堆9内，可以更好的发挥 防止粮食结块和防霉抑霉作用。气固两相流8还将在通过粮堆粮粒缝隙时与粮粒缝隙的害 虫接触，主动有效的黏附或钻进害虫节间膜，更好的发挥磨损伤害害虫节间膜的作用，防虫 杀虫效果更好，实用粉剂的剂量更小，成本更低。
[0061] 在一个优选实施方式中，气固两相流8到达通风道2经过通风机4的出风口、经管 道11再次进入粮仓内，形成环流施粉。
[0062] 实施例2
[0063] 两相流上行施粉主动杀虫的方法
[0064] 如图2中所示，系统包括：粮仓1、通风道2、通风机4和喷粉机5。粮仓1内放置 粮堆9。通风道2设置在粮仓1底面的下方。通风机4设置在粮仓外，进风口在高于粮堆的 上表面的位置与粮仓1连通。喷粉机5设置在粮仓外，出粉口与通风道口 3相连。
[0065] 开启喷粉机5,喷出粉剂6 (食品抗结剂二氧化硅），粉剂6与通风道内空气混合， 形成气固两相气溶胶（未示出）；开启通风机4,通风机的进风口在粮仓1内产生向上气流， 向上气流带动气固两相气溶胶经通风道口 3进入粮仓1内，形成气固两相流（未示出）；气 固两相流持续向上移动通过粮堆9粮粒间的空隙进入粮堆9,并最终穿透粮堆9到达粮仓上 部空间，之后经通风机4进风口溢出，完成施粉。
[0066] 所述气流通过粮堆的单位面积通风量为0. 5m/s。
[0067] 所述喷粉机的喷粉出口风速为100m/S，喷粉剂量为1000g/t。
[0068] 所述二氧化硅的物化参数为：
[0069] BET 表面积：100_600m2/g;
[0070] CTAB 表面积：100-600m2/g;
[0071] DBP吸收：200g/100g-600g/100g;
[0072]粒度：50nm_10um;
[0073] Sear 数：< 25ml/5g〇
[0074] 在一个优选方式中，气固两相流流经通风机4进风口后，从通风机4出风口经环流 管道11、通风道口 3再次进入粮仓9内，形成环流施粉。
[0075] 在另一个优选方式中，所述通风机4为轴流风机，所述轴流风机4设置在粮仓的顶 面上。
[0076] 实施例3
[0077] 风机压入式两相流上行施粉主动杀虫的方法
[0078] 如图3中所示，系统包括：粮仓1、通风道2、通风机4和喷粉机5。粮仓1内放置 粮堆9。通风道2设置在粮仓1底面的下方。通风机4设置在粮仓外，出风口与通风道口 3 相连。喷粉机5设置在粮仓外，出粉口与通风道口 3相连。
[0079] 开启喷粉机5,喷出粉剂6 (食品抗结剂二氧化硅），粉剂6与通风道内空气混合， 形成气固两相气溶胶（未示出）；开启通风机4,通风机4的出风口经通风道口 3在粮仓1 内产生向上气流，向上气流带动气固两相气溶胶经进入粮仓1内，形成气固两相流（未示 出）；气固两相流持续向上移动通过粮堆9粮粒间的空隙进入粮堆9,并最终穿透粮堆9到 达粮仓1上部空间，完成施粉。
[0080] 所述气流通过粮堆的单位面积通风量为0.0001m/s。
[0081] 所述喷粉机的喷粉出口风速为lm/s，喷粉剂量为lg/t。
[0082] 所述二氧化硅的物化参数为：
[0083] BET表面积：30_600m2/g;
[0084] CTAB表面积：30-600m2/g;
[0085] DBP吸收：100g/100g-600g/100g;
[0086]粒度：10nm-30ym;
[0087] Sear 数：< 40ml/5g〇
[0088] 在一个优选方式中，气固两相流到达粮仓上部空间后，经环流管道11进入通风机 4进风口，并经通风机4出风口再次进入粮仓1内，形成环流施粉。
[0089] 实施例4
[0090] 横向两相流施粉主动杀虫的方法
[0091] 如图4中所示，系统包括：粮仓1、通风道2、通风机4和喷粉机5。粮仓1内放置 粮堆9。粮堆9的上表面覆盖有薄膜10。通风道2设置在粮仓1两侧面的内侧。通风机4 设置在粮仓外，进风口与粮仓一侧面上的通风道口 3a相连；喷粉机5设置在粮仓外，出粉口 与粮仓另一侧面上的通风道口 3b相连。
[0092] 开启喷粉机5,喷出粉剂6 (食品抗结剂二氧化硅），粉剂6与通风道内空气混合， 形成气固两相气溶胶（未示出）；开启通风机4,通风机4的进风口经一侧面通风道口 3a、 另一侧面通风道口 3b在粮仓1内产生横向气流，横向气流带动气固两相气溶胶经进入粮仓 1内，形成气固两相流（未示出）；气固两相流持续横向移动通过粮堆9粮粒间的空隙进入 粮堆9,并最终穿透粮堆9,经通风机4进风口溢出，完成施粉。
[0093] 在一个优选方式中，气固两相流到达通风机4进风口后，由通风机4出风口经环流 管道11再次进入与喷粉机5相连的另一侧面通风道口 3b内，形成环流施粉。
[0094] 实施例5
[0095] 使用实施例1的系统竖向施粉主动杀虫效果测试
[0096] 储粮仓房尺寸：51. 8X 19. 8X 7m，装粮高度4. 8m，储粮为早籼稻谷，数量：2699吨， 水分：12. 1%，杂质：0? 5%。食品级惰性粉130kg，剂量约为48ppm。
[0097] 所述二氧化硅的物化参数为：
[0098]BET表面积：30_600m2/g;
[0099] CTAB表面积：30-600m2/g;
[0100] DBP吸收：100g/100g-600g/100g;
[0101]粒度：10nm-30ym;
[0102] Sear 数：< 40ml/5g〇
[0103] 喷粉机放在粮仓检查门处喷施粉剂，使粉剂弥漫在粮仓空间，与粮仓空间内空气 形成气体和固体混合的气固两相气溶胶。将通风机进风口与粮仓通风道口连接，启动风机 吸风，形成由上向下的竖向气流，将弥漫在空间的气溶胶以气固两相流的方式吸入粮堆，经 过一段时间，通风机出风口可以看到气固两相的气溶胶，说明惰性粉已经均匀分布在粮堆 内，停止通风。
[0104] 关闭粮仓检查门，经过1-2天，当粮堆空间的气溶胶全部沉淀到粮堆表面，人员入 仓，施用多齿耙子将粮面的粮食和残存惰性粉均匀混合，提高防止粮堆表层粮食结块和防 虫效果。
[0105] 经过检测，施用惰性粉之前粮堆内发生锈赤扁谷盗成虫密度为50-200头，粮仓内 墙面上爬有大量的锈赤扁谷盗成虫，约50-400头/m 2。施粉结束2天后，参内墙面几乎没有 锈赤扁谷盗成虫，1周后取样检查，粮堆内锈赤扁谷盗成虫密度为〇,。取得良好的防治锈赤 扁谷盗成虫的效果。
[0106] 将喷施的粉剂替换为面粉和硅藻土杀虫剂，发现无法形成稳定的气溶胶，无法形 成有效的形成气固两相流，且杀虫剂本身颗粒大，无法通过粮粒的间隙。
[0107] 实施例6
[0108] 使用实施例1的系统竖向施粉主动杀虫效果测试
[0109] 5号和2号高大平房仓，尺寸：长60 X宽21，装粮高度6m，储粮仓房储粮为小麦， 数量分别是5800t和5532t，水分分别是：12. 5%和12. 3,杂质：1%。5号仓和2号仓均为 小麦仓，施粉量为50kg，理论计算施粉浓度约为lOppm。
[0110] 将通风机的进风口与位于粮仓下方的通风道口连接，启动风机后在散粮粮堆内形 成向下的竖向气流（属于吸出式，或下行式通风）。开始通风后，粮堆气流单位面积上的单 位通风量为0.0057 (m3/s/m2);计算单位时间通风量，调节通风量（如设置风机频率）。在粮 堆形成的气流稳定后，佩戴防护器具的现场操作人员将2台喷雾喷粉机放置在仓房进人门 口，向储粮粮堆的上部空间喷施惰性粉，每台喷粉机单位喷施量约为8kg/h，形成气体和固 体混合的气溶胶，气流驱动气溶胶形成气固两相流，向粮堆内流动，边喷边通风，直至喷施 完设定的惰性粉总量。共喷施2h。喷粉结束后，继续竖向通风2h后结束。而后关闭仓房进 人门和仓窗，1天后，仓内气溶胶沉淀，人员入仓，施用多齿耙子将粮面的粮食和残存惰性粉 均匀混合，提高防止粮堆表层粮食结块和防虫效果。
[0111] 所述二氧化硅的物化参数为：
[0112] BET 表面积：30-600m2/g ;
[0113] CTAB 表面积：30-600m2/g;
[0114] DBP 吸收：100g/100g-600g/100g ;
[0115]粒度：10nm-30ym;
[0116] Sear数：<40ml/5g〇
[0117] 处理前后对仓内害虫密度进行检测，处理后每周检查1次，结果参见表1和表2。
[0118]
【权利要求】
1. 一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在于，该方法包括以下步 骤： 使用喷粉机喷出粉剂，粉剂与粮仓粮堆上方空气或通风道内空气混合，形成气固两相 气溶胶；使用通风机在粮仓内形成气流； 气固两相气溶胶随气流移动，形成气固两相流； 气固两相流通过粮堆粮粒间的空隙进入粮堆，主动接触粮粒间的害虫，进行主动杀虫。
2. 根据权利要求1所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，所述气固两相流穿透粮堆后，通过环流管道再回流到粮堆内，形成环流主动杀虫。
3. 根据权利要求1所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，所述粉剂为食品抗结剂二氧化硅。
4. 根据权利要求1所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，所述气流为竖向气流或横向气流。
5. 根据权利要求1所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，所述气流通过粮堆的单位面积通风量为〇. 0001-0. 5m/s ;更优选为0. 001-0. 02m/s。
6. 根据权利要求1所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，所述喷粉机的喷粉出口风速为l-l〇〇m/S ;更优选为20-50m/s。
7. 根据权利要求6所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，喷粉剂量为l-l〇〇〇g/t ;更优选为3-200g/t。
8. 根据权利要求3所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，所述二氧化硅的物化参数为： BET 表面积：30-600m2/g ; CTAB 表面积：30-600m2/g ; DBP 吸收：100g/100g-600g/100g ; 粒度：10nm-30 y m ; Sear 数：< 40ml/5g〇
9. 根据权利要求8所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于，所述二氧化硅的物化参数为： BET 表面积：100-600m2/g ; CTAB 表面积：100-600m2/g ; DBP 吸收：200g/100g-600g/100g ; 粒度：50nm_10 y m ; Sear 数：< 25ml/5g〇
10. 根据权利要求2所述的一种利用气固两相流在粮堆内主动杀虫的方法，其特征在 于， 更优选地，所述通风道设置在粮仓底部，所述通风机的进风口与通风道口相连，出风口 经管道与粮仓相连，形成环流；或者 所述通风道设置在粮仓底部，所述通风机的进风口与粮仓相通，出风口经管道与通风 道口相连，形成环流；或者 所述通风道设置在粮仓底部，所述通风机的出风口与通风道口相连，进风口经管道与 粮仓相连，形成环流；或者 所述通风道设置在粮仓的两个相对的侧面，所述通风机的进风口与一侧面的通风道口 相连，出风口与另一侧的通风道口相连，形成环流。
【文档编号】A23B9/24GK104430843SQ201410648149
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月15日 优先权日:2014年11月15日
【发明者】李燕羽, 赵会义, 季振江, 杨旭, 李福君, 汪中明, 石天玉, 何睿, 齐艳梅, 曹阳, 魏雷 申请人:国家粮食局科学研究院