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未来农作物储藏环境治理集成系统的应用及发展

2021-08-02 139 上传者：管理员

摘要：关于传统仓储熏蒸杀虫尾气磷化氢气体过滤回收方式结合＂互联网＋＂智能集成控制系统，可以实现更加便捷、安全、有效的具备智慧型仓储结构，使未来农作物储藏环境治理集成系统成为＂一站式＂解决方案，彻底摆脱传统仓储储藏环境的弊端，实现仓储储藏行业技术的融合，使互联网技术运用于传统行业中，并使其整体技术领域得到提升，实现＂互联网＋＂多功能智能集成化设备系统的运用。

关键词：
互联网
储藏环境
农作物
智慧型仓储
环境治理
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1、磷化氢尾气熏蒸技术及现状

从20世纪70年代开始，国际社会就发现磷化氢气体对农作物的熏蒸杀虫作用，尤其是美国和日本等发达国家在21世纪中叶将磷化氢气体作为储藏种植物主要熏蒸手段。我国改革开放以后，大量的粮储、出入境仓库、农作物储藏间等也主要采用磷化铝或磷化镁进行熏蒸杀虫。

近年来，随着科学技术的不断发展，绿色环保低毒甚至无毒的熏蒸需求和理念逐步被各大农作物储藏公司所接受，低毒气体熏蒸与充氮杀虫技术被更多的试验和小范围应用，但由于行业惯性和客观成本等方面的原因，一直无法撼动磷化铝所占的主体地位。

2016年我国农业部门规定了磷化铝高毒及人畜居住场所禁止使用的包装要求;2017年又将磷化铝药剂加入了《限制使用农药名录(2017版)》的名单中，同年12月，媒体相继报道了《我国将在5年内全部禁用高毒农药》的消息，其中援引农业部门消息称争取2020年力争让磷化铝退出市场。

综上，国家将会争取在5a内淘汰磷化铝药剂，在此政策影响下，国内各仓储企业都相继开展替代磷化铝的熏蒸技术或抑氧杀虫技术的研究和应用验证，以保证磷化铝退出市场后农作物储藏行业防虫工作的正常开展。

2、磷化氢尾气过滤技术及处理指标

2.1 常见的磷化氢尾气过滤回收系统

现阶段国内采用的磷化氢过滤吸收设备包括化学吸收塔、配药装置、磁力泵、防爆离心风机、在线式磷化氢检测仪等设备集成后安装在设备平台。熏蒸杀虫仓间采用抽风和鼓风双管路保证储藏仓库密封条件下进行循环过滤回收，保证磷化氢尾气吸收达标排放。

2.2 工作原理

磷化氢过滤吸收装置工作原理采用化学吸收法。

在满足用户需求的基础上，本着安全可靠、技术先进、运行稳定、系统优化、操作方便、高效节能的原则进行设计。吸收剂主要采用复合型次氯酸钙粉剂。

2.3 工艺参数及指标

在日常环境条件下，系统运行平稳，满足环保及相关法律法规、国家标准、行业标准的技术要求。

磷化氢尾气吸收装置连续运行7～10d内尾气排放检测口磷化氢废气含量≤0.2ppm，满足《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》规定磷化氢职业接触限值中的最高容许浓度为0.3mg·m-3。

3、磷化氢过滤设备的介绍

3.1 传统磷化氢过滤设备

传统的磷化氢过滤吸收设备包括化学吸收塔(双级)、泵、防爆离心风机、抽风管路、配电柜等。主要采取串联模式，将化学吸收塔进行串联，尾部放置防爆抽风机，第一级吸收塔连接仓间抽风管道，配置简单按钮配电柜。

该过滤设备结构简单，但安全风险较大，作业人员需要入库开门进新风，操作配电柜也需要离设备较近，添加吸收剂也需要在设备周边添加，很大程度上存在作业人员吸入磷化氢气体的风险，危害身体健康。

3.2 基于PLC系统磷化氢过滤设备

基于PLC系统磷化氢过滤吸收装置控制系统将提供Profinet通讯接口，并提供与之相对应的通讯地址表，可实现远程集中控制，方便用户将多功能磷化氢过滤吸收处理系统装置机组接入集中控制系统中，实现就地启停和对机组进行数据的采集、远程监控、故障分析和控制。大大降低了作业人员现场操作的风险，实现设备在中控室进行操作与控制，保障作业人员身体健康及安全。

3.3 基于智能化集成磷化氢尾气过滤设备

由于一般的储藏农作物的仓间对环境要求很高，有时会吸潮发生霉变，有时会丢失水分干碎，严重影响农作物储存质量和生产、销售质量，带来很大的经济损失。目前很多仓储企业致力于治理农作物虫害、温湿度、防虫防霉等，并积极响应国家及行业清洁仓间的安全生产要求政策，衍生出很多集成设备系统，但结合磷化氢尾气过滤设备集成设备很少，但是可以采取这种集成模式进行仓储环境治理。

通过智能化PLC集中控制系统，对除湿加湿、充氮抑氧、除霉除异味等功能集成到磷化氢尾气过滤设备上，采取双管路或多管路进行抽风、鼓风循环作业，实现储藏仓库内的环境治理，集成设备包括磷化氢尾气过滤设备、除湿机、加湿机、制氮机、除氧机、臭氧发生器、除味机、磷化氢浓度检测系统等设备智能集成化控制，以满足功能的实现。

3.4 基于“互联网+”多功能磷化氢尾气过滤集成系统

根据磷化氢尾气过滤设备、除湿机、加湿机、制氮机、除氧机、臭氧发生器、除味机、磷化氢浓度检测系统等设备智能集成化控制的智能化集成磷化氢尾气过滤设备，基于“互联网+”大数据及云端控制服务功能，更能满足多种集成设备高效使用，通过互联网控制点可以满足最少1024个点位的控制，增加点位，只需要增加网桥或发射信号中心即可，云端服务器完全能满足上万或上亿个控制点位的需求。

目前网络监控及集成系统相当发达，通过手机APP或PC端服务器就可以随时随地监控集成系统数据、设备运行情况及设备启停功能，并且可以实现故障自查、修复及警报等，让工作人员工作更加安全、便利。

硬件系统采用目前互联网业内先进的“蜂窝通信”的分布式通信方式，集中式传输相结合的方法来实现温湿度数据采集、无线传输、就地或远程上网、数据录入和管理等。

软件系统通过人机交互软件生成需求控制界面，可以就地PC端安装，也可以通过手机APP移动端安装，使操作更加便利。其软件系统基于“云技术”开发而成，即基于云计算应用的网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用技术等的总称，可以组成资源池，按需所用，灵活便利。相对于现有传统应用软件，具有以下优点。

3.4.1 超大规模

Google云计算已经拥有100多万台服务器，阿里、Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器，“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

3.4.2 虚拟化

云计算支持用户在任意位置，使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解，也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一部手机，就可以通过网络服务来实现需要的一切，甚至包括超级计算任务。

3.4.3 高可靠性

“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。

3.4.4 通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。

3.4.5高可扩展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。

为了提高数据可靠性及系统稳定性，防止数据交叉从而增加系统运行负荷，无线温度传输系统综合采用“6LoWPAN”等技术的分布式通信方式。6LoWPAN是一种基于IPv6的低速无线个域网标准，即IPv6overIEEE802.15.4。其出现推动了短距离、低速率、低功耗的无线个人区域网络的发展。

4、未来农作物储藏环境治理集成系统的应用及发展

目前，伴随着我国工业转型升级与制造业高质量发展，产业数字化和数字产业化进程要求，以及物联网、5G、人工智能等新一代信息技术发展和日常生活的智能化推动下的市场需求，为农作物储藏行业发展提供了良好创新机遇，对自动化程度、国家环保政策等仓储行业的发展也迎来了一次挑战。使其集成工艺装备、多功能复合与协同、产品结构、智能化、应用创新等进入了一场全新的变革。

运用多功能仓储环境治理的特点，治理范围小、环境调节可控、监视及可视化程度高，可采取有针对性的治理工作，对农作物储存起到保质保量、无毒无害、无霉无异味的增值服务特点，互联网集成化农作物储藏环境治理系统能更好地满足仓储行业质量可靠、技术创新、经济增值、价值提升等四位一体的全方位解决综合性环境问题的特点。

行业技术的发展亦可以实现，“一条龙”服务包含农作物生长、采摘、半成品加工、储藏、运输、到家等，都可以采用“互联网+”多功能储藏环境治理集成系统进行质量、安全、经济价值、供应周期的全数据解答，通过数据反馈、在储藏时，进行相应功能运行，可给农作物品质带来进一步提升，保持持久的农作物产品新鲜度。

如，将瓜果食品通过真空或氮气包装，对每个产地、品种及气候条件有共同特点瓜果食品进行全程监控记录，食品在运输过程中的新鲜程度的变化，调节运输车内温湿度，保障运输中瓜果的新鲜程度对比，及时通过互联网反馈到购买人手机APP或电脑PC端查询，这样可以保证每个客户对瓜果食品的成熟度和新鲜度实时了解，并可以预测货物到达买家手上的时间。

采用智能、智慧化果蔬食品运输保存形式，通过实物与云端照片对比，以辨别食品好坏，还能在APP上实现远程运输果蔬食品保鲜程度对比，确保自己收到食品好坏程度，根据食品运输过程监测食品好坏和价值。

在采摘及保存方式上找到更适合瓜果等食品的保鲜方式，可以是真空或充氮保鲜，在每个食品上粘贴二维溯源码来保证采摘时间及新鲜度，通过全程车内高清摄像头360°无死角拍照每个食品的包装及溯源码，可以让用户全过程监测食品运输过程。

云端服务器储存，完全不用担心照片、视频、数据内存大的问题，可以给每个客户带来全过程食品安全的监管，吃到放心、新鲜的食品。

5、总结

通过各行各业技术革新，智能化技术应用及“互联网+”大数据的应用，越来越多的技术可以综合运用到仓储储藏环境技术创新领域，实现行业技术的融合，没有了行业壁垒的鸿沟，互联网技术运用于传统行业中，使其整体技术领域得到提升，实现“互联网+”多功能智能集成化设备系统的运用，实现我国仓储储藏环境的科技创新技术发展的最大价值体现。

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文章来源：汪文涛,蔡明凡.基于互联网+智能集成磷化氢尾气熏蒸技术的探究[J].农业与技术,2021,41(14):61-63.