粮食仓储磷化氢环流熏蒸虚拟仿真实验
学校:
南京财经大学
  所属学科:
食品科学与工程类
  专业门类:
食品科学与工程
  项目负责人:
 
  资源年份:
2018
课时数:
2
  资源唯一编号:
01
  资源分类:
实验
  对接资源链接地址:
http://58.213.14.82/?id=njcjdx
 
项目简介

粮食安全是关系我国经济发展、社会稳定、国家安全的重大战略问题。磷化氢环流熏蒸技术是我国粮食仓储环节主要的虫害防控技术,对于确保国家储备粮的数量和质量安全至关重要。为解决磷化氢环流熏蒸实验的安全性和时空限制等难题,粮油食品工程实践教育中心建设了拥有自主知识产权的国内首个粮食仓储磷化氢环流熏蒸虚拟仿真实验教学项目,主要目的是

1)避免磷化氢环流熏蒸的高危性,降低实验安全风险

磷化氢气体一种易燃、易爆的剧毒气体不当磷化氢熏蒸操作易造成人体健康受损甚至死亡。传统磷化氢环流熏蒸实验方式安全风险高,相关实验和实践活动开展难度大,难以达到教学大纲的实验要求。因此实践教学中迫切需要引入虚拟仿真实验,作为传统实验的补充,降低高危实验的安全风险。

2)突破磷化氢环流熏蒸限制,提高实验的再现性和经济性

磷化氢环流熏蒸周期一般超过20时间跨度较长;熏蒸仓房粮食储备几百吨至几千吨不等,经济成本实验室难以真实再现。因此食品及粮食工程相关专业学生在实验和实习过程中难以进行实践操作。通过虚拟仿真实验的建设,学生可利用网络进行仿真实验有效提高实验的再现性和经济性。

3)优化自主学习方式方法完善粮食储运综合实训课程体系

项目通过虚实结合,丰富传统课堂教学内容,并引入翻转课堂教学方式,使学生更全面、更直观、更深入的熟悉粮库基本布局、学习磷化氢环流熏蒸系统的设计熏蒸方案的制定,熟练掌握磷化氢环流熏蒸实践操作能力,完善粮食储运综合实训课程体系,更好地引导学生将理论知识与工程实践相融合。


实验原理

1)粮食磷化氢环流熏蒸杀虫技术基本原理

① 磷化氢杀虫生物学原理磷化氢化学分子式为PH3,具有良好的扩散性和挥发性,通过抑制细胞色素C氧化酶和过氧化氢酶活性杀灭储粮害虫一种性能良好的熏蒸剂。

磷化氢熏蒸杀虫工艺:发生器产生的磷化氢气体,经不同环流通风工艺,快速均匀分布于粮堆密闭仓房廒间14 d以上,实现全仓的虫害防控。

③ 磷化氢环流熏蒸系统组成:主要包括磷化氢气体发生器、二氧化碳罐(载气)、环流熏蒸管道、环流风机等主要部分。

2)粮食熏蒸方案制定原则

粮食入仓储藏过程中,粮情数据和储藏状态需定期监测,保证安全储藏:

了解粮食的种类、产地、水分、杂质、数量、用途、已储藏时间、堆放形式、粮温、仓温、气温、仓内湿度和气候信息等;

通过粮情监测系统监控储藏过程仓内的温湿度,通过粮堆温度云图分析粮食发热情况

出现粮堆局部发热,通过理化检验判定粮食虫害发生情况,查清害虫的种类、密度、发生状态和部位,根据不同虫粮等级标准,确定相应的熏蒸时机,制定有效熏蒸方案。

3)粮食熏蒸准备工作要求

环流熏蒸通过机械通风强迫磷化氢气体在粮仓廒间长时间循环流动环流通风系统及仓房气密性和设备稳定性要求较高。因此操作人员应

监测仓外各环流支管路的风速,调整调节阀使各支管路的风速相同;

② 将检漏液涂于环流管路有关连接部位和有可能漏气的部位检漏,如有漏气应采取补漏措施。

熏蒸前需对仓内门、窗、电器等进行密封处理,使仓内压力从500 Pa下降到250 Pa的时间,平房仓不少于40 s,浅圆仓、立筒仓不少于60 s保障环流熏蒸作业正常进行。

④ 由于仓房廒间体积一般均超过4000 m2,难以全仓密集布点监测,每廒间内设置气体取样点应不少于5个,即在仓房的四角和中央设气体取样点。气体取样点深度在粮面下3050 cm,将取样管和回气管按照对应编号连接到仓外磷化氢检测箱。

4)粮食熏蒸作业规范

保障实践教学安全有效,熏蒸作业应严格按照以下流程进行熏蒸操作:

开启环流风机充入二氧化碳→控制投药速度投药量→磷化氢浓度实时检测→浓度,停止环流→浓度降低,继续补药环流→熏蒸周期完成,开窗通风散气→人员进入取样检测熏蒸效果→熏蒸效果达标,熏蒸结束→处理药剂残渣→填写熏蒸作业记录表。

5)粮食熏蒸实践安全保障

由于磷化氢是易燃易爆的剧毒气体,因此环流熏蒸实践中的人员安全问题最为重要,主要包括以下几个方面:

仓外布置磷化氢浓度报警仪,监控熏蒸作业环境磷化氢气体浓度

② 防毒面具及滤毒罐应保证安全有效;

③ 工作服和无渗透性的手套应完好;

④ 熏蒸现场应准备灭火器具和中毒急救用品;

⑤ 熏蒸过程应对熏蒸现场及周围设置警戒标志;

⑥ 散气后,仓内磷化氢浓度降到0.2 mL/m3以下时,人员方可进仓。


实验内容及步骤

实验方法:本项目主要围绕磷化氢环流熏蒸操作进行虚拟仿真实验,先后学习粮库及粮仓基本概况、磷化氢环流熏蒸杀虫技术、熏蒸时机及熏蒸方案选择、熏蒸准备工作等基本理论知识,帮助学生对实验内容及实验方法步骤有基本了解;再通过虚拟场景再现,学习并进行磷化氢环流熏蒸技术实验训练

实践操作主体内容主要采用虚实结合的方式进行教学。学生先通过虚拟仿真实践掌握了磷化氢环流熏蒸的操作步骤,在后续现场实践中,教师和工作人员会再次现场示范磷化氢环流熏蒸的具体操作步骤,加深学生的实践操作记忆,尤其是环流熏蒸施药和安全防护作业步骤,进一步强化学生的安全防护意识,保证人身安全和身体健康。

磷化氢环流熏蒸方案设计等理论知识点采用翻转课堂的教学方式进行教授,教师在课前给分组学生布置不同仓储规模、不同虫害情况、不同粮情的仓储熏蒸需求,学生通过课前对粮堆熏蒸时机的判断以及熏蒸方案制定原则进行预习,在课堂上分组介绍各自制定的熏蒸方案,最后教师进行总结评论,提高学生的自主学习意识和主观能动性,真正做到学以致用。

操作步骤:本项目是一个纯网页版的食品工艺仿真软件,无需下载任何插件,在浏览器中可以流畅地展现3D场景和具体操作,操作步骤共计28步:

1)账号登录

打开平台登陆页面(http://58.213.14.82/?id=njcjdx),输入账户密码登陆,新用户先注册再登陆,专家可点击下方的【专家入口】按钮登陆平台。

2)项目信息介绍

登录后进入项目申报平台首页,可看到该项目的所有信息,项目简介选择【仿真资源】,能看到项目模块列表,选择对应操作单元点击【开始学习】。

3)开始学习

进入后,点击【开始实验】,即可进行虚拟仿真学习。

4)项目资源模块

在项目基本信息界面,可查看【操作手册】、【相关资源】、【题库练习】、【讨论专区】、【学习记录】等项目运行基本信息

① 点击【操作手册】,系统显示仿真实验指导书,介绍实验内容、实验目的实验方法等信息。

② 点击【相关资源】,系统显示实验相关的教学视频,帮助学生理解仿真实验的具体操作步骤。

③ 点击【题库练习】,系统随机生成10道习题学生检查学习效果。

④ 点击【讨论专区】,系统提供在线交流平台,实现教师和学生课上课下的交流和互动。

⑤ 点击【学习记录】,系统显示不同人员的在线学习记录,点击实验报告,可查看各自实验报告。

5)进入实验场景,熟悉粮库布局

用户进入实验后显示实验界面,界面左侧设有操作指引,在学习模式中配合操作步骤弹出,右下角设有工艺、知识点及相关基本设置。点击屏幕右上角的“全景”,全方位观察整个粮食仓储区,通过操作人员视角及行动变换,对粮库完整布局进行漫游。

6)磷化氢环流熏蒸技术基本知识的学习

根据“操作指引”中的内容“去找张师傅学习环流熏蒸技术”,找到1号粮仓门口的NPC张师傅,点击张师傅,弹出对话,点击下方按钮“开始学习”,弹出知识点(包括环流熏蒸技术、磷化氢主要特性及熏蒸系统组成)。完成后点击右上角“Esc 返回”,回答NPC关键技术问题,选择选项后完成。

7)磷化氢环流熏蒸操作程序学习

再次点击NPC张师傅,弹出对话,点击“领取任务”,弹出熏蒸程序学习对话框,点击“确定”,弹出知识点(磷化氢环流熏蒸作业程序,基本情况调查及熏蒸方案制定等),完成后点击右上角“Esc 返回”,回答NPC关键技术问题,选择选项后完成。

8)仓房廒间密闭处理

按照“操作指引”走到粮仓正门处,出现粮仓正门标签后,点击粮仓正门,播放仓房准备前处理视频,扒平粮面、铺设粮面走道板,对仓内门窗及电器进行密封处理等。点击关闭视频回到粮仓页面,继续任务。

9)仓房气密性测试

按照“操作指引”走到粮仓通风口,出现通风口标签后,点击通风口,播放气密性测试的视频,学习仓房气密性检测所需要的设备、仓房气密性标准、气密性检测操作规范等,关闭视频后回答NPC关键性问题。

10熏蒸取样点的设置

按照“操作指引”,操作员从侧面楼梯的检粮门进入仓房,点击检粮门,检粮门开,点击人物脚下粮面,播放熏蒸取样点的设置视频,按照规定要求布设熏蒸浓度检测点。操作完毕后,点击检粮门,检粮门开,沿楼梯走到粮仓门口。

11)磷化氢报警仪的设置

按照“操作指引”找到磷化氢报警仪,出现报警仪标签后点击,弹出文本框提示,点击确定后,回答关键性问题。

12)熏蒸药剂的准备

按照“操作指引”找到磷化铝药瓶,出现磷化铝药瓶标签后点击,弹出文本框提示,点击确定后,回答关键性问题。

13)环流管路连接

点击施药装置出气口(高亮处),将出气口和环流管路相连接;再点击二氧化碳钢瓶阀门(高亮处),将减压释放装置与磷化氢发生器施药装置相连,打开二氧化碳气瓶瓶阀,调节压力至0.2MPa

14环流风机检漏

点击环流风机,弹出检漏视频,对风机连接部位进行漏气检查。

15)风速测定

点击通风口,弹出文本框,点击确定。

16)检查磷化氢浓度检测仪

点击磷化氢浓度检测仪,打开仓外磷化氢检测箱,将抽气泵吸气管接到各气体取样阀口上,打开取样阀,启动抽气泵和检测仪,检查取样管和回气管通畅性。

17)空气呼吸器的佩戴与使用

点击安全防护箱,弹出空气呼吸器的佩戴过程。关闭视频后,弹出关键性问题。由于空气呼吸器正确使用与否直接关系到熏蒸作业人员的身体健康及生命安全,因此需要操作员严格按照软件指引学习空气呼吸器使用的相关知识点,掌握空气呼吸器的主要配件使用方法、佩戴注意事项、日常检查和维护保养等。

18 磷化氢发生器的原理学习

右键双击磷化氢熏蒸发生器,出现设备介绍,点击弹出知识点,学习发生器装置原理及注意事项。

19)熏蒸投药量计算

完成上一步,弹出熏蒸投药量的计算,选择选项即可结束。

20)施药熏蒸操作

走进熏蒸发生器前光圈,按提示学习操作,打开磷化氢熏蒸发生器,加水至开始逸流时停止,将磷化铝杀虫剂投入投药器后密封。依次开启二氧化碳进气阀,排出发生器和管路中的氧气;磷化铝杀虫剂与反应罐内的水进行水解反应产生磷化氢气体;混合二氧化碳与磷化氢气体排出至熏蒸施药口,再由环流风机的进风口进入仓内地上笼中,在环流风机作用下开始循环流动,完成整个环流熏蒸作业。

21)熏蒸过程中磷化氢浓度监测

点击磷化氢检测仪,弹出文本框,点击确定。

22)熏蒸漏气检查

点击磷化氢浓度报警仪,弹出文本框,点击确定。

23)熏蒸补药操作

点击磷化氢发生器,弹出补药文本框,点击确定。

24)熏蒸散气操作

点击通风口,打开窗子和通风口,弹出问题进行作答,学习散气操作事项。

(25) 熏蒸效果检查

操作员从侧面楼梯进入粮仓,点击检粮门,检粮门开;

操作走进粮仓,点击样品袋;

离开粮仓,点击检粮门,检粮门关,回答关键性问题,走下楼梯;

走进粮仓前光圈,到质检中心门口;

点击检验员NPC,在对话框点击检验,弹出检验方法对话框,点击确定后,弹出检验报告,点击确定。

走进检验楼处光圈,回到粮仓门口。

(26) 磷化氢残渣处理

点击磷化氢发生器,弹出残渣处理文本框,点击确定。

27)熏蒸记录表填写

点击墙上记录本(高亮处),弹出熏蒸记录表,填写《磷化氢环流熏蒸作业记录本》,点击确定。

28提交任务

点击NPC张师傅,弹出对话框,点击提交任务,任务完成。


预习资源
序号 资源信息分类 资源信息名称 资源信息类型 状态
1 预习 粮仓气密性检查 Swf 有效
2 预习 粮食仓储磷化氢环流熏蒸虚拟仿真教学项目指导书 PDF文件 有效
3 预习 仓房熏蒸前处理 视频MP4 有效
4 预习 环流风机的检漏 视频MP4 有效
5 预习 环流熏蒸取样点的布设 视频MP4 有效
6 预习 空气呼吸器的使用方法 视频MP4 有效
7 预习 磷化氢浓度检测仪的检测 视频MP4 有效
8 预习 环流熏蒸工艺流程 视频MP4 有效
操作资源
序号 资源信息分类 资源信息名称 资源信息编号 资源信息类型 费用 收费有效期 状态
1 操作 粮食仓储磷化氢环流熏蒸虚拟仿真教学项目 01 外部链接 0.00 0 有效
自测资源信息
序号 题目类型 题支内容 排序
1 单选 采用熏蒸的方法防治害虫,目的是将所有虫种的()杀死。 1
2 单选 磷化氢环流熏蒸环流管道的安装不包括() 2
3 单选 房式仓磷化氢气体检测取样点设置,要求每廒间内设置气体取样点应不少于5个,即在() 3
4 单选 经检查,某仓小麦密度最大值为玉米象1头、谷蠹1头、赤拟谷盗2头,根据虫粮等级标准判定该仓小麦为() 4
5 单选 环流熏蒸设备中,风机安装的部位要求() 5
6 单选 粮情检测分线器一般安装在粮食仓房内,因此应该具备良好防()能力。 6
7 单选 以下不属于环流熏蒸方案的内容是() 7
8 单选 通过环流装置上的气体取样口,可以检测()的磷化氢浓度。 8
9 单选 为判断杀虫效果,磷化氢熏蒸前可在粮堆内()预埋试虫虫笼,熏蒸结束后取出检查试虫的死亡情况。 9
10 单选 以下不是磷化氢熏蒸开始之前应填写内容是() 10
实验交流
简介视频
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计费类别: 内容
计费标准: 粮食仓储磷化氢环流熏蒸虚拟仿真教学项目 每次收费0.00元
教学引导视频
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