揭秘大國糧倉的“黑科技”

文/本刊記者 孫潔

國家糧食儲備庫低溫平房倉，技術(shù)人員在測試倉內(nèi)溫度（資料圖）

2021年，夏糧再獲豐收，為全年糧食產(chǎn)量保持在1.3萬億斤以上打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。糧食安則天下安。中國的糧食不僅連年豐收，還長期保持著充足的庫存，特別是小麥和稻谷兩大口糧，庫存大體相當(dāng)于全國人民一年的消費(fèi)量，是歷史上最充裕的時(shí)期。

那么，糧食是如何儲存保管的？大國糧倉長啥樣？

強(qiáng)化科技支撐護(hù)航糧食安全

不管在哪個(gè)時(shí)期，糧食存儲一直都十分重要，糧食儲備被認(rèn)為是“天下之大命”。從二十世紀(jì)五六十年代建立以備荒備戰(zhàn)為目的的“甲字糧”“506糧”，到1990年國家建立專項(xiàng)糧食儲備制度，再到2008年建立健全省、地市和縣三級地方政府儲備，我國逐漸形成了健全的現(xiàn)代糧食儲備體系，在保障國家糧食安全中發(fā)揮了重要作用。

在資源環(huán)境形勢發(fā)展變化的今天，我國的糧食儲備技術(shù)和管理手段發(fā)生了翻天覆地的變化。換句話說，保管好糧食，科技手段顯得尤其重要。

圍繞如何將糧食倉儲這一歷經(jīng)千年的傳統(tǒng)行業(yè)向科技化、信息化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“現(xiàn)代食品加工與糧食收儲運(yùn)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)“現(xiàn)代糧倉綠色儲糧科技示范工程”項(xiàng)目進(jìn)行了積極探索。

“項(xiàng)目全面梳理了制約糧食倉儲企業(yè)在綠色儲藏、保質(zhì)減損、節(jié)能降耗等方面的技術(shù)瓶頸，分類突破糧庫生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵材料、技術(shù)、工藝和設(shè)備等內(nèi)容”，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人告訴本刊記者，項(xiàng)目根據(jù)糧食收購、糧食倉儲的突出問題，研發(fā)生產(chǎn)急需的技術(shù)與設(shè)備，直接應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

據(jù)悉，項(xiàng)目參加單位包括5 所高校、3 個(gè)科研院所、2 家糧機(jī)裝備制造企業(yè)，擁有糧食儲運(yùn)國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家糧食局工程中心、省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，具有國內(nèi)最好的糧食科技研發(fā)硬件條件。

控溫氣調(diào)綠色儲糧的最優(yōu)選

在諸多儲糧技術(shù)中，“四合一”（糧情測控系統(tǒng)、儲糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)、磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)和谷物冷卻機(jī)低溫儲糧技術(shù)）等儲糧技術(shù)獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，其中“內(nèi)環(huán)流控溫”“氮?dú)鈿庹{(diào)”等技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先，目前基本形成北方以低溫準(zhǔn)低溫儲糧為主、南方以控溫和氣調(diào)儲糧為主的儲藏技術(shù)體系架構(gòu)，中央儲備糧綠色科技儲糧覆蓋率達(dá)到98%，低溫儲藏、環(huán)流熏蒸、糧情測控、機(jī)械通風(fēng)等得到廣泛應(yīng)用，這標(biāo)志著我國糧食倉儲水平上了一個(gè)新的臺階。

以中儲糧成都糧食儲藏研究院有限公司（以下簡稱“成都儲藏院”）的氮?dú)鈿庹{(diào)儲糧技術(shù)為例，主要通過智能充氮技術(shù)，向糧倉中沖入高濃度氮?dú)鈿⑺篮οx，減少倉內(nèi)藥物熏蒸次數(shù)，實(shí)現(xiàn)了低能耗、綠色安全儲糧。該技術(shù)先后獲得中國糧油學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)。

所謂綠色儲糧，是使糧食處于一個(gè)綠色無污染的狀態(tài)下被保存起來。隨著我國對食品安全和環(huán)境保護(hù)越來越重視，對儲糧害蟲防治化學(xué)藥劑的限制日益嚴(yán)格，低溫、氣調(diào)、物理與生物綜合防治成為儲糧發(fā)展大方向。氮?dú)鈿庹{(diào)儲糧技術(shù)具有對大氣環(huán)境無污染、對消費(fèi)者身體健康無傷害、對操作者身體無損傷的優(yōu)勢，進(jìn)而成為現(xiàn)代綠色儲糧技術(shù)中的最優(yōu)選擇。

記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，目前我國控溫氣調(diào)儲糧技術(shù)主要應(yīng)用于平房倉，在淺圓倉的應(yīng)用中遇到的問題較多，一是以往淺圓倉氣調(diào)儲糧中使用的工藝存在一定缺陷，導(dǎo)致充氮效果較差，充氮時(shí)間較長，倉內(nèi)氮?dú)鉂舛葯z測缺乏有效的設(shè)備；二是淺圓倉為剛性結(jié)構(gòu)，糧堆體積較大，倉房內(nèi)部氣體容易受外界溫度和氣壓的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，造成倉內(nèi)壓力無法有效緩沖，導(dǎo)致工藝孔洞及大門口等死角氧濃度較高，無法達(dá)到殺蟲要求；三是淺圓倉充氮?dú)庹{(diào)密閉期間無法開展空間控溫儲糧，表層糧溫高，糧食品質(zhì)下降快，淺圓倉充氮達(dá)到殺蟲或者防蟲目的的濃度時(shí)間較長，并且充氮時(shí)排放到空氣中的含有氮?dú)獾幕旌蠚怏w較多，該部分氣調(diào)很難循環(huán)利用。

具體來說，淺圓倉氣調(diào)時(shí)如何做到空調(diào)控溫，采用膜下氣調(diào)時(shí)糧情數(shù)據(jù)如何采集，淺圓倉充氮時(shí)間較長，能否提高充氮效率等，都是亟待解決的問題。

“為了研究控溫氣調(diào)儲糧在淺圓倉儲糧中的運(yùn)用，經(jīng)過三年的努力，從科技研發(fā)到示范應(yīng)用，我們?nèi)嫦到y(tǒng)研究了應(yīng)用理論、技術(shù)工藝、充氮技術(shù)設(shè)備等，并開發(fā)出了適合淺圓倉氮?dú)鈿庹{(diào)智能控制及空調(diào)控溫系統(tǒng)。”徐擎宇說，通過示范獲得了實(shí)倉應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了推廣。

成都儲藏院的徐擎宇是2020年“成都工匠”獲得者，長期從事糧食儲藏工藝研究以及智能化糧庫建設(shè)項(xiàng)目的管理工作。

成都儲藏院創(chuàng)新性提出的淺圓倉控溫氮?dú)鈿庹{(diào)儲糧下充上排工藝、上充上排工藝、尾氣回收利用等工藝，并將倉內(nèi)壓力自動檢測功能作為強(qiáng)排氣的判斷條件，減少了人為排氣時(shí)的誤判斷現(xiàn)象，提高了充氮效率。

“我們還摸索出了淺圓倉氮?dú)鈿庹{(diào)儲糧成套工藝，研發(fā)了節(jié)能化儲糧專用制氮技術(shù)設(shè)備、可拆卸電纜、淺圓倉壁掛式調(diào)節(jié)氣囊、氣密集水裝置等相關(guān)設(shè)備及工藝，建立了一套專有的氮?dú)鈿庹{(diào)儲糧技術(shù)體系和應(yīng)用工藝?！毙烨嬗罡嬖V記者，期間他們還發(fā)表了相關(guān)論文4篇，申請了4項(xiàng)專利。

綠色儲糧的制氮機(jī)房（資料圖）

項(xiàng)目通過技術(shù)推廣，優(yōu)化了氣調(diào)儲糧工藝，提高了充氣效率，有效整合了資源，降低了建設(shè)和運(yùn)行成本，并在應(yīng)用中不斷完善總結(jié)、提升和創(chuàng)新，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，達(dá)到了綠色、保質(zhì)、高效儲糧。

徐擎宇特別提到，在整個(gè)項(xiàng)目研發(fā)過程中，工程技術(shù)集成是項(xiàng)目中非常重要的一項(xiàng)創(chuàng)新，一是氮?dú)膺M(jìn)氣、排氣系統(tǒng)、出倉口改造，早期利用環(huán)流熏蒸管道進(jìn)行改造作為進(jìn)氣管道，利用風(fēng)道作為排氣口，使用時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷較大，在最新的技術(shù)集成里，改進(jìn)了進(jìn)、排氣位置，合理利用風(fēng)道及環(huán)流熏蒸管，增加濃度自動檢測系統(tǒng)，同時(shí)在應(yīng)用中不斷改進(jìn)和優(yōu)化，開發(fā)了根據(jù)倉內(nèi)適時(shí)壓力檢測決定排氣時(shí)間的自動化排氣工藝專用抽氣風(fēng)機(jī)，不僅滿足淺圓倉氣調(diào)儲糧的各種工藝，還可以實(shí)現(xiàn)不同位置靈活進(jìn)、排氣，更加節(jié)省費(fèi)用，達(dá)到的效果更加理想；二是測氣點(diǎn)布置，合理地布置濃度檢測點(diǎn)是作為氣調(diào)儲糧技術(shù)中很重要的角色，是反應(yīng)倉內(nèi)氣體均勻與否以及及時(shí)反饋是否關(guān)閉充氣還是繼續(xù)充氣的依據(jù)；三是氣密處理及改造，針對由于氣密性都達(dá)不到氣調(diào)儲糧要求的倉，項(xiàng)目創(chuàng)新研制了“筒倉倉房中央控溫膜下氮?dú)鈿庹{(diào)儲糧技術(shù)設(shè)備”“一種糧倉覆膜密閉系統(tǒng)”，并創(chuàng)新提出了“淺圓倉壁掛式調(diào)節(jié)氣囊裝置”新工藝，大大提高了倉房氣密性，減輕了勞動強(qiáng)度，從實(shí)用性角度提升了儲糧技術(shù)水平。

在成都儲藏院，一批批科研人員在科技研發(fā)以及現(xiàn)場項(xiàng)目研發(fā)中敢于付出和探索，他們的身影遍布重慶、廣東、福建、江蘇、江西等各個(gè)糧庫。

由于倉房在進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào)作業(yè)時(shí)，工藝需要不間斷運(yùn)行，針對不同的倉房尺寸、倉內(nèi)薄膜尺寸等因素，軟件工藝參數(shù)設(shè)置需進(jìn)行調(diào)整，時(shí)常熬夜在現(xiàn)場進(jìn)行工藝優(yōu)化是常有的事。徐擎宇說，記得有一年夏天，正值重慶高溫天氣，重慶某糧庫一廒間中午剛?cè)胪昙Z，當(dāng)時(shí)糧溫較高，有爆發(fā)蟲害的風(fēng)險(xiǎn)。成都儲藏院項(xiàng)目管理人員和施工人員正在現(xiàn)場進(jìn)行該廒間的氮?dú)鈿庹{(diào)項(xiàng)目建設(shè)，本來計(jì)劃兩天完成該廒間的建設(shè)工作，由于擔(dān)心蟲害爆發(fā)對糧食產(chǎn)生破壞，決定當(dāng)天晚上完成設(shè)備調(diào)試工作并進(jìn)行充氮作業(yè)。時(shí)間就是對糧食的保護(hù)，他們重新安排工作流程，合理分配人工，在凌晨2點(diǎn)完成該廒間的設(shè)備調(diào)試工作并開啟工藝進(jìn)行智能化充氮，為了確保充氮工藝參數(shù)設(shè)置的合理性，他們一直堅(jiān)持在倉房現(xiàn)場，在倉下記錄設(shè)備的自動開啟和關(guān)閉時(shí)間、每個(gè)點(diǎn)濃度檢測時(shí)間、在進(jìn)倉門觀察薄膜的高度，并適時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，經(jīng)過3個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)分析和觀察，確定了適合該廒間的工藝參數(shù)，此時(shí)已經(jīng)是凌晨5點(diǎn)。休息了不到4個(gè)小時(shí)，他們又一次去到現(xiàn)場，再一次核對數(shù)據(jù)，確保整個(gè)充氮工藝順利進(jìn)行后才放心的進(jìn)行下一個(gè)廒間設(shè)備調(diào)試工作。

該項(xiàng)目是在前期充分研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的試點(diǎn)，基礎(chǔ)研究扎實(shí)，數(shù)據(jù)全面，通過這三年的實(shí)踐應(yīng)用解決了項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了適用于淺圓倉氮?dú)鈿庹{(diào)儲糧的相關(guān)專有技術(shù)設(shè)備，并降低了耗能，用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，如：研究了膜下控溫氣調(diào)儲糧防蟲技術(shù)、尾氣回收利用技術(shù)、淺圓倉壁掛式調(diào)節(jié)氣囊技術(shù)、可拆卸測溫電纜技術(shù)等等，這些基礎(chǔ)研發(fā)為氣調(diào)儲糧技術(shù)推廣提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，保證了該技術(shù)在糧庫成功應(yīng)用。

糧食儲存看似簡單，實(shí)則復(fù)雜，對溫度、濕度、水分等因素進(jìn)行科學(xué)控制才能保證糧食安全。隨著糧食安全內(nèi)涵從注重?cái)?shù)量安全向更加注重質(zhì)量和食品安全的不斷擴(kuò)展，科技力量將大顯身手。