揭秘大国粮仓的“黑科技”

文/本刊记者 孙洁

国家粮食储备库低温平房仓，技术人员在测试仓内温度（资料图）

2021年，夏粮再获丰收，为全年粮食产量保持在1.3万亿斤以上打下了坚实基础。粮食安则天下安。中国的粮食不仅连年丰收，还长期保持着充足的库存，特别是小麦和稻谷两大口粮，库存大体相当于全国人民一年的消费量，是历史上最充裕的时期。

那么，粮食是如何储存保管的？大国粮仓长啥样？

强化科技支撑护航粮食安全

不管在哪个时期，粮食存储一直都十分重要，粮食储备被认为是“天下之大命”。从二十世纪五六十年代建立以备荒备战为目的的“甲字粮”“506粮”，到1990年国家建立专项粮食储备制度，再到2008年建立健全省、地市和县三级地方政府储备，我国逐渐形成了健全的现代粮食储备体系，在保障国家粮食安全中发挥了重要作用。

在资源环境形势发展变化的今天，我国的粮食储备技术和管理手段发生了翻天覆地的变化。换句话说，保管好粮食，科技手段显得尤其重要。

围绕如何将粮食仓储这一历经千年的传统行业向科技化、信息化、现代化转型，“十三五”国家重点研发计划“现代食品加工与粮食收储运技术与装备”重点专项“现代粮仓绿色储粮科技示范工程”项目进行了积极探索。

“项目全面梳理了制约粮食仓储企业在绿色储藏、保质减损、节能降耗等方面的技术瓶颈，分类突破粮库生产各环节的关键材料、技术、工艺和设备等内容”，项目负责人告诉本刊记者，项目根据粮食收购、粮食仓储的突出问题，研发生产急需的技术与设备，直接应用于生产实践。

据悉，项目参加单位包括5 所高校、3 个科研院所、2 家粮机装备制造企业，拥有粮食储运国家工程实验室、国家粮食局工程中心、省部级重点实验室，具有国内最好的粮食科技研发硬件条件。

控温气调绿色储粮的最优选

在诸多储粮技术中，“四合一”（粮情测控系统、储粮机械通风技术、磷化氢环流熏蒸技术和谷物冷却机低温储粮技术）等储粮技术获得国家科学技术进步一等奖，其中“内环流控温”“氮气气调”等技术达到国际领先，目前基本形成北方以低温准低温储粮为主、南方以控温和气调储粮为主的储藏技术体系架构，中央储备粮绿色科技储粮覆盖率达到98%，低温储藏、环流熏蒸、粮情测控、机械通风等得到广泛应用，这标志着我国粮食仓储水平上了一个新的台阶。

以中储粮成都粮食储藏研究院有限公司（以下简称“成都储藏院”）的氮气气调储粮技术为例，主要通过智能充氮技术，向粮仓中冲入高浓度氮气杀死害虫，减少仓内药物熏蒸次数，实现了低能耗、绿色安全储粮。该技术先后获得中国粮油学会科学技术一等奖和三等奖。

所谓绿色储粮，是使粮食处于一个绿色无污染的状态下被保存起来。随着我国对食品安全和环境保护越来越重视，对储粮害虫防治化学药剂的限制日益严格，低温、气调、物理与生物综合防治成为储粮发展大方向。氮气气调储粮技术具有对大气环境无污染、对消费者身体健康无伤害、对操作者身体无损伤的优势，进而成为现代绿色储粮技术中的最优选择。

记者在采访中发现，目前我国控温气调储粮技术主要应用于平房仓，在浅圆仓的应用中遇到的问题较多，一是以往浅圆仓气调储粮中使用的工艺存在一定缺陷，导致充氮效果较差，充氮时间较长，仓内氮气浓度检测缺乏有效的设备；二是浅圆仓为刚性结构，粮堆体积较大，仓房内部气体容易受外界温度和气压的变化而产生热胀冷缩现象，造成仓内压力无法有效缓冲，导致工艺孔洞及大门口等死角氧浓度较高，无法达到杀虫要求；三是浅圆仓充氮气调密闭期间无法开展空间控温储粮，表层粮温高，粮食品质下降快，浅圆仓充氮达到杀虫或者防虫目的的浓度时间较长，并且充氮时排放到空气中的含有氮气的混合气体较多，该部分气调很难循环利用。

具体来说，浅圆仓气调时如何做到空调控温，采用膜下气调时粮情数据如何采集，浅圆仓充氮时间较长，能否提高充氮效率等，都是亟待解决的问题。

“为了研究控温气调储粮在浅圆仓储粮中的运用，经过三年的努力，从科技研发到示范应用，我们全面系统研究了应用理论、技术工艺、充氮技术设备等，并开发出了适合浅圆仓氮气气调智能控制及空调控温系统。”徐擎宇说，通过示范获得了实仓应用关键技术参数和实践经验，在此基础上进行了推广。

成都储藏院的徐擎宇是2020年“成都工匠”获得者，长期从事粮食储藏工艺研究以及智能化粮库建设项目的管理工作。

成都储藏院创新性提出的浅圆仓控温氮气气调储粮下充上排工艺、上充上排工艺、尾气回收利用等工艺，并将仓内压力自动检测功能作为强排气的判断条件，减少了人为排气时的误判断现象，提高了充氮效率。

“我们还摸索出了浅圆仓氮气气调储粮成套工艺，研发了节能化储粮专用制氮技术设备、可拆卸电缆、浅圆仓壁挂式调节气囊、气密集水装置等相关设备及工艺，建立了一套专有的氮气气调储粮技术体系和应用工艺。”徐擎宇告诉记者，期间他们还发表了相关论文4篇，申请了4项专利。

绿色储粮的制氮机房（资料图）

项目通过技术推广，优化了气调储粮工艺，提高了充气效率，有效整合了资源，降低了建设和运行成本，并在应用中不断完善总结、提升和创新，扩大应用范围，实现理论与实践紧密结合，达到了绿色、保质、高效储粮。

徐擎宇特别提到，在整个项目研发过程中，工程技术集成是项目中非常重要的一项创新，一是氮气进气、排气系统、出仓口改造，早期利用环流熏蒸管道进行改造作为进气管道，利用风道作为排气口，使用时发现缺陷较大，在最新的技术集成里，改进了进、排气位置，合理利用风道及环流熏蒸管，增加浓度自动检测系统，同时在应用中不断改进和优化，开发了根据仓内适时压力检测决定排气时间的自动化排气工艺专用抽气风机，不仅满足浅圆仓气调储粮的各种工艺，还可以实现不同位置灵活进、排气，更加节省费用，达到的效果更加理想；二是测气点布置，合理地布置浓度检测点是作为气调储粮技术中很重要的角色，是反应仓内气体均匀与否以及及时反馈是否关闭充气还是继续充气的依据；三是气密处理及改造，针对由于气密性都达不到气调储粮要求的仓，项目创新研制了“筒仓仓房中央控温膜下氮气气调储粮技术设备”“一种粮仓覆膜密闭系统”，并创新提出了“浅圆仓壁挂式调节气囊装置”新工艺，大大提高了仓房气密性，减轻了劳动强度，从实用性角度提升了储粮技术水平。

在成都储藏院，一批批科研人员在科技研发以及现场项目研发中敢于付出和探索，他们的身影遍布重庆、广东、福建、江苏、江西等各个粮库。

由于仓房在进行充氮气调作业时，工艺需要不间断运行，针对不同的仓房尺寸、仓内薄膜尺寸等因素，软件工艺参数设置需进行调整，时常熬夜在现场进行工艺优化是常有的事。徐擎宇说，记得有一年夏天，正值重庆高温天气，重庆某粮库一廒间中午刚入完粮，当时粮温较高，有爆发虫害的风险。成都储藏院项目管理人员和施工人员正在现场进行该廒间的氮气气调项目建设，本来计划两天完成该廒间的建设工作，由于担心虫害爆发对粮食产生破坏，决定当天晚上完成设备调试工作并进行充氮作业。时间就是对粮食的保护，他们重新安排工作流程，合理分配人工，在凌晨2点完成该廒间的设备调试工作并开启工艺进行智能化充氮，为了确保充氮工艺参数设置的合理性，他们一直坚持在仓房现场，在仓下记录设备的自动开启和关闭时间、每个点浓度检测时间、在进仓门观察薄膜的高度，并适时调整工艺参数，经过3个小时的数据分析和观察，确定了适合该廒间的工艺参数，此时已经是凌晨5点。休息了不到4个小时，他们又一次去到现场，再一次核对数据，确保整个充氮工艺顺利进行后才放心的进行下一个廒间设备调试工作。

该项目是在前期充分研究基础上进行的试点，基础研究扎实，数据全面，通过这三年的实践应用解决了项目中的关键技术，开发了适用于浅圆仓氮气气调储粮的相关专有技术设备，并降低了耗能，用基础数据支撑项目的可持续发展，如：研究了膜下控温气调储粮防虫技术、尾气回收利用技术、浅圆仓壁挂式调节气囊技术、可拆卸测温电缆技术等等，这些基础研发为气调储粮技术推广提供了可靠的数据支撑，保证了该技术在粮库成功应用。

粮食储存看似简单，实则复杂，对温度、湿度、水分等因素进行科学控制才能保证粮食安全。随着粮食安全内涵从注重数量安全向更加注重质量和食品安全的不断扩展，科技力量将大显身手。