糧食儲藏是糧食供應(yīng)鏈上的重要一環(huán)。防止糧食污染，減少蟲霉危害，確保求購制氮機(jī)糧食的數(shù)量和質(zhì)量安全。記者日前從中國儲備糧管理總公司（以下簡 稱“中儲糧”）獲悉，由該公司研發(fā)并推廣應(yīng)用的氮氣氣調(diào)儲糧技術(shù)，向糧堆中充入氮氣替代化學(xué)藥劑熏蒸對糧食進(jìn)行害蟲防治，在儲糧中實現(xiàn)化學(xué)藥劑的“零排 放”。
因顯著的保鮮及蟲霉防治效果和良好社會效益，2014年1月該技術(shù)榮獲中國糧油學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
傳統(tǒng)方法不綠色
糧食儲藏是一門技術(shù)活，除了要保證適宜的溫度和濕度，還要防蟲。
據(jù)統(tǒng)計，全國每年由于霉變、蟲害和鼠害制氮設(shè)備造成的糧食損失約為總產(chǎn)的3%，折合150億公斤。其中，霉?fàn)€糧食達(dá)75億公斤，按人均每年250公斤口糧計算，相當(dāng)于6000萬人一年的口糧。
過去，全國一直通用的是磷化氫氣體熏蒸技術(shù)，但對保糧工作人員的身體有一定變壓吸附制氮的潛在危害。近年來，儲糧害蟲抗藥性增強(qiáng)的問題也越來越受重視。
目 前，低溫儲糧是公認(rèn)的綠色儲糧方式，特別是利用自然低溫儲糧，是一種經(jīng)濟(jì)有效的綠色儲糧技術(shù)。然而受地域限制，低溫儲糧在冬季低溫資源豐富的東北、西北、 華北等地優(yōu)勢明顯，而在中國南方地區(qū)，低溫儲糧成本就相對較高。而實施控溫儲糧，每年一般也要用磷化氫熏蒸，不能真正實現(xiàn)糧食的綠色儲藏。
低溫和氣調(diào)是國際公認(rèn)綠色儲糧技術(shù)
目前迫切需要合理的稻谷儲藏技術(shù)，確保稻谷的安全儲藏并保持稻米的原有的風(fēng)味、新鮮的品質(zhì)和良好的口感。為此，中儲糧總公司開展了綠色儲糧技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用。這項技術(shù)是從空氣中分離氮氣，制氮過程對環(huán)境無污染，也不會對操作人員健康造成危害。
低 溫和氣調(diào)是國際公認(rèn)的綠色儲糧技術(shù)。在北方地區(qū)，中儲糧總公司推廣了低溫和準(zhǔn)低溫儲糧技術(shù)。通過自然通風(fēng)降溫、機(jī)械通風(fēng)降溫、利用地下冷源降溫和采用必要 的隔熱、保冷處理，使糧食處于低溫（15℃以下）或準(zhǔn)低溫（20℃以下）狀態(tài)，以防止儲糧蟲霉危害，控制儲糧品質(zhì)。目前，該公司在我國東北、西北、華北等 年均氣溫較低的地區(qū)普遍采用低溫（15℃以下）或準(zhǔn)低溫（20℃以下）儲糧。
在華中、華東、華南及西南地區(qū)，因為氣候相對炎熱，實現(xiàn)低溫或 準(zhǔn)低溫儲糧的成本高，氣調(diào)儲糧是行之有效的綠色保鮮儲藏技術(shù)。氮氣氣調(diào)儲糧是從空氣中分離氮氣，通過糧庫地下預(yù)埋的供氣管道，充入氣密性達(dá)標(biāo)的糧倉中，置 換出糧堆內(nèi)的氧氣，長期保持高濃度氮氣，在糧堆內(nèi)形成不利于害蟲、霉菌生長繁殖的生態(tài)環(huán)境，減弱糧食自身的呼吸代謝，實現(xiàn)蟲霉物理防治、延緩糧食品質(zhì)變 化、抑制發(fā)熱生霉等安全儲糧目的。
氮氣氣調(diào)儲糧改變了儲糧害蟲防治主要依靠化學(xué)藥劑的傳統(tǒng)模式，實現(xiàn)了儲糧化學(xué)藥劑的“零使用、零排放”，避免了微生物生長可能產(chǎn)生的真菌毒素，防止了倉儲保管人員接觸化學(xué)藥劑可能的身心健康和安全生產(chǎn)風(fēng)險。
高濃度的氮氣讓害蟲活不過5天
“氮氣氣調(diào)儲糧基本的技術(shù)原理是這樣的，空氣中79%左右是氮氣，還有20.8%是氧氣，我們的制氮技術(shù)就是要通過排除空氣中的氧氣，提取高濃度的氮氣，達(dá)到讓糧食減少氧化，讓害蟲缺氧窒息而死、防止糧食霉變的目的?！敝袃Z總公司技術(shù)人員介紹說。
然 而，氮氣氣調(diào)規(guī)模化應(yīng)用國際上沒有先例。雖然從上世紀(jì)80年代我國就逐步開展了相關(guān)研究和試驗，但因害蟲防治、保鮮等關(guān)鍵技術(shù)未取得明顯突破。2004 年，技術(shù)人員針對氮氣儲糧技術(shù)，多次立項開展研究，從儲糧專用制氮設(shè)備、糧倉氣密性改造、氣調(diào)充氣及氮氧高效置換工藝、氮氣濃度長期保持及作業(yè)智能控制等 方面，全面掌握了各項核心技術(shù)和工藝設(shè)備。
例如在氮氣分離設(shè)備方面，首次研發(fā)并不斷升級的儲糧專用制氮設(shè)備與其它行業(yè)常規(guī)制氮機(jī)相比，可節(jié)約能耗30%—50%，因此其也帶動了制氮行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
良 好的氣密性是氮氣氣調(diào)儲糧成敗的關(guān)鍵。我國大部分磚混糧倉氣密性普遍較差，若采用常規(guī)氣密改造方法，不但成本高，氣密性維持時間也短。通過攻關(guān)，技術(shù)人員 首次提出了采用塑料薄膜對糧倉進(jìn)行五面密閉提高倉房氣密性的新工藝，針對墻體敷設(shè)薄膜和糧面薄膜的無縫連接，開發(fā)了塑鋼異形雙槽管和充氣膨脹氣密壓條，大 大提高了倉房氣密性，為氣密達(dá)標(biāo)提供了新方法，簡化了操作，降低了成本，特別是發(fā)明的實倉掛膜工藝，進(jìn)一步減輕了勞動強(qiáng)度，從實用性角度提升了儲糧技術(shù)水 平。
如何維持糧倉內(nèi)的氮氣濃度是實現(xiàn)氮氣氣調(diào)儲糧的另一難題。之前，國內(nèi)外均未解決。自然狀態(tài)下，將高濃度氮氣充入糧堆后，因存在壓差，氮氣會迅速向倉外擴(kuò)散，糧堆內(nèi)氮氣濃度迅速降低。
“為了破解這個難題，我們在糧面敷設(shè)的塑料薄膜內(nèi)充入98%以上濃度的氮氣，在糧面上形成氮氣氣
囊，利用氣囊體積的自然變化使氣囊內(nèi)維持微正壓，從而長時間保持糧倉內(nèi)氮氣高濃度?！迸c此同時，他們開發(fā)了氣調(diào)儲糧智能控制系統(tǒng)，對氣密處理完成的倉房，實現(xiàn)了充氮工藝的自動控制，降低氮氣氣調(diào)儲糧技術(shù)的勞動強(qiáng)度，提高其性能和精度。
實 驗表明，98%的氮氣濃度維持時間28天以上，可完全防治甲蟲、蛾類、螨類等儲糧害蟲的成蟲、幼蟲、卵等各種蟲態(tài)；長期維持95%氮氣濃度，可抑制害蟲種 群繁殖，直至種群消失；98%以上氮氣濃度可抑制儲糧真菌生長，預(yù)防糧食發(fā)熱生霉。目前，中儲糧的技術(shù)可使糧堆內(nèi)氮氣濃度達(dá)到98%，而主要儲糧害蟲成蟲 在這樣的氣體中活不過5天。
保鮮效果好且成本低
經(jīng)檢測，氮氣儲糧對糧食溫度、水分沒有明顯影響，而且在減少了氧氣的氧化作用之后，糧食營養(yǎng)成分的代謝更少，糧食籽粒呼吸作用減弱，新陳代謝緩慢，糧食籽粒生活力保持好，干物質(zhì)損失小，糧食色澤、氣味、加工、蒸煮、食用、營養(yǎng)等品質(zhì)保持好。
迄今該公司已開展氣調(diào)儲糧建設(shè)庫點150多個，建設(shè)規(guī)模超過1000萬噸。推廣應(yīng)用區(qū)域由南方高溫高濕地區(qū)逐漸向中部地區(qū)擴(kuò)展，儲藏品種由稻谷逐漸擴(kuò)展到大豆、玉米、小麥，使我國的氣調(diào)儲糧技術(shù)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。規(guī)模化的應(yīng)用實踐表明，氮氣氣調(diào)儲糧技術(shù)是我國長江流域及以南地區(qū)經(jīng)濟(jì)可行的糧油產(chǎn)后減損及綠色保鮮儲糧技術(shù)，與傳統(tǒng)儲糧技術(shù)相比，其優(yōu)勢明顯。
在 經(jīng)濟(jì)成本方面，相對低溫儲糧，氮氣成本較低。而為了進(jìn)一步降低成本，針對體積數(shù)千立方米到一萬立方米的大糧倉，如何用氮氣高效置換糧堆內(nèi)的氧氣，中儲糧總 公司開展了大量充氣工藝優(yōu)化研發(fā)，形成了包括稀釋法、環(huán)流法、置換法、尾氣利用、抽氣強(qiáng)排法等多種工藝。目前，通過設(shè)備創(chuàng)新升級、充氣工藝優(yōu)化及倉房氣密 性改造技術(shù)革新，氮氣氣調(diào)儲糧技術(shù)的運行成本已與使用化學(xué)藥劑防治儲糧害蟲相當(dāng)。
氮氣氣調(diào)在中儲糧的應(yīng)用帶動了整個糧食行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，目前，上海、福建、廣東、浙江、廣西、北京、山西等省市，已有50多家地方糧庫開始應(yīng)用氮氣氣調(diào)儲糧技術(shù)，為全行業(yè)綠色儲糧技術(shù)應(yīng)用起到顯著示范效果。
第八屆國際儲藏物氣調(diào)與熏蒸大會在成都召開時，36個國家的100多位外賓和260多位國內(nèi)專家、學(xué)者對中國氣調(diào)技術(shù)取得的成果給予了高度評價。
作者：浙江遠(yuǎn)大空分設(shè)備有限公司
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