中儲糧氮氣氣調儲糧：向化學(xué)藥劑說(shuō)“不”

  糧食儲藏是糧食供應鏈上的重要一環(huán)。防止糧食污染，減少蟲(chóng)霉危害，確保糧食的數量和質(zhì)量安全。記者日前從中國儲備糧管理總公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中儲糧”)獲悉，由該公司研發(fā)并推廣應用的氮氣氣調儲糧技術(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(chóng)防治，在儲糧中實(shí)現化學(xué)藥劑的“零排放”。

  因顯著(zhù)的保鮮及蟲(chóng)霉防治效果和良好社會(huì )效益，2014年1月該技術(shù)榮獲中國糧油學(xué)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

  傳統方法不綠色

  糧食儲藏是一門(mén)技術(shù)活，除了要保證適宜的溫度和濕度，還要防蟲(chóng)。

  據統計，全國每年由于霉變、蟲(chóng)害和鼠害造成的糧食損失約為總產(chǎn)的3%，折合150億公斤。其中，霉爛糧食達75億公斤，按人均每年250公斤口糧計算，相當于6000萬(wàn)人一年的口糧。

  過(guò)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的潛在危害。近年來(lái)，儲糧害蟲(chóng)抗藥性增強的問(wèn)題也越來(lái)越受重視。

  目前，低溫儲糧是公認的綠色儲糧方式，特別是利用自然低溫儲糧，是一種經(jīng)濟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，低溫儲糧成本就相對較高。而實(shí)施控溫儲糧，每年一般也要用磷化氫熏蒸，不能真正實(shí)現糧食的綠色儲藏。

  低溫和氣調是國際公認綠色儲糧技術(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(kāi)展了綠色儲糧技術(shù)的研發(fā)和推廣應用。這項技術(shù)是從空氣中分離氮氣，制氮過(guò)程對環(huán)境無(wú)污染，也不會(huì )對操作人員健康造成危害。

  低溫和氣調是國際公認的綠色儲糧技術(shù)。在北方地區，中儲糧總公司推廣了低溫和準低溫儲糧技術(shù)。通過(guò)自然通風(fēng)降溫、機械通風(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)或準低溫(20℃以下)狀態(tài)，以防止儲糧蟲(chóng)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普遍采用低溫(15℃以下)或準低溫(20℃以下)儲糧。

  在華中、華東、華南及西南地區，因為氣候相對炎熱，實(shí)現低溫或準低溫儲糧的成本高，氣調儲糧是行之有效的綠色保鮮儲藏技術(shù)。氮氣氣調儲糧是從空氣中分離氮氣,通過(guò)糧庫地下預埋的供氣管道，充入氣密性達標的糧倉中，置換出糧堆內的氧氣，長(cháng)期保持高濃度氮氣，在糧堆內形成不利于害蟲(chóng)、霉菌生長(cháng)繁殖的生態(tài)環(huán)境，減弱糧食自身的呼吸代謝，實(shí)現蟲(chóng)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。

  氮氣氣調儲糧改變了儲糧害蟲(chóng)防治主要依靠化學(xué)藥劑的傳統模式，實(shí)現了儲糧化學(xué)藥劑的“零使用、零排放”，避免了微生物生長(cháng)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(chóng)活不過(guò)5天

  “氮氣氣調儲糧基本的技術(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(guò)排除空氣中的氧氣，提取高濃度的氮氣，達到讓糧食減少氧化，讓害蟲(chóng)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(shuō)。

  然而，氮氣氣調規?；瘧脟H上沒(méi)有先例。雖然從上世紀80年代我國就逐步開(kāi)展了相關(guān)研究和試驗，但因害蟲(chóng)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(kāi)展研究，從儲糧專(zhuān)用制氮設備、糧倉氣密性改造、氣調充氣及氮氧高效置換工藝、氮氣濃度長(cháng)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)和工藝設備。

  例如在氮氣分離設備方面，研發(fā)并不斷升級的儲糧專(zhuān)用制氮設備與其它行業(yè)常規制氮機相比，可節約能耗30%—50%，因此其也帶動(dòng)了制氮行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

  良好的氣密性是氮氣氣調儲糧成敗的關(guān)鍵。我國大部分磚混糧倉氣密性普遍較差，若采用常規氣密改造方法，不但成本高，氣密性維持時(shí)間也短。通過(guò)攻關(guān)，技術(shù)人員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，針對墻體敷設薄膜和糧面薄膜的無(wú)縫連接，開(kāi)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，為氣密達標提供了新方法，簡(jiǎn)化了操作，降低了成本，特別是發(fā)明的實(shí)倉掛膜工藝，進(jìn)一步減輕了勞動(dòng)強度，從實(shí)用性角度提升了儲糧技術(shù)水平。

  如何維持糧倉內的氮氣濃度是實(shí)現氮氣氣調儲糧的另一難題。之前，國內外均未解決。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(huì )迅速向倉外擴散，糧堆內氮氣濃度迅速降低。

  “為了破解這個(gè)難題，我們在糧面敷設的塑料薄膜內充入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維持微正壓，從而長(cháng)時(shí)間保持糧倉內氮氣高濃度?！迸c此同時(shí)，他們開(kāi)發(fā)了氣調儲糧智能控制系統，對氣密處理完成的倉房，實(shí)現了充氮工藝的自動(dòng)控制，降低氮氣氣調儲糧技術(shù)的勞動(dòng)強度，提高其性能和精度。

  實(shí)驗表明，98%的氮氣濃度維持時(shí)間28天以上，可完全防治甲蟲(chóng)、蛾類(lèi)、螨類(lèi)等儲糧害蟲(chóng)的成蟲(chóng)、幼蟲(chóng)、卵等各種蟲(chóng)態(tài);長(cháng)期維持95%氮氣濃度，可抑制害蟲(chóng)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(cháng)，預防糧食發(fā)熱生霉。目前，中儲糧的技術(shù)可使糧堆內氮氣濃度達到98%，而主要儲糧害蟲(chóng)成蟲(chóng)在這樣的氣體中活不過(guò)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(méi)有明顯影響，而且在減少了氧氣的氧化作用之后，糧食營(yíng)養成分的代謝更少，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(yíng)養等品質(zhì)保持好。

  迄今該公司已開(kāi)展氣調儲糧建設庫點(diǎn)150多個(gè)，建設規模超過(guò)1000萬(wàn)噸。推廣應用區域由南方高溫高濕地區逐漸向中部地區擴展，儲藏品種由稻谷逐漸擴展到大豆、玉米、小麥，使我國的氣調儲糧技術(shù)實(shí)現了跨越式發(fā)展。規?；膽脤?shí)踐表明，氮氣氣調儲糧技術(shù)是我國長(cháng)江流域及以南地區經(jīng)濟可行的糧油產(chǎn)后減損及綠色保鮮儲糧技術(shù),與傳統儲糧技術(shù)相比，其優(yōu)勢明顯。

  在經(jīng)濟成本方面，相對低溫儲糧，氮氣成本較低。而為了進(jìn)一步降低成本，針對體積數千立方米到一萬(wàn)立方米的大糧倉，如何用氮氣高效置換糧堆內的氧氣，中儲糧總公司開(kāi)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、抽氣強排法等多種工藝。目前，通過(guò)設備創(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(chóng)相當。

  氮氣氣調在中儲糧的應用帶動(dòng)了整個(gè)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(kāi)始應用氮氣氣調儲糧技術(shù)，為全行業(yè)綠色儲糧技術(shù)應用起到顯著(zhù)示范效果。

  第八屆國際儲藏物氣調與熏蒸大會(huì )在成都召開(kāi)時(shí)，36個(gè)國jia的100多位外賓和260多位國內專(zhuān)家、學(xué)者對中國氣調技術(shù)取得的成果給予了高度評價(jià)。

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