我国储粮技术的应用与展望

2020-12-04梁彦伟金邑峰

现代食品·下 2020年10期

梁彦伟金邑峰

摘要：随着我国储粮基础设施设备的不断完善、绿色储粮技术的创新发展以及“智慧粮库”的推广建设，我国的储粮技术将逐步向绿色化、智能化、生态化和优质化发展，以推进国家“优质粮食工程”，满足人们对绿色、安全、营养食品日益增长的需求。

关键词：储粮技术;绿色智能;粮食安全

Abstract：With the constant improvement of Chinas grain storage infrastructure equipment， green grain storage technology innovation and development， and promote construction of “wisdom grain depot”， in order to promote national “superior quality grain engineering” and meet the growing demand of people for green， safe and nutritious food， the development of our countrys grain storage technology will gradually to green， intelligent， ecology and superior quality.

Key words：Storage technology; Green intelligent; Grain safety

中图分类号：S379

随着社会的发展和人民生活质量的不断提高，人们已经不满足于食物的温饱，开始关注食品的安全、健康与营养，这就对粮食的安全储藏提出了更高的要求[1-2]。第七届国际储藏产品保护工作会议中提出“三低、三高”（低损耗、低成本、低污染、高质量、高效益、高品质）作为21世纪储粮技术的最终目标[3]。“十三五”以来，粮食行业和物资储备系统累计投入70多亿元，大力推进“粮安工程”粮库智能化升级改造，加快了我国仓储管理向现代化迈进的步伐;为增加绿色优质粮油产品供给，国家粮食和物资储备局推广实施了“优质粮食工程”，在促进农民增收、企业增效、消费者得实惠等方面取得了积极成效。随着我国储粮设施设备的不断发展与完善，为满足人们对绿色、安全、营养食品日益增长的需求，我国未来的储粮技术将向绿色化、智能化、生态化和优质化发展。

1 我国储粮技术的应用及发展方向

1.1 储粮科技绿色化

粮食安全一直是关乎国计民生的重大问题，而绿色环保、可持续发展是未来粮食行业发展的一个重要方向，世界粮农组织要求各成员国在21世纪逐渐减少直至完全禁止在粮食储藏过程中使用化学药剂，以满足广大消费者对绿色食品日益增长的需求。随着人们对绿色优质粮油食品需求的不断扩大，我国也提出要坚持可持续发展战略，引导绿色生产和绿色消费，我国的粮储观念正从过去突出“减损保量”向“环保低碳”“绿色安全”的方向发展，粮食储藏技术从传统的化学药剂熏蒸向低温、气调、物理与生物综合防治的绿色生态储粮方向发展，是推动优质粮食工程、促进生态文明建设、保障国家粮食安全、提高我国粮食国际竞争力的重要举措。

我国现阶段应用较为广泛的绿色储粮技术主要有控温储粮技术、储粮害虫绿色防治技术（惰性粉）及磷化氢减量替代技术、气调储粮工程及技术等。

1.1.1 控温储粮技术

控温储粮技术是结合所在地区的气候特点，依靠仓房围护结构的隔热防护设施，通过自然或机械降温控温措施使得粮堆温度长期维持在较低的水平，抑制虫霉发生和粮食自身的呼吸代谢，从而达到降低粮食损耗、实现保鲜储粮的目的[4]。目前，我国粮库实现控温储粮的技术主要有仓房密闭隔热技术、机械通风降温技术、利用粮堆冷芯内环流控温技术、机械制冷控温技术以及其他的粮面密闭压盖、屋面喷水、空调制冷等综合控温技术。

控温储粮技术以其安全、绿色、保鲜等特点已成为目前及未来储粮技术重要的发展方向，但常规的控温储粮技术受气候条件、应用成本的限制不利于实时运用、节能环保、可持续发展，而新兴的可再生浅层地能低温储粮系统及新型屋面太阳热反射弹性防水隔热涂料技术都是有待开发利用的绿色、高效、低耗的未来控温储粮技术[5]。

1.1.2 磷化氢减量防治技术

绿色环保、可持续发展是我国粮储行业未来发展的一个重要方向，但现阶段我国很多的老旧仓房基础设施建设陈旧、储粮技术落后，依然需要依赖药剂熏蒸来杀虫保粮，为解决害虫耐药性问题及推进老旧仓房绿色储粮，有学者研究探索采用低药剂熏蒸结合粮面喷撒惰性粉杀虫保粮，该技术对仓房气密性要求低、熏蒸药剂量少，对耐药性较强的锈赤扁谷盗等虫种杀灭效果好，是值得推广使用的磷化氢减量防治技术[6]。

粮食防护剂作为储粮害虫防治的补充手段，由于其杀虫有效、残留低、绿色安全也逐渐受到人们重视，目前，已获得在粮食储藏应用的农药登记的保护剂有硫酰氟、硅藻土杀虫剂和植物源类苦皮藤素、蛇床子及植物精油等，且硫酰氟已经成为可与磷化氢交替使用的新型熏蒸剂[7]。此外，物理防治害虫的技术有射频/微波杀虫及灯光诱捕，生物防治技术有多杀菌素和信息素等[8]。

1.1.3 气调储粮工程及技术

气调储粮技术是在倡导绿色环保，提质增效的背景下发展起来的一项绿色安全的储粮技术[9]，常规的气调储藏技术有真空储藏、N2气调储藏和CO2气调储藏，而真空储藏一般适用于小包装成品粮，N2和CO2气调储藏可适用于散装粮的安全储藏，但和N2气调储粮相比，CO2氣调储藏具有诸多弊端：对仓房的气密性要求高、制取或购置成本高、安全防护措施要求高及应用风险大[10]。而氮气气调储藏粮技术具有绿色环保、安全高效、操作简便、来源广泛及延缓粮食品质劣变的特点[11]，是我国未来最值得广泛推广应用的绿色安全保粮技术[12]。目前，我国氮气气调储粮技术的应用推广难点在于气调储粮工程投资成本大、应用费用高、对仓房气密性要求高，只有妥善处理好这几个方面的问题，才能推进该技术在我国仓储行业的广泛应用。

1.2 储粮设施智能化

近些年，随着移动互联网、物联网、云计算等现代信息产业技术的广泛应用和蓬勃发展，也为粮食仓储业实现科技储粮、科技管粮、科技兴粮提供了新的发展思路[13];为改变粮食仓储业的传统面貌、实现体面劳动、提升科技含量提供了新的实践方法。

作为世界上最大的粮食生产、储藏及消费大国，我国粮食在产后的仓储、运输和加工环节损耗严重，每年损耗量约为350亿公斤，其中产后仓储环节损失量占粮食总产量的比率高达5%左右[14]。为提高仓储环节工作效率、降低粮食仓储损耗，粮食仓储领域将先进的物联网、自动控制、计算机仿真技术、智能识别、自动传感器、科技储粮等现代智能信息技术应用到储粮管理中，大力发展现代化储粮模式，建成智能化粮库，将各类粮库信息系统通过统一的信息平台进行集成，实现了粮食储存数量精准化、粮情监测实时化、仓储监管智能化、库区作业自动化和日常管理可视化[15]。

目前，我国智能化粮库建设的内容主要有业务管理系统、智能作业系统、智能仓储系统、信息管理系统、安防监控系统、办公自动化系统等，其中，智能仓储系统是智能化粮库的核心部分，其直接关系着储粮质量安全、品质保鲜，主要包括粮情监测系统、智能气调系统、智能通风温控系统等[16]。关于智能化粮库发展的问题和技术瓶颈有：①目前主流的平房仓难以实现完全机械化出入库且日常保管管理工作繁重，可借鉴浅圆仓、立筒仓仓型优化仓房设计及建设，以达到完全实现仓房机械化出入库，并创新改进仓房智能化基础设施建设，改善仓房气密性及隔热防潮性能，提高日常保管工作机械化率，以减少人工仓内作业，真正实现机械化、智能化储粮。②使用可行、实用、精准的粮情检测系统，以更准确地监测粮堆害虫、水分及气调气体浓度，需要提高和完善相关传感器的技术可行性和可靠性，加强粮情数据与信息处理能力，建立粮情数据与粮堆安全健康情况支撑规律模型。③实现通风、控温的智能化控制，需要加强通风相关因子参数监测及配套的传感技术，以准确把握智能通风、控温启闭需要的粮情数据，优化通风、控温工艺[17]，以达到减损降耗的目的。

为促进储粮系统检测和控制的智能化，相关学者研究设计开发了储粮方面的专家系统，将粮情检测技术、人工智能技术、云计算技术和现代控制技术相结合[18]，整合储粮领域专家的知识和经验并建立知识库，并模仿人类的思维模式依据知识库根据具体情况给出推理结果，将专家系统应用到储粮测控决策领域可助推粮食行业进入到“智慧粮食”阶段，不仅可以提高粮库管理人员应变决策和推理判断的能力，还可以进一步提高储粮测控的智能化水平。

1.3 储粮模式生态化

我国地域辽阔，东西南北跨度大，不同地区气候条件差异显著，为从储粮生态学方向进行科学储粮，学术界以各地平均积温作为主要划分指标，将我国储粮地域划分为7个储粮生态区，即青藏高寒干燥储粮区、蒙新低温干燥储粮区、东北低温高湿储粮区、华北中温干燥储粮区、华中中温高湿储粮区、西南中温低湿储粮区、华南高温高湿储粮区[3]。应因地制宜、扬长避短，针对不同的储粮生态区的地理位置地域、气候环境条件、仓房仓储设施、储粮应用技术、仓储粮食品种等特点，制定适应的安全储粮优化方案，应用最适宜的配套储粮技术，并充分发挥不同地域的自然资源和经济优势，以取得更大的经济、社会和生态效益，推进我国粮食储藏技术生态化、区域化，真正达到经济、安全、高效。

青藏高寒干燥储粮区长冬无夏，春秋短暂，气候干燥、寒冷，风力强劲，空气稀薄，降水稀少，是天然的粮食储备仓库，粮食可通过晾晒风干，可依靠自然通风降水实现干燥季节低温储藏，雨季之前密封粮堆安全储藏;蒙新低温干燥储粮区冬冷夏热、气候干燥，冬季可自然通风低温储粮，夏季温度略高，注意隔热和通风降温的问题，可通过粮堆施拌保护剂及内环流控温实现安全保水储粮[19];东北低温高湿储粮区冬季寒冷漫长、夏季温暖短促，空气湿度高，粮食烘干入库，可在冬季机械通风降水蓄冷，春季密封粮堆，夏季可通过内环流控温实现安全储粮[20];华北中温干燥储粮区冬冷夏热、冬长于夏、夏雨集中，粮食高温或风干晾晒入库，做好夏季保温隔热、隔湿及通风降温措施，可通过粮堆施拌保护剂及内环流控温实现安全保水储粮[21];华中中温高湿储粮区气候特点冬温夏热、春秋温暖短暂，梅雨显著，粮食需烘干入库，冬春季节需进行通风降温蓄冷，夏秋季节需做好仓房隔热、防潮、保冷，关注粮情变化，可通过密封粮堆施拌保护剂及空调、谷冷控温实现储粮安全度夏。西南中温低湿储粮区气候特点冬暖夏热、冬短夏长、气候湿润，阴湿寡照，粮食通过烘干及机械通风降水，冬春季节通过机械通风降温蓄冷，然后粮堆密封拌保护剂安全储藏，夏季做好仓房防潮、防渗漏及保温隔热[22];华南高温高湿储粮区气候特点长夏无冬，常年温度较高，空气极为湿润，储粮需要关注的问题是降温、隔热、降水、隔湿和防虫霉滋生，粮食烘干入库，冬春季节做好通风降温降水，春季密封粮堆拌保护剂，夏季进行谷冷及空调控温储粮，密切关注粮情变化，有虫时需及时进行熏蒸、气调殺虫保粮[23]。

1.4 储粮品质优质化

随着我国全面建成小康社会的稳步推进，人们的物质生活得到极大的丰富和满足，饮食消费意识也逐渐由吃的饱向吃得好转变，对优质粮的消费需求显著提升，为落实乡村振兴战略和国家粮食安全战略，深化农业供给侧结构性改革，国家财政部以及粮食和储备局实施“优质粮食工程”，探索推进“好粮油”行动计划，全力打造优质粮产业链，实现农户增收、企业增效、政府减负、消费者得实惠[24]。

优良的储藏技术是保障粮食优良食味品质的基础。近年来，随着“粮安工程”粮库智能化升级改造及“智慧粮库”建设的大力推进，我国的储粮基础设施设备得到全面改进加强，随着富氮低氧气调储粮技术及机械控温技术的广泛推广应用，充分利用氮气气调储粮技术储粮绿色环保、杀虫安全高效、操作简便及延缓粮食品质劣变等技术特点，实现免化学药剂安全储粮，并依托机械控温储粮技术实现准低温储粮来有效保持粮食新鲜度及食味品质，达到优质储粮的目的。

2 对我国储粮技术的展望

为广泛推进绿色储粮技术发展，①应建立绿色仓储认证体系，使绿色储藏的粮食得到市场和消费者的广泛认可，以促进绿色储藏技术的发展。②创新完善绿色储粮理念，实现粮食的优产、优购、优储、优加及优销绿色链条产业化;此外，推进区域化绿色储粮，以生态储粮理论为指导，因地制宜发展绿色储粮技术，建立不同储粮生态区域最佳经济运行模式。③建立粮食仓储HACCP管理体系，为绿色储粮提供预防体系，从而能经济、有效地保障粮油食品的安全。依托信息技术和物联网技术，未来的绿色储粮向自动化、信息化、智能化的方向发展。

随着我国社会的稳步发展以及信息化技术及智能化装备在储粮行业的逐步应用，将推动这我国的储粮技术应用向绿色化、智能化、生态化和优质化的方向创新和发展，将不断提高储粮的绿色优质品质，以满足人们对品质优良、绿色安全、营养健康粮油食品的需要。

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