我省三项粮食仓储科技创新全国领先
加快向“绿色、节约、环保、安全”转型----
我省三项粮食仓储科技创新全国领先
近年来，山西省粮食局按照省委、省政府部署，以邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观为指导，坚持稳中求进、改革创新的总要求，以转型综改试验区建设为统领和切入点，加快先行先试，创新粮食仓储技术，推动我省粮食储备向“绿色、节约、环保、安全”转型，有力地保障了全省粮食数量、质量安全，确保“米袋子”省长负责制落到实处。国家粮食局对我省给以“在科技创新上取得了突出成绩，走在全国前列”的高度评价。
一、在全国率先对省级粮食储备库整体实施绿色充氮气调储粮技术应用
（一）绿色充氮气调储粮技术应用的背景和优点
世界粮农组织要求各成员国在二十一世纪逐步减少直至全部禁止在粮食储藏过程中使用化学药剂，提倡开展绿色储粮，减少化学药剂对储粮和环境的污染，以最大限度保持粮食品质，满足广大消费者对绿色食品日益增长的需求。这就要求，粮食的储藏方式要从传统的常规化学药剂储粮方式，向气调、低温、物理和生物综合防治等绿色储粮方向发展。
绿色充氮气调储粮技术是一种集杀虫、抑霉、保鲜、储藏、安全、绿色、环保等优点于一身，易于实施的绿色储粮防治技术，是能够替代化学药剂常规储粮的第二代储粮先进新技术，是粮食储藏防治技术的一场革命。氮气（N2）通常以气体分子的形式存在，在地球的蕴藏量十分巨大，我们日常呼吸的空气中就有78.1%是氮气。在常温下，氮气是一种不与任何物质发生化学反应的惰性气体，具有绿色、安全、无公害等优良特性。因此，将氮气这种用之不竭、取之不尽的自然物质作为粮食的气调储藏介质具有十分重要的意义。
绿色充氮气调储粮技术的防治原理是，向粮食仓库中充入98%以上的高纯度氮气，在粮堆内形成一个高氮低氧储藏环境，储粮害虫因缺氧而窒息死亡，有效抑制虫、卵的生长繁殖。其显著的优点是：
----避免药剂污染，实现绿色储粮。绿色充氮气调储粮不但能有效地杀灭储粮害虫，还避免了化学药剂危害人体和污染粮食，实现无公害绿色储粮。
----延缓品质变化，保证食品安全。绿色充氮气调储粮既能保证粮食在长期储藏过程中，免遭虫害，又符合食品安全要求，保障消费者身体健康和环境卫生。
----降低操作风险，确保人身安全。该技术是利用仓外供气系统将氮气输入仓房，操作安全、简便、风险小，有效地防止了储粮事故的发生。
----减少二次污染，降低储粮费用。在传统的粮食熏蒸作业中，进行排毒散气及处理药物残渣时对大气环境、土壤、水源造成一定程度的二次污染。据调查，目前每年每吨粮食熏蒸费用达到0.9元～2.0元，并随着药剂费用、人工成本的提高而增加，而每年每吨粮食充氮气调成本仅为0.40元～0.60元。
（二）我省推进绿色充氮气调储粮技术应用情况
为了提高全省粮油仓储现代化水平，本着加快转型，先行先试的原则， 2012年省粮食局把应用先进技术、实施绿色储粮工程摆上重要工作位置。在广泛征求国家粮食局、国家粮食科学研究院有关专家意见，两次赴广西考察学习绿色充氮气调储粮技术的基础上，经过反复论证决定在省级粮食储备库先试点后推广。首先，选择鸣李省粮食储备库、风陵渡粮食直属储备库、临汾侯马直属储备库和永济省粮食储备库4个储备库，开展绿色充氮气调储粮试点。这4个储备库分布于我省北、中、南不同区域，仓房新旧程度不同，对全省推广具有很强的代表性。2013年，在4个库试点基础上，再对10个粮食储备库实施充氮气调储粮技术改造项目，扩大绿色储粮规模。这是在长江以北地区，以省为单位首次大规模实施充氮气调储粮技术，走在全国前列，在我省粮食储藏史上具有里程碑意义。
为保证绿色储粮技术项目顺利实施，我们采取了以下措施：一是制定项目管理办法和项目竣工验收办法，规范运行；二是聘请专业技术人员，对仓储设施提升改造项目实施条件进行现场核实；三是2012、2013年分别争取建设资金2000万元，严格实行项目申报、资金评审、公开招标等程序；四是与项目单位签订《充氮气调储粮技术改造项目责任书》，实行库主任负责制，责任到人；五是组织督查调研组对在建项目进行现场督查，打通部署和贯彻落实的“最先一公里”和“最后一公里”，确保提升改造各项措施不折不扣落到实处。
目前，2012年选定的4个试点储备库充氮气调储粮技术改造项目已全部投入使用，设备运行正常，防虫、灭虫等总体效果超出预期。
一是试点单位的仓房在未挂四面墙体复合膜的情况下，氮气浓度达98%至99%，气密性较好，符合设计浓度95%以上的要求。仓温在25～34度、仓湿在45～60%、粮温在3.5～30度、大气温度在21～34度、大气湿度在56～90%之间。2006年建设的5500吨高大平房仓，第一次充氮浓度达98%之后，保持设计浓度二个月左右，近1320小时；2001年建设的3000吨仓房保持设计浓度近900个小时；1996建设的2500吨仓房保持设计浓度近720时。从保持浓度时间看，充氮储粮技术达到设计要求。
二是夏季高温、潮湿多雨储粮害虫易发生期间，使用磷化铝熏蒸后仓内仍有谷蠹、赤拟谷盗和锈赤扁谷盗等粮食害虫假死迹象，而实施充氮气调储粮技术后，因仓内缺氧，粮面四周复合膜下有害虫死亡现象，防治、灭虫效果远远超出预期设想。
三是实施充氮气调储粮技术后，吨粮防治成本在0.4至0.6元之间，符合资源节省、节能降耗要求。同时，大大地降低了安全事故发生的比率，有效保障了储粮安全和人身安全。
2013年实施的10个储备库绿色充氮气调储粮技术改造项目目前也已全部竣工，投入使用后，我省绿色充氮气调储粮仓容可达到10.25亿斤。2014年，我们又对运城市地方战略储备库，实施绿色充氮气调储粮技术改造，仓容为0.6亿斤。
下一步，我省将不断总结完善绿色储粮技术，不断扩大推广应用范围，对新建粮库都要求实行绿色储粮技术，更好地服务粮食安全，更好地服务消费者。
二、国内第一座整体球形粮仓在我省太原新城国家粮食储备库建成
粮食是经济发展、社会稳定和国家自立的基础，是关系国计民生的重要战略性物资。粮食部门担负着粮食收购、储备、调动、调控、监管等维护粮食市场稳定、保障粮食安全的重要职责。由于历史欠账多、粮食储备任务重，我省粮食储备仓容相对紧张，现代化水平也亟待提高。为此，省粮食局根据山西的省情、粮情，大力推进粮食储备新仓型的引进和建设，提升科学储粮、绿色储粮、节约储粮、高效储粮水平。特别是引进建设国内第一座整体球形粮仓，填补国内空白。
数百年来，钢筋混凝土球形建筑结构，被广泛应用于超大跨度、超大空间的建筑物。1990年，美国索斯兄弟公司对钢筋混凝土球形建筑，提出了更为先进的设计和建造方案，推出了更为优化的建造工艺，即：整体球形“三明治结构”---- PVC气模防水层、聚氨酯保温层和钢筋混凝土主体层，并因此获得了美国球形建筑结构设计和建造技术专利。这一专利技术的节能环保性、安全储存性突出，在美国及全球数十个国家得到了实际应用，包括粮食仓储在内的不同类型的球形仓已建成达4000多座，而直到2014年我省引进建成球形粮仓之前，球形粮仓建设使用在我国尚处于空白。
按照我省“十二五”粮食仓储现代化建设的总体部署，2012年太原新城国家粮食储备库在粮库建设中，着眼国内外先进技术，广泛收集粮库建设前沿信息，积极与国家粮科院国贸工程设计院、美国索斯工业工程公司、山西天舍索斯环境科技公司沟通研究，经过反复调研和技术比较，决定“第一个吃螃蟹”，建设国内第一座钢筋混凝土整体球形粮仓。之后，美国索斯工业公司、国贸工程设计院对该项目进行了细化研究和精心设计，制定了周密的施工方案。2013年10月，我国首座万吨级钢筋混凝土整体球形粮仓，在山西太原新城国家粮食储备库破土动工，仓体直径32米，仓体高度30.15米。
钢筋混凝土整体球形粮仓“三明治结构”的设计和建造方法先进、独特：首先将预制PVC 气模固定于基础环梁,经鼓风充气形成整体球形，成为粮仓外层的防水屏障，充分保证粮仓对防水、密闭性的要求；接着在气模内层表面喷射聚氨酯泡沫材料，严格保证粮仓的隔热保温性；随后在聚氨酯保温层上编织钢筋网片，喷射混凝土，形成防水、气密保温、整体坚固的钢筋混凝土球形建筑；之后在仓体内外进行所需配套设备的安装。建设过程中，美方技术专家在现场全程指导，关键施工环节，美方施工人员亲自操作，严格把控施工质量和施工安全。经过近一年的施工，2014年8月山西太原新城国家粮食储备库整体球形粮仓正式建成。
与其他仓型比较，球形粮仓优势突出：
一是整体坚固，寿命长久。球型建筑结构基于支撑力最强的三角形几何原理，经连续交叉的三角形相互构成3:8或5:8的钢筋混凝土球体，承重分布均匀，抗荷载能力极高，内部空间大。
二是隔热保温，低温储藏。钢筋混凝土整体球形粮仓完全模拟洞仓恒温性特点，仓内温度可恒定在0℃到15℃之间，达到低温仓标准，而不受仓外温度变化影响，防止粮食受热变质。
三是防水防潮，防漏防渗。钢筋混凝土整体球形粮仓主体由先进的PVC防水层完全包裹，防水、防潮、防霉效果好，养护成本低，设计使用寿命长达百年。
四是节约环保，效益显著。建造整体混凝土球形粮仓，能够使用较少的建筑材料而获得较大的仓容，能够占用较小的土地面积而获得较高的储粮能力，节省土地资源效果显著。
五是气密气调，绿色储粮。混凝土球形粮仓被整体PVC材料完全包覆，具有良好的气密性，便于实施绿色充氮气调储粮，使害虫在缺氧的环境下窒息死亡，实现绿色、无污染气调储粮。球形粮仓的气密性从500pa降到250pa的时长大大超过5分钟的半衰期要求，从而为绿色气调储粮提供了必要的前提条件。
六是功能齐全，建造快捷。整体球形粮仓便于配备和安装现代化的进粮出粮机械设备，便于机械通风、环流熏蒸、粮情检测和谷物冷却机“四项新技术”的应用，便于实现智能化管理，功能齐备。钢筋混凝土整体球形粮仓建造周期短，可全天候施工，如果进行总结推广，对我省乃至全国进行的大规模粮库建设，将发挥重要作用。
七是形状多样，外形美观。在保证安全储粮和便于实现机械化操作的同时，球形粮仓可设计建造不同曲线的圆弧，不同形状的圆形，以及不同的直段高度，可选择不同颜色的PVC材料，极大地改变粮库形象。
同时，为进一步完善球形粮仓储粮技术，省粮食局召开座谈会，邀请国家、省有关粮食储藏技术专家对球形粮仓储粮技术进行专题研讨。
三、填补空白研究制订《石洞仓原粮储藏技术规范》
低温储粮是目前全世界公认的最安全、可靠、符合绿色环保要求的粮食保鲜技术。在山西省以及全国的很多地方，为储备各种物资建设了不少石洞库、土窑库和地下喇叭库等。这些仓库具有天然恒低温或准低温的特点，长年温度基本保持在15℃或20℃以下，相对湿度也可控制在一定范围，用于储粮优势明显，但此前国内并无石洞仓原粮储藏技术标准，制约了石洞仓储粮的发展。
为利用我省石洞仓资源，规范石洞仓储粮技术，省粮食局组织有关技术人员，开展了石洞仓原粮储藏技术规范研究。在历时数年的研究中，分析总结了大量实验监测数据，进行了不同条件的深入研究。经过对石洞仓储藏六至十年小麦品质和技术研究表明，采用石洞仓恒低温（≤15℃）储粮，可稳定降低堆粮的呼吸强度，抑制害虫和微生物生长，减少储粮霉变损失，延缓粮食品质变化速度、减少粮食劣变，实现无化学药剂熏蒸、减免了有害气体对粮食和环境的污染，达到安全储粮和粮食绿色保鲜的目的。我局研究制订的《石洞仓原粮储藏技术规范》被列入2013年第一批山西省地方标准，2014年3月26日由山西省质量技术监督局发布实施。
该标准规定了石洞仓的术语和定义、原粮储藏及管理，适用于小麦、玉米大宗原粮的石洞仓；确定了洞库内的温度、湿度、环境控制、粮食入库前的质量要求及储藏管理等技术参数；采用了项目研究结论中的仓温、仓湿、发芽率等主要指标，对杂质、不完善粒指标要求均依照国家标准GB 1351、GB 1353执行，严格控制储粮中杂质和不完善粒的含量指标。
该标准进一步贯彻执行了国家相关粮食的科学储藏政策，体现了原粮科学储藏的全过程控制。该标准的实施，为洞库储粮的质量、品质、储藏环境、粮食安全及有序监管提供了技术依据，对于发展洞仓储粮、确保粮食质量安全将起重要的推动作用。