科技是筑牢粮食安全底线、赋能粮储事业高质量发展的核心动力。“十四五”以来,湖南粮食和物资储备领域科技创新深耕实干、硕果颇丰,在重大科研项目、流通提质增效等方面取得多项突破性成果。为系统总结宣传科创成效,弘扬锐意创新的行业精神,省粮食和物资储备局特在“湖南粮食”微信公众号、官网推出《湖南粮储科技创新成果展》专栏,聚焦粮储科创重点工作,推送先进经验、典型案例与标杆成果,搭建产学研用融合桥梁,加速科技成果落地转化,激发全系统创新活力,聚力以科技创新赋能新时代全省粮储事业现代化发展。

成品粮应急储备绿色保质保鲜关键技术与装备开发及示范应用

一、成果来源及简介

项目依托国家粮食和物资储备领域“科技助力经济2020”重点专项项目“成品粮应急储备绿色保质保鲜关键技术与装备开发”,围绕成品大米应急储备、加工流通和货架期管理中易生虫、难保鲜、传统化学熏蒸绿色化程度不足等问题,开展绿色保质保鲜关键技术与装备开发,形成了低温脉冲微波防治大米害虫成套装备,并在大米加工企业生产线上开展示范应用。

成品粮应急储备绿色保质保鲜关键技术路线

成果面向大米加工企业、大米应急加工定点企业及各级成品大米应急储备单位,着力解决成品粮储藏和流通环节中“防虫依赖化学熏蒸、绿色保鲜技术不足”等行业问题,为提升成品粮应急储备安全、减少粮食产后损失、推动粮食储藏绿色化提供了技术支撑。

二、成果技术内容

1.低温脉冲微波杀虫工艺研究

项目系统研究不同温度、作用时间及包装方式对大米害虫虫卵杀灭效果和大米品质的影响,建立了大米低温脉冲微波在线无损杀虫工艺。经试验优化,确定了“55℃、作用时间≤200s、热米热装”的关键工艺条件。在该工艺条件下,玉米象、谷蠹、锯谷盗、赤拟谷盗、锈赤扁谷盗等5种常见大米害虫虫卵死亡率和子代种群抑制率均达到100%,实现了成品大米主要害虫的高效物理防治。

在品质方面,项目围绕水分、碎米总量、黄粒米、裂纹粒率、垩白粒率、食味值、脂肪酸值等指标开展多轮检测。通过优化微波腔体结构、改善大米受热均匀性、采用热米热装方式,减少了水分散失和裂纹粒率增加。结果表明,该工艺对碎米总量、大米食味值、脂肪酸值、垩白粒率等品质指标无影响,水分损失率≤0.1%,裂纹粒率增加率≤5.0%,黄粒米率增加值≤0.2%,实现了杀虫效果与品质保持的统一。

2.高功率微波快速杀虫成套装备研制

本成果的特色不止于工艺参数的确定,更在于将关键技术转化为可在企业生产线上运行的成套装备。该成套装备围绕微波腔体、物料流动、温度控制进行优化,采用多喇叭腔室、调谐装置、竖式结构和自动控温控流设计,提高了微波与物料的耦合效率,改善了处理过程中的温度均匀性。

该成套装备可根据企业产能需求进行扩展,单元处理能力5吨/小时,占地面积4-6平方米,温度均匀性可达±1℃,适合嵌入现有大米加工生产线。项目申请国家专利3项,获授权实用新型专利2项。相关成果经项目验收评价,完成了任务书规定目标,体现出较好的技术先进性、工程成熟度和行业推广基础。

高功率微波快速杀虫设备米企示范应用现场展示

三、技术成熟度

目前,不同型号的高功率微波快速杀虫设备已在衡阳金雁粮食购销有限公司、湖南省吉娃米业有限公司、湖南金山粮油食品有限公司等企业生产线上开展示范应用。结果显示,该成套装备运行稳定,可满足大米加工企业和成品粮应急储备单位对绿色防虫、品质保持和连续化处理的需求。

与实验室技术相比,本成果已经完成从工艺参数筛选、设备开发、品质验证到企业示范的转化过程,形成了“工艺确定—装备开发—标准支撑—企业应用”的成果应用路径。该路径既保留了技术参数的可控性,又体现了生产线应用的可操作性,为后续在不同规模稻米加工企业和成品粮储备单位推广应用提供了基础。

四、行业意义

从经济效益看,按年应用规模2万吨优质大米的企业测算,使用该成套装备后,可降低虫害造成的大米损失,提升企业品牌价值,预计年度新增收益约80万元;扣除设备折旧、电耗和人工等成本后,年利润约52.8万元。从社会和生态效益看,本成果可减少成品粮储藏和流通环节对磷化氢等化学熏蒸方式的依赖,降低环境污染;同时,可提升应急储备大米绿色保质保鲜水平,增强成品粮应急储备安全保障能力。对于大米加工企业而言,该成套装备有助于提升中高档包装大米货架期稳定性,减少因虫害导致的退货、损耗和品牌影响;对于粮食储备体系而言,可为成品粮绿色储藏提供装备化支撑。

五、成果应用情况

湖南吉娃米业年产12万吨稻谷加工生产线高功率微波快速杀虫设备示范项目,是本成果推广应用的典型案例。2022年,项目单位与湖南省粮油产品质量监测中心、吉娃米业开展合作,在企业生产线上进行高功率微波快速杀虫设备示范。

示范过程中,设备主要用于企业中高档大米生产线,对处理前后大米能耗、产量和品质指标进行跟踪检测。结果显示,微波处理后大米水分减少值约0.1%,脂肪酸值下降值约0.1%,裂纹粒率增加值约2.8%,碎米率无增加,品质品尝分值无明显影响。示范工作有效解决了企业中高档大米货架期易生虫问题,提高了产品品质稳定性和企业品牌形象,也为军粮供应、成品粮应急储备和大米加工企业绿色防虫提供了可复制、可推广的应用案例。