優(yōu)質(zhì)糧食工程于2017年底啟動實施,全面開始集中建設(shè)糧食產(chǎn)后服務(wù),截至目前已實現(xiàn)產(chǎn)糧大縣全覆蓋,為種糧農(nóng)民提供清理、干燥、收儲、加工和銷售等服務(wù),促進糧食減損、提檔升級。2021年,我國糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)再獲豐收,糧食產(chǎn)量創(chuàng)歷史新高,國家也先后出臺指導(dǎo)意見及配套實施指南等一系列政策文件,聚焦促進優(yōu)糧優(yōu)產(chǎn)、優(yōu)購、優(yōu)儲、優(yōu)加和優(yōu)銷“五優(yōu)聯(lián)動”,推動延伸糧食產(chǎn)業(yè)鏈、提升價值鏈、打造供應(yīng)鏈“三鏈協(xié)同”。糧食產(chǎn)后服務(wù)體系實現(xiàn)了產(chǎn)糧大縣全覆蓋,實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)與增收互促共進,助力糧食產(chǎn)業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展,促進國家糧食安全向更高層次躍升。
“十四五”時期,為了落實國家糧食安全戰(zhàn)略,深化農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,要深入推進優(yōu)質(zhì)糧食工程,打造優(yōu)質(zhì)糧食工程升級版,做好“六大提升行動”。糧食產(chǎn)后服務(wù)中心作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的重要組成,其建設(shè)及運營要與優(yōu)質(zhì)糧食工程“六大提升行動”做好銜接,實現(xiàn)功能互補、協(xié)同聯(lián)動,更好地發(fā)揮各項服務(wù)功能,指導(dǎo)糧食產(chǎn)后服務(wù)中心在減少糧食損失浪費、促進糧食提檔升級、助農(nóng)豐產(chǎn)增收等方面持續(xù)發(fā)揮更大作用。
糧食產(chǎn)后服務(wù)中心是針對市場化收購條件下農(nóng)民收糧、儲糧、賣糧和清理烘干等諸多難題,通過整合糧食流通領(lǐng)域的現(xiàn)有資源,建立專業(yè)化的經(jīng)營性糧食產(chǎn)后服務(wù)中心,有償為種糧農(nóng)民提供“代清理、代干燥、代儲存、代加工和代銷售”等“五代”服務(wù),基本功能是提供糧食產(chǎn)后專業(yè)化、質(zhì)量穩(wěn)定、安全可靠的糧食計量,快速檢驗、清理、干燥和分類儲存保管等功能,提高糧食保質(zhì)能力,此外還可以根據(jù)實際需求配備分等定級、分倉儲存、分類加工等功能。
已實踐的某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項目位于華東地區(qū)某整建制糧食高產(chǎn)創(chuàng)建試點市,項目是該地產(chǎn)糧大縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的一部分,主要為地方農(nóng)民提供糧食的收納、清理、烘干、儲存和發(fā)放等生產(chǎn)服務(wù)及糧食購銷的經(jīng)營服務(wù)。項目占地2.67 hm2,主要設(shè)施包括6座5 000 t、1座500 t和1座160 t容量的裝配式鋼板倉,1座處理量600 t·d-1烘干塔,配套糧食檢化驗、接收、輸送、清理、粉塵控制、糧食保管及電氣控制系統(tǒng)。某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心建成實景如圖1所示。
圖1 某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心建成實景圖
整體規(guī)劃布局按工藝流程呈放射狀布置,工藝路徑通過合理設(shè)計,確保接收、清理、烘干、倉儲之間的輸送距離最短,工藝流程最簡潔,以達到最佳的經(jīng)濟性、可靠性和節(jié)能環(huán)保要求。在保證本期功能的前提下,整體規(guī)劃,分步實施,預(yù)留遠期發(fā)展的空間,做好充足的接口,為以后延伸服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈,提供增值服務(wù)。
工藝方案按全流程機械化設(shè)計,以實現(xiàn)作業(yè)過程無人化。工藝流程設(shè)計充分考慮了各工藝單元的互通互換性,搭配更靈活,接收發(fā)放可以同時作業(yè),可以根據(jù)需求實現(xiàn)流程跳跨,選擇最佳的工藝流程。整套工藝設(shè)計包括檢化驗系統(tǒng)、原糧接收系統(tǒng)、清理系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)及發(fā)放系統(tǒng)。此外,配備倒倉集并作業(yè)線,提高系統(tǒng)倉容利用率。
1.2.1 檢化驗系統(tǒng)
檢化驗系統(tǒng)包括自動扦樣器、制樣器及快檢設(shè)備,可在汽車通過地磅后快速準確地檢測分等定級的常規(guī)指標及質(zhì)量安全指標。
1.2.2 原糧接收系統(tǒng)
原糧接收系統(tǒng)采用100 t汽車液壓翻板輔助大容量卸糧坑和專用的除塵設(shè)施,接收效率為100 t·h-1,滿足各類運糧車輛的自動化卸車需求,相比傳統(tǒng)的移動設(shè)備卸糧方式,效率高,作業(yè)環(huán)境好。糧食輸送均選用高效、低耗、安全的設(shè)備,為了降低后期設(shè)備維護的工作量和運營成本,選用表面全鍍鋅的方案。
1.2.3 清理系統(tǒng)
清理系統(tǒng)設(shè)計了兩級清理,選用雙層滾筒式初清篩加振動篩的組合形式,配置獨立的風(fēng)網(wǎng)除塵去輕雜,保留系統(tǒng)擴展的功能,后期可以根據(jù)需求增加比重去石、色選等功能。
1.2.4 烘干系統(tǒng)
烘干系統(tǒng)采用低溫大產(chǎn)量混流烘干機,以天然氣為熱源。糧食在烘干機內(nèi)依靠自重從上向下流動,同時由2臺熱風(fēng)機以不同的熱風(fēng)溫度向烘干機內(nèi)送入熱風(fēng),熱風(fēng)穿過糧層并帶走糧食中的水分,使糧食達到降水的目的。同時,在每一干燥段后設(shè)置有足夠長的緩蘇段,使糧粒內(nèi)外的溫度和濕度梯度達到平衡一致,確保糧食烘后品質(zhì)。
1.2.5 存儲系統(tǒng)
存儲系統(tǒng)選用大型裝配式鍍鋅鋼板倉,架空式平底倉結(jié)構(gòu),進倉配備降破碎防分級裝置,避免糧食直接跌落,減少落料落差,降低糧食入倉破碎率,并通過過濾排風(fēng)裝置,控制倉內(nèi)揚塵,解決粉塵爆炸的風(fēng)險;出倉選用螺旋式清倉機,確保出倉系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定。
1.2.6 發(fā)放系統(tǒng)
發(fā)放系統(tǒng)配置1座倉容160 t的全鋼錐斗裝配式鋼板倉,作為發(fā)放系統(tǒng)的緩沖,避免直接發(fā)放帶來的設(shè)備頻繁啟停,提高輸送系統(tǒng)利用率。采用自流出倉的設(shè)計方案,倉下選用抑塵發(fā)放料斗,配合實時監(jiān)控及電動閘門,實現(xiàn)裝車遠程自動化發(fā)放作業(yè)。
根據(jù)所處生態(tài)區(qū)域和實際需要,配備包括糧情檢測、通風(fēng)、安全防范等系統(tǒng)性儲糧設(shè)施,確保糧食保管安全。
糧情檢測系統(tǒng)包括測溫電纜、倉內(nèi)外溫濕度傳感器、測控單元和測溫計算機等,能對糧溫、倉溫、倉濕、氣溫和氣濕等糧情參數(shù)進行實時監(jiān)測,形成監(jiān)測、報警和控制為一體的系統(tǒng),隨時隨地監(jiān)測倉儲的溫度、濕度等情況。糧情檢測系統(tǒng)可以顯示測點的倉號、測溫點位置和溫度值,并能存儲至少3年的歷史數(shù)據(jù),用于統(tǒng)計分析各檢測點的歷史變化規(guī)律和倉內(nèi)不同區(qū)位的糧溫差別,并以三維圖形方式顯示、記錄和繪制變化曲線,供糧食管理人員隨時查詢、分析和決策[1]。此外,系統(tǒng)可以設(shè)置溫度上下限報警,當(dāng)溫度超過預(yù)定的警戒值時,系統(tǒng)將產(chǎn)生聲光報警信號或遠程App推送信息,并在統(tǒng)計數(shù)據(jù)中明確標記,以確保第一時間通知到糧食管理人員。
通風(fēng)系統(tǒng)包括在鋼板倉倉底設(shè)置的地槽通風(fēng)裝置,當(dāng)倉內(nèi)發(fā)生糧情時,采用離心風(fēng)機通風(fēng)的方式可以快速降低倉內(nèi)糧溫;倉頂設(shè)置的屋頂型軸流風(fēng)機和自然通風(fēng)口可根據(jù)糧面積溫的情況進行調(diào)節(jié)。例如,在夜間溫度稍低時,通過屋頂型軸流風(fēng)機進行強制性降溫或自然降溫。
安全防范系統(tǒng)是現(xiàn)場可視化監(jiān)督管理,保證糧食的安全,在覆蓋生產(chǎn)區(qū)的主要進出通道、主要作業(yè)點等重要場所設(shè)置攝像頭,通過視頻接入管理信息系統(tǒng),可以實時點擊查看。
項目為專業(yè)化的經(jīng)營性糧食產(chǎn)后服務(wù)中心,應(yīng)側(cè)重能滿足農(nóng)民需求的糧食產(chǎn)后服務(wù)功能,將其打造成實用、安全、可靠、經(jīng)濟和先進的糧食產(chǎn)后服務(wù)中心,因此在滿足規(guī)劃要求、工藝功能和糧食保管安全等條件以外,建設(shè)方案也要堅持需求導(dǎo)向、實際結(jié)合、搭配合理的原則。選用基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合上層鋼結(jié)構(gòu)的建(構(gòu))筑物形式,包括汽車卸糧站和配套塔架及平臺。汽車卸糧站采用輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。配套塔架及平臺采用全鍍鋅裝配式結(jié)構(gòu),所有構(gòu)件均在工廠預(yù)制生產(chǎn),現(xiàn)場拼裝,達到完全裝配化,不僅降低了現(xiàn)場安裝難度、提升了產(chǎn)品質(zhì)量、保證了工期,現(xiàn)場施工的安全環(huán)保問題更容易管控。
經(jīng)過現(xiàn)場施工實踐,本項目采用的標準化、模塊化全裝配建設(shè)方案,自具備條件進場安裝到項目驗收,歷時3個月,工期比傳統(tǒng)的現(xiàn)場焊接施工工藝縮短30%。另外,全裝配式結(jié)構(gòu)在需要拆除移建,以及使用壽命終了整體拆除回收利用等方面,切實符合我國倡導(dǎo)的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放和共享五大發(fā)展理念。
糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項目建設(shè)地在2021年秋季玉米收獲期經(jīng)常遭遇連日陰雨的天氣,造成收獲困難,如果玉米不及時收獲和晾曬,容易造成霉變,影響品質(zhì)。因此,建設(shè)的糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項目可及時為人們提供清理、烘干、存儲玉米的相關(guān)服務(wù),為杜絕糧食收獲水分偏高、處理不及時導(dǎo)致的糧食發(fā)熱而霉變、腐爛及減少產(chǎn)后糧食損失發(fā)揮了重要作用。
經(jīng)過2021年秋收工作,該糧食產(chǎn)后服務(wù)中心從運行效率、產(chǎn)品質(zhì)量、安全可靠、低耗環(huán)保等方面進行評價,均達到建設(shè)預(yù)期效果,解決了當(dāng)?shù)丶Z食收獲“最后一公里”問題。
國家先后出臺了一系列政策措施作為支撐。在好政策引導(dǎo)下,各地有關(guān)部門通過良種供應(yīng)、訂單農(nóng)業(yè)等方式增品種、提品質(zhì)、創(chuàng)品牌,不斷提升糧食生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效益[2]?!胺N優(yōu)質(zhì)、種專用”成為種糧農(nóng)民的新選擇,標準化種糧,提質(zhì)增效促增收。為了深入推進優(yōu)質(zhì)糧食工程,聚焦“五優(yōu)聯(lián)動”,促進優(yōu)糧優(yōu)價,以市場導(dǎo)向,解決好品種混收混儲、優(yōu)質(zhì)難以優(yōu)價的問題,滿足“專種、專收、專儲、專用”,需要科學(xué)布局糧食產(chǎn)后服務(wù)中心,合理設(shè)置糧食產(chǎn)后服務(wù)內(nèi)容。
科學(xué)布局糧食產(chǎn)后服務(wù)中心,前提是結(jié)合“十四五”農(nóng)業(yè)和糧食規(guī)劃,以地方糧食生產(chǎn)總產(chǎn)量、分布、品種為布局的基本條件,依據(jù)區(qū)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)情況、交通運輸條件進一步統(tǒng)籌規(guī)劃,既要全覆蓋,也要分配整合,避免資源浪費。合理設(shè)置糧食產(chǎn)后服務(wù)內(nèi)容,既要設(shè)置必要的內(nèi)容,保證必要的服務(wù)功能,也要從實際出發(fā),突出市場導(dǎo)向,合理設(shè)置與當(dāng)?shù)丶Z食種植相適宜、與農(nóng)民需求相匹配的服務(wù)項目和內(nèi)容[3],做到精心設(shè)置服務(wù)內(nèi)容、科學(xué)選擇項目規(guī)模、合理策劃生產(chǎn)工藝。綜上所述,高質(zhì)量糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項目的總體規(guī)劃和設(shè)計,應(yīng)因地制宜,宜大小結(jié)合,高低搭配。
大小結(jié)合從廣度上是中大型與小型糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的區(qū)域共存,中大型服務(wù)中心側(cè)重于綜合服務(wù),滿足收儲、烘干、質(zhì)檢、貿(mào)易和信息服務(wù)的要求,一體小型服務(wù)中心輻射就近農(nóng)民,滿足基本的收儲、烘干、糧食購銷服務(wù)的要求,彌補中大型服務(wù)中心不能覆蓋的部分行政區(qū)域。此外,大小結(jié)合從深度上來看也可以是每個糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的構(gòu)成組合,包括倉儲容量及倉型組合、處理能力(設(shè)備產(chǎn)量)、投資強度等,一定要因地制宜,建議由專業(yè)咨詢單位從可行性報告開始論證,根據(jù)當(dāng)?shù)匦枨?,并結(jié)合規(guī)劃發(fā)展的要求,設(shè)計出合理的總圖布置、倉型選擇、工藝流程、設(shè)備選型、建筑結(jié)構(gòu)、電氣控制、給排水、暖通和安全環(huán)保等方案。以南方某服務(wù)中心為例,倉型由200 t、500 t、2 000 t、5 000 t系列組合而成,200 t和 500 t作為汽車發(fā)放緩沖倉和烘前倉,選用普通鋼板倉,倉容通過匹配作業(yè)效率選定;2 000 t和5 000 t作為儲存?zhèn)},2 000 t選用氣密保溫鋼板倉,5 000 t選用保溫鋼板倉,倉容通過匹配糧食品種及數(shù)量選定,實現(xiàn)分類分倉存放,倉類型則根據(jù)地方氣候及儲存條件而定,保留一部分糧食熏蒸功能,通過組合的形式,平衡總體造價。
高低搭配是在區(qū)域內(nèi)各服務(wù)中心之間形成的良好生態(tài)圈基礎(chǔ)上提出的差異化共生理念,并非所有的服務(wù)中心都要求配置一致,還應(yīng)結(jié)合功能的規(guī)劃分工采取不同的產(chǎn)品方案。以清理為例,應(yīng)針對糧食品類和客戶需求配置清理工序,如果面向糧食貿(mào)易客戶一般設(shè)置一道初清,如果面向加工企業(yè),則要增加一道清理工序。有的客戶要求去除并肩雜質(zhì),在某些產(chǎn)后服務(wù)中心則配置了多級清理篩和去石機,用以滿足客戶的需求,同時也通過這類訂單式服務(wù)提高糧食質(zhì)量等級,增加糧食價格創(chuàng)收。高低搭配的方式適宜各服務(wù)中心在區(qū)域內(nèi)建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系,發(fā)揮各自的長處,節(jié)省投資、互惠互利、取長補短,平時既獨立服務(wù),又互相補充,做到既分工又合作,并在面上形成強有力的服務(wù)能力,更好地滿足糧農(nóng)多元服務(wù)的需求,實現(xiàn)合作共贏[4]。
每個糧食產(chǎn)后服務(wù)中心都是一個系統(tǒng)性工程,為了推動高質(zhì)量發(fā)展,除了引導(dǎo)企業(yè)經(jīng)營和模式發(fā)展的提質(zhì)增效,還應(yīng)加強推廣應(yīng)用新技術(shù)、新裝備、新工藝、新生產(chǎn)模式,做好“六大提升行動”,促進科技創(chuàng)新。
2.2.1 應(yīng)用新倉型
以地方國有骨干收儲企業(yè)建設(shè)為主的大中型糧食產(chǎn)后服務(wù)中心,需要結(jié)合糧食儲備功能的可以選擇建設(shè)鋼筋混凝土淺圓倉、高大平房倉等倉型。其中,南方地區(qū)可以選用新型自然通風(fēng)屋面淺圓倉和新型自然通風(fēng)屋面平房倉。以有實力的龍頭企業(yè)建設(shè)為主的大中型糧食產(chǎn)后服務(wù)中心,需要結(jié)合糧食代加工功能的,可以選擇建設(shè)鋼筋混凝土立筒倉、保溫鋼板倉等倉型,需要熏蒸的也可以選用淺圓倉和氣密保溫鋼板倉。新型氣密保溫鋼板倉可以在保留鋼板倉投資相對較低、施工周期短等特點的同時提升氣密和保溫功能,氣密性測試倉內(nèi)壓力能滿足“500 Pa下降到250 Pa時間不小于40 s”的要求。此外,還可以根據(jù)需求配備制冷控溫、內(nèi)環(huán)流控溫。在傳統(tǒng)糧情測控的基礎(chǔ)上可以應(yīng)用多參數(shù)多功能糧情測控系統(tǒng),包括溫度、濕度、水分、害蟲、霉菌和氣體等多參數(shù)的在線糧情測控,實現(xiàn)糧情數(shù)據(jù)的多樣化自動采集。
2.2.2 選用新設(shè)備
(1)糧食轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)。在該過程中應(yīng)著力于過程減損、節(jié)能降耗。①可采用新型柔性提升皮帶機,專用于輸送烘后玉米或水稻,在流程中可以替代垂直輸送的斗提機,減碎降耗。②采用新型多點卸料皮帶機,在倉頂分配流程中可以替代刮板機,相比能耗低,破碎率低。③采用新型自清式斗提機,底座基本能實現(xiàn)零殘留,輸送效率為50~500 t·h-1,可以替代傳統(tǒng)斗提機,降低糧食損耗,減少人工清理成本。
(2)糧食清理系統(tǒng)??梢圆捎么笮颓謇碓O(shè)備,替換小型設(shè)備的并聯(lián)流程,減少糧食折返次數(shù),優(yōu)化系統(tǒng)投資。例如,清理流程采用處理效率在150 t·h-1以上的大型旋振篩替換6臺振動清理篩并聯(lián)的方式,清理塔高度可以降低6 m,占地面積可以縮小30%。
(3)新型環(huán)保設(shè)備的推廣應(yīng)用。接卸環(huán)節(jié)采用新型汽車卸糧坑專用除塵器,單元組合式設(shè)計,可以根據(jù)卸糧坑長度組合,風(fēng)機采用變頻控制,可以根據(jù)粉塵濃度調(diào)節(jié)除塵風(fēng)量,智能化程度高,綜合能耗低。發(fā)放環(huán)節(jié)可以采用無動力抑塵發(fā)放斗,能很好地抑制糧食發(fā)放時的粉塵外溢,改善作業(yè)環(huán)境。另外,可以根據(jù)需求配套精準計量發(fā)放系統(tǒng),滿足裝汽車的定量發(fā)放要求。
此外,為了更好地匹配多式聯(lián)運技術(shù)的推廣應(yīng)用,糧食產(chǎn)后服務(wù)中心糧食發(fā)放系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)需求留足集裝箱發(fā)運的高度,配套集裝箱裝箱的緩沖倉容量。
2.2.3 開發(fā)新技術(shù)
2022年是我國大面積推廣大豆玉米帶狀復(fù)合種植的第一年,大豆與玉米的“混收”,也打破了原有很多地區(qū)“一季一類”的收儲模式。為了更好地滿足“專種、專收、專儲、專用”的要求,實現(xiàn)優(yōu)糧優(yōu)價,開發(fā)適宜產(chǎn)后糧食保質(zhì)的精準分類分級系統(tǒng)將是“十四五”期間糧食產(chǎn)后服務(wù)中心實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重點技術(shù)。以玉米和大豆為例,兩者容重相近,顆粒大小相似,通過糧庫傳統(tǒng)的篩分設(shè)備無法滿足分離需求,目前分離效果較好的是帶選機,但產(chǎn)量較低,無法滿足產(chǎn)后服務(wù)需求,因此可以開發(fā)針對特殊區(qū)域的分類技術(shù)和相關(guān)大產(chǎn)量設(shè)備。
精準分級系統(tǒng)是通過糧食的單一或多參數(shù)設(shè)定,能自動根據(jù)參數(shù)差異把糧食自動分級的系統(tǒng),參數(shù)設(shè)定包括水分、容重、蛋白等,能應(yīng)用于涵蓋小麥、玉米、水稻及大豆的糧食產(chǎn)后服務(wù)中心。以糧食烘干系統(tǒng)為例,目前大部分糧食產(chǎn)后服務(wù)中心存在不同水分糧食混合存放、混合烘干的問題,糧食水分的不均勻不但導(dǎo)致糧食烘干能耗高,而且很難保證糧食品質(zhì)。因此,開發(fā)基于在線分析儀器、快速分類切換分配設(shè)備的水分分級系統(tǒng),通過把不同水分的糧食分開存放、根據(jù)水分高低分別處理(或烘干),最后入倉存放,可以達到更好保證糧食品質(zhì)、節(jié)能降本的目的。
“十四五”期間,糧食產(chǎn)后服務(wù)體系將會在糧食減損、提質(zhì)升檔方面發(fā)揮越來越大的作用,除了新倉型、新設(shè)備、新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,也將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、5G等信息和糧食產(chǎn)業(yè)鏈溯源技術(shù),提升糧食產(chǎn)后服務(wù)中心智能化水平,為保證糧食安全和更好地促進國家發(fā)展做出更大貢獻[5]。