摘要：目前稻米產業(yè)流通環(huán)節(jié)存在從田間至倉廠作業(yè)粗放，加工環(huán)節(jié)干谷接收與儲存設施設備簡陋、脫殼與谷糙分離流程長、過度加工嚴重、環(huán)境粉塵多且能耗高等問題。針對存在的問題，提出了采用現代技術從田間源頭把控原糧內在品質、采用熱風與微波相結合的二次干燥工藝并結合殺蟲殺菌、采用凈谷流通或糙米流轉模式、采用高效低能耗稻米加工除塵系統以及適度加工和瓶頸技術攻關等創(chuàng)新途徑。

關鍵詞：綠色稻米產業(yè)；二次干燥；凈谷流通

中圖分類號：F323.5 文獻標志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240305

Innovative ways of green development of rice industry under the goal of carbon peak and carbon neutrality

Yang Xiaoya1， Yang Zhenhe2

（ 1.Hunan Polytechnic of Water Resources and Electric Power， Changsha， Hunan 410131； 2.Hunan Grain and Oil Product Quality Monitoring Center， Changsha， Hunan 410000 ）

Abstract： There are some problems in the green rice industry： extensive operation from the field to the warehouse factory， simple dry grain receiving and storage facilities in the processing link， long separation process from shell and grain coarse， serious excessive processing， high environmental dust and high energy consumption. In view of the existing problems， put forward innovation ways from the perspective of the modern technology from the field source to control the raw food internal quality， the combination of hot air and microwave secondary drying process combined with insecticidal sterilization， the net valley circulation or brown rice circulation mode， using low energy efficiency rice processing dust removal system， and moderate processing and bottleneck technology research.

Key words： green rice industry； secondary drying； clean grain circulation

為實現2030年前碳達峰和努力爭取2060年前實現碳中和，國家出臺了許多政策，帶動相關產業(yè)的綠色升級?！吨袊圃?025》作為實施制造強國戰(zhàn)略首個10年的行動綱領，明確提出努力構建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系，制造業(yè)正改變傳統模式，推行綠色技術[1]。糧食產業(yè)是一個傳統產業(yè)，在綠色發(fā)展的大潮中也不可能獨善其身。

1 糧食產業(yè)綠色發(fā)展是必然之路

政策方面，2023年5月，農業(yè)農村部等6部門在《關于加快糧食產地烘干能力建設的意見》中提出綠色發(fā)展、保障安全等原則，要求強化節(jié)能、高效、低碳烘干儲糧技術裝備推廣應用，確保噪音、震動、粉塵、煙氣等符合環(huán)保要求，促進糧食烘干綠色發(fā)展[2]。近幾年，糧食行政管理部門也頻出鼓勵政策和綠色發(fā)展措施。隨著國家對糧食產業(yè)的重視，中央和地方政府相繼推出了優(yōu)質糧油工程及其升級版建設、中國好糧油評選等項目，先后發(fā)布多個相關行業(yè)標準和團體標準，引導產業(yè)向更環(huán)保更高效節(jié)能的方向發(fā)展。

市場方面，隨著經濟的增長和人民生活水平的提高，消費者對大米等主食的需求正在發(fā)生變化。肉類、蛋類、奶類在一日三餐中的比重進一步提升，使得稻米作為主食米飯的直接消費量將越來越少，人均用量減半將是趨勢。普通大米市場的所謂“稻強米弱”可能長期存在，消費市場將倒逼稻米產業(yè)轉變傳統模式，通過科技創(chuàng)新引領其向健康、低耗、高效的綠色生產模式轉型。稻米產業(yè)是連接水稻種植與大米消費的重要環(huán)節(jié)，是保證國家糧食安全的基礎環(huán)節(jié)。在稻米產業(yè)中烘干與加工是主要的能耗環(huán)節(jié)，目前我國谷物烘干機保有量超過14.42萬臺，年加工大米超過1億t，稻米加工業(yè)在實現“雙碳”目標上也可大有作為，走綠色發(fā)展是必然之路。

2 稻米產業(yè)綠色發(fā)展存在的問題

經過多年的發(fā)展，我國稻米產業(yè)已在技術裝備和集約化經營方面取得了顯著進步。稻米綠色產業(yè)涉及種子、農田及水利灌溉設施、種植的綠色化和產后從田間到餐桌的綠色收儲與加工、綠色營銷和綠色消費等諸多環(huán)節(jié)，其中大量的相關技術問題和管理問題，均有待于深入研究，本文主要探討稻谷產后的相關技術性問題。

2.1 稻米過度加工

碾米是為了將不利于人體消化的皮層適度除掉，改善大米的口感，提高色香味特性。過度加工造成能耗提高、營養(yǎng)下降、出品率降低[3]。中國糧油學會糧油營養(yǎng)分會《稻米營養(yǎng)減損加工與美味白皮書》指出，國內稻米加工糙米出米率平均比日本同行低1.5%～2.0%[4]。主要有三個方面原因：一是大米加工生產方面。企業(yè)盲目迎合部分消費者對產品“白、亮、美”的需求而過度碾拋，把大米的功能性成分去掉，作為飼料留給了動物，沒有從原糧品質提升、營養(yǎng)健康、節(jié)糧減耗、科技創(chuàng)新等重點方面破解產業(yè)難題。二是糧機制造方面。為滿足加工企業(yè)對白、亮、美的追求，糧機企業(yè)開發(fā)并提供了過度碾白、拋光大米的技術裝備。三是法規(guī)規(guī)范方面。還沒有強制的出米率管制法規(guī)，對糧食資源高效利用的激勵力度還不足以引起企業(yè)的高度重視，稻谷資源高效利用主要停留在提倡的方式上。

2.2 稻谷從田間至倉廠環(huán)節(jié)作業(yè)粗放，收割、轉運、干燥和儲存裝備與設施有待提質升級

優(yōu)良食味的大米與品種、產地氣候、栽培技術及農藝等因素相關，也受收割成熟度、干燥技術、原糧儲藏、加工和煮飯技術的影響。稻谷產后收割、干燥、儲存等環(huán)節(jié)處理不夠精細，嚴重制約了高品質稻米的發(fā)展。一是田間收割方面，稻谷在收獲時帶入雜質，田間去雜能力還有待提高，另外受季節(jié)天氣和收割機械操作時間安排等的影響，成熟度把控不精準。二是濕谷干燥方面，產地烘干能力不足，處理不及時或不當，濕谷堆易發(fā)熱，影響稻谷儲藏安全及后續(xù)大米加工品質，且濕谷烘干溫度、降水速度和緩蘇控制不合理，導致稻谷產生裂紋，增加后期加工碎米率。水分沒有控制在適宜范圍內，也不利于后續(xù)礱碾，并影響稻米的口感。三是濕谷轉運與儲存方面，目前缺少專業(yè)裝備，采用普通袋裝和普通車箱會導致濕谷成堆存放難以及時通風散熱。運輸及存放時易發(fā)熱等，對高品質原糧影響較大。

2.3 加工企業(yè)原糧接收與儲存設施有待提質升級

一是干谷接收設施簡陋。卸車效率低、作業(yè)時間長，對社會車輛占用時間長；缺少吸塵設施或結構設計不合理，吸塵效果差，作業(yè)環(huán)境粉塵多。二是原料大多采用簡易倉（斗）儲存，缺少低溫儲g5PB/NPH/LVKxVauWOgIdPk65cg88ifo9UCsQdjha04=存設施，不利于原糧保鮮保質。三是蟲鼠雀防護設施簡陋或者缺失，造成糧耗或導致污染。

2.4 清理設備密閉不嚴和吸塵裝置設置不合理

清理設備的進出料敞口或密閉不到位，吸風口設置與風網設計不合理，沙克龍等卸料、除塵設備選擇不當增加風阻，關風器因柔性雜質故障多等導致風網“跑冒漏”嚴重，影響車間衛(wèi)生和安全，也造成大量的無效風量和風阻，增加能耗。

2.5 礱碾工段存在需要攻關的難題

目前礱谷與碾米等主要單機需要人工精細操作，智能化設備還不多。一是礱谷機的連續(xù)工作性能和自控程度有待進一步提升。近幾年，礱谷機的研發(fā)發(fā)展較快，但與現代化綠色加工需求還有一些差距，還存在一些瓶頸技術問題，如快慢膠輥需要對換勞動強度大，設備震動與噪聲等有待進一步改善，脫殼率、老糠含糧等工藝性能指標的智能化檢測與反饋控制等等。二是谷糙分離篩的糙、谷調控需要人工操控，缺少智能精準控制技術裝置。三是碾米機的重要核心參數與分層碾磨自動調控等核心技術有待研發(fā)。

2.6 前期工藝設計不夠重視

部分加工企業(yè)不重視前期工藝設計，導致廠區(qū)分區(qū)分段不合理、物流不通暢、加工線適應性不強。對原糧的接收、老糠等副產物及下腳料的處理和存放、成品發(fā)運等考慮不全面，生產時內部物流交叉、場景混亂，衛(wèi)生與安全設施不齊全，沒有按粉塵防爆危險分區(qū)（20、21、22區(qū)）配備電器設備，與相關標準的要求有一定差距。

2.7 采用標準不高，部分標準尚待研究制定

一是采標或執(zhí)行標準方面。近幾年發(fā)布了一些與稻米加工相關的行業(yè)標準及團體標準，但市場上大部分企業(yè)仍然以GB/T 1354為產品標示標準，產品同質化嚴重，特色不明顯。二是加工場所達標情況。部分加工場所與相關標準還有差距，特別是衛(wèi)生、安全設施與管理等方面尚未達標。三是業(yè)內標準體系。大米加工涉及面廣且品種多，業(yè)內標準體系還不健全，有些環(huán)節(jié)還需要制定新的標準或修訂現有標準來進行規(guī)范，特別是加工工藝性能評價與檢測、原料米產品等相關標準。

3 綠色稻米加工技術創(chuàng)新途徑

實現稻米綠色加工，要在保證稻米產品的食用功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和糧食資源效率的關系，創(chuàng)新推進現代加工模式，節(jié)約糧食資源和能源。

3.1 從田間源頭把控原糧的內在品質

前期在優(yōu)選把控糧源品種和綠色種植的基礎上，做好田間和各環(huán)節(jié)品質分析檢測監(jiān)測，根據原糧品質分析檢測的情況，確定產品的定位，并選擇相應的加工工藝技術。

（1）精細把控田間稻谷收割的成熟度（時點）。強化稻谷在田間成熟度的監(jiān)測，采用圖像識別等現代技術裝備監(jiān)測稻谷成熟度，根據成熟度適時收割，從田間源頭把控原糧的內在品質。

（2）提高收割除雜效率，將雜質返還田間。一是精心操控，減少收割時稻稈、稻葉等雜質的帶入量；二是從結構等方面提高收割機清雜性能，將濕谷中的雜質盡可能留在田間。

（3）采用濕谷通風轉運與儲存設施，為濕谷從田間至烘干前保質提供支撐。加強濕谷轉運、干燥前后的處理，預防濕谷滋生霉菌、劣變和黃變等。一是研究并推廣采用帶通風功能的轉運專用袋或小型車輛，對小濕谷堆及時通風散濕，防止發(fā)熱。二是對烘前倉增加通風設備和倉容，提高濕谷保質處理能力。

3.2 采用熱風與微波二次干燥工藝及時處理濕谷

一是采用二次烘干及時保質處理稻谷。稻谷收割后需要及時干燥處理，烘干作業(yè)具有季節(jié)性，而基地的烘干能力有限，可采用“烘干機烘干+通風倉保質通風+烘干機二次烘干”的工藝，延長烘干機作業(yè)時長，節(jié)省部分投資。二是采用烘干與微波殺蟲“二合一”處理稻谷。研制微波與熱風相結合的烘干工藝技術與裝備。微波干燥物料利用的是微波的熱效應，受熱均勻，整體加熱，物料內外溫度上升速度快，具有干燥效率高等優(yōu)點，適合二次烘干。微波殺蟲方面，生物體吸收微波能量溫度升高，可導致蛋白質變性、代謝紊亂、基因突變等，達到致死效果，并且對蟲卵也有作用。

3.3 提升烘干中心的功能

根據企業(yè)規(guī)模、特點等，從傳統的稻谷流轉模式向凈谷流通或糙米流轉等新模式發(fā)展，分別采用凈谷轉運集中加工、稻谷儲存糙米轉運分散加工等模式。

（1）凈谷流通模式。收割后的濕谷及時在烘干中心干燥至適宜加工的水分，采用強化田間除雜、烘前濕谷除雜、烘干過程風力除雜和烘后干谷除雜等方式相結合，在烘干中心將稻谷的雜質除掉成為凈谷，采用凈谷儲存、凈谷進加工廠集中加工。多工序分散除雜，將雜質留在田間和基地的烘干中心，并集中加工成稻殼、米糠等副產品，利于集中副產品利用。

（2）糙米轉運模式（凈谷儲存+糙米轉運+糙米短儲的分散加工）。在烘干中心凈谷的基礎上，將稻谷在烘干中心就地脫殼制成糙米，采用集裝袋或專用箱轉運至各地的加工廠，加工廠接收糙米短期儲存，根據需要將糙米加工成大米。這樣可減少稻殼進城的運輸量，將粉塵多的加工段留在了基地，有利于后端加工環(huán)境改善，糙米較白米更好儲存。糙米流轉模式還可以在小區(qū)或居家現碾鮮食。

3.4 強化工藝設計和適度加工

稻米加工是一個傳統產業(yè)，因建設地域、地塊、規(guī)模、產品定位、新技術新裝備、投資限制、人力資源等多種因素的差異，每個工廠都應該結合具體情況進行規(guī)劃設計。要進行系統的布局規(guī)劃設計，科學合理利用每一塊土地，充分優(yōu)化建造效率、能耗成本、運營效益，建成生產高效、安全、智能、環(huán)保、節(jié)能、衛(wèi)生、人文和諧的精益工廠，實現企業(yè)經濟效益和社會效益最大化?？紤]未來農文旅發(fā)展的需要，加工車間的可視化、可體驗也很重要。

工藝設計是稻米加工廠規(guī)劃設計中最源頭也是專業(yè)性很強的工作，工藝設計不僅要重點搞好加工主車間（生產線）內部的設計，同時應做好分區(qū)規(guī)劃，物流規(guī)劃設計，原糧的收儲，副產物稻殼、米糠（米粉）、碎米以及清理下腳料的分類收集、整理（處理）包裝與存儲等。

加工生產線工藝流程要靈活，既要考慮能實現“一線多能”，即糙米、普米、精米、粥米及配合米或胚芽米等的加工，也需要考慮谷進米出、糙進米出、米進米出等多種來糧的加工，還應突出適度加工、多機輕碾（碾米不超四道+刷米或一拋）、糙米精選、糙米調質、低溫研磨、一風多用、低能耗、米糠膨化工藝技術等特色。

整體布局和設施設備應符合《大米加工企業(yè)設計規(guī)范》《大米加工企業(yè)良好操作規(guī)范》《稻米加工技術規(guī)程》《糧食加工、儲運系統粉塵防爆安全規(guī)程》等相關標準的規(guī)定。

3.5 對加工工藝技術與裝備提質或研發(fā)攻關

（1）采用液壓翻板（帶稱重計量功能）或前輪吊升（后輪固定）卸車裝備，提高汽車卸糧速度，相應改善勞動強度。同時，液壓翻板可代替地磅，減少占地面積。

（2）開發(fā)并推廣使用“高效散糧汽車卸糧作業(yè)吸塵裝置”，改善卸糧作業(yè)環(huán)境。散糧汽車卸糧作業(yè)產生粉塵外溢主要有以下幾種情況：一是卸下的糧食將下糧坑中的空氣擠出，空氣攜帶粉塵外溢；二是卸下的糧食以一定速度與下糧坑或下糧坑中的糧食產生沖擊而形成揚塵；三是卸糧作業(yè)時卸下的連續(xù)糧流形成了前后兩個分隔的揚塵區(qū)，其揚塵向兩個不同的方向外溢。“高效散糧汽車卸糧作業(yè)吸塵裝置”針對兩個揚塵區(qū)順粉塵外溢的兩個方向順流捕捉揚塵，能減少糧流中粉塵與糧食分離，減少粉塵外溢量。兩個揚塵區(qū)順流吸塵，捕捉揚塵的效率更高，控制粉塵所需風量相對較小，從而實現高效吸塵和節(jié)能的目的。

（3）優(yōu)化風網設計，使用“高效低能耗稻米加工除塵系統”，提高風網穩(wěn)定性，降低能耗。在稻米加工過程中，清理、去石、礱谷、谷殼分離、碾米、刷米（拋光）、白米分級、提升等各種設備均需吸風，風量的穩(wěn)定是確保這些主要設備工藝性能的重要條件[5] 。一條稻米加工生產線每小時可能有幾萬或十多萬立方米的含塵空氣需凈化處理。除塵設備投資占比較高。常規(guī)除塵風網系統采用2級除塵，由風管、彎頭、沙克龍（含關風器）、布袋除塵器（含關風器）、風機等組成，該系統中沙克龍阻力大、彎頭與變徑管多、連接風管長，風網阻力大導致能耗高，關風器還易被柔性雜質堵塞影響風網的穩(wěn)定。高效低能耗稻米加工除塵系統沒有阻力大的沙克龍和易堵塞的關風器，系統內連接風管短、彎頭和變徑管少，系統阻力小，能耗低，工作性能穩(wěn)定，除塵效果好，能耗也低。

（4）加大對礱谷機、碾米機、谷糙分離篩等主要單機加工設備的研究力度。強化基礎技術研發(fā)和攻關，如礱谷機快慢輥膠耗同步技術、礱谷機脫殼率和老糠含糧監(jiān)測與智能調控技術、谷糙分離篩自動調控技術、基于皮層結構的分層碾米碾磨程度精準控制智能化技術，以及新型砂帶輕碾設備等關鍵技術與裝備，為稻米加工實現真智能化提供基礎技術支撐。

3.6 強化相關標準制修訂和產品質量監(jiān)測

為提升稻米加工行業(yè)的綠色發(fā)展水平和產品質量，可采取以下措施：

一是強化企業(yè)參與標準制定。根據企業(yè)的技術實力和生產實際情況，鼓勵企業(yè)參與相關標準的制修訂工作，以提高標準的實用性。二是鼓勵企業(yè)在產品上標示企業(yè)標準?？茖W制定和修訂企業(yè)標準，通過產品標示標準來準確反映企業(yè)核心技術和優(yōu)勢。通過高標準樹立企業(yè)核心競爭力，打造具有特色的產品，增強市場競爭力。通過標準化來規(guī)范行業(yè)競爭，淘汰不符合標準的企業(yè)，提高行業(yè)競爭門檻。三是加強質量監(jiān)測。重視工藝性能和產品質量的檢測工作，加強檢測技術人員的繼續(xù)教育和檢測設備的更新。利用在線監(jiān)測儀器設備實時監(jiān)控工藝性能，嚴格執(zhí)行原料、生產過程和成品的質量檢測，確保設備高效運行和產品質量穩(wěn)定。

參考文獻

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[5] 湖南省糧油科學研究設計院.高效低能耗稻米加工除塵系統：CN203635017U[P].2014-06-11.