讓“大國糧倉”實現(xiàn)綠色儲藏——全球首創(chuàng)架空式糧食氣膜倉誕生記|當(dāng)前最新

科技日報記者 馬愛平 實習(xí)記者 孫明源

(資料圖)

4月4日，成都新津，中儲糧成都儲藏院設(shè)計工程師薛飛盯著操作面板上不斷跳動的氣壓參數(shù)，仔細(xì)進(jìn)行維檢。本月，經(jīng)過水鐵公聯(lián)運(yùn)長途運(yùn)輸，從鎮(zhèn)江入境的進(jìn)口大豆將優(yōu)先“住”進(jìn)糧食氣膜倉。

作為全球首創(chuàng)的架空式糧食氣膜倉，在中央儲備糧四川新津直屬庫，這樣的倉體共有4座，每座高36.1米、直徑23米，單倉就能儲糧7500噸。按每個成年人每天消耗半斤口糧計算，一倉糧可滿足七萬人一年的口糧。

潔白的“膚色”、獨(dú)特的“身姿”，加上肩負(fù)的特殊使命，使糧食氣膜倉成為當(dāng)?shù)氐男碌貥?biāo)，并成功入選“2022年度央企十大超級工程”。

移花接木，倉儲技術(shù)跨界轉(zhuǎn)化

中儲糧成都儲藏院研究設(shè)計中心主任余鵬彪一直都在糧食倉儲領(lǐng)域耕耘，尋找新一代綠色“大國糧倉”是他工作三十余年來最大的心愿。

2017年9月14日，在北京舉行的一次央企創(chuàng)新成果展上，中煤能源集團(tuán)“中煤雷奧”氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)球倉，牢牢地吸引了中儲糧集團(tuán)參觀人員的目光。該倉型采用新穎的建造工藝和特別的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的保溫隔熱性能和氣密性能，能夠減少外界熱量傳入煤堆，而且通入煤堆的冷空氣可以長時間保留在倉內(nèi)，大大降低能耗，提升綜合經(jīng)濟(jì)效益。

既然氣膜倉可以儲煤，那么它能不能儲糧呢？

遠(yuǎn)在成都的余鵬彪等研究人員，聽說這個設(shè)想非常心動。他們第一時間奔赴中煤建安集團(tuán)，和中煤的研究人員坐下來算了一筆賬——糧食氣膜倉的建設(shè)成本與傳統(tǒng)糧倉相當(dāng)，但可實現(xiàn)低溫儲糧，運(yùn)行能耗同比預(yù)計節(jié)約30%以上。

研究團(tuán)隊敏銳地察覺到，這正是大家苦苦尋覓的新一代綠色“大國糧倉”。

然而，金燦燦的糧食和黑黝黝的煤炭天差地別，儲煤倉并不適合直接儲存糧食，糧食對于倉儲條件的要求比起煤炭堪稱苛刻。

“煤倉對溫度沒有特殊的要求，而糧倉溫度需要長期保持在低溫（15℃以下）或準(zhǔn)低溫（20℃以下）水平；煤炭可以耐受較大的晝夜溫差，而糧食必須在相對穩(wěn)定的溫濕度條件下儲存；煤倉倉壁只要求不漏風(fēng)、不漏雨、不漏氣即可，而糧倉倉壁還要求光滑平整……”余鵬彪說，這只是他們要面對挑戰(zhàn)的冰山一角。

這樣的技術(shù)轉(zhuǎn)化工作，無法由單個領(lǐng)域的企業(yè)完成，必須依靠跨界聯(lián)合。2017年，兩家央企——中儲糧成都儲藏院和中煤建安集團(tuán)共同組建了糧食氣膜倉研發(fā)小組，開啟了糧食氣膜倉的技術(shù)攻關(guān)之旅。

新津建倉，“兩條腿”蹚出“金標(biāo)準(zhǔn)”

研究生畢業(yè)后，薛飛進(jìn)入了糧食氣膜倉課題組。一畢業(yè)就能接觸如此重大的項目，他倍感鼓舞和興奮。

激動之余，薛飛發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)接踵而至。研究團(tuán)隊要研發(fā)建設(shè)的，是全球首創(chuàng)的架空糧食氣膜倉，每個組件、步驟、節(jié)點(diǎn)都得從頭開始研究、設(shè)計。

“比如，光一個膜材就由主要的三層構(gòu)成——聚酯纖維、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯，每層厚度偏差率多少合適？如何保證氣膜吹起來后不變形？每層斷裂強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、透光率規(guī)定多少合適？”薛飛說，膜的問題很復(fù)雜，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是唯一難點(diǎn)。

跑遍全國，經(jīng)過與多所科研院所、大學(xué)機(jī)構(gòu)的各領(lǐng)域?qū)＜曳磸?fù)探討，糧食氣膜倉研發(fā)小組發(fā)現(xiàn)，把煤倉改成糧倉需要“脫胎換骨”，連最基礎(chǔ)的倉體構(gòu)型都必須重新設(shè)計。

面對重重難題，研究團(tuán)隊決定兩條腿走路，一方面建小號的“實驗倉”開展模擬實驗，另一方面將理論在軟件上進(jìn)行模擬計算。

中煤建安集團(tuán)成都分公司總工程師李利軍回憶，氣膜糧倉設(shè)計近似“白紙作畫”，很難通過反復(fù)修改一個模型找到最優(yōu)方案。四年間，設(shè)計團(tuán)隊在研究基地建造了三個“實驗倉”，比較不同設(shè)計方案的參數(shù)表現(xiàn)。“三管齊下”的建模方式十分特殊，但通過這種方式，在最短時間內(nèi)測試、比較，得出了建設(shè)氣膜糧倉所需的眾多參數(shù)。

“面對時間壓力，我們兩面開工，把最大膽的設(shè)想第一時間用在‘實驗倉’上。”李利軍說，就是這樣堅持“兩條腿”走路，在未知領(lǐng)域蹚出了一個個“金標(biāo)準(zhǔn)”。

2021年3月，作為中儲糧集團(tuán)重點(diǎn)科技項目，中儲糧新津糧食氣膜鋼筋混凝土圓頂倉設(shè)施設(shè)備專項試點(diǎn)研究項目正式啟動實施。

“從0到1”，為新一代“大國糧倉”奠基

“準(zhǔn)備！三二一開始！”

“打開閥門、啟動風(fēng)機(jī)、充氣增壓……”

2022年6月7日18時45分，經(jīng)過風(fēng)機(jī)調(diào)試、展膜、環(huán)基固定等多道前期工藝流程，該項目首座圓頂倉4#倉歷時105分鐘拔地而起。

“這是我見過性能最好的一個糧倉！經(jīng)過剛才的壓力測試，顯然我們的糧食氣膜倉的氣密性更強(qiáng)！”國家糧食局鄭州糧倉機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢測測試中心主任孫慧男報出了亮眼的數(shù)據(jù)——糧食氣膜倉的氣密性特別優(yōu)秀，從500Pa到250Pa的半衰期三次檢測結(jié)果分別為2987秒、4312秒和3485秒。

這3個數(shù)據(jù)意味著什么？“要知道國家對高標(biāo)準(zhǔn)糧倉氣密性要求是300秒，糧食氣膜倉氣密性超過了國家標(biāo)準(zhǔn)9倍，這意味著它的保溫隔熱性能非常優(yōu)秀。”看到數(shù)據(jù)，余鵬彪按捺不住內(nèi)心的激動，眼眶濕潤了起來。

“黨的二十大報告作出了‘全方位夯實糧食安全根基’‘全面落實糧食安全黨政同責(zé)’的重要部署。在糧食氣膜倉的研發(fā)過程中，面對各種困難我們從未想過放棄，因為我們知道，國家的糧食安全需要它！”余鵬彪說。

下一步，糧食氣膜倉將在糧食行業(yè)示范推廣。科技工作者在研發(fā)、建設(shè)中收獲的“從0到1”的經(jīng)驗，將為未來在大江南北拔地而起的無數(shù)座糧食氣膜倉奠定堅實基礎(chǔ)。

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