这十多年来,南京财经大学食品科学与工程学院副教授丁超常常和“粮仓”打交道,用科技手段减少“粮食浪费”,是他不断求解的重要课题。今年1月,由于在粮食储藏领域作出的创新性贡献,丁超入选了第三批全国粮食行业青年拔尖人才。
相比“舌尖上的浪费”,粮食储存环节的浪费鲜为人知,但同样惊人。丁超举例说,在东北等地,农业已经实现大型机械化生产,有的地方一天要收几百上千吨粮食,大面积收获的粮食需要尽快烘干储存,“及时烘干14.5%的水分后,稻谷才不会霉变。”但由于粮食收获规模大,储藏相关技术却没有跟上,稻谷经常迅速发生劣变,“闷个一两天就坏了,有时候损耗率会达到8%-9%。”
现有的循环烘干机一次也就能处理数十吨,单个批次耗时较长。如何让“烘干”更高效?丁超将红外辐射技术创新引入稻谷的干燥环节。“红外干燥可在1分钟内将稻谷表面温度从室温加热至60℃,使稻谷水分含量下降2.17个百分点。在后续的自然冷却过程中,无需额外的能量输入,稻谷水分含量继续下降1.20个百分点。”
红外辐射的厉害之处还不仅在此。在解析稻谷品质劣变的机理后,丁超明确了红外辐射调控稻谷脂质分解氧化机制,“我们发现,可以通过红外加热技术,抑制稻谷中酶类的活性,从而抑制稻谷脂质降解氧化,减少了有色物质的产生,因此样品以稻谷和糙米形式储藏4个月后,其加工精米的白度下降程度分别比对应的自然通风干燥样品减少了82.2%和47.9%,储藏稳定性提升了30%-40%,储藏期也因此得以延长1-2年。”
阐明科学原理、发表学术论文并非丁超做科研的终点,“我们在实验室做实验,用的粮食量都很小,几十克到几百克,不用考虑环境中的灰尘、噪声、包括各种用电、降温等细节,因此得到的实验数据也很稳定。”丁超说,作为“粮食人”,最有成就感的事情是能用技术守护“大粮仓”。但从科学原理到关键技术,申请专利、调整工艺再到产业推动,是必须一步一步来的,用在实际生产中,需要不断去调整工艺,形成稻谷干燥保鲜关键技术及装备,“做这个领域十多年,直到最近这两年开始,有一些技术才慢慢地开始落地了。”
根据核心技术,丁超联合开发了粮食燃气催化式加红外热风的联合干燥设备,以天然气或液化石油气作为供应能源,经催化剂辅助致使供应能源在低温(120℃)状态下发生氧化反应产生红外射线,大幅度提高热转换效率并降低使用成本。“根据干燥粮食类型与处理目的不同,干燥设备可调节不同红外辐射强度,设计了自动化控制系统自行调节燃气流量大小,除了燃气产生的二氧化碳和水蒸气外,催化式红外辐射干燥无其它有毒有害物质生成,保护环境,实现粮食绿色干燥。”
丁超告诉记者,新技术的应用可年减排二氧化硫44.6吨,减少氮氧化物排放38.85吨,减少煤渣等固体废弃物排放1500吨;促进了企业自身科技进步和我国稻谷干燥及储藏的科技发展,与20多家国内储备粮直属库展开深度技术合作,推动稻谷干燥系统能源利用率提升10%以上,新增利润9000多万元。
存储领域的浪费在农村非常普遍。这两年,丁超开始走向农村,在田间地头搭建好烘储仓,优化一体化技术处理工艺,在江苏靖江等地,对种粮大户进行技术指导,截至目前,对推广应用的100多个粮食储备库和种粮大户统计后,实现粮食产后干燥和储藏减损的经济效益达3亿多元。
如今,丁超还致力于让粮仓更加“智能化”,他们开发了一个粮仓智能通风系统,建立远程通风决策控制系统,满足粮食熏蒸过程密闭要求,保障人员作业安全。“粮食整个行业智能化现代化还落后于先进制造业。”丁超表示,他们正在与粮食产业链上越来越多的单位合作,希望通过给粮食行业插上科技翅膀,打造越来越多的“无形良田”。 记者 杨频萍