粮食平房仓工艺设计探讨

李长浩, 肖志刚

(1. 东北农业大学 食品学院, 哈尔滨 150030; 2. 黑龙江省粮食设计院, 哈尔滨 150018)



粮食平房仓工艺设计探讨

李长浩1,2, 肖志刚1

(1. 东北农业大学 食品学院, 哈尔滨 150030; 2. 黑龙江省粮食设计院, 哈尔滨 150018)

粮库在进行日常运转,粮食的中转、轮换和倒运过程中及粮库来粮、检验、计量、进仓出仓、出库发粮等环节中,其中粮食的进仓出仓是不可缺少的重要流通阶段。根据粮食平房仓的仓型要求和粮库的实际情况,对粮食平房仓工艺流程、出仓进仓作业系统及作业过程中的设备进行合理的配置,对粮食输送所用的设备进行选配,并对不同长度的、不同功率的输送设备进行合理摆布和搭配,从而可有效提高设备的利用率,使工艺过程达到最大连续化、优越化,并能对其他专业提供一定的基础数据,确保单位能耗利用最小化。根据以往在规划粮库设计工作中的经验,现对粮食平房仓粮食进仓出仓工艺流程过程及所使用的设备进行简要叙述,并提出几点说明及建议,对粮库工艺设计具有参考价值。

粮库; 粮食平房仓; 进仓出仓; 工艺设计; 设备

0 引 言

从20世纪90年代起,随着全国18个机械化骨干粮库和世界银行贷款项目的全面建设,形成我国3大粮食流通走廊(东北走廊、长江走廊、西南走廊)和京津地区散粮流通体系。特别是在1998年开始的1 000亿斤中央直属储备库的建设,把粮库建设推到一个新的高度。仓型设计全面化、机械化、自动化都达到较高水平[1]。同时为粮食物流系统补充了一部分散粮接收发放设施,扩大了粮食“四散化”的经营规模,提高了粮食中转能力,降低了粮食流通成本[2]。黑龙江省为推广“四散”技术,建设了一大批现代化大型储备粮库,所采用的仓型主要有粮食平房仓、浅圆仓、立筒仓等几种。

粮库工程建设不仅仅是建造能够储存粮食的仓房,而且还必须具备完善的储存条件,安全的储存因素,合理的作业流程和良好的劳动环境等。要达到上述的目的,就必须有一套合理而详细的工艺设计思路。粮库建设应根据粮库功能(收纳库、中转库、储备库或综合库)、粮仓进粮出粮方式、仓型等条件确定工艺流程,根据工艺流程选配机械设备,从而提高粮库的机械化水平,降低粮食流通费用。因此,在粮仓工艺设计中合理设置工艺环节显得尤为重要。本文是对就粮库建设所采用的粮食平房仓、浅圆仓、立筒仓等几种仓型的设计工作的总结研究,对粮食平房仓工艺设计和设备进行了探讨,提出了新思路,以供参考。

1 工艺概述及工艺流程

1.1 工艺概述

粮食平房仓是主要建于收纳库、储备库中的一种投资少、仓容量大、设备利用率高的一种仓型。粮食平房仓按其结构形式的不同,可分为折线形屋架粮食平房仓、门式钢架粮食平房仓、彩钢板屋架盖粮食平房仓、拱板粮食平房仓[3]。粮食平房仓的结构形式不同,跨度可分为24、30、36 m,采用6 m柱距,长度可为60、90、120 m等。但无论何种形式,何种长度和跨度的粮食平房仓,其工艺作业过程基本相同。

粮食平房仓基本作业有粮食接收、储存和发放。接收、储存作业:粮食通过铁路、公路运到库内后,经汽车衡计量,取样化验确定品种、水分、等级。若来粮食是包粮,则需人工拆包后先由移动式清理筛筛选,然后多台移动式胶带输送机组合搭接输送入仓,局部用移动式液压装仓机从仓房窗口处补仓进粮,最后需人工扒平。卸粮后空车返回汽车衡计量,核定每车粮食实际重量,累计进仓粮食总数。

发放作业:将仓门挡粮板上的2个手动闸门打开,自流出部分粮食,然后再将挡粮板移去,粮食经取样化验,由移动式出仓机,移动式胶带输送机组合搭接,将散粮直接装车,经汽车衡计量出库。需包装发放时,经移动式自动灌包机打包后,经包散两用移动式胶带输送机联合作业,装车,经汽车衡计量发放。

1.2 工艺流程

通常采用以下的工艺作业流程进行:1) 粮食入仓作业,见图1; 2)粮食出仓作业,见图2。

图1 粮食入仓作业流程图

图2 粮食出仓作业流程图

2 设备选型及配置

由于粮食平房仓单位面积装粮少,占地面积大,粮食周转次数少,而且根据我省的实际情况,粮食收购任务往往在几个月内完成,时间紧、任务大,所以粮食平房仓工艺流程的设计是否合理、是否优越简捷,输送机械配置是否适宜,在整个粮库粮食的运转过程中显得尤为重要[4]。鉴于此,工艺设备采用固定式机械设备是不经济的,宜采用移动式机械设备。

2.1 单条作业线设备配备

根据粮食平房仓的基本尺寸(最大跨度、仓门数量及位置、仓间距及仓外道路宽度等)进行合理匹配[5]。仓型特点和跨度要求以及粮食平房仓作业面的操作间距大于18 m[6],采用10、15 m长度的移动式胶带输送机进行组合,既能满足设备的搬运,又能满足粮食进出仓作业需求。

移动作业设备一条作业线的生产能力为50 t/h,可单线或多线同时工作,以满足不同作业面和进出粮时间的需要[7]。单条作业线进出仓工艺设备配备如表1所示。

表1 单条作业线进出仓工艺设备表

注:依粮库要求及装粮品种,移动式液压装仓机可将散粮堆高到6～8 m;移动式清理筛筛孔参数依粮食种类而定。

2.1.1 作业参数的确定

一般粮库储存的小麦轮换年限为5年,玉米和水稻轮换年限为3年,大豆为2年[8]。考虑粮库实际运营情况,既有储备粮,也有中转等经营粮,设计参数储备粮轮换年限按2年计算,每年中转量以总仓容量的1/2计;进出粮轮换天数:90 d,进粮、出粮各45 d计;作业不均匀系数:1.3～1.5(仓容小于5万吨时取大值)[9];设备效率:70%;工作时间:按8 h/d计;单条作业线作业能力:50 t/h。

2.1.2 作业线数量和作业能力的确定

原粮作业线数量=(总仓容量/2/进(出)仓天数/设备效率/每日作业时间/单条线作业能力) ×作业不均匀系数。

2.1.3 总作业能力确定

作业能力=单条线作业能力×作业线数量。

不同仓容量进出仓工艺设备作业线数量如表2所示。

表2 不同仓容量进出仓工艺设备作业线数量表

2.2 设备选型

2.2.1 输送设备

包散两用型移动式胶带输送机可用于散粮、包装粮的输送、堆垛、装卸车等作业,这种机型具有快、慢2种输送速度,两侧设置有安全护栏,可避免刮袋[10]。依据粮库的实际情况和粮仓的建设仓容大小,每个粮库都可配备不同长度规格的输送机数台,以满足粮食的输送。

移动式液压装仓机是胶带输送机,液压升降系统的组合。该设备是近些年粮库普遍使用的一种新型的组合式仓储机械,该机输送部分有伸缩架可以前后伸缩,能对散粮进行仓内装仓,仓外补仓。综合粮食平房仓的跨度要求,可选择不同伸缩长度的装仓机以满足不同距离的装仓要求。既能在粮食平房仓内完成散粮的输送、装卸、作囤、堆粮等作业,又能在粮食平房仓外将其悬臂从粮食平房仓的窗口插入仓内,进行散粮的补仓作业。利用移动式液压装仓机从窗进粮将粮堆至7 m,完成补仓作业。该设备集装仓,补仓于一体,具有强度大,产量高,移动方便,能耗少等优点。

移动式出仓机是由双向螺旋绞龙铲料斗、输送机、液压系统等部件组成。该机设有档位变速装置,能电动行走。取粮用双螺旋喂料,效率高,可减少后续输送设备的移动次数。输送机与螺旋部位,根据现场需要,可通过手动液压系统升降,能在地上进行取粮,以便清出地上笼。独特的取粮方式,使作业后的工作面基本无存粮,而且可降低粮食的破碎率。取粮输送机采用全封闭式,出粮时基本无粉尘。扒粮部分可随粮面高度变化调整工作面,灵活的转向机构使取粮面积和效率提高。为与其他输送机连接方便,随机配备移动式胶带输送机,粮食发放时将仓内挡粮板上的2个手动闸门打开,自动流出部分粮食,然后再将挡粮板移去,由移动式出仓机和移动式胶带输送机联合作业,输送至汽车经汽车衡计量后散粮发放。

2.2.2 清理设备

清理设备采用带轻杂分离器的清理筛,对杂质含量超标的粮食进行初步清理,除去粮食所含大杂、细杂、轻杂质,减少粮食的含杂量,有利于粮食储藏。如果来粮杂质含量符合储粮标准,可不使用清理筛。

2.2.3 计量设备

利用高精度称重传感电子计量汽车衡对汽车来粮接收或发放进行计量。

2.2.4 其他设备

粮库可依据实际需要,出粮时可配备移动式自动灌包机,将散粮打包储存或运输,以备粮食在发生突变事故时紧急调运之需要。

为保证粮食储备安全,确保粮库储备粮、轮换粮、中转粮的质量,现代化粮库应配置整套常规检化验设备,同时配备专业的持证上岗人员对每批粮食进行取样检验,符合国家有关标准才能验收,并做到分品种、分等级收纳入库,确保粮食安全。

3 几点说明及建议

1) 工艺总平面上应本着“安全储粮、投资节省、效率提高”的原则,统一规划,统一设计,合理设计粮食的流向,避免粮食因多次搬倒造成浪费,提高粮库进出库区的机械化作业能力。

2) 根据粮食的流通发展和粮库项目的功能定位及项目规划的方案,为满足粮食的集散、中转和储存的需要,以及根据粮食平房仓的结构形式不同,对长度60 m以上的粮食平房仓可设双廒间。工艺设备配置以单廒间的单条作业线为标准而配置,即进仓以不同长度的移动胶带输送机各2台,交替搭接组成,同时配合补仓机和移动式清理筛,所用最大功率48.4 kW,出仓以移动式出仓机和胶带输送机组合,最大功率30.7 kW。实际情况而定,出仓与进仓不可能同时进行,而且进仓与补仓也不可能同时进行,所以配置单条作业线的最大功率可定为48.4 kW,双条作业线为96.8 kW,可为电气设计提供有利数据参数。

3) 设计时应根据粮库规模,粮食接收及发放等具体情况确定工艺流程、粮食进出库作业方式;根据仓容量配备粮库所需的各种设备型号、产量和数量。

4) 由于粮食平房仓工艺作业流程简单,但因为其作业面积大、输送距离长,所以建议粮库在选择工艺设备的配置上应依粮库具体情况而定,8、10、15 m不同长度的包散两用移动式输送机组合搭配完成输送,对于扩建粮仓项目,可利用原有设备,可节约项目的建设成本费用。

5) 粮食平房仓工艺设计上还应考虑通风、冷却及熏蒸工艺,并配备先进的粮情自动检测系统,对人工扦样发现一次熏蒸后局部害虫复发的情况,人工投管投药熏蒸易污染粮食且不安全,考虑到食品的储藏安全性,建议粮库在工艺设计中可配备移动式吸粮机佐以沉管将危情粮食吸到一密闭空间内酌情处理。

[ 1 ]国家粮食局. 粮食工程建设标准解读[M]. 北京:中国物资出版社, 2010:3-4.

[ 2 ]吴子丹. 绿色生态低碳储粮新技术[M]. 北京:中国科学技术出版社, 2011:381.

[ 3 ]李建萍. 平房仓的工艺设计与设备配置[J]. 粮食科技与经济, 2001(3):40-42.

[ 4 ]程传秀. 储粮新技术教程[M]. 中国商业出版社, 2001:411-413.

[ 5 ]张联农,俞兰苓. 粮库工艺设计中若干问题的探讨[J]. 粮食与饲料工业, 2001(8):15-16.

[ 6 ]国家粮食局. GB 50320—2014粮食平房仓设计规范[S]. 北京:中国计划出版社, 2014:14-15.

[ 7 ]中国粮油学会. 粮油加工手册[M]. 北京:北京科学技术出版社, 1990:528-532.

[ 8 ]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会. GB/T 29890—2013粮油储藏技术规范[S]. 北京:中国标准出版社, 2013:14.

[ 9 ]张务达. 粮食工厂设计原理[M]. 南昌:江西人民出版社, 1985:152-155.

[10]刘四麟. 粮食工程设计手册[M]. 郑州:郑州大学出版社, 2002:845-850.

Discussion about process design of grain storehouse

LIChanghao1,2,XIAOZhigang1

(1. College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China;2. Grain Design Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150018, China)

Grain into and out of the warehouse is an important circulation stage, show up as grain deposit operation, as grain transition, rotation and transship, as grain stocks and checkouts, measure and warehousing and storage, grain discharge and delivery and so on. According to requirements of type of grain storehouse and grain deposit’s realities of situation, we take proper placement in grain storehouse’s technological process, grain into and out of the warehouse operating system, operating equipment; we choose grain conveying equipments, match different longitudinal and power conveying equipments, which can make utilization ratio of equipment and improve effectively. It also makes technical process reached the maximum continuous and superior insure that unit energy consumption minimize, meanwhile it provides some basic data to other majors. According to experiences of grain deposit design we narrate to grain into and out of the warehouse of storehouse’s technological process and equipment briefly, and we also put forward some instructions and suggestions which has practical value to the process design of grain storehouse.

grain depot;grain storehouse;into and out of the warehouse;process design;equipment.

2015-04-22。

黑龙江省教育厅科学技术研究重点项目(12511z006); 哈尔滨市优秀学科带头人基金资助项目(2012RFXXN107)。

李长浩(1982-),男,河北献县人,东北农业大学硕士研究生,黑龙江省粮食设计院工程师; 通信作者: 肖志刚(1972-),男,黑龙江庆安人,东北农业大学教授,博士研究生导师。

1673-5862(2015)03-0373-04

S767.5; TU2671

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.03.012