QC案例：淋米工艺的研发

2017-08-16VintageQC小组

上海质量 2017年6期

◆Vintage QC小组 / 文

QC案例：淋米工艺的研发

◆Vintage QC小组 / 文

上海石库门酿酒有限公司是一个传统的黄酒生产企业，由于工艺的局限性，每年都会产生大量的米浆水。随着公司的不断发展和产量的不断增加，米浆水的产生有逐年加大的趋势，米浆水的处理压力越来越大，不仅增加了处理成本，而且也浪费了大量的能源，不利于公司的经济效益和社会效益。尤其是，当含COD浓度高的废水进入自然水体时，水体平衡被破坏，会造成水质的恶化，水体会发黑、发臭，严重的会造成除微生物外几乎所有生物的死亡。如果高浓度COD废水进入自然水体，有害物质可经过食物链的富集，对人的身体健康有一定影响。

现状调查、确定目标

首先，2014年7月～8月间小组对COD浓度进行统计，公司污水排放量约为100吨/天，处理前的米浆水COD含量一般在10000—30000 mg/L之间。

而公司的污水排放标准为COD≤1500 mg/L，三年后的排放标准为COD≤500 mg/L，公司污水的COD随企业的发展和产量的提高而不断增加，如果不进行工艺改革或者不扩大污水的处理能力，公司的污水排放不能达标，将面临停产的风险。降低污水排放刻不容缓，因此，公司要求成立攻关小组，减少米浆水的排放。根据公司最新污水排放要求，结合小组自身实际情况，特设定处理后的排放目标为：COD≤500 mg/L。

提出方案、制定对策

图1

小组成员通过头脑风暴法，对如何降低COD浓度提出了三种解决方案：米浆水回用、焖煮法、淋米法，小组成员对三种方案的操作性、经济性和有效性进行了综合评估，最后采取淋米法。

为了达到预设的目标，小组成员对淋米工艺的方案提出了一些建议，主要从大米处理方式和淋水保温方式两个大方面逐步深入进行数据实验并确定最佳方案（图1）。

针对以上最佳方案，小组制定了相应的措施，在规定的时间内完成，责任落实到人（表1）。

表1

对策实施

对策实施一：米层厚度采用32 cm

措施1、设定米层厚度。大米由斗式提升机送入蒸饭机主体的米斗上，经米斗输送至装有喷淋装置的网带，米水分离岗位上的工人根据米水分离口处大米的输送量及送米过程的动态平衡情况，设定平料器高度，使得米层厚度保持在32 cm。

措施2、米层铺设。大米输送开始前先往斗式提升机中通压缩空气，然后将积聚在管道中的灰尘及大颗粒杂质清理干净，接着打开特定阀门连通整个管道，开启抽料泵后先空走2分钟，待空气在管道内循环稳定后再打开出米阀门，且阀门须由小慢慢开到大，避免阀门过大引起大米堵住管道的现象，大米由斗式提升机送入蒸饭机主体的米斗上，经米斗输送至装有喷淋装置的网带。

措施3、米层渗透率测定。依次打开电源、计算机和钢瓶（氮气），并调节压力至0.7 MPa左右；打开渗透进气阀和环压进气阀，关闭空气度测量进气阀，调节低渗压力（300 MPa左右）和中高渗压力（20～30MPa左右）；测量所测米层的直径，长度，确认孔隙度测定自动状态（绿灯亮），渗透率测定自动状态（黄灯亮）；打开孔隙度测量软件，填写和记录各项参数，并计算米层的渗透率。

实施效果：小组根据具体生产情况将米层厚度设置了32cm。得到的结果可以看出米层厚度的平均渗透率在96～100%之间，达到对策目标。

对策实施二：大米输送采用40 Hz的输送速度

措施1、设定大米输送速度。大米输送网带采用履带式钢网带，主要由绕在两端鼓轮上的平托金属带所组成，由电动机经减速器带动链轮，链轮和鼓轮装在同一根轴上，因此可驱动网带不断缓慢移动。通过控制传动装置的转速与线速度，使其带动的钢带的输送速度为40Hz。

措施2、大米含水率测定。取15～30g喷淋后的大米、放入称量盒内，盖上盒盖，称其质量，准确至0.01g打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘至恒重。将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干燥大米质量，准确至0.01g。计算含水率。

实施效果：车间根据每日的酿造任务、钢带和马达的运转功率、蒸煮工艺的要求并参考其他酒种的蒸饭条件，把米层厚度和输送速度作为大米输送方式的关键点。小组根据具体生产情况将米层厚度设置了32cm，将输送速度设置了40Hz。得到的结果可以看出米层厚度的平均渗透率和大米的平均含水率均满足蒸煮工艺要求，达到对策目标。

对策实施三：喷淋头采用扇形结构及29根/10只的安装方式

措施1、扇形喷淋头设计。我们选用组合式扇形喷嘴，组合式扇形喷嘴在高压的作用下喷射出来的液体具有极大的冲击力，且呈喷雾形式。在这种冲击力的作用下喷淋水的覆盖面积大，且能一定程度的节省水资源，符合现代工业对于节能环保的要求。

措施2、扇形喷淋头制作安装。将设计的扇形喷淋头送至喷淋头制作公司进行批量生产。由于米水分离带总长为20米，架在其上的喷淋管为2米，因此我们将29根喷淋管彼此间距50 cm，每根喷淋管上的10个喷淋头彼此间距15cm进行安装。

措施3、喷淋水覆盖率测试。打开喷淋系统开关，对干燥大米喷洒2分钟后关闭开关，记录所喷淋区域的总面积及喷淋到的面积，将喷淋到的面积除以总面积即为喷淋水的覆盖率。

实施效果：借鉴消防里的扇形喷淋头，利用水的涡流，当水在转弯流动的时候，会形成一系列的由大到小的涡流，当涡流形成的离心力大于水的表面张力时，大水珠就会分解成小水珠，只要水速度达到一定程度，就能形成水雾，喷出时就能形成扇形。因此我们将10只扇形喷淋头安装在喷淋管上，根据每一个方格的面积大小我们共安装29根喷淋管。通过实施，平均覆盖率达到98.2%，含水率达到27.1%，达到对策目标。

对策实施四：喷淋水采用67℃的水温及36Hz的喷淋频率

措施1、设定喷淋水的温度。通过蒸汽分缸包将热蒸汽通往热水塔进行加热，调节温度控制面板参数为67℃。热水塔内装有温度感应器，待水温达到67℃时系统会自动关闭热蒸汽通道，温度低于67℃又会打开蒸汽通道。

措施2、设定喷淋水的喷淋频率。在热水塔的出口设有自动稳压供水设备，自动稳压供水设备对泵组进行出口恒压变量控制，根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，使得喷淋水的喷洒速度保持在36Hz。

措施3、出水量测定。通过安装在喷淋总管上的水压表记录喷淋时的出水量。

措施4、水压压力测定。通过安装在喷淋总管上的水压表记录喷淋时的水压压力。

实施效果：选择67℃的喷淋水和36Hz的喷淋速度进行喷淋。从测试数据可以看出大米的平均含水率、平均出水水压和平均出水量均满足蒸煮工艺要求，达到对策目标。

对策实施五：淋水保温采用24格方形不锈钢盖保温方式

措施1、24格方形不锈钢盖设计。由于米水分离带总长为20米，根据生产经验将钢架上铺设的钢盖均匀分为方形的24份，每一份为一个独立的方盖。

措施2、24格方形不锈钢盖制作安装。利用天然气火焰（氧-天然气）将被切割的金属预热到能够剧烈燃烧的燃点，再释放出高压氧气流，使金属进一步剧烈氧化并将燃烧产生的熔渣吹掉形成切口，每一个切口做为下一份钢盖的起端，共切割24份。

实施效果：不锈钢盖是借鉴蒸饭机的保温原理，在蒸饭时将米水分离钢带上全部用盖子水封盖住，这样每一个腔室的外面就是密封的，淋水产的热蒸汽不会溢出而损失。采用24格方形不锈钢盖后，淋水温度保持在67℃，达到对策目标。

对策实施六：24格方形不锈钢盖固定采用镶嵌式方法

措施1、活动臂的选择。选择弹簧作为活动臂，它将第一块钢板的一个边折叠在第二块钢板的一个边上进行组装。

措施2、预镶嵌滚轮和镶嵌滚轮的安装。在两个滚轮的轴之间形成一个角度成为限定装置，其中支撑是装在一个底座上的平衡杆，平衡杆能绕一根垂直于工具移动方向的轴转动且固定在活动臂上。

措施3、不锈钢盖的镶嵌。方盖上用高温喷机做出一个膨胀固定角钢，在角钢上焊接能与另一个方盖可以配对的挂件，将两个方盖的槽和挂件对接，然后在连接处用云石胶涂上。

实施效果：不锈钢盖是借鉴蒸饭机的保温原理，在蒸饭时将米水分离钢带上全部用盖子水封盖住，这样每一个腔室的外面就是密封的，淋水产的热蒸汽不会溢出而损失。根据具体生产时对密封性，操作性，保温性，节能性的要求，我们对淋水保温选择的以镶嵌作为固定方式的方形24格不锈钢盖。方形的不锈钢盖符合原有设备框架结构，能有效的防止蒸汽溢出，且不易积水，方便清洗，达到对策目标。