进境残损粮食处理系统研究与应用

2022-04-19申鹏程孔明涵

现代食品 2022年6期

◎ 申鹏程，滕建，孔明涵

（日照港裕廊股份有限公司，山东日照 276826）

作为国家安全的重要保障之一，粮食安全被作为国家战略首次出现在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中，并居于“粮食、能源资源、金融安全”三大安全战略的首位，这足以看出粮食安全的重要性。作为世界第一人口大国，我国的水稻、玉米和小麦三大主粮已实现“口粮绝对安全，谷物基本自给”，但作为重要农作物之一的大豆，自给率却连年下降。受我国大豆市场的剧烈波动，进口大豆的数量迅速增加，大豆进口量从2000年的1 042万t增长到2020年的1亿t，我国已然成为世界上最大的大豆进口国[1]。过高的对外依存度和集中的进口来源对我国保障粮食生产安全产生了不利的冲击。港口作为重要的进口渠道，是大豆进入我国的第一个落脚点，贮存好进口大豆，减少进口大豆的残损率，对我国大豆安全具有重要作用。本文将在深入探究进口大豆现状以及我国粮食安全的基础上，系统分析和探讨当前港口在进口大豆储运过程中对残损豆的处理系统工艺问题，进而为我国大豆安全贡献一定价值。

1 大豆进口现状

1.1 大豆进口量变化

20世纪90年代中期以前，我国大豆出口量的比率曾高达世界大豆市场的90%以上，是世界大豆净出口国之一。后来，由于世界大豆种植大国开始大量种植转基因大豆，大豆产量猛增，过高的产量导致国外大豆价格走低；同时我国国内居民生活水平提升，开始对植物源蛋白的需求激增，国内大豆数量已不能满足人们的需求，这就致使国外的转基因大豆开始大规模进口到我国，我国逐渐从大豆净出口国变为世界最大的大豆净进口国。

从目前我国大豆的进口来源地看，我国90%以上的进口大豆来源于巴西、美国和阿根廷三国。进口来源渠道的狭窄极易造成我国对大豆国际市场和运输线路的依赖性风险[2]。为保障国内大豆安全，减少对国外进口大豆的过度依赖，政府也在采取相应的措施调控大豆的进口规模。2019年中央一号文件也明确提出“实施大豆振兴计划，多途径扩大种植面积”。据统计，2021年1月至11月，我国进口大豆累计共8 765.3万t，相比2020年同期的9 279.2万t，下降了5.5%[3]。这充分表明，我国在大豆上所采取的必要措施以及国家对大豆安全的重视。

1.2 进口大豆用途

大豆分为转基因大豆和非转基因大豆，这两种大豆都属于我国的进口种类，通常我国进口大豆主要就用来食用或者作为饲料使用。然而进口占比较大的还属转基因大豆，根据我国农业农村部的规定，进境转基因大豆经批准可被作为压榨用原料，加工成为大豆油和豆粕。其中，转基因大豆加工而成的豆粕仅用于动物饲料，其适用标准为《饲料原料豆粕》（GB/T 19541—2017），主要指标为水分、粗蛋白质、粗纤维、灰分、脲酶活性、蛋白溶解度和赖氨酸等[4]。因此，对于进境转基因大豆残损贬值的情况，可根据最终生成的二次产品进行评估。

2 霉豆、残次豆来源

大豆中含有丰富的蛋白质和脂肪，导致其稳定性较差，在运输、储藏过程中极易出现潮湿损伤、浸油赤变和发热霉烂等不良现象，造成品质劣变、发芽力丧失等问题，从而产生一定量的霉豆与残次豆。

霉变粒属于不完善粒的一种，指大豆、玉米等粒面生霉或胚乳、子叶变色变质的颗粒。国外大豆在进口运输过程中，由于货轮储运仓温度不适，并受天气等不可控因素的影响，极易导致进口大豆出现发霉现象[5]。此外，港口生产装卸储存过程中，因装卸工艺及存储条件等的限制，易产生豆皮、水湿豆、下脚料等残次豆。霉豆、残次豆存在刺激性气味，对港区生态环境治理造成了一定的压力和治理难度。随着绿色港口建设的加快推进，环保督查的频次和要求越来越高，如何有效处理霉豆、残次豆，减少对环境的污染，成为一个十分重要的课题。

3 处置原理及方式

进境大豆受自身含水量因素、运输储存条件、外界天气等因素影响，极易发生残损现象。其中，高温是大豆发生残损的主要原因之一，热损致使大豆的蛋白质空间结构遭到破坏，使蛋白质性质发生改变，酶失去活性。基于此项原理，某公司利用原有检疫平台熏蒸库内建设高温灭活系统，并对库房布局进行相应功能性改造，占地面积约210 m2，残损粮食灭活日处理能力100 t。处理全程无污染、无异味，有效解决了此问题。

4 灭活制粒生产线工艺

5 t·h-1灭活制粒生产线工艺流程可以分为进料系统、粉碎系统、高温灭活系统、制粒系统、冷却筛分系统和打包系统6个系统，以下对此6个系统、除尘系统及空气压缩系统进行详细的说明。生产线工艺流程如图1所示。

图1 5 t·h-1灭活制粒生产线工艺流程图

4.1 进料系统

霉豆、残次豆以及其他下脚料进入清理栅格，清理出物料中的大块或结块物料，避免大块或者结块的物料堵塞或者损坏设备，由斗式提升机（105）将物料送往粉碎系统中，经过永磁除铁器（106）除去物料中的铁性杂质，然后进入粉碎仓（201）中待用。

4.2 粉碎系统

进入到粉碎仓（201）的物料，在中控室的指令下经由喂料器（206）均匀的将物料喂入粉碎机（207）中。中控工监测粉碎机电流，由上下料位器监测仓内物料的使用情况，粉碎仓上料位（202）报警时，说明仓内即将充满，需停止进料；当粉碎仓下料位（203）报警时，则说明仓中物料即将用尽，由中控工向投料处发出指令开始进料。在风机（209）、脉冲除尘器（208）、沉降室（210）的共同作用下，达到过筛条件的物料在负压的作用下由闭风螺旋输送机（211）输送到斗式提升机（301）中，由斗式提升机（301）将物料输送到缓冲仓（302）中待用。设置气动闸门（204）的作用是方便喂料器的维护与检修粉碎机。

4.3 高温灭活系统

进入缓冲仓（302）中的物料，由上下料位器监测仓内物料的使用情况，上料位器（303）报警时，说明仓内即将充满，需停止进料；当下料位器（304）报警时，则说明仓中物料即将用尽。由喂料器（306）输送到加热调质器（307）中。物料和蒸汽在加热调质器中进行充分的接触和融合，然后进入两层灭活保质器（308）中，加热调质器上装有指针式温度表，可以直观观测到物料的温度，灭活保质器安装有温度传感器和湿度传感器，两种传感器在电脑显示屏上可以实时显示物料的温度及湿度。整个灭活过程中的温度≥85 ℃、湿度为≥95%RH、时间≥4 min，符合《进境粮食加工副产品湿热处理办法》（SN/T 4716—2016）中对大豆主要检疫性有害生物灭活的要求。灭活后的物料由斗式提升机（401）将物料经过永磁除铁器（402）除去铁性杂质后输送到缓冲仓（404）中待用。

4.4 制粒系统

进入缓冲仓（404）中的物料，由上下料位器监测仓内物料的使用情况，上料位器（403）报警时，说明仓内即将充满，需停止进料；当下料位器（405）报警时，则说明仓中物料即将用尽。喂料器（407）给料进入到制粒机（408）成形箱中制粒，成品颗粒料进入下一个生产系统。

4.5 冷却筛分系统

经过制粒机（408）制成的颗粒经过斗式提升机（501）提升进入缓冲斗（502）中，冷却闭风器（503）将缓冲斗（502）的物料喂入冷却器（504）中冷却、筛分。冷却器（504）是集合冷却和筛分一体的设备。风机（505）、沙克龙（506）、闭风器（507）同时工作降低物料的温度与湿度。冷却一定时间后，冷却器开始排料、筛分，成品颗粒进入下一系统，未成形及残次品需重新制粒。

4.6 打包系统

冷却筛分出来的成品颗粒由斗式提升机（601）提升，输送到成品仓（603）中。进入成品仓（603）中的物料，由上下料位器监测仓内物料的使用情况，上料位器（602）报警时，说明仓内即将充满，需停止进料；当下料位器（604）报警时，则说明仓中物料即将用尽。成品仓中的颗粒出仓以后经过气动闸门（605）、缓冲斗（606）进入打包秤（607）中进行自动称量，定量称重后由缝口输送机（608）输送。包装完成后由人工码垛在托盘上，叉车运往成品存储区。包装秤的动态精度为≤3‰，静态精度1‰～2‰。

4.7 除尘风网

本生产线风网以单点除尘为主。①在投料口设置直吸式脉冲除尘器（103），除去投料过程中所扬起的粉尘，洁净空气由脉冲除尘器（103）风机（104）排入大气，粉尘经脉冲反吹后落入下料斗中。②粉碎风网采用一台直吸式脉冲除尘器（208），配备离心风机（209）。粉碎风网使粉碎机的粉碎室内形成负压，可以提高物料的过筛率，从而提高产量，降低粉碎机的能耗；也可以降低物料的温度和粉碎室的温度，减少粉碎机的损耗，提高易损件的使用寿命。③冷却振动筛（504）配套独立冷却风网，刹克龙（506）除尘，洁净空气由风机（505）排入大气，粉尘由闭风器（507）排出，人工回收，防止二次扬尘。