粮食产后服务中心的粮食清理工艺研究

2023-11-10鲍小义王长凤王玲玲尹鸿翔

现代食品 2023年16期

◎ 鲍小义，单良，王长凤，王玲玲，尹鸿翔

（中粮工科迎春农牧机械（山东）有限公司，山东东营 257092）

我国的优质粮食工程于2017 年底启动实施，全面开始集中建设粮食产后服务，截至目前已实现产粮大县全覆盖[1]。粮食产后服务中心是针对市场化收购条件下种粮农民收粮、储粮、卖粮、清理和烘干等诸多难题，建立专业化、现代化的经营性粮食产后服务中心，有偿为种粮农民提供“代清理、代干燥、代储存、代加工和代销售”等“五代”服务[2]。

粮食产后服务中心为种粮农民提供的“代清理”是粮食产后服务中心收粮工作的第一步，也是关系到粮食产后服务中心运营效果（烘干品质和储存品质）的关键一步，其“代清理”的效果以及设备工厂化程度是关系到粮食产后服务中心运营效果的关键因素之一。为此，本文从粮食产后服务中心项目的常见粮食清理工艺的清理效果以及工厂化程度方面进行分析，结合已实践的粮食产后服务中心的粮食清理工艺情况，探讨提升粮食产后服务中心的运行效果，从而达到提升粮食安全和粮食提质升档的目的。

1 粮食产后服务中心接收粮食的状况

粮食产后服务中心的粮食一般是指从种粮农民田间地头接收的粮食，是直接从大型收割机械中获得的粮食。从田间地头获得的粮食受自然天气原因、粮食作物的成熟程度、收割机械的先进程度及运行状态等因素影响，其所含的水分偏差较大（2021 年10 月份在华东地区遭受连日的阴雨天气，某华东粮食产后服务中心接收的玉米水分达到39%），粮食中掺杂的秸秆等杂质大小不均匀，且杂质含量也比较大（据某粮食产后服务中心的不完全统计，直接从田间地头接收的粮食中所含杂质的比重达到11%）。因此，从田间地头接收粮食的清理与饲料、淀粉、面业等加工工厂接收粮食的清理存在很大的差异，不能直接选用现有加工厂的清理设备和清理工艺。

通常粮食中的杂质按照相对于粮食颗粒的大小来分，比粮食颗粒大的为大杂质，比粮食颗粒小的为小杂质；按照相对于粮食颗粒的比重来分，比粮食颗粒重的为重杂质，比粮食颗粒轻的为轻杂质。

某华东粮食产后服务中心的玉米接收实景如图1所示，可以明显看到玉米中玉米芯等杂质含量较多。

图1 某粮食产后服务中心的玉米接收实景图

2 粮食产后服务中心常见粮食清理工艺及存在的问题

针对从田间地头接收的粮食，在粮食产后服务中心项目中有自己的清理工艺，其清理工艺一般比较简单，多是采用人工调整移动式皮带机和移动式清理筛的组合，清理效率较低，人力资源要求比重较大，且工作环境较差。

在粮食产后服务中心中，常见玉米、小麦等粮食的清理工艺有以下2 种方式。

2.1 双筒初清筛清理工艺及设备组成

双筒初清筛的清理工艺（见图2），主要设备是垂直输送设备斗式提升机（或者移动式皮带机）和清理设备双筒清理筛。双筒清理筛可以清除玉米、小麦等粮食作物中的较大杂质和较小杂质，但轻杂质无法清理（此清理工艺中的轻杂质如需清理，需要另加风选设备）。双筒清理筛在粮食含有水分不超标的场所使用效果较好，且清理粮食的能力较大。例如，所含水分达标玉米，双筒初清筛的清理能力可达到150 t·h-1。双筒清理筛增加上除尘设备（沙克龙、脉冲等），可以实现粉尘不外溢，能达到环保要求，在现代化的工厂中得到广泛使用。双筒初清筛在饲料、淀粉、粮食物流等行业应用广泛，其清除大杂质效率达到87%～90%[3]，市场反馈效果较好。

图2 某双筒清理筛的清理现场实景图

2.2 双筒初清筛清理工艺存在的问题

从田间地头直接接收的粮食所含水分量的多少以及所含水分的不均匀性，且掺杂着与粮食颗粒偏差不大的、较潮湿的玉米芯碎段，这些粮食采用双筒初清筛的清理效果不好，且潮湿的杂质极易堵塞下杂口、筛网等，增加设备的维护费用。根据某华东粮食产后服务中心统计，双筒初清筛清理从田间地头接收的粮食的除杂能力≤60%。

从田间地头直接接收的粮食采用双筒筛清理后如直接进行烘干作业，由于粮食清理不彻底所含有的杂质较多，将会降低粮食烘干的品质，增加烘干的能耗（例如1 t 杂质降10%水分：能耗在105 000～115 000 kCal，天然气用量约为12.5～13.7 m3）。

同时，清除杂质不彻底粮食经烘干进入粮仓储存时，因为其含有较多的有机杂质，将会在粮仓内形成“鸡窝”[4]。由于“鸡窝”的存在将会增大粮食的患虫害率，从而对粮食安全储存造成很大危害。含有杂质较多的粮食进入后续的加工环节，也会影响粮食的加工品质，从而影响粮食的提质升档。

2.3 双比重粮食精选机清理工艺及设备

双比重粮食精选机的清理工艺（见图3），主要设备是垂直输送设备斗式提升机（或者移动式皮带机）和清理设备双比重粮食精选机。双比重粮食精选机能清理粮食物料的较大杂质、较小杂质、轻杂质。双比重粮食精选机能适应清理各种工况的粮食作物，且清理效果好。

图3 某双比重粮食精选机的清理现场实景图

2.4 双比重粮食精选机清理工艺及存在的问题

从田间地头直接接收的粮食，采用双比重粮食精选机进行清理能达到较好的清理效果，但双比重粮食精选机的粮食清理能力较小，市场上常见的型号清理能力≤20 t·h-1。同时，双比重粮食精选机的结构原理造成其在工作的同时会产生较大的扬尘，并且受设备结构的影响造成扬尘的收集、处理比较困难，导致工作现场粉尘较大，人员工作时存在健康隐患。因此，双比重粮食精选机特别适用于农户自己使用或者在环保要求不高的小型加工场所使用。

双比重粮食精选机受限于设备处理能力和环境因素的影响，这种形式的清理工艺很难应用在现代化工厂中。从图3 某双比重粮食精选机工作实景照片，可以看到工作现场扬尘情况。

3 某粮食产后服务中心粮食清理工艺的运用

3.1 已实践某粮食产后服务中心的项目概况

已实践的某粮食产后服务中心项目位于华东地区，占地面积5.37 hm2，主要服务于周边种地农民粮食的清理、烘干、储存、加工以及粮食购销的经营服务等。此项目主要收储粮食种类有玉米、小麦、高粱，粮食接收能力为100～120 t·h-1。此项目拥有称重系统，检测系统，液压翻板卸粮系统，300 t·d-1的连续烘干塔2 座（采用热源为天然气），500 t 的装配式全钢锥底潮粮仓2 座，1 000 t 的装配式全钢锥底粮食周转仓10座，进、出仓输送系统，倒仓系统，发放系统，烘干塔的进、出塔输送系统，PLC 智能化控制系统，清理系统，除尘系统，3 座10 000 t 标准平房仓等（见图4工艺流程图）。

图4 工艺流程图

3.2 已实践某粮食产后服务中心的主要清理工艺设计要求

此项目的清理工艺设计要求：

（1）粮食的接收能力满足100～120 t·h-1，即输送和清理的设备能力应达到120 t·h-1。

（2）所接收的粮食主要是周边农民提供的田间地头的粮食，粮食中所含水分较大，所含水分不均匀，粮食中所含杂质较多。

（3）考虑粮食作物品种较多，有小麦、玉米和高粱等，且存在小麦、玉米和高粱交替接收的情况，因此所选清理设备的筛片应该能适用多种物料或者应该更换方便、快捷。

（4）此项目为现代化工厂，需要满足环保的要求。

3.3 粮食产后服务中心常见清理设备在本项目中的缺点

（1）项目中如采用双筒初清筛清理，主要存在粮食清理效果不好和不同物料的筛网片更换较困难的问题。粮食清理效果不好，杂质清理不彻底，会影响后续的烘干效果，造成天然气等能源的浪费，烘干后直接储存增加病虫害的危险等问题。当存在小麦、玉米和高粱交替接收的情况，需要更换圆筒初清筛的筛网。每次更换内、外筛网，需要3 个熟练工人工作1.5 d 的时间，频繁更换圆筒初清筛的筛网，将会影响整个项目的运行，降低整个项目的运行效率。因此，双筒初清筛在此项目中不适用。

（2）项目中如采用双比重粮食精选机，会达到清理效果和解决频繁更换筛片的问题（双比重粮食精选机更换筛片速度较快），但是其清理能力达不到项目的清理能力要求（此项目的清理能力为120 t·h-1，如果采用多台设备，场地等因素不允许）；双比重粮食精选机工作时，扬尘比较大，环境污染严重，达不到当地的环保要求。因此，双比重粮食精选机在此项目中不适用。

3.4 此粮食产后服务中心的清理工艺实践

3.4.1 在实践项目中清理工艺及设备的选择

针对本项目的实际情况，综合考虑，此项目的清理工艺最终选择2 台单筒初清筛（每台标准水分的粮食清理量100 t·h-1）和2 台三层振动分级筛（每台标准水分的粮食清理量100 t·h-1）的串联清理组合（见图4 工艺流程图和图5 单筒初清筛+三层振动分级筛的清理现场实景图）。

图5 单筒初清筛+三层振动分级筛的清理现场实景图

单筒初清筛在粮食清理行业应用较多，主要是清理粮食中的较大杂质，例如杂质中的加大秸秆和玉米芯等。此工艺中增加单筒初清筛主要是考虑尽量多地清除粮食中的较大杂质，为三层振动分级筛的工作提供支持。三层振动分级筛是在饲料行业应用较多的一种清理设备，可以清选出粮食中的大杂、小杂和轻杂，可以直接清理玉米和小麦两种物料，不用更换筛网。

3.4.2 在实践项目中清理设备的配置亮点

（1）此项目中单初清筒筛的筛孔选择为φ22 mm和φ18 mm，可以清除粮食中的较大杂质，减轻振动分级筛的清理压力。

（2）根据杂质的特征，振动分级筛的上层筛孔选择25 mm×16 mm 的长椭圆孔，对清理粮食中的较长秸秆效果比较理想。

（3）振动分级筛的尾端配置循环风选器，利用风机的风力清理粮食中的玉米须、瘪玉米等轻杂质。

3.4.3 在实践项目中的实践效果

从田间地头接收的粮食经过单筒初清筛和振动分级筛清理后，可以直接进行粮食烘干处理，烘干后的粮食可以直接进筒仓储存，也可以直接发放，或者根据客户要求进行精筛后发放。图6 为经过单筒初清筛和振动分级筛清理现场清理出的杂质照片。

图6 清理后的杂质现场实景图

此项目中单筒初清筛+振动分级筛的清理杂质效率能达到75%，清理玉米时的主要杂质是玉米芯碎块、玉米须、破碎的玉米粒等。清理的杂质经过晾晒后可以用来加工制作成畜牧饲料等，具有很大的回收价值。此项目在2021 年10 月投入运营，当年收储玉米在9 950 t，经清理晾干后的杂质（不完全统计，仅统计出售的部分）达到230 t，清理效果达到预期目标。