稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的控制途徑

龍訓(xùn)鋒　李林軒　李剛

[摘要]文章闡述了稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的意義及能耗狀況，從確定工藝合理安排生產(chǎn)；選擇合理的礱谷工藝；合理運(yùn)用糙米調(diào)質(zhì)技術(shù)；優(yōu)化設(shè)備功率配備；科學(xué)設(shè)計(jì)風(fēng)網(wǎng)配備合理動力等環(huán)節(jié)闡明了節(jié)能降耗的控制途徑。稻米加工企業(yè)應(yīng)多點(diǎn)控制，齊抓共管，使稻米加工企業(yè)的節(jié)能降耗達(dá)到最佳狀態(tài)，以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]節(jié)能降耗；生產(chǎn)管理；加工工藝；設(shè)備性能

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180225

節(jié)節(jié)能降耗是稻米加工企業(yè)的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是稻米加工企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。節(jié)能降耗不僅涉及到工藝設(shè)計(jì)與操作，還涉及電力的配備和生產(chǎn)、技術(shù)、設(shè)備的管理，以及設(shè)備的操作等諸多方面，如何兼顧各個環(huán)節(jié)，做到全方位多點(diǎn)控制，確保節(jié)能降耗達(dá)到最佳水平，并有效降低稻米加工企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高稻米加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是稻米加工企業(yè)目前所面臨的主要問題。

1稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的意義

電耗是稻米加工企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中的主要能耗指標(biāo)。目前稻米加工環(huán)節(jié)中，各生產(chǎn)設(shè)備主要使用電能來驅(qū)動，電耗在所有能耗中占有很大比重。影響稻米成本的主要因素除了稻谷價(jià)格和人工工資之外，加工產(chǎn)生電耗所產(chǎn)生成本高居所有成本因素的第一位。由于市場競爭環(huán)境激烈，稻米的利潤空間在逐步縮減，稻米加工企業(yè)步入“微利”時(shí)代。電耗的高低直接影響到稻米加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，稻米加工企業(yè)通過降低電耗來降低稻米生產(chǎn)成本，從而能夠提高其產(chǎn)品在市場的競爭力。最終能夠增加稻米加工企業(yè)的收益，促進(jìn)稻米加工企業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展。因此，節(jié)能降耗已成為衡量稻米加工企業(yè)技術(shù)水平、管理水平及經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

2稻米加工企業(yè)電耗狀況

稻米加工企業(yè)電耗通常是以噸米耗電量來表示。20世紀(jì)80～90年代我國稻米加工企業(yè)噸米電耗約40kW·h；到2012年，我國稻米加工企業(yè)噸米電耗為49.1～53.4kW·h。按照一般出米率，100kg稻谷可出糙米77～78kg，標(biāo)準(zhǔn)米60～65kg，出精米55kg左右。目前，稻米加工企業(yè)噸米電耗為55kW·h以上，有的達(dá)到70～80kW·h，先進(jìn)水平與落后水平相比噸米電耗相差20kW·h以上。稻谷加工出米率僅為60%～64%，有時(shí)甚至更低，主要原因是稻米過度加工造成稻米的損耗。同時(shí)過度加工造成電耗和水耗等增加，使得稻米加工成本也隨之增加，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益減少，年利潤率及其低下，稻谷加工行業(yè)形式嚴(yán)峻。以一家日加工150t稻米加工企業(yè)為例，按每年加工300d計(jì)算，因技術(shù)水平導(dǎo)致每年耗電量相差90萬kW·h以上，按目前電價(jià)0.76元/kW·h計(jì)算，年電耗成本相差近70萬元。

3稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的主要控制途徑

稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，主要包括：從稻谷的接收、清理到調(diào)質(zhì)潤糙，到稻米的加工精度，所采用的加工工藝，設(shè)備的功率配備、操作與管理，以及風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計(jì)組合及操作，電力的配置及線耗等，均對稻米加工企業(yè)的節(jié)能降耗產(chǎn)生重要影響。稻米加工企業(yè)控制節(jié)能降耗，就需要全面控制各個環(huán)節(jié)，才能起到很好的作用。

3.1合理確定加工工藝

根據(jù)不同的稻谷品種，以及稻谷的特性，有針對性確定不同的加工工藝，包括：原糧清理、碾米、白米分級、拋光、色選等各個加環(huán)節(jié)。合理的加工藝能減少加工環(huán)節(jié)、降低能耗、提升品質(zhì)，在稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗中是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

3.2避開高峰用電期加工

在能夠滿足市場供應(yīng)的情況下，若稻米加工企業(yè)不需要全天連續(xù)生產(chǎn)，可以避開高價(jià)位用電期生產(chǎn)，避峰就谷。這樣雖不能減少電耗，卻因電價(jià)低，而能減少電費(fèi)支出，降低生產(chǎn)成本。一般可采用晚上加工，白天打包的方式。晚上電價(jià)相對較低，白天打包則可以減少晚班工人數(shù)量，減少人工工資成本，能最大限度的降低生產(chǎn)成本。以日產(chǎn)150t稻米生產(chǎn)線為例，兩班制生產(chǎn)，早班8：00～16：00，晚班21：00～5：00（次日），以湖南永州工業(yè)用電峰谷平的劃分及電價(jià)計(jì)，高峰電價(jià)：0.97元/kW·h，低谷電價(jià)：0.485元/kW·h，按平均噸米電耗70kW·h計(jì)算，則噸米電費(fèi)分別為：白班67.90元；晚班33.95元，電費(fèi)成本降低50%。

3.3選擇合理的礱谷工藝

在礱谷工段實(shí)施中，應(yīng)采取合理的膠輥線速差及緊輥壓力，盡量避免加工過程中過分追求高脫殼率，使脫殼率保持在85%～90%這個合理范圍之內(nèi)，并通過谷糙混合物篩理的使用，能有效保證后續(xù)工段糙米的純凈度。同時(shí)，選用配置振動喂料裝置機(jī)型的礱谷機(jī)，能夠在配備動力相同的情況下，實(shí)現(xiàn)均勻喂料，促進(jìn)產(chǎn)量的提高，并達(dá)到延長膠輥使用壽命的目的。若條件允許，可以將礱谷主線和回礱谷分開，做到回礱物料單獨(dú)礱谷，便于管理。生產(chǎn)實(shí)踐證明，合理的礱谷工藝的使用不僅能促進(jìn)噸米電耗的降低，還能使得碎米率降低1%，提高生產(chǎn)質(zhì)量。

在礱谷工段，先進(jìn)技術(shù)的使用能讓膠礱操作有著事半功倍的效果。如選用聚氨酯礱谷輥代替橡膠輥，提高線速度和保持線速度差，降低輥間壓力，改善谷粒入輥?zhàn)藨B(tài)提高谷粒入輥速度，掌握合理而穩(wěn)定的脫殼率，降低礱谷輥運(yùn)行中的溫升，正確安裝礱輥等，都能有效的提高膠礱操作工作效率。測驗(yàn)證明，加工粳稻36型膠礱的時(shí)產(chǎn)量可達(dá)5.56t，這個產(chǎn)量值已經(jīng)接近理論產(chǎn)量，并且礱谷電耗降幅達(dá)到了35.33%，僅1.08kW·h。

在碾米工段，控制碾米機(jī)的功率也是十分必要的。在滿足成品米要求和促進(jìn)出米率提高的基礎(chǔ)上，注重節(jié)能是工藝走向和設(shè)備配備過程中的重中之重。一般生產(chǎn)粳米工藝，如圖1所示即可生產(chǎn)健康米。生產(chǎn)雜交秈稻的工藝，如圖2所示。由于大中型稻米加工企業(yè)具備大批量生產(chǎn)的條件，可以將雙色選機(jī)串聯(lián)使用，在拋光前和拋光后各進(jìn)行一道色選。盡管色選機(jī)的實(shí)際耗電較小，但也需要根據(jù)實(shí)際情況來作為工藝處理，在不需要使用兩道色選的情況下，就盡量采用一道色選工藝，這樣能夠減少一次色選產(chǎn)生的能耗。只有在無法避免時(shí)，再開啟第二道色選工藝，在這個過程中，可用撥斗來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)與控制。碾米過程要掌握正確的加工精度，根據(jù)對全國稻米標(biāo)樣碾制的原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，當(dāng)糙米出白率降0.3%～0.5%時(shí)，精度會同樣提高相應(yīng)的幅度，其碾米耗電量也會相應(yīng)增加1.5%～2.3%。若當(dāng)出機(jī)稻米出白率低于出機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則需要將稻米進(jìn)行回機(jī)重碾，這樣稻米耗電量會增加4%～6%。一般情況下，精潔米碎米率的限值為5%（其中小碎米0.5%），一旦出機(jī)米中碎米含量較多，將會在白米分級中去除碎米，造成成品稻米的產(chǎn)量降低。因此，在保證加工精度的基礎(chǔ)上，提高光潔度、脫皮均勻度和白度，以及在操作碾米機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意降低碎米率，提高出機(jī)米的整齊度。

3.4合理運(yùn)用糙米調(diào)質(zhì)技術(shù)

糙米調(diào)質(zhì)工藝是在不改變原有碾米工藝、設(shè)備的基礎(chǔ)上，在礱谷與碾米工序之間，谷糙分離后的凈糙米進(jìn)入頭道碾米機(jī)前，增設(shè)糙米調(diào)質(zhì)機(jī)和潤糙倉（原工藝中的儲糙倉），即在原工藝中增加了工序。糙米調(diào)質(zhì)工藝與現(xiàn)行的干磨碾米相比有幾個顯著特點(diǎn)：脫胚容易，碾白均勻；減少碎米，提高出米率；減少電耗，降低成本；改善米飯食用品質(zhì)，口感好。

一般稻谷儲藏安全水分秈稻為13.5%，粳稻為14.5%，部分儲備糧甚至更低。因?yàn)楦刹氐牡竟让摎ず?，其糙米皮層與胚乳之間的粘結(jié)力緊密，難于碾削，如強(qiáng)行將干枯的糙米皮層脫去，則必然會使米粒受壓過大而碎米增多，并且電耗增大，只有進(jìn)行糙米調(diào)質(zhì)，才能解決此難題。目前較為成熟可靠的技術(shù)是對脫殼后的糙米進(jìn)行霧化著水，經(jīng)過40～60min的調(diào)質(zhì)，使糙米水分含量達(dá)到15.5%～16.5%。皮層的水分與白米籽粒水分梯度控制在2～3個百分點(diǎn)時(shí)，碾米效果顯著。具體須視稻谷品種、水份、溫度等因素確定。生產(chǎn)實(shí)踐證明，合理運(yùn)用糙米調(diào)質(zhì)技術(shù)，可以使整米率提高1%，還可提高大米的附加值，其中粳米可提高2.1%，秈雜交米可提高0.9%。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)際測定，使用糙米調(diào)質(zhì)工藝技術(shù)可使碎米率平均下降4%；出米率平均提高1.5%；碾米耗電下16-22%。

3.5合理控制加工精度

稻米加工過程中耗電最大的是碾米和拋光工段，碾米工段約占總電耗的45%，拋光工段約占總電耗30%。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，市場對成品稻米的口感和外觀要求也越來越高，加工企業(yè)為了迎合市場的需求，造成稻米過度加工，導(dǎo)致碾米和拋光工段電耗的比例還會持續(xù)增加。為了能夠在保證成品稻米品質(zhì)的同時(shí)，有效降低電耗、提高成品出率，必須采用多機(jī)輕碾和加濕拋光工藝。此外，在拋光前先對稻米使用涼米工藝進(jìn)行冷拋光，可以有效降低碎米率1%～2%。

確定成品稻米加工精度的決定性加工工藝是碾米工段，稻米加工精度與成品稻米的出率及營養(yǎng)價(jià)值成反比，與噸米電耗成正比。以國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)一等米的為基礎(chǔ)，稻米加工精度每提高1%，則出米率降低1.2%；當(dāng)精度每提高3%時(shí)，則出米率降低4.72%；碾米機(jī)電流每增加15%，則噸米電耗增加12%。因此，噸米電耗不斷增加的最主要原因，是由于加工精度不斷提高。導(dǎo)致加工企業(yè)過度加工，企業(yè)利潤降低，使成品售價(jià)提高，最終還是消費(fèi)者為過度加工埋單。

3.6合理優(yōu)化設(shè)備功率配備

稻米加工企業(yè)所用的電動機(jī)幾乎都是籠型異步電動機(jī)，它具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、制造成本和運(yùn)行費(fèi)用低廉、能在多塵的惡劣環(huán)境下連續(xù)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，通常電動機(jī)只有在滿負(fù)荷的80%以上，運(yùn)行時(shí)效率才較高，過大的電動機(jī)備用功率將導(dǎo)致電動機(jī)的效率和功率因素急劇降低。因此，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小來確定電動機(jī)的額定效率。稻米加工企業(yè)常用的異步電動機(jī)，均允許在負(fù)載為額定功率時(shí)連續(xù)運(yùn)行，并允許短時(shí)間超額定功率運(yùn)行。一般選配電動機(jī)時(shí)均留有一定量，運(yùn)行時(shí)不會未達(dá)到額定功率，以此避免因電壓和負(fù)載波動等原因，引發(fā)電動機(jī)過載保護(hù)裝置作用而斷電。有人認(rèn)為這種“大馬拉小車”（未達(dá)到額定值的欠載）的現(xiàn)象，不利于節(jié)約用電。電機(jī)的效率是衡量電動機(jī)是否節(jié)電的唯一標(biāo)準(zhǔn)，提高效率就意味著節(jié)約用電。稻米加工企業(yè)常用的中小型電動機(jī)效率約為0.75～0.90，所以一般電動機(jī)在負(fù)載率為0.75～0.8時(shí)效率最高。由此可見，電動機(jī)的運(yùn)行電流略低于額定電流，不僅有利于穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)約用電，還可以避免因負(fù)荷波動而斷電。采用閘門與設(shè)備電流、緩沖倉料位連鎖控制碾米機(jī)和拋光機(jī)等大功率加工設(shè)備，利用程序自動調(diào)控開關(guān)及大小，取代單純依靠人工操作穩(wěn)定進(jìn)機(jī)產(chǎn)量及設(shè)備電流，不僅能最大化地提高設(shè)備運(yùn)行效率，還能避免因人為操作導(dǎo)致的進(jìn)機(jī)量地波動，造成碎米率和電耗增加。

3.7科學(xué)設(shè)計(jì)風(fēng)網(wǎng)配備合理動力

確定風(fēng)網(wǎng)設(shè)備動力時(shí)，須對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，配備功率大小合理的電機(jī)，不可因盲目增加設(shè)備的安全系數(shù)，而導(dǎo)致使用功率過大的電機(jī)。實(shí)驗(yàn)證明，在通風(fēng)除塵工藝中，離心風(fēng)機(jī)電耗約占到整個加工電耗的25%，而電機(jī)運(yùn)載負(fù)荷達(dá)在到80%以上時(shí)，才具有較高的效率。另外，風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)必須以嚴(yán)格的計(jì)算為依據(jù)，在風(fēng)網(wǎng)電機(jī)選型時(shí)，不可因盲目增加安全系數(shù)，而依靠調(diào)整蝶閥開啟大小來調(diào)節(jié)風(fēng)網(wǎng)風(fēng)量，這種做法是不可取的。此外風(fēng)網(wǎng)的安裝也不可馬虎，良好的密閉性，是風(fēng)網(wǎng)通風(fēng)除塵效果的保證。經(jīng)常清理風(fēng)網(wǎng)管道及除塵器，不僅可以保證良好的通風(fēng)除塵效果，而且可以避免因風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)阻力增加，造成電耗不斷增加。

4結(jié)論

節(jié)能降耗是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，稻米加工企業(yè)應(yīng)高度重視稻米加工工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備管理、生產(chǎn)管理、工藝操作、設(shè)備操作及電力配備等各環(huán)節(jié)的控制。科學(xué)合理的選擇工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備是基礎(chǔ)，加強(qiáng)企業(yè)自身的綜合管理水平，提高管理人員的綜合素質(zhì)以及操作人員的技術(shù)水平是關(guān)鍵。在保證稻米加工精度、出米率、安全運(yùn)行等前提下，減少加工環(huán)節(jié)，降低損耗，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。在礱谷機(jī)、碾米機(jī)和潤糙調(diào)質(zhì)等方面，進(jìn)行合理配置，同時(shí)科學(xué)設(shè)計(jì)風(fēng)網(wǎng)，合理配置風(fēng)網(wǎng)動力，可使稻米加工的能耗大大降低。通過系統(tǒng)的多點(diǎn)控制，使稻米加工企業(yè)的節(jié)能降耗達(dá)到最佳狀態(tài)，以降低生產(chǎn)成本，給稻米加工企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。