米糠集中收集工藝設計的研究與探討

林 濤，李溫靜，劉平穩(wěn)，尹玉云

1.無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)2.河南省口岸食品檢驗檢測所 (鄭州 450003)

我國是全球最大的稻谷生產國和消費國，米糠是稻谷加工過程中產生的一種副產物，主要由果皮、糊粉層、胚、外層胚乳等組成，稻谷中米糠所占的比例約為8%～10%，米糠年產量約1 000～1 500萬t，米糠中富含膳食纖維、脂類、蛋白質、礦物質等多種營養(yǎng)素以及生物活性成分，按照不同組分分別加以利用，可以使米糠大幅增值，從而顯著提高其經濟價值。例如，米糠中的膳食纖維可以用于功能性食品或保健食品的生產開發(fā)，有利于預防腸道疾病、肥胖癥、高血壓等；米糠中的油脂含量為15%～20%，與大豆含油量相當，以米糠為原料制取的米糠油中脂肪酸、維生素、谷維素等營養(yǎng)成分有利于人體吸收，具有調節(jié)內分泌和血液循環(huán)，降低膽固醇，促進血液循環(huán)等功能。

根據米糠的品質不同，常用于飼料行業(yè)或者制取米糠油，此外可以利用米糠開發(fā)功能性食品、制取糠蠟、植酸、肌醇、谷維素等。在大米生產過程中米糠產量大，且米糠用途廣泛，因此，稻谷加工企業(yè)一般都會將米糠集中收集、打包、出售并計入企業(yè)的銷售收入，從而有利于企業(yè)充分利用資源，節(jié)約成本。企業(yè)根據米糠的不同用途、特性等，對米糠集中收集的工藝要求也不盡相同，常用的集中收集方式有氣力輸送和機械輸送，其中氣力輸送又分為正壓氣力輸送和負壓氣力輸送。

1 米糠集中收集工藝

早期的大米加工廠多為粗放式加工，技術裝備差，米糠收集比較分散，米機風網、拋光機風網以及碾米之后的后路除塵風網沉降后的米糠分別由人工單獨打包，每條線需4～5個人工打包點，勞動力成本高，且米糠打包過程中常伴隨有粉塵外溢，不僅影響打包工人的健康，而且影響車間衛(wèi)生環(huán)境，甚至有粉塵爆炸的隱患。

然而，隨著我國稻谷產能的連續(xù)穩(wěn)定增長以及科技的不斷進步，大米加工行業(yè)逐漸從粗放型向集約型轉變，稻殼、米糠等副產品的綜合利用技術也不斷取得了新的突破，因此，對米糠進行集中收集不僅可以減少勞動力成本，改善車間衛(wèi)生環(huán)境，而且機械化作業(yè)還可以提升企業(yè)的生產效率。

稻谷加工過程中的米糠集中收集主要來自于米機風網、拋光機風網以及碾米之后各工段的輸送設備、倉斗及除米機、拋光機之外的塵源設備組成的風網，各風網收集的米糠通過剎克龍或高壓脈沖除塵器出口的關風器排出，進入米糠集中收集系統(tǒng)后再進行集中打包，常見的米糠集中收集及輸送方式有氣力輸送和機械輸送。

1.1 氣力輸送

米糠的氣力輸送方式分為正壓氣力輸送和負壓氣力輸送，其中正壓氣力輸送多采用羅茨風機、正壓關風器正壓吹送然后通過旋風分離器(以下簡稱“剎克龍”)、負壓關風器、高壓脈沖除塵器及離心風機組成的風網系統(tǒng)沉降后入米糠倉打包(見圖1)；負壓氣力輸送主要通過剎克龍、負壓關風器、高壓脈沖除塵器及離心風機組成的負壓風網集中匯集負壓吸送至米糠倉打包(見圖2)。

圖1 正壓輸送收集米糠

圖2 負壓輸送收集米糠

正壓氣力輸送可以實現一點進料多點卸料，其中，一點進料需要結合機械輸送將米糠集中收集至正壓關風器進料斗，多點卸料需要配置雙路閥來實現；負壓氣力輸送可以實現多點進料一點卸料，米糠倉倉容較大時也可以結合機械輸送來提高米糠倉的裝滿系數。因此，正壓氣力輸送需要結合機械輸送才能發(fā)揮作用，而負壓氣力輸送既可以獨立發(fā)揮作用，也可以選擇性地結合機械輸送以滿足工藝要求。兩種輸送方式的氣力輸送參數對比見表1。

表1 正壓氣力輸送與負壓氣力輸送參數對比表

1.2 機械輸送

米糠的機械輸送國內多是采用螺旋輸送機或刮板輸送機進行收集匯總，根據輸送高度的需求，可選擇搭接斗式提升機將米糠集中收集打包或入倉暫存后打包(見圖3)。

圖3 機械輸送收集米糠

機械輸送相對于氣力輸送，不受風網管路中風量、風壓等參數波動的影響，可以更均勻、穩(wěn)定地輸送米糠；但機械輸送的輸送路線相對固定，不如氣力輸送方式靈活。

2 不同米糠收集方式的研究與對比分析

米糠收集方式的選擇需要根據設備投資、能耗以及維護檢修的便利性等因素綜合考慮，以日產150 t大米加工生產線為例，每小時處理稻谷量為10.5 t，米糠產量(全生產線計算)約1.0 t/h。米糠輸送距離距離考慮25 m和50 m兩種情況，且集中收集于米糠暫存?zhèn)}，3種收集方式所需的裝機容量、投資估算及優(yōu)缺點對比分析見表2。

表2 三種米糠輸送方式的裝機容量、投資估算及優(yōu)缺點對比分析

3 結論

米糠的收集輸送對整個生產工藝的連續(xù)穩(wěn)定運行至關重要，在進行稻米加工工藝設計時，主要分以下3種情況分析：

(1)對于多條生產線的大規(guī)模生產車間，米糠的輸送距離相對較長，建議采用正壓氣力輸送方式收集米糠，設計時需要盡可能減少管路中的彎頭，輸送濃度比不宜太高，且需要設置較大的彎頭半徑，以減少風網阻力，避免堵料。此外，與彎頭連接的帶料立管上建議設置視鏡，便于觀察管道內的物料流動情況，與彎頭連接的帶料水平管上建議設置檢修口，便于堵料時檢修；

(2)對于設備布局復雜，米糠收集點多而分散，但是生產線規(guī)模適中的情況，可以考慮采用負壓氣力輸送的方式收集米糠，提高輸送效率，簡化生產工藝，但管路需要定期檢查清理，同時應設置管道壓力或者風速檢測裝置，及時發(fā)現并排除故障.

(3)對于生產規(guī)模較小、布局緊湊的生產車間建議采用機械輸送方式收集米糠，降低投資的同時可以實現節(jié)能降耗，日常檢修及維護也相對簡單。

綜上所述，鑒于米糠存在一定粘性，且大米加工企業(yè)行業(yè)利潤普遍偏低，大米加工廠的運營追求生產連續(xù)性，并且兼顧能耗和投資的經濟性，米糠輸送一般不建議設計為長距離、高濃度比輸送，但是隨著智能化、信息化的不斷發(fā)展，大米車間的加工規(guī)模也在不斷擴大，米糠收集方式的具體選用還是需要根據生產線的規(guī)模、資金投入的多少以及車間布局等因素綜合考慮確定。