常見大米加工車間工藝布置方式及特點分析

◎程 飛，夏永星，葉 堅

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

常見大米加工車間工藝布置方式及特點分析

◎程 飛，夏永星，葉 堅

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

結合工程設計實際，針對目前國內大米加工行業(yè)內常見的車間工藝布置方式進行探討分析。根據(jù)各種布置方式的特點，提出其適應場合，為米廠工藝設計提供參考。

大米加工；加工；設計

2010年以來，我國大米產量一直呈增長態(tài)勢，2012年產量增長高達22%，此后4年一直保持在年產1億t以上的高位。2015年，我國大米年消費量在1.4億t以上，是世界上最大的大米消費國。龐大的市場需求，為我國大米加工業(yè)的發(fā)展提供了有利的客觀條件。經(jīng)過近20年的技術引進和發(fā)展，目前我國的大米加工業(yè)已趨向完備，工藝設計也基本趨于成熟，筆者通過近幾年的設計體會，對目前常見的車間工藝布置方式及特點進行總結和分析［1］。

大米加工工藝分3個階段：稻谷清理工段、礱谷分離工段、碾米及成品整理工段。各工段均設除塵及副產物收集與處理［2］。

稻谷清理工段工藝流程為：稻谷→初清→去雜（沙石、金屬及稗粒等）→凈谷。

礱谷分離工段工藝流程為：凈谷→礱谷→稻殼分離→谷糙分離→凈糙。

碾米及成品整理工段工藝流程為：凈糙→一次碾白→二次精碾→分級→涼米→白米分級→拋光→白米分級→二次拋光→滾筒精選→色選→配米→計量包裝→成品入庫。

工藝設計布置主要以上述基本流程為基礎，根據(jù)原料特性、市場需求、產品特點進行合理布局和設計，以求達到最佳使用功能和目的。

1 工藝布置種類及特點

1.1 棚式布局

棚式布局方式主要用于100 t/d以下加工能力的工藝設計，多應用于30 t/d、50 t/d、70 t/d等加工廠，工藝流線短，布置簡單，總體投資低。適合于小型加工廠、糧庫內配套應急加工或用于出口型的成套機組采用。

建筑設計主要采用大跨度門鋼結構，中間無柱設計，可以最大限度地利用棚內空間布置設備，設備平臺可采用混凝土或鋼結構。設備布置呈“一字型”布置，長度短，便于操作和管理。 典型布置形式如圖1所示。

圖1 典型棚式布局剖面圖

1.2 天井式布局

天井式布局方式主要利用車間內設備平臺和土建空間形成車間內天井，利于采光，使得車間內寬敞明亮。該布置方式主要用于100～300 t/d加工能力的工藝設計，可以根據(jù)用戶使用習慣和地域特點需要進行單線或者雙線布置。雙線布置具有一定的靈活性，可根據(jù)市場需要靈活進行生產安排，適用于中型規(guī)模的加工廠采用。

設計形式主要有兩種：（1）采用鋼結構外棚配混凝土平臺設計，主要利用大跨度鋼結構無柱設計，利用混凝土或鋼結構平臺布置設備。優(yōu)點是采用鋼結構施工，安裝周期短，投資相對節(jié)省，缺點是車間整體形象略差。私企米廠多采用此種形式，典型實例如圖2所示。

（2）采用混凝土樓房結構配鋼結構吊掛設計，利用局部鋼平臺吊掛以節(jié)約土建成本。優(yōu)點是混凝土建筑設計可大大增加車間使用壽命和減少車間噪音，提升企業(yè)整體形象，保證食品安全。缺點是建設周期較長，整體投資略高。典型實例如圖3所示。

圖2 典型鋼結構外棚天井式布局

圖3 典型混凝土結構天井式布局

1.3 平鋪式布局

隨著企業(yè)規(guī)?；陌l(fā)展，配備參觀走廊，提升品牌形象，保證食品安全日益成為大米加工企業(yè)關注的焦點，車間設計形式也隨之改變。促使發(fā)展了平鋪式布局的米廠設計形式。主要建筑方案為3層混凝土結構布置，第1層為提升設備基座層，第2層為主機設備層，第3層為緩沖及提升設備機頭層，分層布置實現(xiàn)了各類設備分區(qū)管理。

平鋪式布局中，參觀走廊和主機設備集中于2層布置，與控制室處于同一層，便于設備管理和維護，其產量區(qū)間在100～1 000 t/d。受制于單機產量的限制，100～220 t/d生產線可以采用單線布置，大于220 t/d的生產線需雙線或多線平行布置。平鋪式布局因采用多層混凝土結構，優(yōu)點在于各層布置分工明確，便于生產區(qū)和參觀區(qū)的隔離；缺點是土建造價較高。但因功能分區(qū)明確，設施齊全，滿足食品安全的要求，日益成為用戶的首選。

典型平鋪式平面布局圖及現(xiàn)場圖如圖4、圖5所示，一般設置參觀走廊、設備區(qū)、除塵區(qū)和管理區(qū)4大區(qū)域，設備區(qū)可根據(jù)車間產量進行單線或多線平行布置，參觀走廊使用玻璃幕墻與主設備層進行隔離；除塵區(qū)與設備區(qū)使用實墻充分隔開；管理區(qū)一般面向主設備區(qū)進行設置。

圖4 主設備層典型平面分區(qū)圖

圖 5 平鋪式布局主設備層圖

1.4 高層布局

平鋪式布局考慮到米機、拋光機等主機操作需要人工操作，主機一般集中布置于同一層，便于操作，減少人員數(shù)量。但隨著經(jīng)濟發(fā)展，在經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，土地日益成為稀缺資源，平鋪式布局占地面積大，土地利用率低的問題日益顯現(xiàn)。

隨著國內近幾年單機加工設備尤其是多聯(lián)立式米機的研發(fā)應用，自動化程度也隨著提高，高層布置的設計方式日益成為發(fā)達地區(qū)米廠設計的趨勢，高層布局充分利用高度空間發(fā)展，設備布置逐層展開，將目前仍需要人員操作的設備盡量集中布置于一層，如圖6所示。既解決了平鋪式布局占地面積大的問題，又保證了操作的便利。

此布局缺點是對米廠管理和自 控設備的配備提出了較高要求，需要企業(yè)加大投入自控設備方面的配置，利用溫度、濕度等傳感參數(shù)來指導生產，保證產品質量的穩(wěn)定性。

圖6 典型高層布局立面圖

2 結語

作為傳統(tǒng)加工行業(yè)，車間工藝設計不僅應保證其工藝的連續(xù)性，通過合理的工藝組合形成一條運行成本低、經(jīng)濟效益高的生產線，還需在設計初期即考慮建設周期、土建成本、設備投資和企業(yè)形象等各個方面，保證企業(yè)綜合效益。本文分析的4種是目前國內常見的車間工藝布置形式，產量區(qū)間分布于30～1 000 t/d的各個生產領域。在具體項目設計中，根據(jù)業(yè)主需求、產品原料、設備選型的不同，可采用一種或多種形式相結合的方式進行整體設計。只有因地制宜，才可以設計出兼具適用性和科學性的米廠。

［1］陳斯建，程 飛，張 鎮(zhèn)，等.大米加工業(yè)發(fā)展趨勢及工藝設計研究［J］.現(xiàn)代食品，2016（8）：51-56.

［2］周顯青.稻谷加工工藝與設備［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2011.

Analysis on the Common Engineering Design of Rice Processing Industry

Cheng Fei， Xia Yongxing， Ye jian
（COFCO Engineering and Technology（Zhengzhou）Co. Ltd， Zhengzhou 450053， China）

According to the actual engineering design and project， this paper analyzed the common layout in the rice processing， took afford different appropriate and range to each layout while put forward the existing problems.Hopefully that this paper can give a reference to the new engineering design in the future rice processing industry.

Rice processing； Engineering design；Analysis

TS212.8

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.14.029

程飛（1987-），男，助理工程師；主要研究方向為大米工程設計。