糧食篩下物處理工藝改造對過篩作業(yè)的影響分析*

馮帥輝 楊文勇 甘濟(jì)升

(中央儲備糧廣東新沙港直屬庫有限公司 523147)

近年來我國進(jìn)口糧食不斷增加并持續(xù)處于高位，國內(nèi)市場對糧食需求越來越大[1]。目前新糧上市時雜質(zhì)一般在1.5%～2.5%[2]，國家糧食和物資儲備局要求入倉儲糧雜質(zhì)含量應(yīng)嚴(yán)格控制在1%以內(nèi)[3]。糧食中雜質(zhì)過多會導(dǎo)致發(fā)熱和霉變，嚴(yán)重降低儲備糧的品質(zhì)[4]。

糧食清理除雜工藝是糧食存儲過程中的一個重要環(huán)節(jié)[5]。小批量的糧食清理除雜作業(yè)中，篩下物總量少，篩下物處置效率對整體過篩作業(yè)效率影響不大。而在大型機(jī)械化糧庫中，由于日吞吐作業(yè)量大(通?？蛇_(dá)一萬噸)，在糧食過篩清理中會產(chǎn)生大量篩下物，如果篩下物處理不及時，會直接制約過篩效率。目前國內(nèi)針對糧食過篩清理作業(yè)中篩下物處理工藝的研究較少[6-8]。

中央儲備糧廣東新沙港直屬庫有限公司(以下簡稱新沙港直屬庫)地處珠江糧食流通走廊的重要物流節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)有倉容58萬噸，在建15.28萬噸，是中儲糧儲運(yùn)有限公司在華南地區(qū)主要糧食儲備中轉(zhuǎn)港口庫[9]。新沙港直屬庫利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施對原有糧食篩下物處理工藝進(jìn)行改造升級，提升了過篩效率，節(jié)約了作業(yè)成本。

1 改造前篩下物處理工藝

改造前的篩下物處理工藝如圖1所示：原糧經(jīng)過立筒庫六樓的組合式清理篩篩分處理后通過溜管1滑落到外部露天的篩下物緩存?zhèn)}1。隨后，勞務(wù)人員手動控制緩存?zhèn)}1底部閘門開合，套袋放料，使用手動縫包機(jī)縫包?？p包后的篩下物經(jīng)叉車運(yùn)輸?shù)降匕醴Q重，記錄數(shù)據(jù)后再由叉車運(yùn)輸?shù)綐欠總}碼垛存放。存放的袋裝篩下物可根據(jù)需要繼續(xù)保管或者裝車出庫。篩下物打包點(diǎn)、地磅、樓房倉存放點(diǎn)三個位置構(gòu)成三角形，路徑長度為600 m。

注：1.組合式清理篩 2.溜管1 3.緩存?zhèn)}1 4.地磅 5.叉車 6.袋裝篩下物垛 7.樓房倉圖1 改造前的工藝流程

2 存在的問題

2.1 作業(yè)效率低

平均過篩產(chǎn)量低；緩存?zhèn)}1容積小，易滿倉，導(dǎo)致頻繁停料；人工裝袋、縫包、搬運(yùn)作業(yè)量大且速度慢；室外作業(yè)，易受天氣影響暫停作業(yè)。

2.2 設(shè)備器材利用率低

輸送原糧的皮帶輸送機(jī)、斗式提升機(jī)等大型設(shè)備空載作業(yè)時間長；組合式清理篩過篩產(chǎn)量未達(dá)到最大產(chǎn)量的一半；人工控制放料，袋裝篩下物重量誤差大，編織袋有效利用容積僅為40%～50%。

2.3 成本高

作業(yè)環(huán)節(jié)多，勞務(wù)人員需求量大，人工成本高；作業(yè)時間長，叉車燃油成本高。

2.4 安全系數(shù)低

篩下物打包作業(yè)面積僅有18.5 m2，作業(yè)面狹窄，人車穿插，危險性大；此外打包點(diǎn)位于庫區(qū)主干道右側(cè)，往來車輛人員多，存在安全隱患。

3 改造后篩下物處理工藝

3.1 改造后工藝流程概述

改造后的工藝流程如圖2所示，其在保留了原工藝流程的同時實(shí)現(xiàn)了篩下物打包和散裝出庫兩種作業(yè)功能，兩者均為室內(nèi)作業(yè)，其中打包作業(yè)又可分為單線打包和雙線打包兩種作業(yè)方式，打包作業(yè)面積為40 m2。

注：1.組合式清理篩 2.斗式提升機(jī) 3.溜管3 4.刮板輸送機(jī) 5.溜管4 6.溜管5 7.緩存?zhèn)}2 8.氣動閘門 9.氣動三通2 10.計量打包秤 11.移動式自動縫包機(jī) 12.登高皮帶機(jī) 13.樓房倉 14.袋裝篩下物垛 15.滑糧槽 16.散料運(yùn)輸車 17.裝車倉 18.地磅 19.溜管2 20.氣動三通1圖2 改造后的工藝流程

改造后的篩下物處理工藝在溜管1上安裝氣動三通1，控制篩下物通過溜管2到達(dá)斗式提升機(jī)基座。篩下物經(jīng)過斗式提升機(jī)提升后，通過溜管3下落到刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)可以將篩下物從立筒庫輸送至樓房倉。

打包作業(yè)中，刮板輸送機(jī)上的篩下物經(jīng)過溜管5滑落到緩存?zhèn)}2，人員控制緩存?zhèn)}2倉底氣動閘門開合放料，過篩作業(yè)時該閘門保持常開。隨后配備了兩臺計量打包秤和兩臺移動式自動縫包機(jī)，可根據(jù)需要控制氣動三通2選擇單線打包或雙線打包作業(yè)。放料后，篩下物進(jìn)入計量打包秤實(shí)現(xiàn)自動稱重計量，經(jīng)移動式自動縫包機(jī)包裝。包裝后的袋裝篩下物可選擇叉車、登高皮帶機(jī)、滑糧槽三種方式輸送到不同的樓層保管，還可以通過滑糧槽直接裝車出庫。

散裝出庫作業(yè)中，刮板輸送機(jī)上的篩下物經(jīng)過溜管4滑落入原散糧裝車倉暫存，隨后通過散料裝車的方式經(jīng)地磅稱重計量后出庫。

3.2 主要設(shè)備類型

3.2.1 清理設(shè)備 選用組合清理篩，型號為：LKAA-TAS-206/6。最大清理作業(yè)產(chǎn)量為200 t/h。

3.2.2 計量打包秤 選用包裝秤搭配AMC501-U包裝控制器。該打包秤可以實(shí)現(xiàn)自動放料、稱重、計數(shù)等功能，單次稱重值可調(diào)。

3.2.3 自動縫包機(jī) 選用GK35系列封包縫紉機(jī)。該縫包機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動縫包，剪線，提高縫包效率，降低勞動強(qiáng)度。

3.2.4 閘門 選用電控氣動閘門。

3.2.5 除塵設(shè)備 全過程配備除塵風(fēng)網(wǎng)裝置。選用LCR-12/10插入式脈沖袋式除塵器在篩下物進(jìn)料口、出料口進(jìn)行吸風(fēng)除塵，降低粉塵。

3.3 技術(shù)特點(diǎn)

改造后的篩下物處理工藝在原有清理設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過增添溜管、氣動三通等，利用新沙港直屬庫原有工藝中的斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)、裝車倉等設(shè)備設(shè)施，組建新的工藝流程，實(shí)現(xiàn)新的功能。樓房倉三樓和四樓均為閑置空間，打包秤、縫包機(jī)、除塵器、登高皮帶機(jī)、插入式除塵器和緩沖倉2等均為閑置設(shè)備設(shè)施，通過翻新、優(yōu)化、改造升級重新利用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效。

4 取得的成果

4.1 過篩作業(yè)效率提高

2022年，新沙港直屬庫進(jìn)口一批烏克蘭玉米，玉米破碎多，雜質(zhì)含量嚴(yán)重超標(biāo)。改造工藝完成后，新沙港直屬庫對這批玉米使用改造前打包和改造后單線打包分別進(jìn)行8 d的原糧過篩清理作業(yè)。統(tǒng)計每天篩后原糧數(shù)量和過篩作業(yè)時間，以篩后原糧數(shù)量除以過篩作業(yè)時間得到平均過篩產(chǎn)量，并以此衡量過篩效率，去掉最大值和最小值減小數(shù)據(jù)誤差，得到的數(shù)據(jù)分別如表1和表2所示。

表1 改造前平均過篩產(chǎn)量

表2 改造后單線打包平均過篩產(chǎn)量

由表1和表2可知：改造前平均過篩產(chǎn)量為88.91 t/h，僅達(dá)到組合式清理篩最大產(chǎn)量的44.45%。改造后單線打包平均過篩產(chǎn)量是改造前的1.64倍，組合式清理篩使用率提高28.59%。通過篩下物雙線打包和散裝出庫兩種方式進(jìn)行過篩作業(yè)得到的平均過篩產(chǎn)量與單線打包得到的平均過篩產(chǎn)量相同，這是由于在緩存?zhèn)}2和裝車倉未滿的前提下，使用三種工藝的過篩作業(yè)均是持續(xù)進(jìn)行，前兩者僅降低篩下物處理時間，并不影響原糧過篩作業(yè)時間。

4.2 有效作業(yè)時間增加

緩存?zhèn)}容積是制約過篩作業(yè)時間的一個重要因素，緩存?zhèn)}滿，原糧過篩作業(yè)停料，待緩存?zhèn)}空有一定容積后方可繼續(xù)作業(yè)。

改造前后不同工藝對應(yīng)的過篩作業(yè)時間如表3所示。由表3可知：改造前，設(shè)備50%時間處于空載狀態(tài)。改造后緩存?zhèn)}2容積是改造前緩存?zhèn)}1容積的48倍，使用單線打包進(jìn)行過篩作業(yè)時連續(xù)過篩作業(yè)時間延長56倍；且緩存?zhèn)}2滿后，相關(guān)輸送設(shè)備可以停止，避免空載運(yùn)行。雙線打包或散裝出庫作業(yè)中篩下物處理速度快，能夠保證緩存?zhèn)}2或裝車倉一直留有空余，原糧過篩不用停料，連續(xù)作業(yè)，使得原糧除雜清理擺脫篩下物緩存?zhèn)}滿，無處存放的制約。

表3 不同工藝對應(yīng)的作業(yè)時間

4.3 節(jié)約成本

過篩作業(yè)中，人工成本：41.25元/h，叉車燃油成本：燃油4 L/h，單價8.12元/L。以10000 t原糧過篩清理為例，根據(jù)表1和表2中平均過篩產(chǎn)量計算出理論過篩作業(yè)時間；根據(jù)表3中過篩作業(yè)時間和停料時間的關(guān)系計算出實(shí)際過篩作業(yè)時間；根據(jù)實(shí)際過篩作業(yè)時間、人工成本和燃油成本計算出每噸原糧過篩所需的單位人工成本、單位燃油成本和單位總成本；相關(guān)結(jié)果如表4所示。

表4 不同工藝對應(yīng)的成本

由表4可知：篩下物出庫中，散裝出庫用工量最少且不需要使用叉車，因此所需單位人工成本和單位燃油成本最低，相比改造前分別減少94.96%和100%，單位總成本節(jié)約12.03元。打包作業(yè)中，單線打包所需用工量最少，人工成本最低為3.39元/t；雙線打包單位燃油成本最低，為0.44元/t，這是由于叉車實(shí)際作業(yè)時間相比單線打包降低了1.5倍；單線打包所需單位總成本最低，相比改造前降低67.83%，相比雙線打包單位總成本減少0.34元。實(shí)際作業(yè)中可根據(jù)篩下物的處理方式、工期、成本選擇相適應(yīng)的工藝流程。

4.4 篩下物處理效率提高

由表5可知，改造后，單線打包作業(yè)的篩下物處理效率為10.24 t/h，相比改造前提高39.51%，當(dāng)天過篩作業(yè)產(chǎn)生的篩下物會在緩存?zhèn)}2中留有剩余；雙線打包作業(yè)效率加快，可以100%處理當(dāng)天過篩作業(yè)產(chǎn)生的篩下物；散裝出庫作業(yè)通過散料運(yùn)輸車裝車出庫處理篩下物，裝車倉容積大于當(dāng)天過篩產(chǎn)生的篩下物重量，只需合理安排車輛裝車出庫，也可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)天篩下物的100%處理。

表5 不同工藝對應(yīng)的篩下物處理效率

4.5 安全系數(shù)提高

篩下物處理由室外作業(yè)改為室內(nèi)作業(yè)，打包作業(yè)面積增加2.16倍，叉車作業(yè)距離減小20倍，單雙線作業(yè)分離，避免了交叉作業(yè)；作業(yè)靈活性提高，全天候均可作業(yè)，外界環(huán)境、氣候等因素影響減弱；采用密封、通風(fēng)除塵等方式，有效防止粉塵外溢，大幅降低空氣中含塵濃度，減小粉塵爆炸的可能性。

5 結(jié)語

隨著國際國內(nèi)糧食需求量的與日俱增，中儲糧企業(yè)糧食中轉(zhuǎn)和儲備任務(wù)越來越重，大批量糧食進(jìn)出作業(yè)也越來越多，小型糧食過篩及篩下物處理工藝已經(jīng)逐漸跟不上時代的需要，如何在保證糧食品質(zhì)的前提下，大規(guī)模地提高糧食過篩除雜效率，降低篩下物處理對過篩作業(yè)的影響是擺在我們面前的一個重要課題。在今后的工作中，我們還要逐步探索新方法、新工藝，逐漸找到兩者中的平衡點(diǎn)。

中央企業(yè)要在節(jié)能減排工作中發(fā)揮表率作用，循環(huán)利用資源，有效節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)成本。通過企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)改造的優(yōu)化升級，促進(jìn)企業(yè)良性發(fā)展。