糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的糧食清理工藝研究

◎ 鮑小義，單 良，王長鳳，王玲玲，尹鴻翔

（中糧工科迎春農(nóng)牧機(jī)械（山東）有限公司 ，山東 東營 257092）

我國的優(yōu)質(zhì)糧食工程于2017 年底啟動實(shí)施，全面開始集中建設(shè)糧食產(chǎn)后服務(wù)，截至目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)糧大縣全覆蓋[1]。糧食產(chǎn)后服務(wù)中心是針對市場化收購條件下種糧農(nóng)民收糧、儲糧、賣糧、清理和烘干等諸多難題，建立專業(yè)化、現(xiàn)代化的經(jīng)營性糧食產(chǎn)后服務(wù)中心，有償為種糧農(nóng)民提供“代清理、代干燥、代儲存、代加工和代銷售”等“五代”服務(wù)[2]。

糧食產(chǎn)后服務(wù)中心為種糧農(nóng)民提供的“代清理”是糧食產(chǎn)后服務(wù)中心收糧工作的第一步，也是關(guān)系到糧食產(chǎn)后服務(wù)中心運(yùn)營效果（烘干品質(zhì)和儲存品質(zhì)）的關(guān)鍵一步，其“代清理”的效果以及設(shè)備工廠化程度是關(guān)系到糧食產(chǎn)后服務(wù)中心運(yùn)營效果的關(guān)鍵因素之一。為此，本文從糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項(xiàng)目的常見糧食清理工藝的清理效果以及工廠化程度方面進(jìn)行分析，結(jié)合已實(shí)踐的糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的糧食清理工藝情況，探討提升糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的運(yùn)行效果，從而達(dá)到提升糧食安全和糧食提質(zhì)升檔的目的。

1 糧食產(chǎn)后服務(wù)中心接收糧食的狀況

糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的糧食一般是指從種糧農(nóng)民田間地頭接收的糧食，是直接從大型收割機(jī)械中獲得的糧食。從田間地頭獲得的糧食受自然天氣原因、糧食作物的成熟程度、收割機(jī)械的先進(jìn)程度及運(yùn)行狀態(tài)等因素影響，其所含的水分偏差較大（2021 年10 月份在華東地區(qū)遭受連日的陰雨天氣，某華東糧食產(chǎn)后服務(wù)中心接收的玉米水分達(dá)到39%），糧食中摻雜的秸稈等雜質(zhì)大小不均勻，且雜質(zhì)含量也比較大（據(jù)某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的不完全統(tǒng)計(jì)，直接從田間地頭接收的糧食中所含雜質(zhì)的比重達(dá)到11%）。因此，從田間地頭接收糧食的清理與飼料、淀粉、面業(yè)等加工工廠接收糧食的清理存在很大的差異，不能直接選用現(xiàn)有加工廠的清理設(shè)備和清理工藝。

通常糧食中的雜質(zhì)按照相對于糧食顆粒的大小來分，比糧食顆粒大的為大雜質(zhì)，比糧食顆粒小的為小雜質(zhì)；按照相對于糧食顆粒的比重來分，比糧食顆粒重的為重雜質(zhì)，比糧食顆粒輕的為輕雜質(zhì)。

某華東糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的玉米接收實(shí)景如圖1所示，可以明顯看到玉米中玉米芯等雜質(zhì)含量較多。

圖1 某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的玉米接收實(shí)景圖

2 糧食產(chǎn)后服務(wù)中心常見糧食清理工藝及存在的問題

針對從田間地頭接收的糧食，在糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項(xiàng)目中有自己的清理工藝，其清理工藝一般比較簡單，多是采用人工調(diào)整移動式皮帶機(jī)和移動式清理篩的組合，清理效率較低，人力資源要求比重較大，且工作環(huán)境較差。

在糧食產(chǎn)后服務(wù)中心中，常見玉米、小麥等糧食的清理工藝有以下2 種方式。

2.1 雙筒初清篩清理工藝及設(shè)備組成

雙筒初清篩的清理工藝（見圖2），主要設(shè)備是垂直輸送設(shè)備斗式提升機(jī)（或者移動式皮帶機(jī)）和清理設(shè)備雙筒清理篩。雙筒清理篩可以清除玉米、小麥等糧食作物中的較大雜質(zhì)和較小雜質(zhì)，但輕雜質(zhì)無法清理（此清理工藝中的輕雜質(zhì)如需清理，需要另加風(fēng)選設(shè)備）。雙筒清理篩在糧食含有水分不超標(biāo)的場所使用效果較好，且清理糧食的能力較大。例如，所含水分達(dá)標(biāo)玉米，雙筒初清篩的清理能力可達(dá)到150 t·h-1。雙筒清理篩增加上除塵設(shè)備（沙克龍、脈沖等），可以實(shí)現(xiàn)粉塵不外溢，能達(dá)到環(huán)保要求，在現(xiàn)代化的工廠中得到廣泛使用。雙筒初清篩在飼料、淀粉、糧食物流等行業(yè)應(yīng)用廣泛，其清除大雜質(zhì)效率達(dá)到87%～90%[3]，市場反饋效果較好。

圖2 某雙筒清理篩的清理現(xiàn)場實(shí)景圖

2.2 雙筒初清篩清理工藝存在的問題

從田間地頭直接接收的糧食所含水分量的多少以及所含水分的不均勻性，且摻雜著與糧食顆粒偏差不大的、較潮濕的玉米芯碎段，這些糧食采用雙筒初清篩的清理效果不好，且潮濕的雜質(zhì)極易堵塞下雜口、篩網(wǎng)等，增加設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。根據(jù)某華東糧食產(chǎn)后服務(wù)中心統(tǒng)計(jì)，雙筒初清篩清理從田間地頭接收的糧食的除雜能力≤60%。

從田間地頭直接接收的糧食采用雙筒篩清理后如直接進(jìn)行烘干作業(yè)，由于糧食清理不徹底所含有的雜質(zhì)較多，將會降低糧食烘干的品質(zhì)，增加烘干的能耗（例如1 t 雜質(zhì)降10%水分：能耗在105 000～115 000 kCal，天然氣用量約為12.5～13.7 m3）。

同時，清除雜質(zhì)不徹底糧食經(jīng)烘干進(jìn)入糧倉儲存時，因?yàn)槠浜休^多的有機(jī)雜質(zhì)，將會在糧倉內(nèi)形成“雞窩”[4]。由于“雞窩”的存在將會增大糧食的患蟲害率，從而對糧食安全儲存造成很大危害。含有雜質(zhì)較多的糧食進(jìn)入后續(xù)的加工環(huán)節(jié)，也會影響糧食的加工品質(zhì)，從而影響糧食的提質(zhì)升檔。

2.3 雙比重糧食精選機(jī)清理工藝及設(shè)備

雙比重糧食精選機(jī)的清理工藝（見圖3），主要設(shè)備是垂直輸送設(shè)備斗式提升機(jī)（或者移動式皮帶機(jī)）和清理設(shè)備雙比重糧食精選機(jī)。雙比重糧食精選機(jī)能清理糧食物料的較大雜質(zhì)、較小雜質(zhì)、輕雜質(zhì)。雙比重糧食精選機(jī)能適應(yīng)清理各種工況的糧食作物，且清理效果好。

圖3 某雙比重糧食精選機(jī)的清理現(xiàn)場實(shí)景圖

2.4 雙比重糧食精選機(jī)清理工藝及存在的問題

從田間地頭直接接收的糧食，采用雙比重糧食精選機(jī)進(jìn)行清理能達(dá)到較好的清理效果，但雙比重糧食精選機(jī)的糧食清理能力較小，市場上常見的型號清理能力≤20 t·h-1。同時，雙比重糧食精選機(jī)的結(jié)構(gòu)原理造成其在工作的同時會產(chǎn)生較大的揚(yáng)塵，并且受設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響造成揚(yáng)塵的收集、處理比較困難，導(dǎo)致工作現(xiàn)場粉塵較大，人員工作時存在健康隱患。因此，雙比重糧食精選機(jī)特別適用于農(nóng)戶自己使用或者在環(huán)保要求不高的小型加工場所使用。

雙比重糧食精選機(jī)受限于設(shè)備處理能力和環(huán)境因素的影響，這種形式的清理工藝很難應(yīng)用在現(xiàn)代化工廠中。從圖3 某雙比重糧食精選機(jī)工作實(shí)景照片，可以看到工作現(xiàn)場揚(yáng)塵情況。

3 某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心糧食清理工藝的運(yùn)用

3.1 已實(shí)踐某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的項(xiàng)目概況

已實(shí)踐的某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項(xiàng)目位于華東地區(qū)，占地面積5.37 hm2，主要服務(wù)于周邊種地農(nóng)民糧食的清理、烘干、儲存、加工以及糧食購銷的經(jīng)營服務(wù)等。此項(xiàng)目主要收儲糧食種類有玉米、小麥、高粱，糧食接收能力為100～120 t·h-1。此項(xiàng)目擁有稱重系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)，液壓翻板卸糧系統(tǒng)，300 t·d-1的連續(xù)烘干塔2 座（采用熱源為天然氣），500 t 的裝配式全鋼錐底潮糧倉2 座，1 000 t 的裝配式全鋼錐底糧食周轉(zhuǎn)倉10座，進(jìn)、出倉輸送系統(tǒng)，倒倉系統(tǒng)，發(fā)放系統(tǒng)，烘干塔的進(jìn)、出塔輸送系統(tǒng)，PLC 智能化控制系統(tǒng)，清理系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，3 座10 000 t 標(biāo)準(zhǔn)平房倉等（見圖4工藝流程圖）。

圖4 工藝流程圖

3.2 已實(shí)踐某糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的主要清理工藝設(shè)計(jì)要求

此項(xiàng)目的清理工藝設(shè)計(jì)要求：

（1）糧食的接收能力滿足100～120 t·h-1，即輸送和清理的設(shè)備能力應(yīng)達(dá)到120 t·h-1。

（2）所接收的糧食主要是周邊農(nóng)民提供的田間地頭的糧食，糧食中所含水分較大，所含水分不均勻，糧食中所含雜質(zhì)較多。

（3）考慮糧食作物品種較多，有小麥、玉米和高粱等，且存在小麥、玉米和高粱交替接收的情況，因此所選清理設(shè)備的篩片應(yīng)該能適用多種物料或者應(yīng)該更換方便、快捷。

（4）此項(xiàng)目為現(xiàn)代化工廠，需要滿足環(huán)保的要求。

3.3 糧食產(chǎn)后服務(wù)中心常見清理設(shè)備在本項(xiàng)目中的缺點(diǎn)

（1）項(xiàng)目中如采用雙筒初清篩清理，主要存在糧食清理效果不好和不同物料的篩網(wǎng)片更換較困難的問題。糧食清理效果不好，雜質(zhì)清理不徹底，會影響后續(xù)的烘干效果，造成天然氣等能源的浪費(fèi)，烘干后直接儲存增加病蟲害的危險(xiǎn)等問題。當(dāng)存在小麥、玉米和高粱交替接收的情況，需要更換圓筒初清篩的篩網(wǎng)。每次更換內(nèi)、外篩網(wǎng)，需要3 個熟練工人工作1.5 d 的時間，頻繁更換圓筒初清篩的篩網(wǎng)，將會影響整個項(xiàng)目的運(yùn)行，降低整個項(xiàng)目的運(yùn)行效率。因此，雙筒初清篩在此項(xiàng)目中不適用。

（2）項(xiàng)目中如采用雙比重糧食精選機(jī)，會達(dá)到清理效果和解決頻繁更換篩片的問題（雙比重糧食精選機(jī)更換篩片速度較快），但是其清理能力達(dá)不到項(xiàng)目的清理能力要求（此項(xiàng)目的清理能力為120 t·h-1，如果采用多臺設(shè)備，場地等因素不允許）；雙比重糧食精選機(jī)工作時，揚(yáng)塵比較大，環(huán)境污染嚴(yán)重，達(dá)不到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保要求。因此，雙比重糧食精選機(jī)在此項(xiàng)目中不適用。

3.4 此糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的清理工藝實(shí)踐

3.4.1 在實(shí)踐項(xiàng)目中清理工藝及設(shè)備的選擇

針對本項(xiàng)目的實(shí)際情況，綜合考慮，此項(xiàng)目的清理工藝最終選擇2 臺單筒初清篩（每臺標(biāo)準(zhǔn)水分的糧食清理量100 t·h-1）和2 臺三層振動分級篩（每臺標(biāo)準(zhǔn)水分的糧食清理量100 t·h-1）的串聯(lián)清理組合（見圖4 工藝流程圖和圖5 單筒初清篩+三層振動分級篩的清理現(xiàn)場實(shí)景圖）。

圖5 單筒初清篩+三層振動分級篩的清理現(xiàn)場實(shí)景圖

單筒初清篩在糧食清理行業(yè)應(yīng)用較多，主要是清理糧食中的較大雜質(zhì)，例如雜質(zhì)中的加大秸稈和玉米芯等。此工藝中增加單筒初清篩主要是考慮盡量多地清除糧食中的較大雜質(zhì)，為三層振動分級篩的工作提供支持。三層振動分級篩是在飼料行業(yè)應(yīng)用較多的一種清理設(shè)備，可以清選出糧食中的大雜、小雜和輕雜，可以直接清理玉米和小麥兩種物料，不用更換篩網(wǎng)。

3.4.2 在實(shí)踐項(xiàng)目中清理設(shè)備的配置亮點(diǎn)

（1）此項(xiàng)目中單初清筒篩的篩孔選擇為φ22 mm和φ18 mm，可以清除糧食中的較大雜質(zhì)，減輕振動分級篩的清理壓力。

（2）根據(jù)雜質(zhì)的特征，振動分級篩的上層篩孔選擇25 mm×16 mm 的長橢圓孔，對清理糧食中的較長秸稈效果比較理想。

（3）振動分級篩的尾端配置循環(huán)風(fēng)選器，利用風(fēng)機(jī)的風(fēng)力清理糧食中的玉米須、癟玉米等輕雜質(zhì)。

3.4.3 在實(shí)踐項(xiàng)目中的實(shí)踐效果

從田間地頭接收的糧食經(jīng)過單筒初清篩和振動分級篩清理后，可以直接進(jìn)行糧食烘干處理，烘干后的糧食可以直接進(jìn)筒倉儲存，也可以直接發(fā)放，或者根據(jù)客戶要求進(jìn)行精篩后發(fā)放。圖6 為經(jīng)過單筒初清篩和振動分級篩清理現(xiàn)場清理出的雜質(zhì)照片。

圖6 清理后的雜質(zhì)現(xiàn)場實(shí)景圖

此項(xiàng)目中單筒初清篩+振動分級篩的清理雜質(zhì)效率能達(dá)到75%，清理玉米時的主要雜質(zhì)是玉米芯碎塊、玉米須、破碎的玉米粒等。清理的雜質(zhì)經(jīng)過晾曬后可以用來加工制作成畜牧飼料等，具有很大的回收價值。此項(xiàng)目在2021 年10 月投入運(yùn)營，當(dāng)年收儲玉米在9 950 t，經(jīng)清理晾干后的雜質(zhì)（不完全統(tǒng)計(jì)，僅統(tǒng)計(jì)出售的部分）達(dá)到230 t，清理效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

4 結(jié)語

科學(xué)規(guī)劃并確定好服務(wù)方向、內(nèi)容和目標(biāo)后，如何科學(xué)實(shí)施項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量服務(wù)，是糧食產(chǎn)后服務(wù)中心建設(shè)的關(guān)鍵[5]。糧食產(chǎn)后服務(wù)中心從糧食接收的糧食清理開始做好每一步，是糧食產(chǎn)后服務(wù)中心良好運(yùn)營的關(guān)鍵，也是糧食安全和糧食提質(zhì)升檔的關(guān)鍵。

運(yùn)用市場現(xiàn)有清理設(shè)備提升糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的清理工藝，達(dá)到提升糧食清理效果、降低能耗、減少環(huán)境污染、提升工人工作效率、提升設(shè)備的工廠化進(jìn)程，將為糧食產(chǎn)后服務(wù)中心的良好運(yùn)行提供有力保證。

伴隨科技的進(jìn)步、新技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用，糧食產(chǎn)后服務(wù)體系中的清理設(shè)備及工藝也將實(shí)現(xiàn)高度工廠化、現(xiàn)代化、智能化的轉(zhuǎn)變，這將促進(jìn)糧食產(chǎn)后服務(wù)中心項(xiàng)目在國家糧食安全，糧食提質(zhì)升檔方面發(fā)揮更大的作用。