進廠原料甘蔗自卸除雜多功能一體機的應用

張 譽，韋紅橋，楊 宏，馬 步，蒙廣全，李建山，羅國高，張志偉，林以宋，黃 程

（1.廣西南寧博斯特機械有限公司，廣西 南寧 530022；2.廣西農墾糖業集團金光制糖有限公司，廣西 南寧 530042）

進廠原料甘蔗自卸除雜多功能一體機的應用

張 譽1，韋紅橋2，楊 宏2，馬 步2，蒙廣全2，李建山1，羅國高1，張志偉2，林以宋2，黃 程2

（1.廣西南寧博斯特機械有限公司，廣西 南寧 530022；2.廣西農墾糖業集團金光制糖有限公司，廣西 南寧 530042）

針對進廠甘蔗從人工收獲轉向機械收獲方式的改變，糖廠如何應對機械收獲蔗料形態的改變（從整桿到切斷式）和夾雜物大幅增加的問題。介紹了甘蔗自卸除雜多功能一體機在2015/2016年榨季使用的情況，較好地解決了接納切斷式蔗料和夾雜物清除問題。

甘蔗機械收獲；自動卸料；除雜

0 前言

從2014年起廣西大規模推進500萬畝“雙高”基地建設，要實現甘蔗生產機械化。這是廣西甘蔗生產從落后的小農經濟生產方式向現代化農業規模化經營方式的戰略轉變，是廣西糖業可持續發展的根本保證。

面對生產方式發生根本性的改變，特別是甘蔗收獲機械化，將會出現一系列的新問題，如不采取有效的應對措施，將嚴重阻礙甘蔗生產機械化的進程。

1 問題的提出

盡管機械收獲能數十倍、甚至上百倍大幅度提高甘蔗收獲的效率，解決當前農村青壯年勞動力嚴重缺失、收獲成本過高的問題。但是，也相應出現了一系列的問題，其中有兩個大問題，一是機械收獲的原料甘蔗夾雜物（蔗葉、蔗梢、根須和泥土等）將大幅度增加，過多的夾雜物對制糖生產會帶來一系列的問題，這是糖廠最為擔心的。二是目前糖廠的原料蔗運輸方式和甘蔗堆場的設備配置、布置形式不適用機械收獲的運輸模式和原料蔗（切斷式）的接納方式。

2 夾雜物對制糖生產的影響

機械收獲進廠的甘蔗蔗料中，帶來大量的蔗葉、蔗梢、泥土和小石子。其中纖維性的夾雜物在提汁（壓榨）和清凈過程中會從蔗料及混合汁中吸收蔗糖分，增加了糖分的損失。而非纖維性的夾雜物，如泥土、小石子，會損壞蔗刀機、壓榨機，加大其磨損量，縮短設備的壽命。泥土還會隨蔗渣進入鍋爐，堆積在爐排上，影響燃燒工況，降低鍋爐出力和熱效率。夾雜物的大量存在也加大了工廠的生產負荷，擠占了壓榨量，增大了沉淀池的泥汁量，增加了廢蜜產率，并在一定程度上影響了產品的質量［1］。

3 機械收獲切斷式蔗料糖廠現有設備的配置無法接納

現有甘蔗收獲裝車及卸蔗方式。

第一，人工砍蔗、人工裝車

砍收的原料甘蔗夾雜物在1%以下，泥沙和小石塊基本上沒有。但工效低，每人每天收獲量為0.6～0.8噸，每噸人工費用為120～150元。

第二，人工砍蔗、抓蔗機裝車

抓蔗機抓甘蔗會帶有較多的泥土和小石子，含雜率在2%左右。

第三，整桿機械收獲，裝車為兩種形式，一是砍下后，經田間網車收集，直接卸到公路上的裝蔗車內；另一種是經小型轉運車推集在田頭，再由抓蔗機抓蔗裝車，帶有的泥土和小石子（直徑在20～50mm）較多，夾雜物在5～20%。

第四，切斷式機械收獲，蔗莖已被切斷成20～30cm蔗段，直接卸在跟隨的田間網車中，再自卸到停在公路上的運蔗車內。這種方式是今后發展的方向。

上述4種收獲方式，第一至第三種由于砍下的甘蔗是整桿式的，可在運蔗車內預先放置鋼絲繩或捆鏈，運至糖廠的蔗場，用吊車勾住鋼絲繩（或捆鏈）卸在喂蔗臺或存放在蔗場內。而第四種切斷式蔗料不能使用捆綁方式，運蔗車一定要使用自卸式翻斗車，否則無法卸料。用翻斗車增加了運蔗車的購置成本，減少了裝載量，使運輸成本增高。為此，國內有個別糖廠在輸蔗槽旁設置了翻轉平臺，使運蔗車傾斜后蔗料從車后面卸到蔗槽。

4 國內外甘蔗除雜工藝裝備

4.1 固定篩網除雜裝置

篩網式除雜機主要由篩網和支架組成，網面與水平面形成相應的角度，當甘蔗在篩網面上滑動時，壓于蔗層底部的顆粒較小的泥沙會順著網孔向下掉落。

該設備的優點是：結構簡單，制造成本低。

該設備的缺點是：一是除泥量少。篩網式除雜屬于被動式除雜，只有顆粒較小且在蔗層底部的泥沙才有可能掉落，最多能除10%左右的泥沙，稍微大塊一些的石頭只能沿著網面滑動而除不掉，效果不夠理想。二是易堵塞。由于是靜態網孔，泥沙容易堵塞網孔，特別是遇到陰雨潮濕的天氣，泥沙粘性都比較大，更容易堵塞網孔。三是不易清潔。當篩網堵塞后只能停機靠人工清潔網孔，費時費力，增加人工成本。四是葉子無法去除，須另采用鼓風裝置收集。

這種處理方式對于柬埔寨、泰國等地較為適用，因為東南亞國家榨季均是旱季，但對廣西、廣東、云南榨季多雨地區這種除雜方式不適合。

4.2 柵欄加刮板式除雜裝置

柵欄加刮板式除雜機主要由柵欄網、刮板、機架、動力源等組成。柵欄網面與水平面的夾角可正可負，亦可平行。當蔗料在刮板的推動下在柵欄網面上滑動時，顆粒較小的泥沙會順著間隙向下掉落，從而達到除泥的效果。

圖2 泰國某糖廠除雜裝置

圖3 國內某糖廠除雜裝置

柵欄加刮板式除雜機的優點有：一是結構簡單，制造成本低。二是加入動力源，輸送甘蔗速度可控，可以充當喂蔗臺使用。三是柵欄網面與水平面夾角可正可負，設備安裝受場地限制小。

柵欄加刮板式除雜機的缺點：柵欄加刮板式除雜機相當于篩網式除雜機的升級版，加裝了動力部分和刮板，使甘蔗能夠平穩輸送和除掉部分泥沙，但是它仍然屬于被動式除泥，因為柵欄組成的網狀仍屬于靜態網，網孔的大小固定，所以仍然存在除泥量少、易堵塞、不易清潔等缺點。適合榨季干旱地區使用。

4.3 固定篩網+水洗式除泥裝置

固定篩網+水洗式除泥主要是由篩網、輸蔗鏈及相應的噴洗裝置組成，篩網與水平面形成一定的角度，當甘蔗在輸蔗鏈的推動下自下而上移動，夾在甘蔗中的泥沙在高壓水的沖洗下從篩網孔排除，該工藝主要是針對非洲火燒甘蔗的處理。

該設備的優點：一是結構簡單，除泥量較多。二是具有喂蔗功能。

缺點：一是需要配置水洗循環池及抓斗式行車，循環水泵等附屬設備，投資大。二是現場環境惡劣，生產運行時無法清除掉落于網下的甘蔗及蔗葉等雜物。三是甘蔗易受到雜菌感染，糖分轉化損失大。四是需要對污水進行處理。

圖4 非洲某糖廠水洗式篩網除雜裝置

5 自卸除雜多功能一體機的應用

廣西南寧博斯特機械有限公司憑借自身力量及與國外相關企業聯合的優勢，借鑒國內外甘蔗、甜菜的除雜技術，經過不斷的努力和改進，研發出適合中國南方榨季雨水偏多的甘蔗高效除雜裝備，即BOST甘蔗自卸輥式除雜篩分生產線。其性能大大優于傳統的被動式除雜方式，同時結合甘蔗車輛自卸平臺，于2015/2016年榨季在金光制糖公司安裝使用，從提高產糖率、提高產品質量、減少設備磨損、降低人工成本、提高鍋爐燃燒熱效率等五個方面起到“一舉五得”的作用。

甘蔗自卸除雜一體機（如圖5）主要由液壓自卸翻轉平臺、鏈板輸蔗機、拋散機、除雜輥齒、接泥斗和相應的提升機及刮板式輸蔗機組成。具有卸蔗、除雜、喂蔗三大功能。

圖5 甘蔗自卸除雜一體機

輥式除雜裝置機（如圖6）的結構主要由輥軸、輥齒、支架、動力源等組成。滾齒均勻的裝配在轉動軸上，相鄰軸上的齒片交叉排布并留有一定的間隙，從而形成了有規律S形網狀，相當于一個動態網。每根輥均能按相同的方向勻速轉動，當甘蔗受到拋散機的拋擲，落到除泥機上面時就會沿輥的線速度方向輸送，而蔗葉、泥沙等夾雜物會沿S形網孔掉落，從而達到甘蔗輸送除雜的效果。

輥式除雜機的優點：

第一，主動除雜。是一種更高效除掉蔗料中夾雜物的方法。這是因為首先每根輥都是同向轉動的，相當于形成了一個動態的篩網，落入網縫內的泥沙和石子很容易被碾碎成小的顆粒并掉落。其次，相鄰輥間會有一個最高點和一個最低點，當甘蔗落在上面時會形成波浪式的形態向前輸送，有利于蔗料上的泥沙脫落。最后，齒片上有特殊的齒形，在不損傷蔗莖表皮的前提下能刮掉蔗莖上的泥沙和蔗葉。

圖6 輥式除雜裝置

圖7 運蔗車駛上翻臺

圖8 翻臺將蔗車傾斜卸料

圖9 蔗料通過除雜輥列

圖10 夾雜物通過皮帶輸送裝車

第二，不堵塞。由于是一個動態網狀，落入網縫中的大泥塊和小石塊會被鉸碎（如圖6），并且相臨輥上的齒片有相互刮削形成了自清潔作用。

第三，不破壞甘蔗表皮和有效防止蔗段掉落。輥間的間隙及輥齒的設計能在大量輸送甘蔗的同時可防止直徑10mm以上的甘蔗掉下去。

第四，可以針對田間地頭機械抓蔗帶來的大小為30～50mm石塊、泥塊，進而夾碎成小于10mm的塊狀并排除出去，解決了壓榨設備受到的砂石沖擊帶來的磨損。

第五，不會被鏈條、砍蔗刀、鐵器等異物卡死。

第六，對人工收割和機械收割的甘蔗（長度為20～300厘米的甘蔗）均同樣適應。

6 多功能一體機實際運用的效果

多功能自卸除雜一體機于2015/2016年榨季在金光制糖有限公司投入使用，設備運行平穩，除雜效果明顯，減輕了夾雜物對生產的不利影響。

金光糖廠壓榨車間有兩條生產線，1#線備置有除雜裝置，處理甘蔗能力為170～180噸/時，2#線未備置除雜裝置，處理甘蔗能力為150～160噸/時。

6.1 撕解機蔗刀磨損量小

圖11 已使用除雜機的1#線撕解機蔗刀磨損情況

圖12 未使用除雜機的2#線撕解機蔗刀磨損情況

表1 1#和2#撕解機蔗刀磨損情況對比表

撕解機的蔗刀磨損量大會使撕解機的電流增大，容易引起撕解機跳閘。蔗刀磨損后只能等到甘蔗槽空槽后才有機會進行補焊維修。蔗刀磨損后會使甘蔗的破碎度下降，降低壓榨抽出率。

6.2 榨輥磨損量明顯減少

壓榨車間1#線的榨輥磨損量較小，由于榨輥齒面堆焊有硬質合金，基本上未見有明顯的磨損，見圖11、13。2#線（未安裝除泥裝置）的榨輥則出現明顯的磨損，有的榨輥甚至出現崩齒的現象，見圖12、14。

6.3 提高產糖率和產品質量，為進廠原料蔗的扣雜率提供依據

目前，壓榨1#線每個班可排除出雜物3卡車，按每車3.5噸計，約10噸雜質（下雨天會更多），每天可排出約30噸泥土、砂、石塊、麻繩、蔗葉和少量的碎蔗。工廠可參照此數據確定進廠原料蔗的扣雜比率。

隨之換來的是制煉環節的濾泥量明顯減少、沉降系統效率明顯提高，為糖廠挽回糖分損失、提高產品質量起到很好的效果，據估計，每天可減少經濟損失約2.5萬元。

圖13 1#（有除雜裝置）的榨輥輥面完好

圖14 2#（無除雜裝置）的榨輥輥面崩缺磨損嚴重

6.4 降低耗材成本和人工成本

甘蔗裝卸方式不再使用吊具（鋼絲繩或鏈條），為生產節約了成本。同時使用甘蔗自卸除雜機后，蔗場喂蔗工、蔗場工、吊車工等員工可大為減少。

表2 使用甘蔗自卸除雜機前后蔗場用工人數對比表

據估計，公司每年因為減少喂蔗工、吊車工及蔗場工員工開支，加上減少鏈條及吊車的維護費用每個榨季可節約近百萬元。

［1］ 鈕公藩.甘蔗機械收獲對進廠原料蔗品質影響問題的探討.廣西糖業.2015（3）：45.

S566．109．2

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