稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的控制途徑

龍訓鋒　李林軒　李剛

[摘要]文章闡述了稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的意義及能耗狀況，從確定工藝合理安排生產；選擇合理的礱谷工藝；合理運用糙米調質技術；優(yōu)化設備功率配備；科學設計風網(wǎng)配備合理動力等環(huán)節(jié)闡明了節(jié)能降耗的控制途徑。稻米加工企業(yè)應多點控制，齊抓共管，使稻米加工企業(yè)的節(jié)能降耗達到最佳狀態(tài)，以降低生產成本，提高企業(yè)經濟效益。

[關鍵詞]節(jié)能降耗；生產管理；加工工藝；設備性能

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180225

節(jié)節(jié)能降耗是稻米加工企業(yè)的一項系統(tǒng)工程，是稻米加工企業(yè)重點關注的熱點之一。節(jié)能降耗不僅涉及到工藝設計與操作，還涉及電力的配備和生產、技術、設備的管理，以及設備的操作等諸多方面，如何兼顧各個環(huán)節(jié)，做到全方位多點控制，確保節(jié)能降耗達到最佳水平，并有效降低稻米加工企業(yè)的生產成本，提高稻米加工企業(yè)的經濟效益，是稻米加工企業(yè)目前所面臨的主要問題。

1稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的意義

電耗是稻米加工企業(yè)生產運行中的主要能耗指標。目前稻米加工環(huán)節(jié)中，各生產設備主要使用電能來驅動，電耗在所有能耗中占有很大比重。影響稻米成本的主要因素除了稻谷價格和人工工資之外，加工產生電耗所產生成本高居所有成本因素的第一位。由于市場競爭環(huán)境激烈，稻米的利潤空間在逐步縮減，稻米加工企業(yè)步入“微利”時代。電耗的高低直接影響到稻米加工企業(yè)的經濟效益，稻米加工企業(yè)通過降低電耗來降低稻米生產成本，從而能夠提高其產品在市場的競爭力。最終能夠增加稻米加工企業(yè)的收益，促進稻米加工企業(yè)進入良性發(fā)展。因此，節(jié)能降耗已成為衡量稻米加工企業(yè)技術水平、管理水平及經濟效益的一項重要指標。

2稻米加工企業(yè)電耗狀況

稻米加工企業(yè)電耗通常是以噸米耗電量來表示。20世紀80～90年代我國稻米加工企業(yè)噸米電耗約40kW·h；到2012年，我國稻米加工企業(yè)噸米電耗為49.1～53.4kW·h。按照一般出米率，100kg稻谷可出糙米77～78kg，標準米60～65kg，出精米55kg左右。目前，稻米加工企業(yè)噸米電耗為55kW·h以上，有的達到70～80kW·h，先進水平與落后水平相比噸米電耗相差20kW·h以上。稻谷加工出米率僅為60%～64%，有時甚至更低，主要原因是稻米過度加工造成稻米的損耗。同時過度加工造成電耗和水耗等增加，使得稻米加工成本也隨之增加，企業(yè)的經濟效益減少，年利潤率及其低下，稻谷加工行業(yè)形式嚴峻。以一家日加工150t稻米加工企業(yè)為例，按每年加工300d計算，因技術水平導致每年耗電量相差90萬kW·h以上，按目前電價0.76元/kW·h計算，年電耗成本相差近70萬元。

3稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗的主要控制途徑

稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗是一項系統(tǒng)工程，主要包括：從稻谷的接收、清理到調質潤糙，到稻米的加工精度，所采用的加工工藝，設備的功率配備、操作與管理，以及風網(wǎng)的設計組合及操作，電力的配置及線耗等，均對稻米加工企業(yè)的節(jié)能降耗產生重要影響。稻米加工企業(yè)控制節(jié)能降耗，就需要全面控制各個環(huán)節(jié)，才能起到很好的作用。

3.1合理確定加工工藝

根據(jù)不同的稻谷品種，以及稻谷的特性，有針對性確定不同的加工工藝，包括：原糧清理、碾米、白米分級、拋光、色選等各個加環(huán)節(jié)。合理的加工藝能減少加工環(huán)節(jié)、降低能耗、提升品質，在稻米加工企業(yè)節(jié)能降耗中是非常關鍵的環(huán)節(jié)。

3.2避開高峰用電期加工

在能夠滿足市場供應的情況下，若稻米加工企業(yè)不需要全天連續(xù)生產，可以避開高價位用電期生產，避峰就谷。這樣雖不能減少電耗，卻因電價低，而能減少電費支出，降低生產成本。一般可采用晚上加工，白天打包的方式。晚上電價相對較低，白天打包則可以減少晚班工人數(shù)量，減少人工工資成本，能最大限度的降低生產成本。以日產150t稻米生產線為例，兩班制生產，早班8：00～16：00，晚班21：00～5：00（次日），以湖南永州工業(yè)用電峰谷平的劃分及電價計，高峰電價：0.97元/kW·h，低谷電價：0.485元/kW·h，按平均噸米電耗70kW·h計算，則噸米電費分別為：白班67.90元；晚班33.95元，電費成本降低50%。

3.3選擇合理的礱谷工藝

在礱谷工段實施中，應采取合理的膠輥線速差及緊輥壓力，盡量避免加工過程中過分追求高脫殼率，使脫殼率保持在85%～90%這個合理范圍之內，并通過谷糙混合物篩理的使用，能有效保證后續(xù)工段糙米的純凈度。同時，選用配置振動喂料裝置機型的礱谷機，能夠在配備動力相同的情況下，實現(xiàn)均勻喂料，促進產量的提高，并達到延長膠輥使用壽命的目的。若條件允許，可以將礱谷主線和回礱谷分開，做到回礱物料單獨礱谷，便于管理。生產實踐證明，合理的礱谷工藝的使用不僅能促進噸米電耗的降低，還能使得碎米率降低1%，提高生產質量。

在礱谷工段，先進技術的使用能讓膠礱操作有著事半功倍的效果。如選用聚氨酯礱谷輥代替橡膠輥，提高線速度和保持線速度差，降低輥間壓力，改善谷粒入輥姿態(tài)提高谷粒入輥速度，掌握合理而穩(wěn)定的脫殼率，降低礱谷輥運行中的溫升，正確安裝礱輥等，都能有效的提高膠礱操作工作效率。測驗證明，加工粳稻36型膠礱的時產量可達5.56t，這個產量值已經接近理論產量，并且礱谷電耗降幅達到了35.33%，僅1.08kW·h。

在碾米工段，控制碾米機的功率也是十分必要的。在滿足成品米要求和促進出米率提高的基礎上，注重節(jié)能是工藝走向和設備配備過程中的重中之重。一般生產粳米工藝，如圖1所示即可生產健康米。生產雜交秈稻的工藝，如圖2所示。由于大中型稻米加工企業(yè)具備大批量生產的條件，可以將雙色選機串聯(lián)使用，在拋光前和拋光后各進行一道色選。盡管色選機的實際耗電較小，但也需要根據(jù)實際情況來作為工藝處理，在不需要使用兩道色選的情況下，就盡量采用一道色選工藝，這樣能夠減少一次色選產生的能耗。只有在無法避免時，再開啟第二道色選工藝，在這個過程中，可用撥斗來實現(xiàn)調節(jié)與控制。碾米過程要掌握正確的加工精度，根據(jù)對全國稻米標樣碾制的原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，當糙米出白率降0.3%～0.5%時，精度會同樣提高相應的幅度，其碾米耗電量也會相應增加1.5%～2.3%。若當出機稻米出白率低于出機標準時，則需要將稻米進行回機重碾，這樣稻米耗電量會增加4%～6%。一般情況下，精潔米碎米率的限值為5%（其中小碎米0.5%），一旦出機米中碎米含量較多，將會在白米分級中去除碎米，造成成品稻米的產量降低。因此，在保證加工精度的基礎上，提高光潔度、脫皮均勻度和白度，以及在操作碾米機時，應當注意降低碎米率，提高出機米的整齊度。

3.4合理運用糙米調質技術

糙米調質工藝是在不改變原有碾米工藝、設備的基礎上，在礱谷與碾米工序之間，谷糙分離后的凈糙米進入頭道碾米機前，增設糙米調質機和潤糙倉（原工藝中的儲糙倉），即在原工藝中增加了工序。糙米調質工藝與現(xiàn)行的干磨碾米相比有幾個顯著特點：脫胚容易，碾白均勻；減少碎米，提高出米率；減少電耗，降低成本；改善米飯食用品質，口感好。

一般稻谷儲藏安全水分秈稻為13.5%，粳稻為14.5%，部分儲備糧甚至更低。因為干藏的稻谷脫殼后，其糙米皮層與胚乳之間的粘結力緊密，難于碾削，如強行將干枯的糙米皮層脫去，則必然會使米粒受壓過大而碎米增多，并且電耗增大，只有進行糙米調質，才能解決此難題。目前較為成熟可靠的技術是對脫殼后的糙米進行霧化著水，經過40～60min的調質，使糙米水分含量達到15.5%～16.5%。皮層的水分與白米籽粒水分梯度控制在2～3個百分點時，碾米效果顯著。具體須視稻谷品種、水份、溫度等因素確定。生產實踐證明，合理運用糙米調質技術，可以使整米率提高1%，還可提高大米的附加值，其中粳米可提高2.1%，秈雜交米可提高0.9%。經生產實際測定，使用糙米調質工藝技術可使碎米率平均下降4%；出米率平均提高1.5%；碾米耗電下16-22%。

3.5合理控制加工精度

稻米加工過程中耗電最大的是碾米和拋光工段，碾米工段約占總電耗的45%，拋光工段約占總電耗30%。隨著經濟的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，市場對成品稻米的口感和外觀要求也越來越高，加工企業(yè)為了迎合市場的需求，造成稻米過度加工，導致碾米和拋光工段電耗的比例還會持續(xù)增加。為了能夠在保證成品稻米品質的同時，有效降低電耗、提高成品出率，必須采用多機輕碾和加濕拋光工藝。此外，在拋光前先對稻米使用涼米工藝進行冷拋光，可以有效降低碎米率1%～2%。

確定成品稻米加工精度的決定性加工工藝是碾米工段，稻米加工精度與成品稻米的出率及營養(yǎng)價值成反比，與噸米電耗成正比。以國標標準一等米的為基礎，稻米加工精度每提高1%，則出米率降低1.2%；當精度每提高3%時，則出米率降低4.72%；碾米機電流每增加15%，則噸米電耗增加12%。因此，噸米電耗不斷增加的最主要原因，是由于加工精度不斷提高。導致加工企業(yè)過度加工，企業(yè)利潤降低，使成品售價提高，最終還是消費者為過度加工埋單。

3.6合理優(yōu)化設備功率配備

稻米加工企業(yè)所用的電動機幾乎都是籠型異步電動機，它具有體積小、重量輕、結構簡單、維護方便、制造成本和運行費用低廉、能在多塵的惡劣環(huán)境下連續(xù)運行等優(yōu)點。生產實踐經驗表明，通常電動機只有在滿負荷的80%以上，運行時效率才較高，過大的電動機備用功率將導致電動機的效率和功率因素急劇降低。因此，應根據(jù)負荷的大小來確定電動機的額定效率。稻米加工企業(yè)常用的異步電動機，均允許在負載為額定功率時連續(xù)運行，并允許短時間超額定功率運行。一般選配電動機時均留有一定量，運行時不會未達到額定功率，以此避免因電壓和負載波動等原因，引發(fā)電動機過載保護裝置作用而斷電。有人認為這種“大馬拉小車”（未達到額定值的欠載）的現(xiàn)象，不利于節(jié)約用電。電機的效率是衡量電動機是否節(jié)電的唯一標準，提高效率就意味著節(jié)約用電。稻米加工企業(yè)常用的中小型電動機效率約為0.75～0.90，所以一般電動機在負載率為0.75～0.8時效率最高。由此可見，電動機的運行電流略低于額定電流，不僅有利于穩(wěn)定生產和節(jié)約用電，還可以避免因負荷波動而斷電。采用閘門與設備電流、緩沖倉料位連鎖控制碾米機和拋光機等大功率加工設備，利用程序自動調控開關及大小，取代單純依靠人工操作穩(wěn)定進機產量及設備電流，不僅能最大化地提高設備運行效率，還能避免因人為操作導致的進機量地波動，造成碎米率和電耗增加。

3.7科學設計風網(wǎng)配備合理動力

確定風網(wǎng)設備動力時，須對設備參數(shù)進行嚴格計算，配備功率大小合理的電機，不可因盲目增加設備的安全系數(shù)，而導致使用功率過大的電機。實驗證明，在通風除塵工藝中，離心風機電耗約占到整個加工電耗的25%，而電機運載負荷達在到80%以上時，才具有較高的效率。另外，風網(wǎng)設計必須以嚴格的計算為依據(jù)，在風網(wǎng)電機選型時，不可因盲目增加安全系數(shù)，而依靠調整蝶閥開啟大小來調節(jié)風網(wǎng)風量，這種做法是不可取的。此外風網(wǎng)的安裝也不可馬虎，良好的密閉性，是風網(wǎng)通風除塵效果的保證。經常清理風網(wǎng)管道及除塵器，不僅可以保證良好的通風除塵效果，而且可以避免因風網(wǎng)系統(tǒng)阻力增加，造成電耗不斷增加。

4結論

節(jié)能降耗是一項系統(tǒng)工程，稻米加工企業(yè)應高度重視稻米加工工藝設計、設備管理、生產管理、工藝操作、設備操作及電力配備等各環(huán)節(jié)的控制。科學合理的選擇工藝設計和設備是基礎，加強企業(yè)自身的綜合管理水平，提高管理人員的綜合素質以及操作人員的技術水平是關鍵。在保證稻米加工精度、出米率、安全運行等前提下，減少加工環(huán)節(jié)，降低損耗，提高產品的產量。在礱谷機、碾米機和潤糙調質等方面，進行合理配置，同時科學設計風網(wǎng)，合理配置風網(wǎng)動力，可使稻米加工的能耗大大降低。通過系統(tǒng)的多點控制，使稻米加工企業(yè)的節(jié)能降耗達到最佳狀態(tài)，以降低生產成本，給稻米加工企業(yè)帶來更大的經濟效益。