降低大米加工吨米电耗的探索与实践

陈时龙

（上海海丰米业有限公司，江苏 大丰 224153）

大米生产企业利润空间较小，入行门槛较低，既需要不断改善生产制造环境，又要不断更新完善企业成本管理的方法与概念。大米加工企业之间的竞争看似是价格战，实质上是一场成本战。因为降本增效才是企业工作的中心实质，通过节约能源，降低能耗来增加企业竞争优势，提高经济效益，才可在大米加工市场找准位置。其中电耗成本是加工成本中重要指标，吨米电耗即加工每吨大米的总耗电量，它是当前大米加工厂能源考核中通用的能源利用评价指标，又是碾米生产主要考核的技术经济指标之一；电费是碾米厂生产成本的主要组成部分之一，一般占生产成本的40%～50%，如果能有效降低吨米电耗就可以大大提高大米加工企业的经济效益。因此从影响吨米电耗因素出发，对如何降低吨米电耗进行分析，提出降低吨米电耗的具体措施和途径，为大米加工企业或粮食加工单位提出参考。

1 压缩装机容量

吨米电耗与大米车间总装机容量有关，在每小时生产的大米质量一定时，总装机容量越大，电耗相应的会越大；当总装机容量减少，电耗会相应减少，成正比关系。吨米电耗可按下式计算：

式中：A 为吨米电耗（kW·h/t）；P总为大米车间总装机容量，kW；K为实际运转功率系数，一般为0.75；Q为每小时生产大米质量（t/h）。

由上式可知，电耗的高低，除与总装机容量有关外，与时产量大小也有密切关系。当总装机容量不变，加工成品产量增大时，电耗降低，反之提高[1]。

2 科学设计工艺流程

在保证大米加工质量、纯度、出米率的前提下，尽量简化工艺流程，减少物料回流路数和回流量，利用物料自流特性，减少提升次数；流程设计要灵活，能满足不同原粮品种、不同成品需求；工艺流程中各种设备必须配套，各工序之间的设备能力必须互相适应，流量平衡、生产稳定是充分发挥设备效能、提高生产效率的重要条件，可以在米机等大功率设备前后设置较大暂存仓容，保证满负荷运行，增大时产量；在抛光机前段设置多个大容量凉米仓，所有设备都要设置旁通，根据产品质量要求选择通过设备或旁通管路来降低电耗；通风除尘对碾米厂都是必不可少的，其电耗也是相当可观的，风网动力消耗的高低主要取决于风量和风压，而风量和风压决定风机工作点，从而决定风机效率的高低。因此,风网组合时，要视车间设备的布置情况合理设计每一组风网，使风压尽量处于所选风机最佳工作点上；组合风网要简洁，吸风点不宜过多，使风网具有较好平衡性和稳定性，务必提高风机效率，降低电力消耗。

3 精心选择加工设备

大米加工企业整个工艺流程的各种设备必须配套良好，各工序之间的设备能力必须适应。不能有“卡脖子” 或其中单机产量过大形成浪费的情况，辅助设备与主机的生产能力要基本平衡，使每台设备能发挥应有的生产效率，防止设备和动力的浪费。对电耗影响最大的是碾米机和精磨上光机的性能。一般来说，从机型上看：立式米机优于横式米机；喷湿米机优于喷风米机；喷风米机优于普通米机；轴向出米机好于径向出米，而轴向出米大圆盘出米为优。横式米机中双辊米机好于单辊米机。立式米机中逆流式与顺流式相比可以节省多机碾米过程中提升设备。因此选用工艺性能先进的设备，利于降低装机容量。工艺设备选型时应优先选用工艺性能和机械性能都较先进的成熟设备，技术改造时应及时淘汰能耗高、效率低、产量低的设备。电动机负载率是指平均负荷与电动机额定容量之比。考虑到效率和功率因素两方面对电能损耗的因素，一般认为负载率在0.78～0.88 是电动机运行的最佳工作状况。当负荷低于0.45 时，电动机运行状态大大恶化，此时则出现“大马拉小车”现象。因此设计米厂、选配电机的经济观点要强，动力配备要合适，选用电机时，要了解负荷量，注意容量匹配，进行理论计算。

4 规范操作管理

碾米时产量的高低取决于主机—砻谷和米机的千瓦时产量。据资料统计，砻谷耗电量要占电耗的6%～10%，砻谷工段电耗占总电耗的30%～45%，米机耗电量占总电耗45%～55%，因此，大米加工节能重点在此两个工段。砻谷及其产品的分离这一工序的工艺效果与成品米的质量、电耗、出品率都有密切的关系。因而要求稻谷在脱壳时应尽量保持米粒完整，减少米粒的爆腰，尽量避免破坏糙米的表面光滑度，以提高谷糙分离的效果。在砻谷工段增加色选机对回砻谷处理，经过回砻色选后，回砻含糙米率由30%左右降低到3%以内，砻谷后糙碎降低2%，爆腰粒率降低3%。采用回砻谷净化工艺，从而减小对糙米的损伤，降低大米中含碎1.5%。在碾米工段，碾米机的功率也要控制，在符合成品米要求和提高出米率的前提下，工艺走向与设备配备一定要注重节能。一般生产粳米工艺为三砂辊→铁辊→白米分级→抛光→色选-色选，生产杂交籼米的工艺则为四砂辊→白米分级→抛光→色选-色选。根据原粮质量可用一道色选的情况下尽量采用一道色选工艺，需要两道色选时再开启第二道色选，可用拨斗自行调节。碾米要正确掌握加工精度。GB/T 1354—2018 对大米精度也设置上限了，大米成品精度超过精度指标上限也是不合格产品，据对全国大米标样碾制的原始数据统计分析，每当糙米出白率降0.3%～0.5%，也就是精度提高相应幅度，其碾米耗电量要增加1.5%～2.3%。不过，一旦出机大米低于标准，如果回机重碾，回机的大米耗电量占4%～6%。

5 提高设备时产量

碾米生产时产量就是在1 h 的时间里生产出大米的数量。在装机容量一定的情况下，时产量越高，电耗越低；时产量越低，电耗越高，成反比关系。因此，提高时产量是降低电耗的关键措施之一；生产时产量的高低，又与碾米厂主机(砻谷机、碾米机、抛光机) 台时产量高低有关。主机工作效率能否充分发挥，是影响生产电耗的一个重要因素。主机台时产量高，加工一定数量大米耗费时间少，不但主要作业设备节能，而且辅助设备能耗也必然降低。根据资料统计，砻谷机耗电量占总耗电量的6%～10%，要提高砻谷机台时产量，除合理选用线速差、线速等工艺参数外，还必须精心操作，采用先进合理的操作方法，在保证糙米质量的前提下，保持较高而又稳定的脱壳率。在整个碾米工艺流程中，碾米机和抛光机配备的动力是最大的，碾米机和抛光机的耗电量要占整个流程耗电量的55%左右，是稻谷加工耗电的主要部分。因此只要合理选择设备工艺参数，采用科学的、先进的操作方法，充分发挥碾米机的效率，就能使吨米电耗降低，一般可降低10%～20%，提高碾米机台时产量，除了采用工艺效果、经济指标和机械性能方面都具有先进性的设备外，还必须提高主机操作技术水平和制定合理操作指标。尽量连续开机，减少开停机次数，开停机影响单位时间产量，减少切换不同品种次数，更换流程也会耽误单位时间产量，增加电耗。

6 减少风机的能耗

用于通风除尘和气力输送的风机所耗用的电能，在粮食加工厂的产品耗电中占有很大比重。风机节能的主要途径是降低风网的阻力损耗，适当调整风机的转速、压力和风量。风机电能平衡测试必须同时进行风网测试，才能发现薄弱环节并制定正确的节电措施。例如用于气力输送的高压离心风机的电耗偏高，可能有多种原因。如果是管网或除尘器的压降过大，应改进设计，加强维护，减少阻力损耗；如果物料与耗气的浓度比偏低，应改变风机转速，减少供气量或采用其他方法提高浓度比。大量应用于通风除尘的离心风机，如及时用闸阀调节、控制风量，可取得一定的节电效果。由于离心风机的功率与转速的三次方成正比，所以采用调频或调压装置改变电动机和风机的转速，可以取得更佳的节电效果。罗茨鼓风机具有压力自适应特性，能根据风网阻力自动调整供气压力，节电的关键在于按用气量调整风机的转速。

7 加强设备管理

建立有效的管理程序，完善设备管理体系，精心保养设备，提高设备完好率。设备在于管理，好的设备若得不到及时维修保养就会常出故障缩短其使用年限，对设备进行维修保养可以保证设备运行安全，最大限度地发挥设备的有效使用功能。因此对设备进行维修保养，要做到以预防为主，加强日常维护，坚持日常保养与维修相结合，坚持做到“三好四会五定”，“三好” 即对设备用好修好管理好，“四会”即是对设备会使用会保养会检查会排除故障，“五定”即对设备进行清洁润滑通风，检修时做到定人定点定时定质和定责，对重大的主要设备采用预防性维修，防止设备出现故障，对一般设备做好日常维修保养，确保设备在良好的润滑和平稳情况下运转，尽量减少其它摩擦阻力和机械磨损。决不允许设备带病运行。将故障率降低到最低限度，节省运作成本，这样不但降低了设备的维修费用，更主要的是不会因设备故障而影响生产。大米加工厂都是一条龙连续作业的。若其中一台设备出了故障则全工序乃至全车间都将停机。停机不但影响产量直接增加吨米电耗，而且影响产品质量的稳定性，因此加强工艺设备管理可以降低能耗。推广使用“Y”系列电机，效率可提高4%左右；推广采用电动机节能器，节能器在电动机空载或轻载时节能30%～40%，重载时节能10%左右，对功率较大的电动机安装节能器可提高有功功率；在原有变压器上加装电力电容器，用电力电容器进行补偿可提高功率因素，减少无功功率。

8 加强质量检测管理

加强专职检验，合理选用原料，不同成品要求调配不同等级原粮，不符合的原料决不入机加工。合理使用原料，可降低平均电耗，这是一条已被生产实践充分证明的节能经验。当原料品种、成品等级以及工艺过程及生产设备有所改变时，应及时进行技术测定，反馈给生产部门，通过测定查明各主要工序和设备的电耗数据，并据以分析，为降低电耗找出主要措施，提供科学依据，再根据生产需要合理调整。

9 科学用电管理

在日负荷量不变的情况下，合理组织并精心安排大米加工生产企业的三班生产制，调整和平衡变压器的工作负荷，有利于安全生产。对于实行峰谷电的加工企业在用电高峰时期压缩峰电消耗。对所有能在谷段起动的机械设备应尽量在谷段开机，从而降低其基本电价费用，达到最大限度节能降耗。

10 引进节电新技术

在通风除尘和气力输送方面，近些年来采用了多项新技术，有效地降低了粮食加工厂的风机耗电。比较突出的有：低压脉冲除尘器采用三叶罗茨鼓风机集中供气，有效地提高了滤袋反吹清理的力度，降低了风网的阻力损耗和风机用电。还有许多有待普及推广和深入研究的新技术，例如：国际上工业发达国家已经淘汰，我国仍在大量应用的普通V 带(以往称三角带)的传动效率较低，如改用新型的窄V 带替代，传动效率可提高2%～5%，而砻谷机改用同步带或尼龙片基带还有可能取得更高的传动效率。积极研发和推广节能新技术，是粮食加工厂降低产品电耗的重要环节。

11 生产统筹安排

生产管理要做到科学安排、合理调度，确保均衡连续生产。原粮调拨跟得上，成品出库及时，不脱档，保障生产顺利开展。

总之，影响大米生产耗电量的因素还有很多，比如装机容量、工艺流程布局、设备选型、操作方法、质量检测管理、新技术引用、生产安排等，这些原因往往相互联系和影响，因此大米企业要降低吨米电耗，控制好原粮的品质，选用良好的碾米抛光设备，加强生产管理，采用合理的加工工艺等，还要随时掌握同行的能耗的信息，虚心学习先进经验，及时引进。选择经济有实用的技术方案，应用于生产管理中，在满足质量的前提下，降低大米能耗，提高大米加工厂经济效益。