粮油食品加工厂设计 第06章 粮食工厂工艺流程设计.ppt

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1、第六章粮食工厂工艺流程设计第六章粮食工厂工艺流程设计 熊万斌熊万斌 主编主编 粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 第一节第一节 碾米工厂工艺流程设计碾米工厂工艺流程设计 一、碾米工厂工艺流程设计的原则和要求一、碾米工厂工艺流程设计的原则和要求 1.1.碾米工厂工艺流程设计的原则碾米工厂工艺流程设计的原则 (1)进行周密详尽的调查研究和资料准备工作，以确保建成后的米厂具有较好的技术经济指标。(2)在保证建厂质量的前提下，尽量减少投资，缩短建厂工期。(3)积极采用成熟的先进工艺、先进设备、使生产过程机械化、连续化。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 2.2.碾米工厂工艺流程设计的要求碾

2、米工厂工艺流程设计的要求 (1)合理设置工序及其顺序，在保证产品质量的前提下，尽量简化工艺流程，发挥各工序的最大效率。(2)遵循“同质合并、减少回路、尽量避免恶性循环”的原则，进行合理加工，以提高产品统一计划，提高出品率。(3)优先选用先进的、国家定型的、生产效率高的和有多种功能的设备，并考虑其合理的相互关系，以发挥其最大的加工效能，减少动力消耗，降低生产成本。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 (4)选择合适的产量定额和操作指标，确保生产稳定和各工序的产质量平衡，并充分考虑生产中可能发生的临时故障，以免影响整个工厂的生产。(5)工艺流程要有一定的灵活性和适应性，以满足不同原粮和产品的要

3、求。(6)采用气力输送时，应考虑到气流的综合利用，使气流在输送物料的同时，能完成一定的除尘、除杂、分级和冷却等工作，以达到一风多用的目的。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 二、碾米工厂工艺流程设计前的资料准备二、碾米工厂工艺流程设计前的资料准备 进行流程设计之前，须调查、研究和整理出下列三类资料。1.1.原粮品种、品质与成品种类、等级。原粮品种、品质与成品种类、等级。(1)全年加工厂原粮的品种与数量 以全年加工量最大的品种作为设计依据。(2)原粮水分和含杂量 以加工量最多的原粮的水分和含杂量作为依据。对水分和含杂量较高的少量原粮，在生产中可以用降低产量的方法处理。粮食工厂工艺流程设计粮

4、食工厂工艺流程设计 (3)原粮的工艺品质 包括粒形、粒度、均匀度、比重、容重、千粒重、硬度、纯度、不完善粒、含碎率、爆腰率、角质率、谷壳率、出糙率等。(4)产品的种类、等级标准及其全年生产量。2.2.机机器器设设备备资资料料 须对拟选用的各类机器设备的结构、作用、型号、规格、工作原理、技术参数、产量定额、操作指标、工艺效率、空气耗用量、动力配备、安装尺寸、机重、价格等进行全面的了解并整理成表。3.3.先进技术资料先进技术资料 包括新工艺、新设备、新技术、先进工艺、先进产量定额与操作指标、先进操作方法与技术经济指标等。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 三、碾米工厂工艺流程设计的步骤与方法

5、三、碾米工厂工艺流程设计的步骤与方法 碾米工厂的工艺流程设计包括确定工序及其顺序、选择机器设备、组合工艺流程、拟定产量定额与操作指标、计算工段生产能力、产质量平衡、选定设备型号和计算设备数量、确定设备技术参数等。1.1.确定工序及其顺序确定工序及其顺序 碾米工厂一般包括清理、砻谷、碾米3个工段，每个工段又包括若干个工序。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 (1)确定工序及其顺序的原则 工序设置应根据当地原粮品质及对主、副产品与下脚粮的种类、质量、等级的要求来确定。工序顺序应能满足生产工艺的要求。一般应先易后难，先粗选后精选，并保证不给后续工序带来困难。(2)碾米工厂的工序设置及其顺序 清

6、理工段的工序设置及其顺序 清理工段的主要任务是：以最经济最合理的工艺流程，清除稻谷中的各种杂质，以达到砻谷前净谷的质量要求。其工序设置及其顺序一般如图6-1所示。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计毛稻净稻除稗磁选初清称重除杂去石大杂中杂小杂轻杂谷石整理净石谷稗整理净稗磁杂图6-1 清理工段的工序设置及其顺序 图中初清、除杂、去石、磁选等工序是必不可少的，除稗工序依常年加工稻谷的含稗多少而定。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计净稻脱壳谷壳分离谷糙分离糙米精选、调质磁选净糙谷壳整理砻糠稻粒糙碎糙稻糙粞青白片磁条 砻谷工段的工序设置及其顺序 砻谷工段的主要任务是：脱去稻谷的颖壳，获得纯净

7、的糙米，并使分离出的稻壳中尽量不含完整粮粒。其工序的设置及其顺序一般如图6-2所示。图6-2 砻谷工段的工序设置及其顺序粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 不论大、中、小厂，也不论使用胶辊砻谷机或砂盘砻谷机的米厂，均应包括磁选、脱壳、谷壳分离、谷糙分离、糙米整理、砻糠整理等工序。碾米工段的工序设置及其顺序 碾米工段的主要任务是：碾去糙米表面的部分或全部皮层，制成符合规定标准的成品大米。其工序的设置及其顺序一般如图6-3所示。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计净稻碾米擦米凉米白米分级抛光包装色选成品米糠粞整理米糠大碎小碎有色粒 图6-3 碾米工段的工序设置及其顺序 磁选、碾白、白米分

8、级、糠粞分离等工序是任何米厂所不可缺少的。糙米调质、凉米、色选、白米调质、配米等工序则根据具体情况决定。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 2.2.设备选择设备选择 (1)设备选择的步骤 设备选择之前，应先了解原粮的工艺品质。选择清理与分组设备时，先了解被分离或分组的物料在粒形、粒度、悬浮速度、飞行系数、比重、导磁性、弹性等方面的差别，分别具有“完全可分性”且较悬殊的差别以及具有“大部分可分性”的差别，作为选择设备的依据。因为有差别才有可分性，具有“完全可分性”有完全分开的可能，差别越悬殊则分离与分组的效率越高。选择砻谷机、碾米机等设备之前，应了解原粮的粒度、整齐度、不完善粒、谷壳率、出

9、糙率、角质率和籽粒硬度，判断其抗压、抗折断强度等加工工艺品质。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 在了解原料工艺品的基础上，选择在工作原理、产量和机械特性等方面相适应而工艺效率较高的机器设备。(2)设备的选择 设备的工作原理是选择设备的主要依据，而工作原理一般决定于主要工作部件的结构、运动型式和谷粒的运动状态。对除杂与分级设备的选择 a按长度差别除杂与分级的设备有滚筒精选机和碟片精选机。按宽度与厚度差别除杂与分级的设备有振动筛、六角筛等。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 b基本上按长度差别除杂与分级的设备有小方筛、平面回转筛、溜筛、圆筛等，但不严格。c基本上按宽度差别除杂与分级的

10、设备有振动筛、跳筛等，也不严格。d按悬浮速度差别除杂与分级的设备有各种垂直气流的风选器。按比重差别除杂与分级的设备有比重去石机。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 g.按比重差别除杂与分级的设备有弹性分离机。h.按弹性差别除杂与分级的设备有弹性分离机。I.按导磁性差别除杂与分级的设备有平反式磁选器、磁选筒、永磁滚筒、电磁滚筒、磁栅等。对砻谷机的选择 a.属于挤压搓撕作用脱壳的设备有各类胶辊砻谷机，如MLGT型、MLGQ型等。b.属于端压搓其作用脱壳的设备有各类砂盘砻谷机，如LS型砂砻组合机等。属于撞压作用脱壳的设备有离心砻谷机。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 对谷壳分离设备的选

11、择 主要是按悬浮速度差别进行分离的FL.14型谷壳分离器。对于谷糙的设备的选择 a根据粒度、比重、磨擦系数差别的综合作用形成自动分级，并基本上按长度差别进行分离的设备主要有MGCP型谷糙分离平转筛和选糙溜筛。b根据比重和磨擦系数差别进行分离的设备主要是MGCZ型重力谷糙分离机。根据弹性差别进行分离的设备是MGCJ型撞击谷糙分离机。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 对碾米机的选择 a利用擦离作用的碾白的碾米机，亦称压力型碾米机。主要是铁辊筒碾米机、铁辊喷风碾米机等。b利用碾削作用碾白的碾米机，亦称速度型碾米机。有各类立式砂辊(臼)碾米机。c混合型碾米机主要是各种横式金刚砂辊筒碾米机和砂辊

12、喷风碾米机。对于白米分级设备的选择 主要有白米分级平转筛、白米分级溜筛、辊筒精选机等。对于糠粞整理设备的选择 主要有KXF型本分离器和KXS型糠粞分离小方筛等。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 3.3.流流程程组组合合 如果流程组合得合理，可以用较少的设备达到较好的工艺效果；如果组合不合理，虽使用了较多的设备，仍很难达到预期的工艺效果，故应慎重对待。(1)清理工段的流程组合 组合清理流程的原则 任何清理设备的除杂结果都有四种可能性：一是谷杂完全分开，这种结果只有在谷杂差别十分显著时才能达到；二是谷中基本无杂而杂中有谷，这种结果可以用主流撇净谷的方法达到；三是杂中基本无谷而谷中仍有杂质，

13、这种结果可以用副流出净杂的方法达到；四是谷中有杂，杂中也有谷，这是采取分级法的结果。这四种结果，以第四种最不经济。因为主、副流均需进一步清理，从而使设备增多、电耗增加，并使流程复杂化。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 在稻谷含杂较多的情况下，清理流程按“主流撇净谷，副流除净杂，稀释回流，同质合并”的原则进行组合，较为经济合理。根据这一原则组合流程而达到撇出净谷、除去净杂的关键是用适当有消息说流撇谷量、增多副流量、稀释副流含杂率、提高副流设备除杂效率的方法，做到回流与主流同质合并。因为只有当回流含杂率等于或低于主流含杂率时，才能始终保证良性循环，使主流撇出净谷。这个办法实质上是用适当降低

14、设备产量的方法以保证质量。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计清理工段的工艺流程 见图6-4 图6-4 去石流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 a去石流程 图中(a)适用于小型厂；在保证主流基本不含石子的情况下，下脚量一般不超过进机流量的3%。因此，可用人工进行整理或用一小容量的仓柜暂存，停机后再用比重去石机反复处理这部分下脚，直至谷中石子含量与主流含石量基本相同后并入主流。中、大型碾米厂可在副流中单独设置一台小型比重去石机，用以整理下脚，如图中(b)所示。在原粮含石较多的情况下，也可采用主流两道去石机串联的去石流程，如图中(c)所示。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计b.

15、清理工段工艺流程举例 见图6-5。图6-5 清理工段工艺流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 (2)砻谷工段的流程组合 回砻谷单独加工 回砻谷粒小、质差、爆腰粒多，承受不起较大压力，有条件的碾米厂应进行单独加工。大型碾米厂可用一台砻谷机专门加工回砻谷，中、小型碾米厂，如果只有一、两台砻谷机，回砻谷单独加工可用料仓辅助解决，如图6-6所示。图中(a)为小型厂回砻谷单独加工流程，(b)为中型厂回砻谷单独加工流程。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 稻壳吸运与收集 目前，碾米厂大都采用吸入式或混合式的流程吸运或收集稻壳，其流程如图6-7所示。图中(a)为吸入式流程，(b)为混合式流程。

16、稻壳整理 由于砻谷机本身的谷壳分离器很难将稻壳一次吸净，因此可采用主流二次吸壳或保证主流提纯净谷糙混合物、对吸出的稻壳进行整理(图6-8)的方法解决。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-6 中、小型碾米厂回砻谷单独加工的流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 图6-7 稻壳吸运与收集流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 图6-8 稻壳整理流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 谷糙分离 谷糙分离效果的好坏，对成品质量、出米率的高低、电耗、胶耗都有较大的影响。由于在日常生产条件下，原粮的品种、粒度、整齐度、水分以及砻谷机的产量与脱壳率经常发生变化，以到谷糙分离设备很

17、难在回砻谷含糙、糙米含谷、回机物料量三个方面同时达到规定的指标。因此，必须用加强谷糙分离工序的办法来解决。目前碾米厂谷糙分离设备一般都选用谷糙分离平转筛和重力谷糙分离机。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 常用的谷糙分离流程有3种：一是用谷糙分离平转筛分离谷糙，如图6-9(a)所示，此流程适合加工粒度均匀、脱壳率较高、易于分离的物料；二是采用谷糙分离平转筛与重力谷糙分离机组合分离谷糙，重力谷糙分离机处理谷糙分离平转筛的中路物料，如图6-9(b)所示；三是谷糙分离平转筛与重力谷糙分离机组合分离谷糙，重力谷糙分离机对谷糙分离平转筛选出的糙米进行精选，如图6-9(c)所示。后两种流程适合加工粒

18、形粒度互混、粒形细长的稻谷，但b流程效果较好。谷糙分离流程还应做到糙米可放可回，如上图中的分流器所示，用以在开机、停机时将不符合质量指标的糙米回机重新分离，以保证糙米质量。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-9 谷糙分离流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 糙米精选与调质 稻谷经砻谷后，不可避免地会产生糙碎和糙粞，同时，还会有一清理工段示能清除的未成熟粒，经脱壳后形成青白片。这些物料虽在化学成分上与糙米接近，但结构软科学性质与糙米相关很大。在同一操作条件下，如将糙碎、糙粞和青白片与糙米一同碾制，将使它们碾的更碎。甚至碾成粉状。这不仅影响出米率和副产品的利用，而且混入米糠后还会

19、收起米糠出油率低。此外，糙米中往往还含有少量杂质(稗子、石子、稻壳等)。因此，需要对糙米进行精选，去除小杂、糙碎、糙粞、青白片及石子等，这对于生产高质量大米尤为重要。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 糙米调质量通过对糙米加湿(小、雾化水或水蒸气)，使得皮层软化，皮层与胚乳结合力降低，糙米表面磨擦系数增加，从而达到减少碎米、提高出米率、改善大米食味等目的。糙米精选、调质技术在日本等发达国家实施较早，我国则刚刚起步，无论在理论还是实践上对此都需积极研究。(3)碾米工段的流程组合 粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 碾米流程 在制定白道数时，应根据碾米机性能及加工白米的精度等级来确定。

20、加工较低精度的大米时，可采用一机或二机出来；加工标二精度以上大米时，应采用二机或二机以上出米。在组合流程时，应使碾米流程灵活机动，既能加工低精度大米，又能加工高精度大米，如图6-10所示，使其在加工低精度大米时能够保待较高的产量，在加工高精度大米时能够保持较高的出米率。加工高精度大米时，碾米机的选择应遵循砂(辊)结合、先砂后铁的原则，而且以喷风碾米机为宜。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 白米分级流程 白米分级流程应根据成品大米的等级质量要求确定简繁程度，同时，应使白米分级流程机动灵活，能够根据不同的情况和要求，分出不同粒度和数量的碎米。加工一般大米时，只用一道白米分级平转筛和滚筒精选

21、机组合的方法进行白米分级(图6-11)。这样，既能获得尽可能多的含碎米少的整米，又能将混入碎米的整米尽量提出，使整米的质量和出米率提高。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-10粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-11 白米分级流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 糠粞分离流程 糠粞分离一般采用风筛结合的方法效果较好。目前，许多碾米厂将糠粞分离与米糠的气力输送有机地结合起来，把碾米机排出的米糠用风力吸到KXF型糠粞分离器，先用风选将大部分米糠分离出，余下的糠粞混合物再用筛选设备分离，如图6-12(a)所示。也可用见图先将糠粞混合物吸到集糠器(刹克龙)沉降收集，然后再用

22、筛选方法将糠粞分离，如图6-12(b)所示。糠粞分离的工艺流程可组成多种形式，应根据副产品的利用情况合理安排。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-12 糠粞分离流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 4.4.流程定额与操作指标流程定额与操作指标 (1)清理与分级设备 清理与分级设备的工艺效率同设备类型、性能、流量定额与操作指标有关。在采用撇净谷法和除净杂法时，各类设备均有其相应的流量定额及操作指标(留存率与清除率等)，其值参考表6-1。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计表6-1 清理与分级设备的流量定额与操作指标序号设备名称所在工序主要部件名称作用流量定额流量单位留存率L

23、（%）杂质清除率C（%）谷物提取率T（%）1初清圆筛除清筛 筒主流除大杂7080kg/（cmh）951001002自衡振动筛除杂风选器主流撇净谷3540kg/（cmh）9597100主流除轻杂3540kg/（cmh）6070100接料筛面主流除大杂3540kg/（cmh）95100100分级筛面主流除中杂3540kg/（cmh）8590100精选筛面主流除小杂3540kg/（cmh）6570100风筛结合主流除稗3540kg/（cmh）2030100平均除杂3540kg/（cmh）8090100粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计3高效除稗筛除稗分级筛面主流除大杂80100kg/（cmh）

24、95100100精选筛面主流除小杂80100kg/（cmh）65701004高速除稗筛除稗撇谷筛面主流撇净谷1721kg/（cmh）8090100副流撇净谷10kg/（cmh）6070100除稗筛面主流除净稗510kg/（cmh）7080100副流除净稗5kg/（cmh）8090100粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计5吸式风选器除杂风 道主流除轻杂4050kg/（cmh）95100100稻壳分离风 道主流分净稻壳40kg/（cmh）95100100砻糠整理风 道副流整理砻糠15kg/（cmh）8090成品除糠风 道主流除净糠4050kg/（cmh）90956平面回转筛除杂筛 面主流除杂

25、5060kg/（cmh）5060100谷糙分离筛 面谷糙分离40kg/（cmh）白米分级筛 面白米分级3540kg/（cmh）粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计7撞击谷糙分离机谷糙分离分选台谷糙分离6070kg/（槽h）8重力谷糙分离机谷糙分离分选板面谷糙分离5.06.0kg/（cmh）9比重去石机去石去石工作面主流撇净谷5075kg/（cmh）100粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计10稻壳分离器下脚整理去石工作面主流除净谷5075kg/（cmh）9095100副流撇净谷5075kg/（cmh）下脚整理稻壳分离及砻糠整理去石工作面风 道副流除净谷5075kg/（cmh）90951

26、00砻下物吸稻壳35409599100粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计11擦米机擦米筛 筒主流二次吸稻壳20309599100砻糠整理15259095100擦米除糠2000-2500kg/（m2h）909510012凉米器凉米筛 面冷却除糠粞6080kg/（cmh）506010013小方筛谷稗整理撇谷筛面撇净谷400500kg/（m2h）4050100粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计14磁钢糠粞分离除稗筛面除净糠kg/（m2h）9095100筛 面除净糠kg/（m2h）9095100磁选磁 钢主流吸铁3540kg/（cmh）6070100 注：1撇净谷时，杂质全部分出，故C=1

27、00%；L为撇出净谷最高值；T值则由公式求得：公式见表6-3粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 2除净杂时，分出物为净杂，所以T=100%；L值仍由公式求得：公式见表6-3 （2）脱壳设备 胶辊砻谷机 不同型号、规格的胶辊砻谷机，因喂料速度及脱壳率不同，其单位辊长的产量也不一样。在设计碾米厂时，应根据设备制造厂家的产量定额进行确定。砂盘砻谷机 砂盘砻谷机大都用于籼稻区，其脱壳率一般掌握在70%75%比较适宜，其产量因砂盘直径和转速而异，所以应根据设备制造厂的产量定额进行确定。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 （3）碾米机的产量定额与操作指标 碾米机的产量决定于其类型、辊筒、碾白室

28、结构与转速等。所以，目前国内的各碾米机产量定额悬殊很大，即便是同类型碾米机，其产量定额也不相同。因此，应根据制造厂规定的产量定额进行确定。多机出白时，碾米机的脱糠率因碾米机类型而异。压力型碾米机因头道米机开糙困难，脱糠率应稍低，以免压力过大，产生碎米较多；混合型碾米机开糙较易，头道米机脱糠率可稍高一些，而末道米机脱糠率应低一些，可减少淀粉损失，也可使米粒表面光洁。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计表6-2 多机出米时碾米机的脱糠率项目压力型碾米机混合型碾米机二机出白三机出白二机出白三机出白头机403050603540二机604040503540三机3030粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺

29、流程设计 5 5确定工段生产能力确定工段生产能力 生产过程中，清理、砻谷、碾米3个工段的产量常因原粮品种、水分及加工精度发生变化而出现不平衡现象。因此，在设计时，一般是按全年加工量最多的稻谷品种、水分及大米加工精度，作为设计各工段机器设备应有生产能力的依据，再乘以能够保证各工段平衡的储备系数，即可得出各工段的设计生产能力。设计生产能力将作为产质量平衡和计算设备数量的依据。计算步骤如下。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 （1）计算各工段机器设备应具有的生产能力 碾米工段机器设备应具有的生产能力Gm（kg/h）式中，Qm碾米厂的白米生产量（t/d）。砻谷工段机器设备应具有生产能力GL（kg

30、/h）式中，X毛稻含杂率（%）。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计（2）计算设计生产能力 碾米工段的设计生产能力Gms 当碾米机的运转率为100%时：Gms=Gm（kg/h）砻谷工段的设计生产能力GLS（kg/h）GLS=n1GL 式中，n1砻石工段的储备系数，一般取n1=1.01.1。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 清理工段的设计生产能力GCS GCS=nCGCS式中，nC清理工段的储备系数，一般取nC=1.01.2。储备系数n1和，nC根据下列条件决定：a.按低精度米设计计算时取低值，按高精度米设计计算时取高值。b.设计小型米厂或加工稻谷的品种、成品精度变化不大时取低值，大

31、型厂或稻谷品种与成品精度经常发生变化时取高值。c.一般nCn1。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 6 6产产质质量量平平衡衡 进行产质量平衡的目的，是为了计算各个机器设备进出口物料的流量与质量，用以衡量产品质量是否达到要求，同时，用以计算作业机器与输送设备的数量。（1）清理设备与流程的产质量平衡 基本计算公式 含杂谷物的清理过程和谷杂变化可以图示如下（图6-13）：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-13 含杂谷物的清理过程和谷杂变化图中：G进机物料流量（kg/h）；x进机物料含杂率（%）；G1出机主流物料流量（kg/h）；y出机主流物料含杂率（%）；G2分出物料流量（kg/

32、h）；z分出物料含杂率（%）。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 根据流量平衡原理，有：G=G1+G2 根据质量平衡原理，有：Gx=G1 y+G2 z 将式G=G1+G2移项后代入式Gx=G1 y+G2 z，整理后可得：另外，在计算时将出现留存率、分出率、杂质去除率、谷物提取率等因子，其含义及计算公式如下。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 留存率：指单位时间内出机主流物料与进机物料的重量百分比（当主流物料为净谷时，为撇净谷率），即：分出率：指单位时间内分出物与进机物料的重量百分比，即：由上两式可知：F=1L，L=1F粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 杂质去除率：指单位时间

33、内清除的杂质与进机物料中所含杂质的重量百分比（清除的杂质中不含谷物时，为除净杂率），即：谷物提取率：指单位时间内，出机主流物料中所含谷物同进机物料中所含谷物的重量百分比，即：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 将依次代入上式得：以上公式将在产质量平衡以及实验时经常用到，为了便于查找，列表于下（表6-3）粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 以上公式将在产质量平衡以及实验时经常用到，为了便于查找，列表于下（表6-3）所求值计算公式GG1G2粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计续表6-3所求值计算公式LFC粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计续表6-3Txyz粮食工厂工艺流程设计

34、粮食工厂工艺流程设计产量平衡的计算方法图6-14撇净谷设备的生产过程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 a.撇净谷设备对撇净谷设备进行产质量平衡时，首先应掌握G、x、L三个数据。G值根据碾米厂日产量及各工段的设计生产能力求出，x值通过调查历史资料或实测求得，L值通过查表6-1获得。然后根据表6-3中的公式求出G1、G2、F、T、z等值。由于是撇净谷设备，C=1，y=0，故粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-15除净杂设备的生产过程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 b.除净杂设备对除净杂设备进行产质量平衡时，应首先掌握G、x、C的值。C值查表6-1获得，因是除净杂，所以T

35、=1、z=1。并可根据表6-3中的公式求出L、F、G1、G2、y等值。c.撇净谷、除净杂组合设备图6-15中已知值为G、x，并因第一组工作面为撇净谷，第二组工作面为除净杂，所以，C1=1、y=0、=1、T2=1，通过表查6-1可知L1和C2的值，再根据表6-3中公式求出G1、G2、F1、T1、z。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-16 撇净谷除净杂组合设备的生产过程 粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 求出G2和z值、并已知C2、=1、T2=1等值后，即可比照表6-3中相关公式求出g1、g2、L2、F2、。d.循回线路的流程对循回流程进行产质量平衡的作用有二：一是计算出包括回

36、流在内时各个工序主流及副流并联设备的进口总流量，并据以计算设备数量，使之不致超负荷使用，影响工艺效率；二是根据回流同质合并的要求，计算出主流设备的撇净谷率，以保证产品质量。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 对于循回线路的工艺流程，必须满足回流同质合并的要求，即必须使回流含杂率等于或低于主流含杂率，这样才能避免恶性循环和保证主流撇出净谷。其计算方法如下。根据图6-18的流程，因流程仅有谷物和杂质两个出口，所以在长时间连续生产时，G=G1+g2，且要求撇净谷和除净杂，即要求谷中无杂、杂中无谷，而谷中杂质量Gx仅有一条出路g2z，所以在动态平衡中可得：根据杂质去除率的定义有：粮食工厂工艺流程

37、设计粮食工厂工艺流程设计根据图6-18的流程可知：将以上各式整理、化简后得：因为要求循回线路同质合并，即=x=xS，所以，上式可写作：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 即GS值取决于主流和副流的杂质清除率C1和C2。求出GS值后，即可根据流程图和表6-3中有关公式，求出其他各值。图6-18循回线路流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 【例1】如图6-19所示去石流程，已知G=3 800kg/h，x=0.1%，C1=100%（因是撇净谷，杂质被全部分出），y=0（主流为净谷），C2=90%（查表6.-1得），=100%（因是除净杂，杂中无谷，所以下脚含杂率为100%），T2=10

38、0%（因杂中无谷，谷物被全部提出），求图中各值。解：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 g2=Gx=3.8kg/h g1=G2g2=422.2kg/h粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 计算结果表明，=xS=x，已达到同质合并的要求。此结果是用改变设备技术参数或操作指标来达到的，如改变工作倾斜角、降低精选室反吹风风量等方法使操作指标L1降低至89.9%或以下。否则，不能保证同质合并。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-19 去石流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计（2）砻谷工段流程与设备的产质量平衡砻谷工段流程也为一循回线

39、路。但是，这种循回线路中有脱壳、稻壳分离与谷糙分离设备，它使主流的量和质都发生变化。因此，它同清理工段的循回线路计算方法有所不同。图6-20中，G、GS、GH、GK、Gm、GO、GE、GES、GC1、GC2、QO、gO都是流量（kg/h），X、XS、YH、w、vO、v、xS、y、z1、z2都是含糙率（%），ZK为砻糠含粮率（%），LO、LS、LE都是流量比（%）。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-20 砻谷工段流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 在正常生产条件下，下式成立：GS=G+GO 在生产过程中，砻下物中没有脱壳的稻谷基本上全部回砻，如果对于混入砻糠和糙米中的少量谷

40、粒忽略不计，则进入砻谷机的物料中所含纯稻谷数量，减去经过砻谷机脱掉稻壳的稻谷数量，必然等于回砻谷中的稻谷数量。假定进入砻谷机的稻谷G及回砻谷GO中所含少量杂质与稻壳忽略不计，则进入砻谷机的纯稻谷数为GS（1-XS）；砻谷机脱去稻壳的稻谷数量等于进机纯稻谷数量GS（1-XS）乘以脱壳率TK；回砻谷中的纯稻谷数量为GO（1vO）。根据前述平衡条件可知：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 GS（1-XS）GS（1-XS）TK=GO（1vO）整理后得：同时，根据图示可知，进入砻谷机的稻谷所含糙米量GSXS等于原粮所含糙米量GX同回砻谷所含糙米量GOvO之和，即：GSXS=GX+GOvO粮食工厂工

41、艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 同时，根据图示可知，进入砻谷机的稻谷所含糙米量GSXS等于原粮所含糙米量GX同回砻谷所含糙米量GOvO之和，即：GSXS=GX+GOvO 整理后得：将上式代入 得：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 再将此式代入GS=G+GO，整理后得：因为G、TK、vO、X均为已知值，故可根据上式求出GS值，并按下列步骤和方法分别求出其他各值。由图6-20可知，流程中只有稻壳GK和糙米GC1、GC2三个出路，在正常生产条件下，下式成立：G=GK+GC1+GC2粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 因为G、TK、vO、X均为已知值，故可根据上式求出GS值，并按下列步骤

42、和方法分别求出其他各值。由图6-20可知，流程中只有稻壳GK和糙米GC1、GC2三个出路，在正常生产条件下，下式成立：G=GK+GC1+GC2 如不计混入糙米中的少量稻壳，即假定被脱下的稻壳全部吸入GK中，则：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计GK（1ZK）=G（1X）CK 所以，式中，GK谷壳率（%）；ZK稻壳含粮率（%）。因为砻下物中的糙米量GHYH等于进入砻谷机的稻谷中含糙米量GSXS与脱去稻壳的稻谷数量减去稻壳量 之和，即：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计对于谷糙分离部分：因 Gm=GH+gO GES=GE+QO而 gO=GES LO GE=Gm LE Qo=GES LS

43、 粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计整理以上各式得：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计又因为：GC2=GESgOQ所以，GC2=GESGESLOGESLS =GES（1LOGESLS）粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 而GC1=GCGC2=G（1X）（1CK）GC2 根据生产实践经验，采用谷糙分离平转筛与重力谷糙分离机组合进行谷糙分离时，LO=20%，LS=20%，LE=30%。在求出谷糙分离设备进口流量后，即可求出各路谷物的含糙率。分析与计算如下。在生产中只有在同质合并的条件下，才能保质保量地进行长时间的连续生产。同理，如能保质保量地长时间连续生产，必须保证同质合并。实际

44、情况是，在开机之后，操作人员通过调节工作面倾角或转速，改变LO和LS值，使回流基本上达到同质合并。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 但是，完全同质是很难实现的，随着时间的推移，不同质的情况愈来愈严重，最终将使回砻谷含糙增多或糙米含谷增多，这时就必须再进行调整，使之恢复到基本上同质合并。由此可知，在生产过程中，回流物的含糙率总是在主流含糙率的上下摆动。因此，在设计碾米厂进行产质量平衡时，可以按同质计算。根据图6-20，按y=YH=w，计算。如式中y和w按YH值计算，而GEv=GmwGOvOGC1 所以，和xS则与v同值。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 【例2】G=5000kg/

45、h，X=0，TK=85%，ZK=0，CK=20%，LO=20%，LS=20%，LE=30%，Z1=Z2=100%，vO=10%，求各值。解：粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 y=w=YH=0.823=82.3%=xS=v=0.955=95.5%粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 （3）碾米工段流程与设备的产量平衡 碾米工段流程基本无循回线路，计算时只需考虑碾米机脱糠率的分配和分出率即可。现以碾米流程与设备的产量平衡为例介绍如下。图6-21所示为一个二砂一铁、既可

46、二机出白也可三机出白的碾为流程。计算时，首先应推算出需用糙米量，然后再计算其他各值。根据图示，因GSm=GCm（1-k）所以，粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计式中，GCm糙米需用量（kg/h）；GSm碾米部分设计生产量（kg/h）；k脱糠率（%）；加工标准二等大米时，k=4%6%；加工标准一等大米时，k=6%8%；加工特等大米时，k=8%10%；当采用二机出白时，脱糠率分配为：一机60%，二机40%。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计图6-21 碾米流程粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 Gm3=GSm=GCm（1k）则：Gm1+Gm2=GCm（10.6k）Gm1=Gm2

47、式中，Gm1、Gm2、Gm3分别为各道碾米机未除碎时的白米生产量（kg/h）。当采用三机出白时，脱糠率分配为：一机30%，二机40%，三机30%。则：Gm3=GSm=GCm（1k）Gm1=GCm（10.3k）Gm2=GCm（10.7k）粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计对于糠粞分离设备：gkx=GCmGSm=GCmkgkx=gk+gxgk=GCmCxgx=GCmCxgp=gKLgC=gkxgp gO=gcgX粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 式中，gkx糠粞总量（kg/h）；gO糠粞分离小方筛提出米糠量（kg/h）；gK米糠量（kg/h）；L糠粞分离器提糠率，一般取80%85%；

48、gX米粞量（kg/h）；粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 CK糙出糠率（%）gP糠粞分离器提出米粞量（kg/h）；Cx糙出粞率（%）。gc糠粞分离器下出口物料量（kg/h）；粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 【例3】已知：Gsm=2190kg/h，采用二机出米，碾减率k=6%，出糠率CK=5%，出粞率CX=1%，糠粞分离器除粞率C=100%，取L=80%，求各值。解：Gm3=GSm=2190kg/h Gml=Gm2=0.5GCm（1-0.6k）=1123kg/h Gkx=GCmK=139.8kg/h粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 gk=GCmCK=116.5kg/h

49、gx=GCmCz=23.3kg/h gP=gkL=93.2kg/h gc=gkx-gP=46.6kg/h gO=gc-gx=23.3kg/h粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 7 7计计算算设设备备数数量量在计算出各个工序的机器设备进出口流量以后，即可据以计算所需各类设备的数量，包括作业设备、谷米仓柜、称重设备等。（1）作业设备从计算方法区分，作业设备分为两类：一类是定型的设备，如初清筛、振动筛、去石机、高速除稗筛、小方筛、永磁滚筒、砻谷机、选糙平转筛、重力谷糙分离机、碾米机、白米分级筛等，这类设备一般按台计算；另一类是目前仍需自制的设备，这些设备大都是先计算出主要工作部件的尺寸，如溜筛

50、筛面和风选设备风道所需总宽度，圆筛筛面所需总有效面积等，然后确定设备的规格和计算所需台数。不过，对于第一类设备，也可以按第二种办法计算，然后选定合适的型号和数量。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 按台计算 a.选择和确定设备的型号规格在不超过处理量的前提下，应尽可能选用较大型号的设备，以减少并联台数，节省安装空间，便于安全防护和操作管理。其次是所用同类设备在处理量相差不大的情况下，尽可能选用相同的规格，以减少备用零配件和材物料的数量，也可使设备的布置和安装方便、整齐、美观。粮食工厂工艺流程设计粮食工厂工艺流程设计 b.计算设备台数 式中，Z0一计算的设备台数（台）；G计算的工序进口总流