引言
我國西北地區(qū)是國內(nèi)重要的玉米產(chǎn)區(qū)，也是各大玉米種子加工企業(yè)進(jìn)行種子生產(chǎn)的主要地區(qū)。玉米果穗成熟季節(jié)為每年秋季。果穗收獲后如不及時(shí)進(jìn)行加工處理并入庫保存，則會(huì)因含水率高、氣溫下降等原因產(chǎn)生霉變、凍害等現(xiàn)象，降低種子的品質(zhì)和發(fā)芽率，給企業(yè)帶來損失。
因玉米種子通過機(jī)械化加工可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力成本，提高種子質(zhì)量。目前西北各種子加工企業(yè)普遍使用玉米種子專用加工機(jī)械加工玉米果穗。實(shí)力較強(qiáng)的廠家會(huì)將各臺(tái)種子加工機(jī)械使用運(yùn)輸設(shè)備連接為種子加工生產(chǎn)線。不但進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，而且更易于實(shí)施在線檢測等技術(shù)手段以進(jìn)一步提高種子質(zhì)量。
1．玉米種子加工工藝流程簡介
玉米種子加工過程主要包括扒皮、人工揀穗、果穗烘干、果穗脫粒與預(yù)清、玉米籽粒暫存、精選加工、包衣加工、包裝入庫這幾個(gè)工序。
大型玉米種子加工廠一般使用自動(dòng)加工生產(chǎn)線進(jìn)行加工，規(guī)模較小的種子公司一般采用單機(jī)設(shè)備進(jìn)行加工作業(yè)，設(shè)備之間的轉(zhuǎn)運(yùn)過程則由人工完成。
2．玉米種子加工生產(chǎn)線常用設(shè)備簡介
2．1玉米種子加工生產(chǎn)線主要加工設(shè)備簡介
2．1．1揀穗臺(tái)(揀穗皮帶機(jī))
揀穗臺(tái)即為揀穗皮帶機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)和工作原理與普通皮帶機(jī)相同，均為摩擦傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，皮帶機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、機(jī)身、皮帶，托輥幾部分組成。揀穗皮帶機(jī)與一般皮帶機(jī)不同之處在于揀穗皮帶機(jī)較一般皮帶機(jī)寬度更寬，一般寬度為1米左右，皮帶正常工作時(shí)的線速度也不大，****線速度一般限制在0．8米／秒，方便工人站在揀穗皮帶機(jī)周圍挑揀雜穗。
2．1.2斜床堆放式種子干燥室(斜床堆放干燥倉)
斜床堆放式種子干燥室(斜床堆放干燥倉)由隔成多個(gè)隔間的烘干倉組成，倉體端部設(shè)有風(fēng)機(jī)和換熱器，倉頂設(shè)有進(jìn)料門，倉側(cè)面設(shè)有出料門，倉內(nèi)設(shè)有風(fēng)道通熱風(fēng)。烘?zhèn)}的熱源依當(dāng)?shù)啬茉辞闆r各有不同，但基本可分為燃?xì)�、燃油和燃煤等方式。值得一提的是，有的加工廠使用玉米棒芯作為燃料，既節(jié)約燃料成本又免除了玉米棒芯的處理費(fèi)用。烘干倉一般采用間接加熱的烘干方式進(jìn)行工作，這樣可保證烘干后的玉米果穗整潔干凈。
2．1．3脫粒預(yù)清機(jī)
脫粒預(yù)清機(jī)(或稱脫粒初清機(jī))主要包含脫粒和預(yù)清兩部分機(jī)械結(jié)構(gòu)。目前廣泛使用的脫粒預(yù)清機(jī)脫粒部分工作原理主要分為齒釘式和擠搓式兩種。前者結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，但較擠搓式脫粒機(jī)破碎率高。擠搓式玉米脫粒機(jī)工作部分由含齒板的主軸和鼠籠式擠搓筒組成，工作時(shí)玉米干果穗在主軸的攪動(dòng)作用下在籠中互相擠搓，分離的玉米粒經(jīng)由籠式結(jié)構(gòu)的縫隙中落下，玉米棒芯則從籠式結(jié)構(gòu)末端的專設(shè)排出口排出，達(dá)到粒、芯分離的目的。落下的玉米粒中混雜有碎玉米芯和碎的玉米粒，這兩部分雜質(zhì)經(jīng)由機(jī)器預(yù)清部分的多層篩篩選，經(jīng)由不同出口排出機(jī)器。
2．1．4鋼板倉群
鋼板倉群一般分為圓倉和方倉兩大類。無論哪種類型，倉群均配有上料和出料皮帶機(jī)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械上、排料，倉內(nèi)設(shè)有通風(fēng)管道，可由配套的風(fēng)機(jī)向倉內(nèi)部鼓風(fēng)，去除水氣和降溫，鋼板倉群在加工生產(chǎn)線中起暫時(shí)存貯玉米籽粒的作用，一般在脫粒工段之后，精選工段之前安置。
2．1．5風(fēng)篩清選機(jī)
風(fēng)篩清選機(jī)主要包含風(fēng)選和篩選兩部分機(jī)械結(jié)構(gòu)。風(fēng)選部分主要為立式空氣篩，它根據(jù)種子的空氣動(dòng)力學(xué)特性，按照種子和雜質(zhì)臨界速度的不同，通過調(diào)整氣流的速度實(shí)現(xiàn)分離玉米種子中的灰塵和其他較輕雜質(zhì)。種子通過空氣篩后進(jìn)入多層振動(dòng)篩，通過多層篩片孔的尺寸進(jìn)行分選，從而實(shí)現(xiàn)玉米籽粒的大小分離任務(wù)，分離后的各類規(guī)格籽粒經(jīng)由設(shè)在機(jī)器上的各個(gè)出口排出。
2．1．6種子分級機(jī)
種子分級機(jī)一般分為圓筒分級機(jī)和平面分級機(jī)兩大類。不論哪種類型，其工作原理是相同的，均為使
用不同規(guī)格的篩簡或篩片，經(jīng)篩選后分離不同尺寸的籽粒，從而達(dá)到大小分開的效果，設(shè)備內(nèi)的篩筒或篩片可進(jìn)行更換，以便使用不同篩孔規(guī)格的篩片進(jìn)行工作。玉米籽粒經(jīng)分級機(jī)分離后，經(jīng)由機(jī)器不同出口排出，完成分級過程。
2．1.7比重式分選機(jī)
比重式分選機(jī)也稱重力式分選機(jī)或重力分選臺(tái)。此類設(shè)備工作原理是在氣流與振動(dòng)聯(lián)合作用下，工作臺(tái)上的同尺寸物料按照密度的差異會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象。玉米籽粒在工作臺(tái)上按照容重(密度)分層后，經(jīng)由不同的出口排出，達(dá)到去除蟲蛀粒和碎玉米芯的目的，進(jìn)一步提高玉米種子質(zhì)量。
2．1．8種子包衣機(jī)
種子包衣機(jī)是采用計(jì)量給藥裝置、定量喂料裝置保證藥種比例，霧化裝置均勻噴灑藥物于種子表面，攪拌裝置拌勻藥液和種子的設(shè)備。種子和包衣藥劑經(jīng)過包衣機(jī)****計(jì)量后，按照事先設(shè)定好的比例在機(jī)器內(nèi)進(jìn)行混合，經(jīng)攪拌后從排料口排出，完成包衣過程。
2．1．9種子包裝秤
種子加工使用的包裝秤與工業(yè)通用的顆粒包裝秤類似，各類型包裝秤的區(qū)別主要為所稱量的重量和自動(dòng)化程度不同。依所包裝重量劃分可分為大、小袋包裝秤，依自動(dòng)化程度劃分可分為半自動(dòng)包裝秤和全自動(dòng)包裝秤。
目前大型生產(chǎn)線主要使用全自動(dòng)包裝秤提高生產(chǎn)效率。半自動(dòng)包裝秤因需要人工套袋、接料和封口工作，故生產(chǎn)效率略低，一般用在小型玉米種子加工生產(chǎn)線中或者單機(jī)使用。包裝袋的大小則依據(jù)市場需求來決定。
2．2玉米種子加T生產(chǎn)線輔助加工設(shè)備簡介
2.2．1皮帶輸送機(jī)
皮帶輸送機(jī)是使用輸送帶水平或爬坡連續(xù)輸送物料的設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用。
玉米種子加工廠普遍使用平皮帶輸送機(jī)輸送玉米果穗，使用V型皮帶輸送機(jī)輸送玉米籽粒。皮帶機(jī)的運(yùn)輸特點(diǎn)是運(yùn)輸過程平穩(wěn)無沖擊，玉米果穗與籽粒運(yùn)輸過程中破碎率很低。
2.2.2斗式提升機(jī)
斗式提升機(jī)是使用固定在皮帶上的畚斗垂直提升物料的連續(xù)輸送設(shè)備。根據(jù)摩擦傳動(dòng)原理，由主、從動(dòng)輪帶動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中畚斗隨皮帶運(yùn)動(dòng)，從提升機(jī)底部舀入物料，經(jīng)皮帶運(yùn)動(dòng)提升至頂部主動(dòng)輪附近，然后經(jīng)離心力作用將畚斗內(nèi)物料甩向出料口出料，從而完成提升物料的過程。因斗式提升機(jī)在工作過程中有舀入種子的動(dòng)作，故依制造精度會(huì)產(chǎn)生0．5％左右的破碎率。
2．2．3旋風(fēng)除塵器(英文名：cycIone)
旋風(fēng)除塵器上部為圓柱，下部為圓錐形，中空。設(shè)備工作時(shí)利用旋轉(zhuǎn)沉降原理將塵土與空氣分離，塵土經(jīng)由旋風(fēng)除塵器下部的出口排出，空氣經(jīng)由上部的排氣管排出，達(dá)到凈化空氣的作用。
2.2．4布袋除塵器
布袋除塵器的主要結(jié)構(gòu)為風(fēng)機(jī)，布袋和集雜倉。工作原理為利用布袋上面的織物小孔過濾空氣，達(dá)到分離灰塵與空氣的作用，因布袋織物使用特制化纖材料制成，小孔致密，所以布袋除塵器的除塵效果較旋風(fēng)除塵器好。但因整機(jī)采購價(jià)格較旋風(fēng)除塵器高，為降低生產(chǎn)線成本，一般僅配合關(guān)鍵設(shè)備使用。
圖8布袋除塵器子加工生產(chǎn)線中各工段工作過程
3．玉米種
3．1揀穗工段T作過程
揀穗工段主要由分穗皮帶機(jī)、多條揀穗皮帶機(jī)(揀穗臺(tái))和揀穗后好、雜穗出運(yùn)皮帶機(jī)組成。
分穗皮帶機(jī)負(fù)責(zé)將玉米果穗均勻分布到各條揀穗皮帶機(jī)上面，揀穗工人站在揀穗皮帶機(jī)旁邊，手工將不符合要求的玉米雜穗扔進(jìn)雜穗出運(yùn)皮帶機(jī)，合格的好穗工人不予干預(yù)，呆穗會(huì)沿揀穗皮帶機(jī)運(yùn)輸至好穗出運(yùn)皮帶機(jī)后運(yùn)出揀穗車間。雜穗運(yùn)出揀穗車間后直
接裝車運(yùn)走轉(zhuǎn)商(做鮮玉米出售)，好穗經(jīng)由皮帶機(jī)運(yùn)輸至玉米果穗烘?zhèn)}。
根據(jù)種子公司需要，有的揀穗車間中還配有扒皮機(jī)，扒皮機(jī)的安裝位置在分穗皮帶之后，揀穗皮帶之前，即玉米果穗經(jīng)分穗后先扒皮，再經(jīng)人工揀穗。
3．2烘干工段工作過程
烘干工段的主要加工設(shè)備為斜床堆放式種子干燥倉和為此烘干倉進(jìn)料和出料的皮帶輸送機(jī)。
烘干倉內(nèi)設(shè)多個(gè)隔間，，以便烘干不同品種玉米果穗。玉米呆穗經(jīng)進(jìn)料皮帶機(jī)從倉頂進(jìn)料門向各隔倉進(jìn)料，待堆料厚度達(dá)到規(guī)定高度時(shí)停止進(jìn)料，開始進(jìn)行烘干。玉米果穗進(jìn)廠時(shí)含水率會(huì)在30％以上，經(jīng)烘干過后，含水率達(dá)到安全儲(chǔ)藏水分13％后即可打開烘干倉側(cè)面墻上的排料門，干玉米果穗即從倉中自行流出，經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)出烘干倉，并轉(zhuǎn)運(yùn)至脫粒車間。
3．3脫粒工段工作過程
脫粒工段主要使用脫粒預(yù)清機(jī)進(jìn)行干玉米果穗的脫粒工作，輔以提升機(jī)和皮帶機(jī)、除塵器等設(shè)備進(jìn)行提升、運(yùn)輸和除塵工作。
干玉米果穗經(jīng)脫粒預(yù)清機(jī)后會(huì)分成好玉米籽粒、碎玉米籽粒、碎玉米芯、完整玉米芯四部分。經(jīng)皮帶機(jī)和提升機(jī)運(yùn)輸后，好玉米籽粒送入鋼板倉群暫存。碎玉米籽粒送入專用暫存?zhèn)}暫存，之后轉(zhuǎn)作飼料出售。完整玉米芯和碎玉米芯經(jīng)運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)出車間后進(jìn)／kt,米芯儲(chǔ)存?zhèn)}暫存，之后轉(zhuǎn)售玉米棒芯處理廠或使用燃燒爐就地燃燒供熱。因擠搓脫粒過程會(huì)產(chǎn)生粉塵污染，故車間內(nèi)設(shè)有除塵管道，車間外設(shè)有專用的旋風(fēng)除塵器除塵。除塵器收集的粉塵主要成分為玉米籽粒和棒芯上面脫落的皮，此部分雜質(zhì)可轉(zhuǎn)作雞鴨飼料使用。
3．4精選T段工作過程
精選工段由風(fēng)篩清選機(jī)、分級機(jī)、比重式清選機(jī)這三個(gè)主要設(shè)備組成，輔以皮帶機(jī)、提升機(jī)、暫存?zhèn)}、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器等輔助設(shè)備進(jìn)行加工作業(yè)。此工段是控制產(chǎn)品質(zhì)量的重要工段。
干玉米籽粒從玉米暫存?zhèn)}群經(jīng)提升機(jī)和皮帶機(jī)運(yùn)至精選車間后，首先經(jīng)風(fēng)篩選淘汰玉米碎芯，過大籽粒等大雜和玉米碎籽粒、小石子等小雜。依市場需求情況酌情考慮是否經(jīng)分級機(jī)分級。之后經(jīng)比重選除去
與玉米籽粒大小相近，但比重不同的玉米碎芯等物，完成精選過程。精選過程完畢后合格玉米籽粒由皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至包衣、包裝車間，玉米碎籽粒經(jīng)皮帶機(jī)、暫存?zhèn)}系統(tǒng)收集后轉(zhuǎn)為飼料出售。因加工過程中也會(huì)產(chǎn)生粉塵污染，故各主機(jī)均配有除塵設(shè)備除塵，除塵器中收集的粉塵成分同脫粒車間粉塵，只是粒度更細(xì)。
3．5包衣、包裝工段T作過程
包衣、包裝工段主要設(shè)備為種子包衣機(jī)、種子包裝秤，輔助設(shè)備為皮帶機(jī)，提升機(jī)，包衣成膜倉、布袋除塵器等設(shè)備。
玉米籽粒運(yùn)輸至此車間后首先進(jìn)入包衣機(jī)，經(jīng)包衣機(jī)包衣處理后，先由提升機(jī)運(yùn)輸至包衣成膜倉暫存，待種衣劑干燥以后由成膜倉放出，經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)輸至包裝秤處包裝，碼垛，噴碼。種子包裝好后入庫房保存，完成整個(gè)加工過程。
因種衣劑含有毒性，故包衣包裝工段各設(shè)備均應(yīng)設(shè)置布袋除塵設(shè)備予以除塵，用以改善工作環(huán)境。除塵器收集的粉塵也因含有毒性，需特別處理，不可作為飼料使用。
3．6各工段的電氣控制
因各工段機(jī)器設(shè)備間的控制關(guān)系一般僅為起、停操作，故目前**常用的控制手段是使用繼電接觸控制電控柜，在柜中可通過線路布置設(shè)置關(guān)鍵機(jī)器設(shè)備間的互鎖與自鎖關(guān)系，保證加工安全。繼電接觸控制電控柜的另一大優(yōu)勢是性能可靠，價(jià)格適中。
4．生產(chǎn)線T藝設(shè)計(jì)方案的制定原則
對于進(jìn)行一家種子加工廠的工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)首先搞清廠家的實(shí)際需求和經(jīng)濟(jì)能力，并以此為前提進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。
一個(gè)新建的玉米種子加工廠主要涉及到工廠選址、各期工程工廠的加工能力、廠房和加工設(shè)備選型等工藝問題。下面分別加以介紹：
4．1工廠選址
工廠選址應(yīng)在方便運(yùn)輸和節(jié)約購地成本之間權(quán)衡。一般的選址方案多為選擇在玉米產(chǎn)區(qū)內(nèi)，有完善公路系統(tǒng)的城市近郊地區(qū)。這種選址方法的優(yōu)點(diǎn)是可從大田就近收購玉米，使用大型卡車運(yùn)輸進(jìn)廠，靠近城市便于招聘工人。近郊地價(jià)也較市中心便宜，購地成本相對較低。
4．2各期工程工廠的加工能力
涉及到建廠的成本，工廠一般選擇分期建成，首期加工能力一般僅滿足工廠當(dāng)年和之后幾年的大田玉米果穗生產(chǎn)量。經(jīng)幾年經(jīng)營后，大田生產(chǎn)量擴(kuò)大，此時(shí)再擴(kuò)大生產(chǎn)線處理能力，進(jìn)行后幾期生產(chǎn)線的工程建設(shè)。各期的加工能力主要與當(dāng)年的玉米產(chǎn)量和適宜加工的時(shí)間段長度這兩個(gè)參數(shù)有關(guān)。此外，玉米經(jīng)烘干脫粒后進(jìn)入倉群暫存，如果通風(fēng)等保存措施運(yùn)用得當(dāng)，玉米籽�？稍趥}內(nèi)保存較長時(shí)間。只要倉群的儲(chǔ)存能力足夠，精選、包衣、包裝工作可不急于在脫粒之后立即進(jìn)行。所以生產(chǎn)線的精選、包衣、包裝工段日處理能力可小于進(jìn)料至脫粒工段日處理能力。
4．3廠房和加工設(shè)備選型
除烘干倉需達(dá)到保溫要求多使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，工廠的其他廠房宜選用鋼結(jié)構(gòu)骨架、雙層彩鋼板內(nèi)襯保溫層的清鋼廠房，此類廠房一般建設(shè)成本較低，且能夠做到當(dāng)年建房，當(dāng)年使用。加工設(shè)備的選擇主要是在可接受的采購價(jià)格范圍內(nèi)，選擇做工細(xì)致、質(zhì)量上乘的機(jī)器設(shè)備組建生產(chǎn)線。
5．生產(chǎn)線設(shè)備的工藝布置技巧
5．1設(shè)備的布置應(yīng)節(jié)約用地
在滿足各設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，設(shè)備布置應(yīng)按照工廠所購買地塊的形狀安排，盡可能節(jié)約用地，節(jié)約出的地塊可作為廠內(nèi)馬路、堆料場，停車場使用，方便生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)。如果工廠計(jì)劃分期建造，則應(yīng)預(yù)先留出各期設(shè)備的安裝空間，方便日后安裝備期設(shè)備時(shí)使用。
5．2設(shè)備的布置應(yīng)緊湊
在滿足各設(shè)備的使用要求情況下，盡可能將生產(chǎn)線安排緊湊，節(jié)省輔助運(yùn)輸設(shè)備的長度，這樣不但可節(jié)約設(shè)備采購成本，而且在工廠的運(yùn)行中，可減少工廠運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的用電需求。
5．3設(shè)備的布置應(yīng)符合方便使用的原則
各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠?qū)挼耐ǖ�，方便操作工人在設(shè)備間走動(dòng)，觀察設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，適時(shí)調(diào)整各設(shè)備的工作參數(shù)。如有必要，應(yīng)在設(shè)備周圍安置平臺(tái)和梯子。方便操作工人調(diào)整設(shè)備上的控制按鈕或手輪和
在種子品種變更時(shí)更換設(shè)備中的篩片、篩筒等工作部件。
各廠房中應(yīng)盡可能少布置地坑，方便工廠更換品種時(shí)的清理工作。架設(shè)在高處的設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢修平臺(tái)或者檢修通廊，方便在加工季節(jié)開始前的設(shè)備維護(hù)工作(主要為加注潤滑油、潤滑脂、更換磨損和老化的零配件)、加工季節(jié)中和結(jié)束后的檢修工作(主要為檢查設(shè)備完好程度，更換磨損配件等)。
5.4設(shè)備控制柜的布置
各工段電控柜應(yīng)布置在廠房內(nèi)利于通行，又可以方便觀察整個(gè)工段生產(chǎn)線運(yùn)行情況的位置，以便有緊急情況時(shí)，工人可以迅速接近電控柜，使用急停開關(guān)停止整個(gè)工段生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)，防止事故的發(fā)生。
5．5設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的安全防護(hù)措施
如裸露的運(yùn)轉(zhuǎn)部件高度處于人手的接觸范圍內(nèi)，則需制作防護(hù)罩等保護(hù)設(shè)備，防止工人頭發(fā)、衣物等卷入機(jī)器，保證操作人員安全。
安裝在室外的皮帶機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備，應(yīng)就近安裝室外急停開關(guān)。高空室外設(shè)備應(yīng)在工人可觀察到運(yùn)轉(zhuǎn)情況且易于觸摸到的位置安裝急停開關(guān)。方便操作工人緊急制動(dòng)。
總結(jié)
生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)，除需要設(shè)計(jì)人員熟悉工廠的生產(chǎn)性質(zhì)和生產(chǎn)線使用的加工設(shè)備特性外，在工藝設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分權(quán)衡出資方、使用方和安裝方的利益。在滿足生產(chǎn)線正常運(yùn)轉(zhuǎn)和方便工人操作設(shè)備的基本前提下，盡可能簡化施工難度，減少檢修平臺(tái)等輔助鋼結(jié)構(gòu)零件的使用量和復(fù)雜程度。盡可能實(shí)現(xiàn)多方共盈的目的。
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