大豆精選工藝與設(shè)備研究

1、大豆精選工藝與設(shè)備的研究溫海江1 車剛2 王麗娟1 陳武東1 孫鵬1 許才花1（1.黑龍江省農(nóng)副產(chǎn)品加工機械化研究所，黑龍江 佳木斯 154004；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163319）摘要：通過研究大豆種子的帶式分選工藝，商品大豆的組合螺旋分選工藝和選后分級工藝，以及大豆精選中的帶式分選機、組合螺旋分選機及開式提升機等關(guān)鍵設(shè)備的應(yīng)用，可以顯著提升精選后成品凈度。關(guān)鍵詞：帶式分選工藝、組合螺旋分選工藝、選后分級工藝、開式提升機、破碎、凈度 目前，我國大豆內(nèi)需過度依賴國際大豆供應(yīng)，嚴(yán)重影響我國非轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，究其原因是國內(nèi)大豆產(chǎn)業(yè)未形成規(guī)?；?。美國和阿根廷兩個大豆主產(chǎn)國

2、，在大豆種子和商品豆精選方面都有成熟的工藝和先進的設(shè)備，這是他們大豆產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的重要組成部分，而我國在這一領(lǐng)域缺乏專業(yè)的研究，使大豆精選設(shè)備遠遠落后于他們，這也是制約我國大豆產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的重要原因之一。1、 大豆種子精選工藝我國原有大豆種子精選加工線一般工藝流程為：風(fēng)篩式清選機重力式清選機螺旋分選機包衣機計量包裝，這是沿用美國的大豆種子精選工藝。風(fēng)篩式清選機主要去除種子中的輕雜、大雜、小雜和部分碎半粒，重力式清選機主要去除種子中的并肩石和部分蟲蝕粒，剩下的和大豆種子尺寸比重都一樣的雜質(zhì)、碎半粒、蟲蝕粒都要經(jīng)過大豆螺旋分選器去除。實踐表明通過單層多組的大豆螺旋分選機一次分選，很難將上述雜質(zhì)有效去除

3、，達不到種子所要求的凈度。我們研究將上述工藝中的螺旋分選機換成帶式分選機，充分發(fā)揮帶式分選機分選效果好的特點，而其較低的生產(chǎn)率也能滿足種子精選的要求，這樣經(jīng)過風(fēng)篩式清選機、重力式清選機后再經(jīng)過帶式分選機的分選，能夠有效去除剩余的碎半粒、蟲蝕粒等雜質(zhì)，大豆種子的凈度顯著提升，達到國家標(biāo)準(zhǔn)的凈度要求，再通過后面的包衣、包衣成膜、計量包裝等工序完成整個精選加工過程，這種工藝我們叫作帶式分選工藝（見圖一）。單臺六層的帶式分選機生產(chǎn)率在2.5t/h，圖一中用兩臺6層帶式分選機并聯(lián)工作來滿足整條加工線5t/h的生產(chǎn)率要求，加工全流程配套無破碎的開式提升機和相應(yīng)的除塵系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，工藝靈活實用，生產(chǎn)應(yīng)用中

4、取得了良好的效果。圖一：大豆種子帶式分選工藝2、 商品大豆精選工藝我國大豆精選由原先的人工手選發(fā)展為先通過復(fù)式清選機初選，然后再經(jīng)過簡易大豆螺旋分選機反復(fù)清選，最后稱重包裝，此工藝存在清選效果不好、生產(chǎn)率低、損失大等問題。螺旋分選機和大豆帶式分選機的區(qū)別就是前者的生產(chǎn)率較高而精選質(zhì)量稍差，這就表明螺旋分選機較適合于商品大豆作業(yè)量大，而凈度要求比種子相對較低的特點。雖然大豆螺旋分選機在我國已經(jīng)較為普及，但多為單組一次清洗過程，這樣清選效果往往達不到凈度要求，還得經(jīng)過二次或多次清選才行。我們經(jīng)過多方考察，研制出一種可以一次上料完成多次清選的組合式螺旋分選機，這樣經(jīng)過初清機組合式螺旋分選機精選的大豆

5、就能滿足相關(guān)凈度要求，我們把這種工藝稱作組合螺旋分選工藝（見圖二）。經(jīng)過組合分選機精選的大豆雖然能滿足有關(guān)商品豆的凈度要求，但還存在粒度大小不均的問題。通過研究我們課題組提出采用選后分級工藝（見圖二），即通過品面分級機對精選后的大豆按外形尺寸（寬度和厚度）分成2級或3級后再分別進行計量包裝的加工工藝。經(jīng)過分級后的商品豆顆粒均勻，大小一致，產(chǎn)品價格能夠大幅飆升，能為農(nóng)民帶來出更多的收入，也為我國大豆出口提高了市場競爭力。圖二：商品大豆組合螺旋分選工藝三、關(guān)鍵設(shè)備介紹1、大豆帶式分選機國內(nèi)帶式分選機是在日本機型的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，該機主要由底座、機架、傳動部分、分糧器、整粒出料斗、驅(qū)動滾筒、被動滾

6、筒、選料帶、擋料框架、托輥、防護罩、梯子等部分組成。該機以六層或多層帶有縱、橫向傾角的環(huán)形帶為工作面，工作時大豆由喂入斗流到轉(zhuǎn)動的環(huán)形帶上，隨帶縱向移動的同時受橫向傾角的作用作橫向滾動，整粒和圓度好的大豆最先結(jié)束橫向移動落入整粒出料斗中，橢圓和蟲蝕粒橫向移動時間相對較長，落入中間的接料斗，對于半粒豆、秸稈和土塊等雜物不能做橫向滾動，隨環(huán)形帶縱向移動落入雜余接料口，物料在帶面上的分離運動示意圖（見圖三）。該機器的特點是分選效果好但生產(chǎn)率較低。（右）喂入口碎半 粒 （前）（后）橢圓粒、蟲蝕粒 整圓粒 （左）圖三： 物料在帶面上的分離運動示意圖針對國內(nèi)外帶式分選機喂入系統(tǒng)均采用插板手動分層調(diào)節(jié)喂入量

7、的設(shè)計，我們首創(chuàng)了在喂入部分采用調(diào)速微電機驅(qū)動，保證多層清選帶喂入量同步調(diào)節(jié)，可根據(jù)原糧的凈度高低來調(diào)節(jié)不同的喂入量，從而得到最佳的清選效果。該結(jié)構(gòu)徹底解決了原先插板結(jié)構(gòu)容易堵塞的弊病，保證機器工作中喂入流暢，使用可靠性大為提高，大大減輕了操作人員的調(diào)整工作量。2、 大豆組合螺旋分選機螺旋分選機是利用大豆在螺旋形斜面上淌下時，由于表面粗糙度和形狀的不同，導(dǎo)致在向下滾動時速度和所受的離心力也不同，從而獲得不同的運動軌跡，分選出表面不規(guī)則和碎半粒。這其中螺旋面的傾角和螺距是關(guān)鍵參數(shù)，我們課題組經(jīng)過加工10余組不同的螺旋角和螺距配合，經(jīng)過實際物料多次測試，最終確定了最佳的螺旋傾角34º和螺

8、距為280mm。針對單組螺旋分選機效果不佳的情況，我們研制出組合螺旋分選機（見圖四）。該機每層配置四個單螺旋組并聯(lián)工作，可根據(jù)成品要求的凈度上下疊加布置2-4層，相當(dāng)于四臺單組螺旋分選機清選2-4遍，配置的層數(shù)越多成品的凈度就越高。首先大豆原料經(jīng)過提升機進入機器上方的原料倉，再經(jīng)過機器上部的四個分料器按最佳喂入量均勻流入四個螺旋組進行分選，較好的大豆脫離螺旋組落入下一層螺旋組再次分選，如此重復(fù)2-4次最終從成品口排出。未被分離出來的雜質(zhì)通過螺旋組內(nèi)部的空管道落入雜余口收集。為防止好大豆飛濺影響分選效果各螺旋組間設(shè)有軟橡膠分隔簾，機殼外側(cè)還配有可隨時觀察和調(diào)節(jié)的窗口。各層之間螺栓聯(lián)接，組合方便。

9、圖四所示單臺機器生產(chǎn)率可達7-10t/h，還可兩臺機器并聯(lián)使用以成倍提高產(chǎn)量。該設(shè)備具有投資少、占地空間小、動力消耗低、高可靠性等特點，初清后的大豆經(jīng)該設(shè)備一次精選后凈度可達98%以上，是當(dāng)前商品大豆精選的首選設(shè)備。機殼觀察窗成品口調(diào)節(jié)窗口機架原料倉分隔簾雜余口螺旋組分料器圖四： 組合螺旋分選機示意圖3、開式提升機大豆是較易破碎的物料，而一般破碎的來源主要是提升機產(chǎn)生的。平時多用的斗式提升機工作時，提升機底部的被動輪與畚斗皮帶在運轉(zhuǎn)時不斷擠壓物料，至使物料發(fā)生破碎。一般單臺高帶速斗式提升機的破碎率都在0.1%左右，對于提升易破碎的大豆可達0.30.5%，特別是在精選加工中多臺提升機連續(xù)使用的情

10、況下，大豆破碎率隨提升機數(shù)量的增加而成倍提高，而且在最后幾道提升中產(chǎn)生的大豆破碎粒將無法去除，直接進入包裝計量工序，嚴(yán)重影響了成品的質(zhì)量，無形中造成很大的損失。近幾年我們根據(jù)國外先進技術(shù)，研制出一種我破碎的開式提升機（見圖五），該機由機架1、電機2、主動輪3、轉(zhuǎn)向輪4、畚斗5、鏈條6、出料口7等部分組成，畚斗5通過其自身兩側(cè)的凸耳固定循環(huán)運動的兩根鏈條6上，工作時由電機2驅(qū)動主動輪3帶動鏈條6循環(huán)運動，物料通過喂入斗2進入畚斗5中經(jīng)過被動輪4幾次導(dǎo)向，最后在頂部出料口7處將物料排出，完成整個物料提升工作，這種提升機在工作過程中物料不與傳動鏈條接觸，因此不對物料構(gòu)成傷害，實現(xiàn)零破碎率生產(chǎn)。將它應(yīng)用在大豆精選加工中可以大大減少損失，有效提高成品凈度。圖五：開式提升機機構(gòu)原理圖