稻壳预处理去除塑料扁丝工艺探讨

稻壳预处理去除塑料扁丝工艺探讨

高志航 郭志荣 王 清 张 淑

无锡中粮工程科技有限公司     无锡  214035

摘要：稻壳在打包、运输、拆包等过程中混入的塑料扁丝难以清理，对白酒发酵过程和产品可能构成潜在威胁。本文旨在探讨有效的稻壳预处理方法以去除塑料扁丝等杂质，确保原辅料的纯净度，进而保障白酒产品的质量与安全。

关键词：稻壳；塑料扁丝；预处理

稻壳在传统白酒酿造工艺中扮演着重要角色，它不仅可以调节发酵过程中的温度和湿度，还能影响酒的风味。在浓香型白酒酿造中，稻壳用量很大，一般为投粮的20 %以上，具体根据糟醅的理化指标情况进行合理调整[1]。据2023年四川省统计局数据显示，全省白酒生产量为174.1万千升[2]，估算稻壳需求量约92万吨至115万吨之间。稻壳在收集、运输和储存过程中可能会混入塑料扁丝等杂质，这些杂质清理难度较大，且可能对后续发酵过程及最终产品的质量造成不利影响。

鉴于塑料扁丝及其制品在各行业，包括食品加工行业的广泛应用，若运输稻壳所用的编织袋来源无法有效追溯，或者制造编织袋原料聚丙烯中含有塑化剂成分，则在蒸煮及发酵过程中可能会发生塑化剂迁移，从而影响接触食品的品质。国家市场监管总局发布《关于食品中“塑化剂”污染风险防控指导意见》（国市监食生（2019）214号）明确规定：酒类食品生产经营各个环节应严格防控“塑化剂”的污染风险。

因此，开发一种有效的预处理工艺以去除稻壳中的塑料扁丝，对于提升酒质至关重要。

1 塑料扁丝特性

1.1化学特性

塑料扁丝由聚丙烯、聚乙烯、聚酯等树脂为主要原料，经挤出成膜、分割后拉伸成型制成（简称扁丝）[3]，进一步编织加工制成编织袋。这些编织袋具备高强度、高性价比、无毒、耐热、不溶酒精等有机溶剂、稳定性好等特点，应用广范。在自然环境中不易降解，在高温（约160℃以上）条件下易氧化分解为低分子量的丙烯齐聚物及部分有害气体。

1.2物理特性

扁丝宽度为2.5~2.8mm，厚度为0.05~0.2mm；线密度约为0.09~0.13g/m；长度为3~800mm。

2 预处理工艺

2.1稻壳运输现状

2.1.1包装运输

由于稻壳密度较低，考虑到运输距离、运输成本及装卸的便捷性，目前多采用编织袋包装并通过船舶、火车、汽车等进行运输。在卸货和拆包过程中，有人工作业和机械作业两种方式。

人工作业方式为工作人员手动搬倒卸车并使用刀片切割编织袋，此过程普遍存在编织袋被多次切割的情况，产生大量碎的编织丝带混入物料中，给后续清理带来困难。工人劳动强度大且效率较低，卸料时稻壳和粉尘的扩散造成操作环境恶劣，不仅污染环境，还可能影响作业人员的健康。尽管人工作业弊端较多，但人工成本普遍较低，作业灵活，受车辆、场地及环境等影响小，人工作业仍然是当前的主要方式。

机械作业方式为人工或卸车机器人将包装袋卸车搬运至皮带输送机，输送至自动拆包机。机器内部的输送链条挂载和输送料包，在输送链条上下方设置压辊和切刀，当包袋经过时压辊保证料包被切刀有效切割后开始下料。链条被振动带动料包振动以实现完全下料，链条及两侧挡板控制料包形成最佳落料效果。空包被输送至后端由压袋机压缩存放。整个拆包过程配置除尘系统，保持工作场所清洁。机械作业实现了流程标准化，每个包装袋仅在中间切开一道切口，保持了编织袋的完整性，大大减少了编织丝带的脱落量；降低人工劳动强度，作业效率高；配置的除尘系统降低了粉尘浓度，安全隐患降低。机械作业方式因对包装袋尺寸、装车码垛形式和汽车车型等有适配性要求，同时对操作人员和运行维护等有一定的技术要求，且一次性投入较高，故推广应用受到限制。

2.1.2散料运输

随着一些大型酒企推进自动化、智能化技术升级，他们要求稻壳供应商采用散料运输方式，诣在提升整个厂区的自动化水平。这些供应商的稻壳多来自大米加工企业或其他小型供应商，在收集、运输和储存过程中几乎全部为编织袋包装。虽然供应商采用了散料运输方式，但实际上仅是将人工切割拆包卸料的工作由厂区的生产车间转移到了供应商的中转库，这导致稻壳中混入的编织丝带等柔性杂质更加难以控制。

不论是在厂区内进行拆包卸料还是散料卸料，稻壳中总会混入一定量的编织丝带。因此，项目团队经过大胆创新、小心求证，并在充分分析研究现有成熟技术及工艺设计的基础上，开发出了一种有效的预处理工艺以去除稻壳中的塑料扁丝。

2.2初清措施

作为预处理的第一步，主要是去除稻壳中的大杂及柔性杂质，如麻绳头、稻草、塑料扁丝等。根据稻壳及柔性杂质特性，一种新型清理设备专用于清理此类柔性杂质，经过试验取得较好的清理效果。

设备结构特点包括多轴设计，每个轴上设有多个耙齿，每个耙齿上设有倒刺。入料口设计为长宽比约5：1的长方形，在入料口的长边溜管内设置分料板，使稻壳料层变薄且均匀的进入设备，倒刺、耙齿及轴的共同旋转作用对长度较长的编织丝带等柔性杂质进行缠绕，实现稻壳与杂质分离，在每个生产班次结束设备停机后，打开清理门，人工辅助清理达到去除杂质的目的。

2.3筛选清理

此方法是利用稻壳与塑料扁丝等杂质之间粒度的差异，通过筛孔分离杂质。

振动筛的电机转速、振幅和筛面倾角三个参数紧密结合，决定物料在筛面上的运动状态和流动速度。筛面在垂直平面内作轨迹为圆或椭圆的平动，物料在筛面上作小幅度跳动。由于振动频率较高、振动力强、清理效果好，振动筛是应用于谷物清理最广泛的一种清理设备。

平面回转筛的筛面在水平面内作圆轨迹平动，筛面上的物料作圆周运动或螺旋线运动。物料在筛面上的相对运动路线较长，且物料所受水平惯性力在360°范围内周期变化方向，筛选效率高。

两种筛选设备均广泛应用于稻壳的清理，根据投资、产能、空间等综合选取。

筛面组合常选用筛下物法。上层筛面的筛孔较大，筛上物为尺寸较大的大杂，包括初清后仍混在稻壳中的麻绳头、稻草、塑料扁丝等；下层筛面的筛孔较小，筛下物为糠粉、灰尘等小杂质，筛上物为成品物料。这种方法的整体筛选效率可达95%，几乎能完全清除稻壳中的塑料扁丝。

由于编织丝带的质地柔软，在筛选设备的运动下，大部分从大杂出口排出；小部分随物料流动混在成品物料中进入后续系统；还有一部分挂在上层筛的筛孔内。随着处理量的增大，挂在筛孔内的编织丝带逐渐增多，有效筛里面积减小，降低筛选设备的单位处理能力。因此，在每个生产班次结束设备停机后，打开筛体上部的清理门，人工辅助清理，确保筛选设备良好的清理效果。

2.4风选清理

根据稻壳和塑料扁丝等轻杂质的悬浮速度差异，利用气流进行分离。风力分选设备通过调整风速，轻杂质如塑料扁丝、糠粉等会被风吹走，而稻壳则会掉落到特定的收集装置中，从而实现稻壳与塑料扁丝等杂质的分离，筛选设备与风选设备的联合使用，进一步提升了杂质清理效果。

2.5除尘系统

在稻壳的输送、清理等过程中均伴随有粉尘的产生。通风除尘是利用通风的方法排除生产中产生的含尘空气，并同时对含尘空气进行净化和粉尘收集，处理后的尾气达到含尘空气排放标准的一种技术方法。根据产尘点、粉尘特性等合理选取吸风点、确定吸风量和风速、计算选择合适的除尘器和风机等，保证稻壳预处理系统有一个良好的生产操作环境。

2.6其他方式

稻壳经上述预处理后，塑料扁丝等杂质去除率可达95%以上。为进一步去除残留的少量塑料扁丝，在连续式稻壳蒸煮机出料口增设拦截装置，采用不锈钢钢丝焊接成多排耙齿状装置，齿尖向上。当稻壳料流向下流动时，料流中的塑料扁丝被齿尖拦截，人工辅助清理从而实现塑料扁丝的有效清除。

3 结束语

基于食品安全的重要性以及生产运行的精细化管理要求，通过在实际生产运行中的不断探索和应用本清理组合工艺，可以有效去除稻壳中的塑料扁丝，确保酒用稻壳的预处理效果，降低对发酵过程的影响及食品安全风险。

参考文献

[1]刘 绪等,白酒酿造中稻壳功能的探讨[J].酿酒科技，2015（5）：21-25.

[2]2023年四川经济形势新闻发布稿[EB/OL].（2024-01-19）. http://tjj.sc.gov.cn/scstjj/c105849/2024/1/19/731ce4e7e548477f9786713105593628.shtml.

[3]塑料编织袋通用技术要求，GB/T8946-2013.1

作者简介：高志航，男，1986年出生，高级工程师，研究方向为粮食仓储工程设计与项目管理工作。本科，2009年7月毕业于河南工业大学 食品科学与工程专业，毕业至今一直从事粮食仓储工程设计与项目管理工作，曾担任泸州老窖技改项目稻壳处理车间设计及机电工程项目负责人，江苏今世缘酒业原辅料车间设计及机电工程项目负责人等，对于酿酒原辅料处理系统有较为丰富的理论知识及实践经验。