作为蛋白质最丰富的普通农作物之一，大豆在我国数千年的农耕发展历程中扮演极为重要的能量供应角色。以大豆为基础且直接原料的豆奶饮料，作为大豆液态植物蛋白形式，历来因为素食健康理念，被亚太地区广大消费者认可。作为液态植物蛋白饮料的代表，2017年我国豆奶饮料市场发展已超30%，但作为典型劳动密集型行业，大多数豆奶生产企业在大豆原料供应上仍维持人力搬运为主的模式。本文以华南某豆奶生产企业大豆供应输送举例，阐述集装箱卸料平台集合气力输送在传统豆奶企业中的应用。
我国的饮料工业起步较晚，但企业数量众多，并发展速度极快，已逐步成为传统支柱产业。中国主流的液态植物蛋白饮料企业又都是以劳动密集型形式出现并取得发展，大多数在其早期生产活动中并不关注原料供应自动化对接，随着人口红利逐步丧失，饮料企业劳动力短缺已成为发展的瓶颈。
以华南某豆奶生产企业大豆供应输送系统举例
年处理量10?000?t，大豆采用25?kg袋装原料，到货后由生产部5位投豆人员逐个拆袋卸豆（重体力作业），输送入立式豆仓储存。
大豆原料储存于外租仓货架，每次货车先卸货至外租仓，而后再用叉车转仓至豆仓卸料斗处拆袋，转折极为复杂。
现有卸豆作业模式：大豆采用25?kg袋装原料，50?t货车到货后先外包人工卸货，配合叉车卸至外租仓货架；使用时，再由叉车叉运大豆栈板至牵引车；牵引车运送大豆栈板至内仓；由叉车卸货至内仓平台，再由另一台内仓叉车运至投豆处；由生产部人工逐个拆袋卸豆（重体力作业），通过10?T/H气力输送管道入300?m3豆仓储存。
存在的问题：
（1）占用发货场地，作业不便：25?kg袋装原料储存于生产企业外租仓，占用较多空间，且卸货&转运物流动线需占用发货场地。
（2）物流交叉作业风险高：大豆原料储存于外租仓货架，需要牵引车结合叉车多次转内仓至豆仓投豆处拆袋，物流动线交叉，存在作业安全隐患。
（3）生产卸豆作业劳动强度高：25?kg拆袋卸豆属于重体力作业（作业工时内，强度属于重劳动），现场劳动强度较大。
（4）原料分散管理存在安全风险隐患：大豆原料分散储存于外租仓、内仓平台、内仓、投豆等多处，存在安全风险隐患。
经企业项目团队评估，计划增设40英尺集装箱自动卸豆及气力输送系统，降低劳动强度，减少大豆卸货转运环节。
增设40英尺集装箱自动卸豆及气力输送应用
规划营运方式
（1）大豆包装方式：集装箱专用运输车，附内衬袋，可回收。
（2）卸料流程：40英尺拖车&集装箱（大豆）上液压翻板平台→集装箱尾部开门，内衬袋袖口对接卸料器→液压翻板倾斜卸料（大豆）入卸料仓→10T/H气力系统输送大豆至现有2个300立方大豆仓。
（3）人员操作方式：卸豆过程，由生产部1位投豆人员做设备操作（轻体力作业）。
（4）物料监控方式：集装箱专用运输车入厂→地磅称重，开箱原料抽验→液压翻板卸料入斗（内衬袋袖口入卸料器）→系统内除铁、除尘→罗茨风压送至大豆仓储存（物料位计量）。
40英尺拖车&集装箱（大豆）上液压翻板平台配置
集装箱自动卸料采用液压翻板方式，55t 40英尺集装箱，液压卸料翻板。
（1）液压卸料翻板尺寸及起重均满足40英尺集装箱（含拖车，不含车头），额定安全起重55?t（集装箱柜标配）。
（2）单柜卸豆：20英尺单柜卸料，亦可满足40英尺集装箱卸料（长度&举重满足）。
气力系统输送系统配置
以年处理量10?000?t， 20英尺集装箱17.8?t（标重），单批次作业流程：4.5?h/车×2车（17.8?t）=35.6?t/d，选择10?T/H输送能力，单批次营运作业规划：
（1）40英尺集装箱车装载20英尺集装箱，进场至地磅称重
计量。
（2）QC抽样，作业时间约2?h。
（3）40英尺集装箱车装载20英尺集装箱驶入55?t液压翻板，集装箱车头离开。
（4）55?t液压翻板作业20英尺集装箱加挂车，结合10?t气力输送，作业时间约2.5?h。
（5）车头联20英尺集装箱加挂车（卸空），经地磅称重计量
出场。
输送管管径计算选型
（1）计算风机风量公式：Qa＝（G）／m／γai；
G=额定输送量10?000?kg／h×(1+10%)；
P.S.因大豆进料存在不均匀性，取储备系数10%；
物料混合比取值m＝6.0；
P.S.混合比=G/G(空气)取值6.0；
γai＝1.2?kg/m3 空气比重；
计算Qa= 1?527.78?m3/h。
（2）管径计算
Qa=（π×D×D/4）V → 公式：D=0.0?188×1?000×2∧√(Qa/V)；
V风速取值25?m/s，考虑为大豆物料悬浮速度的2倍左右；
计算 D=146.97?mm，建议选型DN150。
（3）罗茨风机功率计算选型：
（3-1）压力损失计算
（3-1-1）H供料器=（ζ×γai×V×V）/2g=（0.3×1.2×25×25）/（2×9.81）=11.47?kg/m2。
（3-1-2）H启=i×G=〖(33?000×25)/D∧2〗×11=〖(33?000×25)/( 146.97×146.97)〗×11=38.13×11=420.14?kg/m2。
（3-1-3）以输送120?m，弯头6个，计算H磨=972?kg/m2；
垂直提升阻力K=0.24×（D-40）/V∧1.33=0.24×（146.97-40）/72.32=0.35；
水平阻力K=0.135×D/V∧1.25=0.135×146.97/55.9=0.35；
H磨1=RL(1+Kμ)=1.8×20×（1+0.35×10）=162?kg/m2；
H磨2=RL(1+Kμ)=1.8×100×（1+0.35×10）=810?kg/m2。
（3-1-4）H弯头=6×（ζ×γai×V×V）×（1+10）/2g=6×0.091×1.2×25×25×（1+10））/（2×9.81）=229.58?kg/m2。
（3-1-5）H提升=γai×μ(空气重度)×20?m=1.2×10×20=240?kg/m2。
（3-1-6）H卸料=ζ×γai×V×V/2g=6×1.2×25×25/（2×9.81）=229.36?kg/m2。
（3-1-7）H消声+H除尘+H复=80+160+57=297?kg/m2；
综合H总=11.47+420.14+972+229.58+240+229.36+297=2?399.55?kg/m2。
（3-2）计算功率选型：
（3-2-1）计算Qa=1?527.78?m3/h，漏风量1.04~1.2，总压力损失1.05~10。
复核总需风量 Qt=1.04×1?527.78=1?588.89?m3/h（漏风量取1.04最低值）。
总压力损失H总=2?399.55×1.1=2?639.51?kg/m2。
（3-2-2）使用功率=Qt×H总×β/3600×102×η=（1?588.89?m3/h×2?639.51?kg/m2×1.25）/（3?600×102×0.68）=20.99?kW。
计算20.99?kW，建议选型37?kW。
系统增设效益及优势分析
以年处理量10?000?t，全年整厂减少叉车使用时间2?252?h，转栈牵引车使用时间463?h，项目年收益概算：625?938.64元/年。
增设之后优势：
（1）人力劳动强度改善：从25?kg每袋的重劳动，变为设备操作的轻劳动强度。
（2）运营改善：减少大豆原料缓存空间，减少外租仓存储面积。
（3）安全改善：大豆原料集中管理，减少安全隐患。
小结
结合我国轻工业的快速发展，液态植物蛋白饮料企业原料输送实施自动化创新有着巨大的潜力，但需结合企业实际需求、能耗、噪音及输送创新有效性等众多因素进行合理规划。
在本次案例中，亦因现实场地限制，无法安装集装箱行吊，较难实现40英尺挂车上置2个20英尺集装箱的双柜卸料方式，部分限制集装箱卸料效率。
