新聞資訊

當前位置:

首頁

生活百科

頁面加載
制粉工藝與設備的創新設想
發布時間:2014-05-21 新聞來源:山東和興面粉有限公司 瀏覽次數:

小麥制粉是一項擁有至少上千年歷史的古老生產技術,但以使用金屬磨輥為代表的現代制粉技術卻只有一百多年歷史。眾所周知,在此期間現代小麥制粉技術在工藝流程、制粉設備和操作管理方式等諸多方面都有長足進步。但是,綜觀世界各行各業的發展,小麥制粉技術的這些進步不僅與日新月異的電子、通訊和生物工程等行業相比顯得微不足道,而且,與其它與機械密切相關的汽車、航空和機床等行業相比也明顯相差甚遠。筆者擬發表的系列文稿中小麥制粉技術是小麥制粉的麥路(小麥加工前處理工藝流程)、粉路(包括配粉的小麥制粉工藝流程)和相關設備的設計制造技術的統稱。能代表小麥制粉技術水平高低的是麥路、粉路的設計應用水平和相關設備(以下簡稱糧機)的設計制造水平。與其它行業相比,近百年來小麥制粉技術發展緩慢。與國際先進水平相比,我國面粉生產和糧機制造技術也有較大差距。時至今日,我國絕大多數面粉廠只能生產通用粉,面粉廠的技術和管理水平,面粉質量、能耗指標、環保設施、開工率及利潤率等都處在相當低的水平。糧機生產行業的狀況則更為嚴峻。一方面是許多國際知名企業紛紛在我國設立生產研發基地,搶占糧食加工主機高端市場,并購我國知名企業,擴大經營范圍;另一方面,雖然國內生產糧機產品的廠家數以百計,但是無論是行業總體還是企業個體(指業內優秀者)水平都與國際先進水平有很大差距。引進技術二三十年,我們只是盲目跟進仿造,拿不出一項叫得響的自主創新成果!國內糧機市場技術含量和附加值高的高端產品市場已被外資企業囊括,為數眾多的小糧機廠只能拼搶被競爭擠壓得幾近無利可圖的有限市場,許多企業都是在風口浪尖上掙扎,糧機行業發展前景暗淡渺茫。“行業興亡,匹夫有責”,作為一個從業者,我覺得有責任為提高我國小麥制粉技術水平和振興民族工業獻策獻力。我計劃把對相關問題的看法和想法以“麥路、粉路和相關設備創新探討”為題,陸續以系列文稿發表。
    《機械創新設計》一書論述創新技法中的還原法時舉例說:“人們在著手研究洗衣機時,首先想到的是如何代替手搓、腳踩、板揉和槌打,結果導致了研究研究問題的復雜性,使創新活動受阻。實際上將問題返回到原點,則是分離問題,即污物與衣物分離。從原點出發尋找各種解決問題的途徑,廣泛考慮各種各樣的分離方法,如機械分離、物理分離、化學分離等,就可以創新出基于不同工作原理的洗衣機。”看到這一實例我深受啟發,針對小麥制粉技術近百年發展緩慢的現狀,我們是不是也可以回到原點,即從小麥制粉基本理論上找找原因?認真閱讀朱天欽主編的《制粉工藝與設備》和朱永義主編的(谷物加工工藝與設備》兩本高校教材,我們看到,“制粉理論”一詞并沒有明確的定義。但相關的論述內容如:“將純凈的胚乳與麥皮和胚芽分離,并把胚乳磨細制成成品面粉,同時分離出副產品”和“利用機械作用力把小麥籽粒剝開,然后從麩片上刮凈胚乳,再將胚乳研磨成一定細度的面粉。”兩段文字精辟闡明了把小麥制成面粉的基本原理和方法。本文把上述論述視為小麥制粉理論。從文字上看,小麥制粉可以分成胚乳與皮胚的分離和胚乳粉碎兩部分。雖然從最終目標和最后結果上看粉碎似乎應占據主導地位,但是,能否生產出滿足需求的面粉的關鍵又在于胚乳與皮胚是否能徹底和有效的分離,所以胚乳與皮胚分離在現代制粉理論中始終占據主導地位。因此本文的研究課題也確定為“胚乳與皮胚的分離”,研究方法為先找出現有技術的缺欠,再提出改進設想。
I現有制粉技術的缺陷
    1)按常理,谷物制粉可有先脫皮后制粉和破碎后逐步脫皮同時制粉兩種方法。因為小麥皮層與胚乳結合緊密牢固,而且小麥籽粒有一條包含表皮組織I/4-1/3的腹溝,現有技術和設備根本不具備將麥皮完整剝離下來的能力。所以,我們現在采用的典型工藝是5皮7心2渣2尾。為了提高面粉品質,要采取“輕研細分”、“同質合并”和“循序后推”等工藝措施,為了達到均衡生產幾乎每臺磨粉機研磨時都必須既要出粉,又要造渣〔指為下道工序提供胚乳顆粒料)。粉路又長又寬,設備土建投資增大,能耗增加,效率降低,生產管理復雜,面粉生產線綜合經濟
效益下降。顯然,這種局面應當盡快改變。
    2)現有制粉工藝把皮磨系統磨粉機研磨工藝效果評定參數確定為“剝刮率”,在相關的論述中也常用刮去或刮凈麥皮上的胚乳來描述皮磨的工作,而且業內人士通常都把皮磨的主要功能稱為造渣,即把胚乳從麥皮上“刮”下來。但只要認真分析磨粉機研磨的實際過程就不難看出:所有輥式磨粉機加工物料的動作主要是碾壓。雖然因快慢輥速度差和磨齒的作用在碾壓中增加了“搓”的動作,加大了碾壓的破碎作用,但快慢輥的作用力是同時作用在麥粒或粘有麥皮的胚乳顆粒上的,理論上這里根本不存在把胚乳從麥皮上剝刮下來的作用力。從相關技術資料可以查到,常態下麩皮破壞力是胚乳的3-10倍,潤麥后麥皮破壞力是胚乳的5-20倍,而且麥皮輕且扁平,胚乳體積比重都大得多。潤麥后的麥粒經輥式磨碾壓,麥粒中心部位的胚乳被壓碎,就形成純凈的胚乳粒,靠近麩皮的胚乳與麥皮一起被碾搓碎,就形成帶麩皮胚乳(仔細觀察1皮磨后的物料狀態就會一目了然)。囚為麥皮破壞力比胚乳大得多,所以同樣的作用力碾搓后形成的較大顆粒總是帶麩皮的胚乳,較小的顆粒才是較純凈的胚乳。如果使用清粉機則可按比重大小把粒度相近的純凈胚乳與含麩皮胚乳分離開來。如此,磨后篩,篩完磨,反復三四次,較小顆粒的純凈胚乳和含皮胚乳被分離出送往心磨和渣磨系統,最后剩下的就是麩皮了。我們分析判斷輥式磨粉機工作是碾壓不是剝刮的另一重要論據是:雖然從最終結果看,皮磨系統將占麥皮總量60%左右的大麩皮與胚乳有效分離出來,但同時它也把占麥皮總量40%左右的小麩片推到心磨、渣磨和尾磨系統處理。如果皮磨有剝刮功能甚至剝刮功能為主,怎么可能有如此眾多的帶皮胚乳(占麥皮總量40%左右的小麩皮意味著皮磨送往心磨、渣磨和尾磨系統的物料中大部分是帶皮胚乳)后推呢?另外,查閱教科書還可以看出剝刮率是指“一定數量的物料由皮磨系統研磨,經研磨后,穿過粗篩的數量占物料總量的百分比。”由此分析,因為每道皮磨的來料和篩下物都是胚乳與皮胚的混合物。所以,這里的剝刮率只是顯示皮磨研磨強度和物料破碎效果的參數(應稱破碎率更貼切),它與按名詞含義分析理解的表示把胚乳從麥皮上剝刮下來的比例是不可等同的兩個概念。從上述分析可以看出,現有技術資料對皮磨系統輥式磨粉機工作原理和功能的論述與實際情況不符。我們認為這些論述對相關技術問題研究有誤導作用,應當糾正。倘若讀者贊同我們對皮磨系統輥式磨粉機工作原理的分析,則不難看出碾壓作為分離胚乳與麥皮的手段顯然違反常規。此外,因為麩片和胚乳顆粒越大越容易分離,顆粒越小分離越難,所以靠碾碎胚乳達到分離目的的方法必然導致胚乳與麥皮分離的難度越來越大,其副作用不容忽視。
    3)在《制粉工藝與設備》一書,介紹糊粉層的特征是:“細胞皮極韌,蛋白質含量高,易吸收水分,放人水中瞬即脹大”。這使我聯想到,糊粉層吸水脹大,必然在胚乳與麥皮之間形成一個連接力大幅度減弱的層面。充分利用這一有利條件,有可能為小麥胚乳與麥皮有效分離開拓前所未有的大好局面。然而,現有工藝皮磨系統采用的都是輥式磨粉機,輥式磨粉機對麥粒或含麩皮的胚乳粒的碾壓,特別是高溫磨輥(長時間運轉后皮磨磨輥表面溫度大多接近甚至超過1000C)的碾壓只能使胚乳或被壓碎的小塊胚乳與麥皮粘(蛋白質烘千應有較強粘接力)得更緊,這樣糊粉層吸水形成胚乳與麥皮連結強度降低的優越條件就被白白錯過。
    綜上所述,用制粉理論分析現有制粉工藝和設備發現:
    (1)現有制粉工藝將胚乳與皮、胚分離和胚乳粉碎混淆在一起的工藝路線是造成現有面粉生產線低效高耗的根源。
    (2)用在皮磨系統的輥式磨粉機通過逐步碾壓使胚乳與皮、胚分離的方法效率低,效果差。
    (3)糊粉層吸水脹大形成胚乳與麥皮連結強度降低的特點未充分利用,是現有制粉工藝的一大缺憾。
2用制粉理論分析現有工藝與設備萌發創新設想
    如上所述,用制粉理論分析現有制粉工藝和設備我們認為:盡早,盡快和盡可能徹底的把胚乳與麥皮分離開是小麥制粉技術創新的關鍵,同時萌發的創新設想:
    l)粉路創新的最佳方案應是:“先脫皮后制粉”。根據小麥籽粒皮層物理性質的差異,脫皮必須分兩次進行。改進現有剝皮機械,克服現有剝皮機的缺陷和全面推廣應用剝皮制粉工藝(在關于剝皮制粉的文稿中將有詳盡論述)是基礎。研發能在麥粒完整條件下把除腹溝外的種皮、珠心層和糊粉層脫掉的設備是關鍵。因為麥粒的外形和物理性質特殊,研發能脫內表皮設備的難度很大,不能寄予太大希望。
    2)較易實現的方案是:研發能替代皮磨系統輥式磨粉機的新型設備。我們分析創新設備的工作原理不會是碾壓,很可能是攪拌或撞擊。研發創新設備的功能特征應是:與現在皮磨系統輥式磨粉機相比,創新設備工作時對麥皮的損傷明顯小,能在盡可能保持麥皮完整的前提下把胚乳和麥皮分離開,加工后物料中含純凈胚乳數量比現在明顯多,顆粒比現在明顯大,含帶皮小胚乳粒數量比現在明顯少。
本文共分 1
X關閉
3
财最安全的平台排名