机械制曲过程中影响小麦粉碎度的因素探究及调控

张 明

（舍得酒业股份有限公司，四川射洪629209）

在白酒酿造过程中，作为糖化发酵剂的曲药，其培菌质量直接影响着窖内发酵，业内素有“曲为酒骨、好曲出好酒、曲定酒型”之说。20世纪70年代，机械制曲开始出现，并逐渐全面替代传统人工制曲。其中，小麦粉碎度直接影响曲坯成型的内部结构，进而影响到曲坯后期培菌过程的保水性能、升温状况、微生物繁殖代谢等，成为机械制曲过程的一个关键控制点。

粉碎度是指制曲原料被粉碎的粗细程度。本研究认为，以ø2.5 mm、ø1.0 mm的标准筛分离磨粉机出口处麦粉，得到粗细不同的颗粒，以“皮张、粗粉、粉末”的质量百分数表示更为科学。粗粉指直径在1.0 mm～2.5 mm的麦粉；粉末指直径≤1.0 mm的麦粉；皮张是指原料种皮和颖壳，直径≥2.5 mm。小麦粉碎时要求保留大片种皮，在曲坯培菌过程中起疏松透气作用，有利于曲坯来火、散热和排潮，同时也需要一定比例的粉末，吸水后有较好黏性，利于曲坯成型及培菌期保水。

粉碎度对于曲坯成型及后期培菌至关重要，目前的研究中粉碎度是指原料粉碎后通过20目筛的细粉所占的质量百分数，关于粉碎度的研究多关注于对后期培菌的影响，但对在实际生产中曲坯成型过程原料粉碎度影响因素及其关系的探究较少，以及如何调整并没有具体数据作为依据，本试验以某曲药生产厂家为平台，结合现状探究粉碎度的影响因素和调控方式。

1 材料与方法

1.1 材料、设备

材料：小麦、清水。

设备：LS300螺旋输（拌）送机，LS200螺旋输（拌）送器，润麦罐，磨粉机，标准筛，101-2型电热鼓风干燥箱，AL204分析天平。

1.2 试验方法

1.2.1 润麦水分与粉碎度关系测定

小麦粉碎前加入一定量65～70℃的温水润麦，然后将小麦翻匀、拢堆一段时间，使麦皮吸收适量水分，小麦粉碎时麦皮不易破碎，而保留足够的、大小均匀的、梅花瓣状的皮张，并使皮张、粗粉、粉末的比例控制在适当范围。

在小麦质量相对稳定，其他操作不变的情况下，改变润麦水分，目前正常生产时的润麦水分为15%～17.5%（以磨粉后的麦粉水分测定值代替润麦水分），采用单因素实验设计方法，研究润麦水分从13%到19%对粉碎度的影响。

1.2.2 润麦时间与粉碎度关系测定

在小麦质量相对稳定，其他操作不变的情况下，改变润麦时间，目前正常生产时的润麦时间为25 min左右，经过多年的经验积累，认为适当延长润麦时间有利于皮张的形成，所以采用单因素实验设计方法，研究润麦时间分别为10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、35 min、40 min、45 min时对粉碎度的影响。

1.2.3 磨辊温度与粉碎度关系测定

磨辊温度随着磨粉时间逐渐升高并趋于稳定，经过长期的经验积累，认为磨辊在升温的过程中会对粉碎度造成部分影响，因此，在升温过程中分段取样，观察温度对粉碎度的影响。

1.2.4 磨粉速度与粉碎度关系测定

在生产中经常调节磨粉速度来调节综合样品的粉碎度，在小麦质量相对稳定，其他操作不变的情况下，单边磨粉机料速调整是否会影响粉碎度尚不明确，本实验采用料速由小到大调整来探究其粉碎度的变化情况。

1.2.5 磨辊辊距与粉碎度关系测定

在小麦质量相对稳定，其他操作不变的情况下，磨辊间距在一定范围内会直接影响小麦的粉碎度，经过多年的经验积累，认为磨辊间距越小，粉末比例越高，皮张比例越小，且皮张面积变小，本实验通过调整不同辊距来探究其粉碎度的变化情况。

2 结果与分析

2.1 润麦水分与粉碎度的关系

在加水润麦之前，小麦含水量在10%左右，加水润麦之后粉碎度的变化如图1。

图1 润麦水分与粉碎度的关系

水分在13%～15%之间时，随着水分含量增加，皮张比例逐渐增加，粗粉和细粉比例逐渐减少；水分在15%～17%之间时，皮张约占47%，细粉约占20%，能够保持相对的稳定；水分在17%～19%之间时，皮张比例逐渐增加，细粉和粗粉比例逐渐减少，而且皮张厚度明显较厚（部分细粉和粗粉黏在皮张上），在磨粉过程中，易出现细粉黏辊的现象，不符合生产要求。

分析认为，小麦在固定的润麦时间内吸水量相对固定，当加水量小于相对吸收量时，水分会被小麦完全吸收，皮张含量随加水量增加而增加；当加水量等于或稍微大于相对吸收量时，水分能充分地被小麦吸收，不至于出现流水现象，皮张中水分含量能保持相对稳定；当加水量过大时，多余水分小麦来不及吸收而附着在表皮，与细粉接触后黏性增大，严重时会导致细粉黏在辊上。

2.2 润麦时间与粉碎度的关系（图2）

图2 润麦时间与粉碎度的关系

如图2所示，润麦水分保持在16%～17%之间，随着加水润麦时间的延长，皮张含量逐步增大，细粉和粗粉含量逐步减少。当润麦时间少于20 min时，皮张含量较少，单块皮张面积较小；当润麦时间在20～25 min时，皮张含量合适，但单块皮张面积相对较小；当润麦时间在25～30 min时，皮张、粗粉、细粉比例合适，单块皮张大小合适；当润麦时间超过30 min后，皮张含量较大，单块皮张面积较大，且皮张厚度明显增加，不利于后期生产操作。综合来看，润麦水分保持在16%～17%之间时，润麦时间保持在25～30 min较为合适。

2.3 磨辊温度与粉碎度的关系

磨辊温度随着开机时间逐渐升高，并在70 min时达到一定温度后保持相对稳定，见图3。

在开机升温的这段时间内，粉碎度波动很小（图4），能在一定范围内保持相对稳定，皮张感官稍有变化，随着温度升高，皮张略微变大、变薄。

2.4 磨粉速度与粉碎度的关系

多次测试结果显示，料速调整前后，细粉比例增加和减少的次数各占一半，且变化很小，不超过2%，结果见图5，综合其他不可控的影响因素，过去的经验辊距不变，料速降低，细粉比例增加，并不符合实际生产情况。

图3 温度随开机时间的变化

图4 粉碎度随开机时间的变化

图5 磨粉速度与粉碎度的关系

2.5 磨辊辊距与粉碎度的关系

随着磨辊辊距减小，皮张含量比例有减小的趋势，单块皮张面积略微减小，细粉和粗粉含量比例有增大的趋势。总之，辊距在小范围变化时，粉碎度也会随之变化，但趋势相对较小，见图6。

通过以上探究，可以得出：

（1）润麦时间的长短与现有设备有很大关系，随着润麦时间的延长，在一定范围内，皮张含量比例越来越大，皮张厚度逐渐增厚，单块皮张面积越来越大。

（2）单位时间内小麦的吸水量相对固定，润麦加水量应该根据润麦时间的长短来确定，使其在润麦时间内充分吸水但又不出现表皮附着水分过多甚至流水的现象。

（3）开机之后，磨辊温度逐渐升高并在70 min左右趋于稳定，在升温过程中，皮张含量比例基本无影响，皮张略微变薄，单块皮张面积略微变大。

（4）在一定范围内调整料速，粉碎度的变化可以忽略不计。

（5）随着磨辊辊距减小，皮张含量比例缓慢减小，单块皮张大小略微减小。

（6）小麦质量、其他工艺保持相对稳定，润麦时间不变，润麦水分在15%～17.5%之间，在磨辊使用的每一个阶段，在一定的范围内调整“料速”和“辊距”，其细粉与皮张的变化满足一定的线性关系，若以2%为辊距，按细粉的含量分组，其趋势如图6。

（7）由图7可见，机械制曲过程中，皮张和细粉之间存在一定负相关，皮张随着细粉比例增加而减少；而粗粉和细粉存在正相关，但相关性不如皮张和细粉明显。

图6 磨辊辊距与粉碎度的关系

图7 细粉、粗粉、皮张之间的关系

当综合样皮张含量较少，细粉含量较多时，适当延长润麦时间，增加润麦补水量，增加磨辊间距，或者调整磨粉机的料速，改变综合样的混合比例，可使综合样的粉碎度控制在合理范围内。

2.6 小麦粉碎度调控及效果

2.6.1 小麦粉碎度的调控

根据本厂现有的设备状况，每班生产前将润麦水分调至16%～17%的范围，并将原来的润麦速度30 Hz调至16 Hz，单罐的润麦时间调整为30 min，然后开机生产，粉碎度变化见表1。调整后前30 min的变化幅度（最大值5.2%）较调整前的（最大值10.9%）减小。

磨粉过程中，随着辊温升高，根据粉碎度检测结果，在原有辊距基础上适度增大磨粉机辊距1～2 dmm；磨粉结束前30 min，因罐内小麦滞留，导致润麦时间较长，适度减少润麦水分，控制在15%～16%，并根据检测结果，适度减小磨粉机辊距2～3 dmm，以确保粉碎度整体上均匀一致。

2.6.2 粉碎度调整前后的升温效果

按照上述粉碎度调整前后的情况进行成型，并严格按照相同的制曲培菌工艺进行培菌生产，按每班抽取3批曲坯作对比验证，其品温走势如图8、图9。

调整前3间汗房曲坯品温差别比较大，而调整后曲坯品温走势均匀、稳定，为微生物生长、繁殖、代谢提供十分适宜的培菌环境。可见，对粉碎度的合理调节有利于控制大曲培菌的品温均匀性。

2.6.3 粉碎度调整前后的感官及理化指标

根据以上对比试验生产的成品曲，进行随机抽样检测，其感官质量、理化数据见表2。

粉碎度调整后，大曲感官质量表现为：皮张薄，断面菌丝灰白，曲香味浓郁，甜香突出；理化指标的协调性、稳定性得到提升。说明粉碎度的合理调节有利于稳定和提高大曲品质。

图8 粉碎度调整前曲房温度走势

图9 粉碎度调整后曲房温度走势

表2 小麦粉碎度调整前后成品大曲品质对比表

3 结论

制曲原料与粉碎度对大曲质量有着直接影响，找出影响小麦粉碎度的因素及变化规律，根据企业设备状况和生产实际，分时段进行跟踪检测调控，从而保证同班次生产过程中粉碎度的稳定性。有利于在其他控制参数不变的情况下，促使培菌过程中曲坯升温发酵均匀一致。控制好小麦粉碎度，使麦粉中皮张、粗粉、细粉达到合理比例，可从制曲过程的源头保障并提高大曲品质。