浅谈正交试验设计法在提高面粉出机合格率上的应用

□ 刘玉龙 李南东 路 峰 李 喆 王烽凡

（本溪市国家粮油质量监测站，辽宁 本溪 117000）

一、面粉生产加工流程

（一）原料配比

面粉加工的原料为小麦，小麦因生长的自然条件、地点、时节的不同，分为春小麦和冬小麦、红皮小麦和白皮小麦、软质麦和硬质麦等。其中所含的水分、杂质、面筋等含量各有不同，要生产出符合标准的等级面粉，就需要将上述不同类型的小麦，按其面筋、皮色、水分、杂质含量情况进行适当的搭配，以求得最佳的比例，这一过程是面粉生产的第一道工序，也是最重要的工艺。

（二）工艺控制

制粉工艺流程大体上可分为以下几个步骤：原料→除杂→水洗→甩干→润麦→磨制→成品。

小麦原料中含有一定的泥沙、矿质及其它的异种粮粒，去除杂质需要通过磁选→筛选（初清筛）→风选→去石机→精选清理。清理后的小麦还要再进行水洗。水洗的作用一方面是除杂，另一方面是为下一道润麦工序作准备。水洗洗程的长短，洗后甩干的水分以及润麦时间的长短，润麦仓的温度湿度在这些工艺环节上都要选取一个适当的控制标准。

（三）磨滚的调整

小麦经过润麦以后，就可以进行磨制了。在磨制过程中，磨滚的锋刃、滚间距离的调整，对面粉的出粉率、粉色麸星量有着直接的影响，所以磨滚的调整也是正交试验设计中重要的工艺环节。

二、应用正交试验设计方法

为使面粉生产加工的出机合格率达到99%以上。试验应用了正交试验设计法，正交试验方法是研究与处理多因素试验的一种科学方法。通过试验设计找到最优量的测试条件，并对其进行分析，找出最优解决方案，从而达到最终的试验目的。

（一）试验调查

首先要对面粉生产车间一个月的产品质量情况进行调查，调查情况见表1。

表1 面粉生产车间产品质量调查情况表（单位：袋）

调查结果表明，15万袋中有8700袋的不合格品，不合格品率占5.8%，由于不合格品的某一指标低于标准，需要降价或回机处理。

（二）试验调查结果统计

根据实时跟踪检验记录，对8700袋不合格品作出统计调查表（见表2），对存在问题进行分类，计算百分比和累计百分比。

表2 不合格产品问题分类统计表

根据调查表对存在问题进行分析，出现8700袋不合格的原因大体分为六个方面的问题，而这些问题对产品的影响程度不尽相同，其中粉色低、麸星密问题的影响数量较大，所占比重为55.2%。根据这种情况对调查结果作出排列图（见图1），找出主要因素进行分析，为采取对策提供依据。

图1 调查表的排列图

经由排列图看出，前两项是影响产品不合格的主要原因，对粉色麸星、面筋这两方面主要因素进行分析。

（三）因素分析

面粉的粉色麸星湿烫样法检验需与国家制发的标准样品相同。由于粉色低、麸星密的影响因素比较复杂，根据因果关系，作出因素分析，从各个因素的相互制约中，找出影响因素，制定解决对策。

（四）解决方法

根据因素分析结果，找出影响面粉粉色麸星的有关因素，其中原料配比是影响粉色的比较主要的因素，原料的洗程长短及甩干后的水分也对粉色存在比较直接的影响。在生产过程中磨滚锋刃的选择及闸距的调整，一方面影响着生产产量，一方面影响着麸星的密度，所以对其的选择及调整也是影响产品的质量的主要因素。通过分析，找出存在的问题，制定解决问题的措施，确定负责人及完成日期（见表3）。

表3 解决问题落实表

对于二、三、四项问题，依据制定的措施，按具体负责人完成日期逐次落实。

对于第一项问题考虑选取正交实验表，在不影响其它质量指标的情况下，通过试验选取最佳条件，以解决粉色麸星的质量问题。

根据存在的问题确定面筋、甩干水分、小麦皮色、润麦时间四个因素，按三个级别制定因素等级表（见表4）。

表4 因素等级表

按因素等级表选择正交试验表，试验安排及结果（见表5）。

表5 正交试验表

（五）试验结果分析：

表6 实验结果分析表

由结果分析可知C列的极差R较大，所以对于粉色麸星的作用显著，应把小麦的皮色作为在原料搭配中所要考虑的主要因素，C列的第一等级总和大于第三等级且大于第二等级，所以通过实验可得最优条件选择为C1、D2、B3、A2，即小麦皮色选择搭配比为（红麦50%、白麦20%、硬麦30%），润麦时间选为（24小时），甩干后水分为（14.5%）面筋选择搭配后含量在（25.5%）。

从试验结果上直观可以得到第六个试验合格率最高为99.4%，其组合为A2、B3、C1、D2，如果排除显著作用因素，与分析计算结果是相吻合的。

通过应用正交试验设计方法确定了条件的最优组合，使面粉生产加工的出机合格率达到了99%以上，获得了试验的预期效果。

三、结语

通过应用正交试验设计法使面粉生产加工的出机合格率由94.2%上升到99.4%，达到了合格率99%以上。将最优条件整合交付生产使用，使得面粉生产出机合格率提高5.2%，不合格率控制在了1%以下，按日产50吨计算，每月可减少不合格品2600袋，按每吨不合格品回机费用600元计算，可减少经济损失11.7万元，实施效果是显而易见的。目前，我国的粮食加工工艺相对还比较落后，面临的许多问题还急需工程技术人员去研究解决，如何从改进机械工艺方面保护小麦胶原蛋白不被破坏，进而提高面粉的食用价值；如何应用正交试验设计保证产品面筋含量控制在指标幅度之内等，都是有待研究的课题。在科学技术不断发展的形势下，粮食加工事业的发展方兴未艾。