浅谈小麦制粉工艺流程与配粉工艺流程的设置

2022-08-17朱海言尹焰杰

现代面粉工业 2022年4期

关键词：胚乳制粉研磨

朱海言尹焰杰王华

（1.郑州华森粮食工程有限公司，郑州 450006）

（2.普瑞特（河南）设计研究院，郑州 450001）

（3.新疆天山面粉（集团）有限责任公司，新疆昌吉 710000）

1 制粉工艺原理

小麦经过清理、搭配及水分调节，成为纯净的、能够满足制粉效果的净麦。制粉工艺的目的在于将小麦颗粒剥开，然后将颗粒中的胚乳与麦皮、麦胚分开，尽可能地提纯胚乳颗粒，并把这些胚乳颗粒研磨成所要求细度的面粉[1]。制粉工艺过程中的主要方法是研磨和分离，前者靠磨粉机实现，后者靠筛粉机械和清粉机完成。

磨粉机是制粉设备中最关键的设备，素有“心脏设备”之称，目前多采用辊式磨粉机。辊式磨粉机是利用两根铸铁圆辊以不同速度相对运转，通过挤压和剪切等把小麦剥开，然后从剥开的皮层上逐步刮净胚乳，再将胚乳颗粒磨细成粉。在一个工艺完善的制粉过程中，小麦粉质量（指粉色和灰分）和面粉出率主要取决于磨粉机的操作和维护。

筛粉机械是制粉设备中物料分级、筛理面粉等设备的总称。筛粉机械把研磨后的物料（在制品）按颗粒粒度加以分类，并筛出面粉。筛粉机械有平筛（挑担平筛、高方平筛及小方筛）和圆筛等形式。刷麸机和打麸机是通过打板或刷帚对麸皮进行摩擦和打击，从而使粘在麸片上的粉粒分离，由于配备了筛网，因此也具有筛粉功能。

只有通过磨粉机和筛粉机械配合工作才能完成小麦制粉。清粉机也是制粉设备中的一种重要机械，但不是必备设备。在生产高精度面粉时，为了提高高精度面粉的出率可使用清粉机。清粉技术使在制品分级更加到位，提高了颗粒纯度。清粉机利用气流和筛理的双重作用，将筛理后粒度相近的物料，按照含有麸皮的多少进行分离，形成带麸皮的胚乳碎片——麦渣、纯净的胚乳——麦心、主要是麦皮的颗粒——麸屑等细分物料，从而为磨粉机选择性粉碎[2]提供保证。

制粉工艺原理是基于“逐步研磨”的概念，这是由长期制粉实践决定的，概念的形成至少有以下3个原因[3]。

（1）小麦颗粒的表面有一条腹沟，腹沟部分的表皮约占整粒麦皮表面积的1/4～1/3。由于小麦皮层与胚乳结合很紧，皮层极不易脱掉，而腹沟部分的皮层更难脱掉，所以小麦制粉就不能采用大米生产的方法——直接脱壳法，而必须采用“逐步研磨”的方法。

（2）由于皮层与胚乳结合紧密，小麦研磨不可能一次就将皮层与胚乳脱离，将胚乳研细成粉，而需要经过多道连续研磨才能完成。

（3）逐步研磨过程中，研磨后的物料用各种不同规格的筛面筛分成多种粒度的在制品。物料粒度与灰分存在一定规律性：粒度大时含麸皮多、灰分高；粒度小时含麸皮少、灰分低。实践表明，逐步研磨过程并不仅是简单的重复研磨，而是基于颗粒粒度分级规律的一种研磨过程。

制粉工艺原理建立了逐步研磨的理念，在制粉技术的发展中，形成了完善合理的工艺流程——粉路，并细分出多个系统，如皮磨系统、心磨系统、渣磨系统和尾磨系统等。

2 制粉工艺流程

2.1 制粉方法

小麦制粉是一个逐步研磨的过程。对于经清理、调质后的净麦按产品精度等级标准和小麦粉专用性的要求，可选择适宜的工艺流程进行加工。小麦制粉工艺流程（粉路）依据其复杂性可以有多种。

2.1.1 原始粉路制粉法

原始粉路制粉法起源于粉路形成的初期，其特点是：小麦经过第一次研磨，物料进入筛粉机械筛出面粉，筛下为面粉，筛上混合物进行第二次研磨、筛粉，这样重复研磨和筛粉，直至获得一定数量的面粉。此种方法既适用于单机生产，小麦经5～6 道研磨和筛理，可提出一定数量的面粉，也适用于由几台磨粉机组成的连续化小型机组生产，流程见图1。

2.1.2 短粉路制粉法

短粉路制粉法是常见的制粉方法中的一种，它要求在研磨和筛理过程中仅提取麦渣、麦心和粗粉，不进行清粉。小麦在逐步研磨的前几道系统（皮磨）提取出面粉，并把麸片、麦渣、麦心和粗粉区分开，然后按它们的质量和粗细度不同，分别送入心磨系统研磨。此种方法通常适用于生产精度要求较低（灰分为0.8%～1.2%）、高出粉率（80%以上）、单一品种的面粉。短粉路制粉法通常由5～10 余道研磨和筛理系统组成，流程见图2。短粉路制粉法通过延长皮磨和心磨的道数，或者在皮磨和心磨系统中再分出粗、细皮磨和粗、细心磨，结合轻研细磨的操作管理，可同时生产多种不同精度的面粉。

2.1.3 中长粉路制粉法

中长粉路制粉法较为复杂。这种方法可以从在制品中分离出数量多且质量好的麦渣、麦心和粗粉，可按其颗粒大小和质量分成若干等级，再将粒度相近的粗粒送入清粉机精选。研磨系统设有渣磨可对物料进行轻微剥刮，将麦皮与胚乳分离。将含皮层少、纯净的麦心和粗粉送入心磨系统制成精度高的面粉；对含皮层多的麦心和粗粉进行再次清粉提纯，将品质较次的麦心和粗粉经过研磨制成精度较低的面粉。

中长粉路制粉法在磨制等级粉的流程中，除设置皮磨、心磨系统外，还设有渣磨、尾磨和清粉系统[4]。

皮磨系统。中长粉路制粉法皮磨系统的任务是剥开麦粒，从皮层上剥刮胚乳，形成麦渣、麦心和粗粉，尽可能少出粉，在使胚乳和麦皮最大限度地分离过程中要保持麸片完整，但该系统仍会产生少量面粉。

渣磨系统。渣磨系统用于处理皮磨及其他系统分离出的带有麦皮的颗粒，使麦皮与胚乳分开，从中提出品质较好的麦心和粗粉送入心磨系统制成面粉。该系统也会产生少量面粉。

清粉系统。清粉系统利用清粉机的筛选和风选作用，将皮磨、渣磨等系统获得的麦渣、麦心和粗粉以及麸屑混合物中的纯胚乳、连麸粉和麸屑分开，再逐一送往相应的研磨系统处理。渣磨系统和清粉系统共同实现提纯胚乳颗粒的目的，而生产面粉的主渠道是研细麦心和粗粉的心磨系统。

心磨系统。将皮磨、渣磨及清粉系统取得的纯净麦心和粗粉研磨成一定粒度的面粉，并提出麸屑。一般在心磨系统中还设有尾磨，它位于心磨系统的中、后段，专门用于研磨含麸屑稍多的麦心，但不以提出面粉为主要研磨目的。

在正确操作的前提下，中长粉路制粉法可在一个流程中同时产出多种不同精度和用途的面粉。其在对增加高精度面粉的出率、提高面粉质量及用途等方面，有比短粉路制粉更大的优势。但这种制粉法要求生产者必须有良好的经验和较高的操作技能。中长粉路制粉法流程见图3。

3 配粉原料及产品配制工艺

面粉生产过程也是小麦的营养成分被剥刮、分离、解体及同类合并、去粗取精的过程，而配粉则是按配方有选择性、有针对性地将各种原料按食品专用功能及膳食营养的需要重新组合、补充、完善、强化成某种产品的过程。配粉原料主要由加工、深加工、分离产品的小麦组原粉、非小麦组原粉及食品添加剂等组成。

3.1 小麦组原粉

不同品质的小麦通过制粉和延伸加工、提取，可以得到不同的小麦组原粉。如不同精度和蛋白质含量的基础粉、胚芽粉、颗粒粉、黄粉、麸皮粉、膳食纤维粉、全麦粉、芽麦粉、膨化麦粉等，麦粉深加工的淀粉、变性淀粉、活性谷朊粉、风选高蛋白粉，胚芽提取的VE、二十八碳醇、谷胱甘肽等。利用上述各种粉体，通过计算机按精度和蛋白质等营养含量交叉配制混合可形成各种专用粉和功能性面粉。

3.2 非小麦组原粉

各种谷、豆类粉，如：荞麦粉、淀粉、豆粉；果蔬粉；动、植物蛋白粉；药食同源粉，如螺旋藻。这些粉体可通过挤压膨化、高压、超微粉碎、生物工程等特种加工进行改性处理，形成符合食品制造性能的原料。这些原料可单独或通过多粉体配合生产系列营养型、保健型、功能型面粉，如肥胖症者用的膳食纤维面粉，糖尿病人“三低一高”面制食品用面粉等。若将糖、油、蛋、乳、盐各种食品辅料参与配料，还可生产预拌粉，直接供给生产糕点、面包等食品企业和家庭使用。

3.3 食品添加剂

食品添加剂分化学合成与天然提取两类。

化学合成的食品添加剂有用于改善面粉色泽的增白剂，如过氧化苯甲酰（我国禁止使用）；用于改善食品烘焙性能的强筋剂和弱筋剂，如面包制作用L-抗坏血酸，饼干制作用L-胱氨酸等；用于强化补充面粉营养的氨基酸；用于补充面粉矿物质、维生素的钙、硒、铁、锌、VB 等。面粉中还可添加不同功能用途的抗老化剂、膨松剂、表面活性剂、软化剂、色素等，以满足食品加工和消费者膳食过程的各种需求。

天然提取和浓缩的食品添加剂可满足了人们崇尚自然、返朴归真的需求，具有巨大市场潜力。玉米中的黄色素、植物绿叶中的绿色素、麦胚中的二十八碳醇和谷胱甘肽等均可作为功能性食品的基料。此外，动植物提取的浓缩物，如大豆浓缩物可以对面粉进行增白，动物骨体提取物可以补充面粉中的矿物质等。

3.4 配粉工艺流程

配粉也称面粉后处理，可独立设计构成系统。该系统包括控制、输送（倒仓）、配粉仓、配料计量、粉体混合、成品打包、散装储放等工段，其具体工艺流程见图4。

3.4.1 配粉控制系统

配粉控制系统分为继电器控制系统和可编程逻辑控制系统（PLC）两种。

继电器控制系统是通过人工按纽控制，模拟屏显示正常运行与故障声光报警状态。日处理小麦200 t 的面粉厂，人工现场启动要0.5 h，而采用继电器控制系统启动只需8～12 min。当机器发生故障时，该系统可自动停机报警并在模拟屏上显示，操作工到现场排除故障后，再进行启动。该控制系统可靠性高、成本低，但操作麻烦，已逐步被淘汰。

可编程逻辑控制系统（PLC）可以对整个生产车间（包括配粉）所有工段进行控制，由操作工在电脑上按程序操作，总控室不需设模拟屏，所有设备的工作状态、生产信息均在电脑显示器上显示，具有操作简单、直观方便、自动化程度高等特点，已经得到普遍推广应用。

3.4.2 配粉原料输送形式

配粉原料输送一般有3 种形式。

一是气力压送方式。该输送方式具有简便灵活、占地小、可多点卸料、用气量小及尾气处理方便等优点，是输送物料进仓、储存、配粉、打包的理想方式，满足了后处理工序要求。该方式由于面粉不受外界污染、残留少，也避免了虫蚀、霉变，保证了面粉质量，可优先采用，但投资较大，电耗较高。

二是机械输送方式。机械输送采用斗式提升机和螺旋输送机对物料进行输送。其特点是投资较小，运行电耗较低，但存在物料残留、易交叉污染等卫生和使用管理问题。

三是气力压送与机械输送组合方式。该方式可以整合气力压送方式和机械输送方式的优势，只要设计科学，选型合理，也可考虑。

3.4.3 配粉仓选择设计

配粉仓仓体一般用混凝土或钢板制作。配粉仓设计上要合理设置仓的数量、大小、仓型及内壁处理。在新形势下，企业一定要以市场需求和引导消费作为产品研发的落脚点，随着面粉品种多样化、系列化新需求，要配足配粉仓数量，尽管一次性投资大些，但会给企业带来长久收益。仓要多配，但不宜太大，周转、倒仓和配粉仓仓容以50～100 t/个为宜，此外还应考虑10～20 t/个的小品种仓，以便存放淀粉、谷朊粉、谷、豆、动物粉等。配粉仓总容量应是日处理面粉量的3～5 倍。由于料性复杂，仓型及出料角度应合适，仓内壁要平整光滑、无锈蚀，并用食品级涂料进行处理。打包仓仓容应不少于1 d 的包装量，以便实现3 班生产1 班打包的作业方式。在大中城市和食品工业发达区域的面粉厂，还应设置满足10～15 d 的散发系统。

微量元素添加剂料斗一般采用不锈钢，容量在50～100 kg，人工、机械加料均可，并与出料计量构成一体。由于多数添加量都是千分之几至万分之几的范围，所以对微量元素进行预稀释配制混合是必要的。

3.4.4 面粉配料方式的设计

配料工段也是配粉工艺的关键。面粉配比的准确度取决于配料设备的精度，配料方式有3 种[5]。

（1）重量式配料。计算机按配方和先后顺序，控制圆管螺旋输送机向电子秤送料，达到一定重量后放入混合机。重量式配料精度较高，可以达到1‰，可生产几十种专用粉，国内外应用广泛，但投资较大。

（2）容积式配料。即在料仓下安装变螺径、变螺距绞龙或容积配料器，各自按比例同时启动进行连续配料，一般精度误差在4%～6%，工艺简单，成本低，操作维修方便。该方式对小品种和添加配比要求高的产品则不可以使用。

（3）连续式配料。在每只料仓下装电子流量计，依据设定的百分比对各仓出粉流量连续计量，保持流量与配比一致，但需配套连续式混合机。

当生产面粉的内在品质不稳定时，通过配粉可稳定产品质量，还可满足专用粉特殊指标要求。