LSM20实验磨粉机的介绍及实验过程分析

◎徐天明，郭井涛，闵学习

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450001）

随着经济的持续发展，人们生活水平不断提升，小麦已经成为主要的粮食作物之一。小麦的出粉率更为重要，是小麦品质指标之一，受到各面粉厂关注。专用面粉加工厂离不开先进的检验设备[1]，实验磨粉机作为评价小麦出粉率高低的专用设备，在制粉实验过程中发挥着重要作用，通过制粉实验可以测定小麦的出粉率，研究分析小麦的各种指标特征。针对专用粉厂来说，小麦实验磨粉机已经成为专用粉厂的必备设备。

LSM20实验磨粉机是一种中型实验磨粉机，性能稳定，性价比较高。通过采用LSM20实验磨粉机进行实验制粉，结合实验制粉评价标准对面粉质量进行评价，可模拟商业制粉系统，根据面粉质量进行搭配和组合，可以为大规模制粉、配粉提供参考。

1 LSM20实验磨粉机的构成及工作原理

LSM20实验磨粉机是一种中型实验磨粉机，其主要构成见图1。

图1 实验磨粉机的构成系统图

（1）进料机构：螺旋强制喂料，进料均匀，进料量可调，不易堵料。

（2）风运系统：借助风力提升物料，并对物料进行转换，防止物料回落和堵塞。

（3）喂料系统：使用6个小刹克龙装置，用于分离提料管中的物料，再利用2套叶轮避尘装置，分别用于皮磨及心磨的关风系统。

（4）传动系统：利用链轮传动装置及同步带轮装置相结合的方式为整个系统提供动力，能保持稳定的传动速比，确保整个研磨系统稳定运转。

（5）筛理系统：优化横向振动筛理为平面回转运动筛理，提高筛理效率，筛体内积粉少。

（6）研磨系统：安装对称的磨辊，通过差速运动对小麦及其破碎后的物料进行研磨加工。

（7）手动离合闸系统：保证磨辊稳定离合闸，并保证轧距能够稳定调节。

（8）面粉收集系统：收集装置与筛体连接为一体，避免运转过程中面粉向外飘溢。

LSM20实验磨粉机是在国内外同类产品的基础上研发的一种新型的产品，其具体技术参数见表1，目前该磨粉机已经在多家面粉厂使用，电源为三相380 V，频率为50 Hz，其装机功率为3.55 kW，体积小，节能环保，同时也是各类面粉实验室的首选设备。

表1 实验磨粉机主要技术参数表

LSM20实验磨粉机相当于一个微型面粉加工厂，集喂料、加工、提料、筛理等功能于一体的设备，能在短时间对取样小麦加工完毕，是前期评价小麦出粉率和面粉质量的重要设备，对于专用粉厂而言，小麦实验制粉工作是不可缺少的环节之一。

实验磨粉机是利用2个相向差速转动的等径圆柱形磨辊，对小麦进行相互挤压、剪切及破碎的设备[2]。磨辊是检验磨粉机性能的关键部件，磨辊的运转速度高，承受的载荷大，为确保磨辊的性能符合实际需要，实验磨粉机磨辊要有足够的强度、韧性、耐磨性及一定的抗摩擦能力。磨辊的辊体是由2种以上金属离心铸造而成，外层为硬度高的冷硬合金铸铁，内层为优质灰口铸铁，磨辊轴的材料为机械性能不低于45号优质碳素结构钢，先粗加工，经调质处理后，再进行精加工，磨辊和轴采用过盈配合压配成一体，并经过静平衡和动平衡校验合格后才能使用[3]。

LSM20实验磨粉机的研磨系统采用三轮系传动机构，布局合理、结构紧凑，并选用齿楔带传递动力。齿楔带具有轴向定位功能，在传递过程中不跑偏、不跳齿[2]。该实验磨粉机包括2套研磨系统对称布置，分别为分皮磨系统和心磨系统，皮磨系统为1对齿辊，齿辊根据齿形尺寸大小的不同分为1B、2B、3B 3段；心磨系统为1对光辊，光辊为喷砂光辊，根据表面光洁度的不同可分为1M、2M、3M 3段。2组辊之间都为差速运动，固定辊为快辊，可调节辊为慢辊，2辊通过差速运动对小麦进行挤压、剪切、研磨加工，再加上风力提料系统和筛理系统的配合，对实验用的小麦进行反复的几遍加工，实验的小麦经加工和筛理后，最终可以得到3种皮磨粉，3种心磨粉，麸皮及小麸共8种物料，加工过程的工艺流程如图2所示。

图2 加工工艺流程图

LSM20实验磨粉机通过配置了3皮3芯制粉的工艺，皮粉采用齿辊加工，芯粉采用光棍加工，磨粉方式类似于加工厂的制粉过程。其整个加工过程由1台设备来完成，不但节约能耗，投入成本低，还能通过本实验磨粉机实验制粉能较好地反映小麦的磨粉品质。LSM20实验磨粉机投入使用以来，不仅为大规模商业制粉提供了指导性依据，还为商业制粉大规模配麦提供了很重要的参考数据。该实验磨粉机是用于小麦粉品质检测的系列仪器（如粉质仪、拉伸仪）制备粉状式样的专用设备，除制备上述实验用样品外，还可用于分析小麦的出粉率。粮食收储企业可根据仪器提供的数据做到粮食收购的优质优价，其是评价优质小麦的不可或缺的设备。面粉加工企业可根据仪器提供的各项数据对不同品质的原麦进行合理搭配，从而强化或调整产品品质，既降低优质原料的消耗，又能使质量欠佳的原料得到充分利用，为企业带来最佳的经济效益。同时，该实验磨粉机作为小麦粉及食品加工、农业育种、商检、科研单位、大专院校技术监督等生产、研究和检验部门必备的检验仪器之一，其操作方便，实验结果可靠。其不但可以提供与实际生产接近的面粉样品，还可研究和测定样品的制粉潜能，进一步研究小麦的研磨品质。

2 实验过程及计算方法

在每次进行实验前，应对实验磨粉机各部分进行彻底清理，避免以前实验残留物或其他杂物影响本次实验结果。根据需要对磨辊轧距进行适当调整是必要的。磨辊轧距随小麦类型、进料速度及坚韧程度的不同发生变化，轧距调节方法比较简单，只需把轧距调节手轮旋转至相应刻度即可。喂料辊均料板位置通过调节均料板上砝码的位置来调节，以便料流均匀、平稳进入磨辊研磨区。运行过程中风量大小的调节通过调节风管中风门的大小实现，便于进行正常的提料。筛绢配置可根据实际情况合理配置，以达到最佳筛理及实验效果，一般在处理硬质小麦时可把筛绢适当配密一些，处理软质小麦时适当配稀一些。深入了解上述工作后，才可以进行实验磨粉机操作过程。

在对小麦进行取样后，要对小麦样品进行人工清理，再添加水分润麦，软麦润麦水分为14%，硬麦润麦水分为16%，润麦的时间大概需要16~24 h，所需温度应保持24 ℃上下，湿度的范围是65%~70%。通常要在实验制粉前进行30 min左右的非实验性研磨来提高磨温。另外通过试磨少量实验样品来进一步确定皮磨和心磨的合理轧距与加料的快慢。一般正式研磨要研磨2 000 g左右的小麦样品，在实验制粉过程中，样品小麦的喂料速度应调控在60 g·min-1，硬质小麦稍微加快喂料速度，低硬质小麦稍微减慢喂料速度。磨辊间距大小应通过调节手轮来调整（第1次实验前用塞尺测量并核对刻度表指针位置是否正确，对于皮磨辊选择第二破碎辊左边缘和第三破碎辊的右边缘进行测量）[4]。

磨辊的微调间隙参照以下数值：

皮磨辊(2B)左端0.06~0.08 mm，皮磨辊(3B)右端0.03~0.05 mm。

心磨辊(1M)左端0.04~0.06 mm，心磨辊(3M)右端0.01~0.03 mm。

针对实验用的不同小麦，应微调磨辊的间隙满足加工的需要。

小麦样品经研磨、筛理后，收集各出料斗物料，分别称重、记录，可以得到3种皮磨粉，3种心磨粉，麸皮及小麸共8种物料的质量，把所有面粉充分混合后按标准方法测定其水分、灰分和蛋白质含量。若要进行面团特性和食品制作品质试验，所得面粉样品应存放一段时间，以便其品质稳定化，一般夏季存放14 d，冬季存放21 d。

通过以上分析过程，可计算精制粉、全粉和总产品数量以及总出粉率、精粉出粉率、粗粉生成率、粗粉粉碎率、灰分转移率、皮磨与心磨粉比值、研磨时间及制粉评分等[5]。

具体计算方法如表2，结果精确到0.1%。

表2 计算方法表

以某一次实验为例，从市场购买了1批晾晒完成的新小麦，该批小麦颗粒相对饱满，属于硬小麦，任意称重2 000 g小麦进行实验。将小麦的润麦水分控制在16%左右，润麦的时间为20 h，温度为22~26 ℃，湿度的范围为65%~70%。润麦时间结束后，将实验磨粉机空转一段时间，对磨辊进行预热，然后进行研磨实验，在实验过程中控制研磨的效果，调好磨辊间距，控制产量，将小麦进行研磨，经过33 min后研磨结束，停机搜集研磨得到的各种制粉及麸皮，搜集干净后进行称重1B粉283 g、2B粉241 g、3B粉178 g、1M粉256 g、2M粉234 g、3M粉194 g、麸皮375 g、小麸199 g。残留粉质量按3 g，按照表2的计算公式进行计算得到数据如表3所示。

表3 计算数据表

本实验磨粉机研磨出粉率为62%~70%。通过对比小麦实际加工效果与实验结果，两者的面团特性、烘焙和蒸煮等试验指标基本一致；出粉率方面，实验磨粉机出粉率略高于一般大型面粉加工厂的出粉率，相差约为0.8%。通过采用LSM20实验磨粉机进行实验制粉，结合实验制粉评价标准对面粉质量进行评价，可模拟商业制粉系统根据面粉质量，进行搭配和组合，可以为大规模制粉、配粉提供参考。

3 结语

本文对LSM20实验磨粉机进行全面介绍，有助于人们更好地了解该设备的工作原理和实验过程，并对小麦的各项指标的计算过程进行了详细分析，可以为小麦的品质好坏的判定提供很好的参考依据，该实验磨粉机主要应用于小麦育种单位和小麦品质研究单位及大型商业面粉厂。LSM20实验磨粉机通过模拟工业化生产，并提供了粮食磨粉实验样本，在分析原粮品质特性方面取得了较好的效果。