小麦粉加工磨粉机操作及其维护的探讨
2023-10-23赖世椿詹育生王丽娜黄金源
赖世椿，詹育生，王丽娜，黄金源，刘 锐
（广州岭南穗粮谷物股份有限公司，广州 511466）
现代小麦粉生产工艺设计普遍较好，大致趋向于长粉路，主要加长磨辊研磨接长，增加小麦粉筛理面积以及清粉面积，相应地对日常操作也提出了更严格的要求与规范。俗话说的好：三分工艺、七分操作。好的制粉操作技术，不仅要保证生产顺利进行，还能够保证好的产品质量，例如降低面粉灰分，减少面粉麸星，而且还可以提高小麦粉加工的经济效益，提高出粉率、降低电耗等。在不改变生产工艺的前提下对广州某企业600 t/d 的小麦粉生产线中磨粉机操作技术进行深入地探讨研究。
1 磨粉机及磨辊的应用
1.1 磨粉机及磨辊的技术特性
磨粉机的技术特性主要指转速、速比、料位控制，磨辊离合技术以及快慢辊的传动方式等；磨辊的技术特性主要指磨辊圆周单位长度内磨牙的齿数、角度、斜度、排列，齿顶平面以及磨辊的中凸度、粗糙度等。磨辊的技术特性在设计上既要保证产量的需要，又要保证出粉率和加工精度的需要，同时还要照顾到麸皮片状大小[1]。
1.2 磨辊转速对生产的影响
磨辊的快慢辊的速比是根据实际生产情况来决定的，可以根据生产产量，产品质量甚至麸皮的质量进行稍微调整，直接影响着工艺的设计产量和产品的精度。皮磨物料较多，一般速比会偏高，但是对产品的精度不好控制，心磨物料较少，一般采用较低的速比，这样既适用其产量，又可以较灵活地控制其产品精度。该企业的小麦粉生产线快慢辊速比：皮磨系统采用2.5∶1，心磨系统采用1.25∶1，该速比在目前小麦粉行业中比较适中。
1.3 不同齿辊对生产的影响
该企业为4B、8M、2S、2T 的小麦粉加工工艺生产线，其齿辊使用参数如表1，齿辊主要应用于皮磨系统，而且不同系统的皮磨，其使用的齿辊参数也大不相同，必须根据工艺需求来进行匹配。一般来说，齿角小，齿数少，剪切力较强，需要的能耗相对小，但对保持麸皮的完整性不利；齿角大、齿数多、剪切力较弱，有利于保持麸皮完整性，但是能耗也会相对较大。斜度是决定齿辊剪切点的数量，剪切点多，齿辊的剪切破碎力也会随之增强。齿辊的排列顺序比较讲究，其剪切力排序：D-D
表1 皮磨系统磨齿工艺参数
1.4 磨辊中凸度及粗糙面对生产的影响
磨辊的中凸度是根据磨辊的荷载而决定的，如配置不合理时将直接影响轴承温度的升高，尤其在光辊的体现比较明显。该企业对光辊的中凸度应用如下：前路心磨及渣磨物料较多，麦心颗粒较大，需要的磨辊荷载较大，主要采用30～35 μm；中路心磨及渣磨麦心颗粒较小，采用25～30 μm；后路的心磨及尾磨物料较少，含麸量较高，不需要很大的磨辊荷载，主要采用20～25 μm。粗糙度主要也是针对光辊表面而言的，粗糙度的大小与物料的粒度大小有关，原则上讲物料粒度越大粗糙度越大，一般40～55μm 为好。正确地选择磨粉机和磨辊的技术特性参数，能够达到良好的研磨效果，也可在较大幅度提高产量的前提下保证出粉率不受影响，从而有效地降低吨麦电耗，同时对避免筛枯，提高加工精度也有十分重要的正面意义。
2 磨粉机的操作
现代的制粉操作概括如下：轻研细磨、物料平衡、同质合并。在对每条小麦粉加工生产线进行操作之前，必须先了解原粮小麦的品质特性，熟悉生产工艺流程，并且掌握面粉产品的质量要求及半成品面粉的指标，严格地按照小麦特性、工艺要求、设备性能去操作[2]。实践也表明，在同一条生产线，原粮相同的情况下，磨粉机操作是否恰当，将导致出粉率相差2%，小麦粉灰分相差0.2%，吨粉电耗能相差8～10 kW·h/t[3]。磨粉机的操作调整主要是根据流量、轧距、剥刮率、出粉率及电耗等指标参数来匹配的过程。主要操作方向是控制流量和调整轧距。
2.1 物料流量的平衡与控制
任何一条生产线都有一定流量范围，现代制粉行业的1B 入磨流量为800～1 200 kg/（cm·24 h），每一种原粮，都只有一个最佳工作流量，我们必须根据不同特性的原粮来不断对入磨流量进行调整，当流量过大时，可能导致高方筛筛不透，优质粉往后推移，出粉率降低，提升管容易掉料，溜管容易堵塞，故障率升高等问题；当流量较小时，可能会导致高方筛筛枯、小麦粉麸星含量偏高、破损淀粉含量偏高、整体品质下降，设备利用率较低及电耗较高等。
原粮的水分也会影响最佳入磨流量，一般水分偏离最佳入磨水分，入磨流量应反向做适当调整，同时，气候变化对最佳入磨流量也有显著的影响，高温、高湿、气压较低时，物料潮湿、发粘，也应当适当降低入磨流量[4]。
2.2 剥刮率及出粉率控制
磨粉机皮磨系统主要负责制造渣心，心磨系统主要负责出粉，而造渣心主要控制剥刮率，心磨则是控制出粉率[5]，剥刮率及出粉率指标主要通过磨粉机的喂料流量及磨辊轧距的调整来进行控制，当流量发生变化时，轧距也应随之发生变化，才能维持原有的剥刮率和出粉率的平衡。
在全面系统掌握制粉工艺路线和流量平衡表的基础之上，应重视前三道皮磨的操作及调整，其剥刮率和出粉率的高低，对整个粉路的平衡起到决定性的作用，同时对最终小麦粉的出粉率及品质的影响至关重要。该企业制粉工艺属于中路出粉工艺，前路皮磨应大量造渣造心，向后路分配物料，尽量减少麸皮破碎。1B、2B 主要生产大量麦渣、麦心，3B 尽可能刮净胚乳，保证麸皮完整，物料到后路皮磨就很难提取出来。高筋小麦比较好破碎，1B 只需要稍微将麦粒破碎为3～4 块，1B 剥刮率24%～27%；2B 剥刮率50%～55%；3B 剥刮率45%～55%，低筋小麦由于比较软，不好破碎，所以控制前路剥刮率要稍微高点，1B 剥刮率28%～31%；2B 剥刮率50%～55%；3B 剥刮率45%～55%，在保证前三道皮磨剥刮率90%以上，提高出粉率的良好基础的前提下[6]，前三道皮磨尽量放松轧距，逐步轻研，给心磨各个系统平衡物料；另外前三道皮磨的延展性、稳定时间、形成时间要优于心磨及渣磨，故要尽量轻研细磨，控制这三道系统的粉的灰分不至于过高，可部分添加到优质粉中，在灰分不超标的前提下，保证粉质拉伸指标，满足小麦专用粉指标要求[7]。
心、渣磨系统的磨辊一般采用喷砂、粗糙度不同的光辊，配备相应的松粉机。其轧距大小主要取决于物料的粒度、流动性、物料流量及其流向。①心磨：保持1Mc 物料粒度均衡，流量适中，每对1 m 的磨辊，流量控制在600～800 kg/h，1Mc 是出好粉的第一道位置，所以，让带有麸皮的物料去1S，细颗粒的物料去1Mm 或1Mf，出粉率控制在35%～45%左右，这样既能控制好灰分，又能平衡物料。2M 是提取大量好粉的地方，到2M 的物料经过前面清粉机，1M 的提纯和碾磨，物料比较纯，颗粒比较细，因此可以大量出粉，一般取粉率可以达到45%～55%；②渣磨：1S仍是造心料的地方，物料经过渣磨系统轻轻的研磨后，送到清粉机提纯麦心，再送到心磨系统[8]，因此，1S 的流量可以偏大，每对1 m 的磨辊，流量可以达到800～1 200 kg/h，但是，为了降低面粉灰分，保证造心料，1S 不能压得太紧，出粉率控制在25%以下。
总之，磨粉机在操作上，要注意以下原则：①坚持“轻研细磨，物料平衡，同质合并”，降低灰分及破损淀粉，保证产品的质量；②前路皮磨，特别是1B、2B 磨应多造渣造心，为清粉机提供尽可能多的优质麦渣、麦心；③前路心磨在不影响面粉质量的情况下，努力提高本系统的取粉率，保证优质粉最大限度的取粉率[9]；④无论是皮磨还是心磨，物料每次经过磨粉机，必须要研磨到有一定比例的取粉率。
2.3 物料的分配
物料的分配必须坚持“同质合并，物料平衡”。主要是通过皮磨系统、渣磨系统来对物料进行分配均衡，而心磨系统主要是将物料经过研磨和筛理，在最高的单位流量和最低的电耗下，得到数量最多、品质最好的小麦粉。为了保证心磨系统有效地进行研磨和筛理，就必须首先将粒度和灰分相近的物料送入同一道心磨，同时使各道磨系统和平筛的单位流量均衡起来。心磨系统的取粉率取决于心磨的轧距大小。而轧距的大小取决于物料的粗细，前路心磨研磨物料比后路物料粒度大，因而前路心磨的轧距较大。总体效果是：机内负压，喂料辊无积料，开门时无粉尘外溢现象；运行中光辊表面不积粉，物料不发烫、不缠辊；齿辊不切丝、不压饼，物料不发烫；在保证出粉率及剥刮率达到指标的前提下，电耗最小。
物料平衡的首要任务就是保证在磨辊上物料分布均匀，通过喂料门位置、喂料速度、伺服特性参数等的调整，使喂料门与喂料辊在整个长度方向上的间隙一致，伺服机构特性指标先进，达到“快、稳、准”，喂料速度稳定，落点准确，从而保证整个磨辊上的物料分布均匀；其次，确保机外流量稳定平衡，当本系统物料流量过大时，缩小前路磨粉机轧距，尽量在前路出粉，减少本道系统压力，避免优质粉往后推移；当本系统物料流量太小时，放松前路磨粉机轧距，让物料尽量往后推移，避免本道系统筛枯，尽量使磨粉机进机玻璃料筒内物料量处于1/3～1/2 之间，从而让磨粉机长时间稳定地处于研磨状态，保证生产流畅。
一般磨粉机是通过进料筒内的料位信号传感装置（由早期的枝状浮子发展成目前的网状浮子）来控制气路系统的。现在的磨粉机也实现了喂料辊变频喂料，其在进机玻璃料筒内物料量超过2/3 或少于1/3 时，机器仍然能连续地正常运行，机内流量的平衡是通过喂料速度快慢来实现的，这样更有利于生产的连续与稳定。
3 磨粉机磨辊的维护
3.1 磨辊磨损程度的判断
（1）观察磨粉机正常运行时电机电流负载情况，如当设备在正常生产轧距范围内频繁电流过高，出现跳闸，排除电机传动，其它关键部位故障外，可能为磨辊严重磨损。
（2）通过检查磨下物料温度和检测磨下物相关质量指标判断磨辊的磨损情况。如检测磨下物料的温度、剥刮率、取粉率及破损淀粉等指标进行判断。特别注意，当采用此方法时，需要根据产品的需求特性来进行判断，例如磨辊粗糙度越高，研磨物料的破损淀粉也会相应的偏高。
（3）可以通过检测磨辊直径判断磨辊的磨损情况，在每次的检维修过程中详细记录磨辊的直径，经过使用后对磨辊直径进行测量和判断。
（4）通过磨粉机的使用电耗指标方面进行判断，随着磨辊在使用过程中的磨损，研磨效果将随着加工量的增加而逐步下降但电耗却会逐步增加。
（5）心磨辊如果已经发亮发白，物料容易成片、容易缠辊，电耗上升，则必须马上更换。
3.2 磨辊维护
（1）磨辊通常需要根据磨损程度来判断是否需要更换，除了不定期更换，同时也设置磨辊更换周期。皮磨系统磨辊连续使用3～4 个月将进行更换，心磨系统磨辊连续使用4～6 个月时将进行更换，一般硬质小麦较好破碎，前路出粉多，所以更换心磨系统磨辊比较频繁，软质小麦不好破碎，一般多考虑更换皮磨系统磨辊。生产线若能在规定的时间内定期对磨辊进行更换，保证良好的研磨效果，将会对产品质量、生产稳定性、经济指标方面有较大好处。但是，更换磨辊的周期需要统筹考虑，避免在研磨系统中同时出现大量表面状态差或大量新换磨辊情况[10]。
（2）磨辊的更换。拆卸：准备工作→拆除磨粉机外壳及相应部件→拆除油箱及相关齿轮→拆除磨辊轴承套及轴承→清洗轴承。安装的顺序正好跟拆卸的相反，主要有以下几点需要注意：①将辊径较大的磨辊作快辊，齿辊需要根据工艺要求来进行排列；②固定轴承侧端盖：7.5 mm；浮动轴承侧端盖：3.5 mm。锁紧螺母斜面向里；③要严格检测装配后的轴承间隙符合0.03～0.05 mm 要求，轴承轴向推进0.8～1 mm，间隙减少35～40 mm/1 000 mm；④皮磨系统采用齿轮传动时，注意拉丝后辊径的变化，按说明指导书中要求选配好齿轮；⑤中心距小于244.5 mm 后，应更换磨辊间的磨簧L=70 mm，若前辊直径过细，应将基轨移动，直到刻度值与直径相符。
（3）磨辊加工的处理工艺。检查→磨光→测量直径和表面粗糙度（3.2～1.6），跳动误差不大于0.06，在辊体全长的范围内圆柱度不大于0.05 mm，辊体外圆轴线与两端轴承部位外圆公共轴线的同轴度误差不大于0.04 mm→分配快慢辊以及决定相适应的齿轮→磨刀（用样板来检查磨刀的程度）→拉丝等参数的形成。磨齿应光洁，无毛刺，无明显波纹，丝纹宽窄深浅均匀一致，不得有断丝、乱丝、破丝等现象。丝顶部应留有齿平面0.2 mm，齿数3.5 牙/cm、齿角650/300、斜度4%。注重点：很窄的齿平面，在拉丝时是很难保证的。①要满足使破碎的作用缓和，减少切丝，并使磨辊经久耐用；②保证磨辊有精确的圆柱形。这一平面可由刀具的拉丝和齿数、齿角、斜度以及方向、直径的大小切制自然形成；另一种方法是在保证其它参数后，再磨制而成（还有待于完善），然后用样板来做标准检测。必须充分认识到的是：样板具有“公母”二重性，对于磨刀过程来讲样板是母；对于加工后的磨辊检测来说样板是公。前后的切制过程都离不开样板，在某种意义上样板决定着表面技术特性准确程度。如果出现大小头、局部烧伤或形位误差超差，一般可上车床切制→外圆磨制，达到拉丝。
4 结论
面粉厂粉路是先天之本，而磨粉机的操作及调整是后天之本，决定着产品质量和节能降耗等。总的要求：各道研磨系统所达到剥刮率、出粉率等指标都达到设计要求；达到粉路平衡。如有变化、波动，适当地调整，建立新的平衡，做到稳定生产，少投入，多产出，实现产品质量稳定、经济指标最优的目标。如果只有先进的设备和合理的工艺流程，没有专业的正确操作，调整方法去适应现有的设备和工艺，也是不能同时达到质量好、粉率高、电耗低和产量高的综合要求。而粉路中磨粉机的操作调整尤为重要，磨粉机的操作调整过程实际上是对制粉工艺设计再创造的过程；是补偿完善的过程。专业正确的操作是利用现有工艺稳定生产的重要保证，而磨粉机的正确操作又是保证产品品质、稳定生产、节能降耗等环节中最重要的一环。
