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文档简介
小麦加工第一节小麦制粉概述小麦制粉是利用研磨、筛理、清粉等设备,将净麦的皮层与胚乳分离,并把胚乳磨细成粉,或经过配粉等处理,制成各种不同等级和用途的成品小麦粉。虽然制粉方法多种多样,但目前世界上通用的制粉方法是破碎麦粒,逐道研磨,多道筛理来分离麸皮和胚乳。常用的研磨设备是辊式磨粉机,辅助研磨设备有撞击磨和松粉机等。主要筛理设备是高方平筛,辅助筛理设备有圆筛和打麸机、刷麸机等。清粉设备用来提纯颗粒大小相同的麦渣、麦心等物料。常用的清粉设备为清粉机小麦加工一、制粉理论简述研磨筛分制粉方法主要是利用小麦胚乳与皮层的强度差别,使皮层与胚乳分离,但目前的制粉技术还不能用简单的方法达到目的,须采取分系统逐道研磨的方法完成制粉。通过长期的制粉生产实践,人们认识并总结出制粉工艺过程具有如下基本规律:1.小麦经过每次研磨、筛分后除得到部分小麦粉外,还得到品质和粒度不同的各种中间产品。小麦加工2.经研磨后,皮层的平均粒度大于胚乳的平均粒度,因此在筛分后得到的各种中间产品中,粒度小的品质好,粒度大的则品质较差。3.各种中间产品按品质和粒度不同分别研磨,有利于提高小麦粉质量和研磨效果。4.同一种物料,强烈研磨比缓和研磨得到的小麦粉质量差。5.各系统各道提取的小麦粉质量不同,且—般前路粉质量好于后路,心磨粉质量好于皮磨。小麦加工二、制粉过程中的系统设置在粉路中,由处理同类物料设备组成的工艺体系称为系统,通常一个系统中应设置多道处理没备。制粉过程一般设置皮磨、心磨、渣磨和清粉等系统。皮磨和心磨系统是制粉过程的两个基本系统,其中每—道都配备一定数量的研磨、筛分设备。各系统的主要作用是:1.皮磨系统:在尽量保持麸皮完整的前提下,剥开小麦,逐道刮净皮层上的胚乳,提取量多质优的胚乳粒和—定质量与数量的小麦粉。2.渣磨系统:对前中路提供的连麸胚乳粒进行轻研,使皮层与胚乳分开,从而得到纯净的麦心送往心磨制粉。
小麦加工3.心磨系统:将各系统提供的较纯净的胚乳粒,逐道研磨成具有一定细度的小麦粉,并提出麸屑。4.尾磨系统:位于心磨系统的中后段,专门处理心磨系统分离出的含有麸屑、质量较次的麦心,从中提出小麦粉。5.清粉系统:对皮磨及其他系统前中路提取的麦渣、麦心、粗粉、进行提纯、分级,再分别送往相应的研磨系统处理。6.配粉系统:将不同小麦粉分别存放,再按一定比例进行搭配、营养强化和混合,配制成各种不同用途的成品小麦粉。制粉过程中各系统的流向见图4-1小麦加工图4-1现代制粉各系统流向图
小麦加工三、在制品的分类在制品是制粉过程中所有中间产品的统称,其分类是由筛理设备来完成,采用不同的筛网提取不同的在制品。
1.筛网筛网是用于物料分级和提取小麦粉的重要材料,因此筛网的规格、种类及质量对控制各在制品的比例和小麦粉的粗细度有着决定性的影响。按材料不同,筛网分为金属丝筛网和非金属丝筛网二大类。根据材料与筛理对象的不同,筛网的编织方法也有区别。常用的几种编织方法见图4—2。小麦加工图4-2常用筛网的编织方法
小麦加工(1)金属丝筛网金属丝筛网具有强度大、耐磨、不虫蛀等优点,能承受较大的物料流量,使用寿命较长。其缺点是无吸湿性,易受潮生锈,筛孔易变形。一般用来筛理较粗大的物料。金属丝筛网是用镀锌低碳钢丝、软低碳钢丝和不锈钢钢丝编织而成,编织形式如图4—2(c)。镀锌低碳钢丝筛网颜色光亮,故称白钢丝筛网,多用于粗筛和分级筛。软低碳钢丝筛网丝黑而粗,强度大,被称作黑钢丝筛网,常用于刷麸机。不锈钢和准不锈钢丝筛网强度大,筛孔不易变形,延伸性小,使用寿命长,近年来正逐步取代上述两种金属丝筛网。
小麦加工筛网规格通常以一个汉语拼音字母和一组数字表示其具体型号。字母表示金属丝的材料:例如Z表示镀锌低碳钢丝筛网;R表示软低碳钢丝筛网。字母后面的数字表示每50㎜筛网长度或宽度上的筛孔数。小麦粉厂也习惯延用英制单位,即以每英寸(1in=0.0254m)长度或宽度上的筛孔数来表示金属丝筛网的规格,并以W作为金属丝筛网的代号。如20W即表示筛面每英寸长度上有20个孔的金属丝筛网。小麦粉厂常用的金属丝筛网规格见表4—1,表4-2。小麦加工表4-1小麦粉厂常用的镀锌低碳钢丝筛网
小麦加工表4-2小麦粉厂常用的软低碳钢丝筛网规格
小麦加工(2)非金属丝筛网非金属丝筛网是指由非金属材料编制的筛网,目前小麦粉厂使用的有尼龙筛网、化纤筛网、蚕丝筛网、和蚕丝与锦纶丝交织筛网。锦纶丝筛网是用聚酰胺纤维等合成纤维编织而成,具有孔径均匀、网面平挺、强度高、耐磨性好、不堵孔、不并丝、不变形等优点,但吸湿性差,易受湿、热的影响。蚕丝筛网是用优质蚕丝编织而成,坚韧而有弹性,可在本身长度15%~20%范围内伸缩,保持筛网在筛框上张紧状态;具有吸湿性,可减少水汽在筛格内的凝结现象,从而避免筛孔堵塞;表面经化学处理后,增加了导电能力,避免细小粉粒因静电而粘附于筛面上。缺点是不耐磨,久用易起毛,使筛理效率下降,若保管不当易受虫蛀,且成本较高。
小麦加工锦纶与蚕丝交织筛网称锦蚕交织筛网,这种筛网具有锦纶与蚕丝的共同优点,耐磨性好、强度高、延伸性小、筛孔清晰等特点,耐磨强度比蚕丝筛网提高50%~100%,绷装后的筛面张紧不松弛,筛孔不变形,经久耐用。筛网按编织方法一般分为全绞织(Q)和半绞织(B)两种。其编织方式如图4-2(a),图4-2(b)。全绞织筛孔不变形,筛网更牢固,一般用于筛孔较稀的筛网。半绞织一般用于筛孔较密而小的筛网。国家标准(GB2014-80)规定了非金属丝筛网的规格型号代号。见表4-3。小麦加工表4-3非金属丝筛网的规格型号代号
织物组织及代号原料类别及代号全绞纱组织Q半绞纱组织B方平组织F平绞组织P蚕丝CCQCB
CP锦纶丝JJQ
JFJP锦纶、蚕丝JCJCQ
筛网型号
注:1.筛网的规格以每厘米长度的孔数表示。2.筛网型号按所用原料和织物组织来划分,基本由两个字母组成,第一个字母表示原料类别,第二个字母表示织物组织;由三个字母组成的型号,前两个字母表示原料的类别,第三个字母表示织物组织。
小麦加工如:CB50表示每1厘米筛网长度上有50个筛孔的半绞织蚕丝筛网。JCQ20表示每1厘米筛网长度上有20个筛孔的全绞织锦纶蚕丝筛网。小麦粉厂也常用英制表示,如GG表示特料筛网,例如54GG表示蚕丝特料筛网,每一维也纳寸(等于1.0375in或0.0264m)长度上有54个筛孔,XX表示双料筛网,规格用号数表示,如10XX表示10号蚕丝双料筛网,每英寸长度上有109个筛孔。100目表示每英寸筛网长度上有100个筛孔。常用规格及新老型号对照见表4-4~表4-7。小麦加工表4-4全绞织蚕丝筛网型号和规格
小麦加工表4-5全绞织锦纶蚕丝筛网型号规格
小麦加工表4-6全绞织锦纶筛网型号规格
小麦加工表4-7半绞织锦纶蚕丝筛网型号规格
小麦加工2.在制品的分类在制品按粒度和品质的不同通常分为以下几种:麸片—连有胚乳的片状皮层,粒度较大,且随着逐道研磨筛分,其胚乳含量将逐道降低。
麸屑—连有少量胚乳呈碎屑状的皮层,此类物料常混杂在麦渣、麦心之中。麦渣—连有皮层的大胚乳颗粒。粗麦心—混有皮层的较大胚乳颗粒。细麦心—混有少量皮层的较小胚乳颗粒。粗粉—较纯净的细小胚乳颗粒。具体分类见表4-8。小麦加工表4-8在制品分类
小麦加工平筛中提取在制品的常用筛面可分为以下几种:粗筛筛面—皮磨系统中筛孔较大的筛面,其筛上物为麸片。一般采用金属筛网。分级筛筛面—将麸片和小麦粉之间的物料,按粒度大小进行分级的筛面,其筛上物通常为麦渣、麦心。一般采用金属筛网或JC、CQ型筛网。细筛筛面—属于分级筛范畴,是对略大于小麦粉的细小物料进行分级的筛面,筛孔较小,其筛上物为细麦心。—般采用JC或CQ筛网。小麦加工粉筛筛面—各系统中筛孔最小的筛面,其筛下物为小麦粉,筛上物一般为麦心或粗粉。—般采用JC或CB型筛网。平筛中各类筛面的应用与所提取在制品的状态是对应的,如皮磨系统第一道设备处理物料的过程及提取的在制品状态如图4-3所示。小麦加工图4-3粉路中1皮磨筛设备处理物料的过程及各在制品的状态
小麦加工3.在制品的表示方法在制品粒度的大小通常用分式表示,分子分母分别表示该物料通过和留存筛网的型号规格。如CQ21/CB30表示穿过CQ21筛面并留存在CB30筛面上的物料粗麦心。在编制制粉流程流量及质量平衡表时,在制品的数量和质量也用分式表示,分子表示物料占1皮流量的百分数;分母表示物料的质量(灰分%)。如2皮分出的麸片,记为21.58/3.75表示麸片数量为1皮流量的21.58%,灰分为3.75%。小麦加工四、粉路图制粉流程是将制粉工序组合起来,对入磨净麦按一定的精度等级标准进行加工的生产工艺流程,简称粉路。粉路图是表达整个制粉工艺过程的工程图。通常用图形及符号表示各种工艺设备,用箭头、文字或代号表示物料的流动方向。1.粉路图的内容粉路图主要包括以下内容:①各类工艺设备的规格、数量、主要技术参数。②工艺过程中各设备间的联系和各种在制品、产品的流动方向。③小麦粉或副产品的分类与收集方法,配粉方式与设备。
小麦加工2.绘制粉路图的要求①设备及其技术参数必须采用统一的图形或符号。②在图形符号的—侧要注明系统名称、设备的规格数量和主要技术参数。磨辊技术特性亦可单独列表说明。③各种物料的流向用箭头表示,并在箭头处用文字或代号注明去向。④各系统中各道设备的工艺符号,按制粉过程中的大致顺序,在图中自左向右,自上而下进行绘制。
小麦加工3.粉路图中的图形符号及代号粉路图中的图形符号应能简单明确地反映设备的特点。一般用该设备最具代表性的剖面或一个投影面的示意图来表示。GB/T12529.3-90规定了粉路图中通常使用的图形符号,(附录二)。在该标准中还规定了有关代号,见表4-9。
小麦加工表4-9粉路中常用代号系统代号意义产品代号意义设备代号意义B皮磨系统F小麦粉BrF打麸机S渣磨系统Br麸皮BrB刷麸机M心磨系统G麦胚D重筛T尾磨系统
P清粉
注;1.各系统先后顺序用阿拉伯数字1、2、3……表示。如1B、2M。2.各道磨分粗细时,分别在系统代号右下角用小写的c、f表示。如2BC、1MF。3.不同品种小麦粉,在代号前用阿拉伯数字区别。如1F、2F。4.设备顺序,在相应代号前用阿拉伯数字区别。如1Br、2D。
小麦加工四、小麦粉的等级标准1.通用粉质量标准我国通用小麦粉的等级主要以加工精度来评定,2005年修订的《小麦粉》国家标准将通用小麦粉与专用小麦粉合并成一个小麦粉标准,按照小麦粉的筋力强度和食品加工适应性能分为3类:强筋小麦粉—主要作为各类面包的原料或其他原料。中筋小麦粉—主要用于各类水饺、面条、馒头、油炸类面食品、包子类面食品等。小麦加工弱筋小麦粉—主要作为蛋糕和饼干的原料。由于中筋小麦粉对应的筋力强度和食品加工适应性能较广,将中筋小麦粉又分为强中筋小麦粉和弱中筋小麦粉。将强中筋和弱中筋小麦粉分成1、2、3、4四个等级,强筋小麦粉和弱筋小麦粉分成l、2、3三个等级。具体标准见表4-10,表4-11。小麦加工表4-10中筋小麦粉质量标准
小麦加工表4-11强筋小麦粉、弱筋小麦粉质量标准
小麦加工2.专用粉质量标准所谓专用粉,就其字面而言就是用于加工某种食品的小麦粉。这是面粉加工的发展方向。也是人们日益提高的生活水平的要求。面粉根据面筋含量可分为高筋面粉(湿面筋含量为35%以上)、中筋面粉(湿面筋含量在28%~34%之间)和低筋面粉(湿面筋含量在28%以下)。一般而言高筋粉适合做面包;中筋粉适合做馒头、面条等中式食品;低筋粉适合制作饼干和糕点。对于专用粉而言,加工精度不是其分等的惟一指标,灰分含量、湿面筋含量、面筋筋力稳定时间以及降落值等面团流变特性在分等中占重要地位。小麦加工3.营养强化小麦粉《营养强化小麦粉》是一项全新的国家标准,参考了国际食品法典委员会(CAC)的标准(X)DEXS—TAN152—1985《小麦粉》编写。要求按照GB14880《食品营养强化剂使用卫生标准》规定的品种和使用量,对铁、锌、钙、尼克酸、维生素BI、维生素B2、叶酸7种营养素进行强化,使其含量和均匀度符合规定的要求。(其质量标准即将颁布)小麦加工第二节小麦及在制品的研磨一、研磨的任务和研磨效果的评定1.研磨的任务和要求研磨的任务是将麦粒碾开,从麸片上刮下胚乳,并将胚乳磨成具有一定细度的小麦粉。在逐道研磨筛分制粉工艺中,每道研磨设备应选择合理研磨力度,在破碎胚乳的同时,保持皮层的完整,以提取品质较好的小麦粉;同时与筛理设备配合,研磨作用的强弱还将控制各类制品的分类状态,影响后续设备的工作流量,因此,对每一道研磨设备的研磨效果都应有相应的要求。小麦加工2.研磨效果的评定各道磨粉机的研磨效果通常以剥刮率、取粉率或粒度曲线进行评定。(1)剥刮率剥刮率是指物料由某道皮磨研磨后,经筛理,粗筛筛下物流量占本道进机物料流量的百分比(相对剥刮率),或占1B流量的百分比(绝对剥刮率),在日常生产管理中,常采用相对剥刮率。在测定除1B外其他皮磨的剥刮率时,由于入磨物中可能已含有较细小的物料,所以实际剥刮率应按下式计算:K=(4-1)
小麦加工式中:K—指定磨粉机的相对剥刮率,%;
A—研磨后物料中粗筛筛下物的含量,%;
B—研磨前物料中已有粗筛筛下物的含量,%。其中A、B均采用小麦粉专用检验筛测定。绝对剥刮率(%)=K×本道流量占1皮流量百分比。正常生产中,为简化测定操作,可不计B,直接用A来反映操作情况。剥刮率的高低,主要反映皮磨的操作情况,也将影响粉路的流量平衡状态,若某道皮磨的剥刮率高于指标,下道皮磨的流量就会减少,而后续渣、心系统的流量则会增加,造成后续设备工作失常。
小麦加工(2)取粉率取粉率是指物料经某道研磨后,经筛理,粉筛筛下物流量占本道进机物料流量的百分比(相对取粉率),或占1B流量的百分比(绝对取粉率)。其测定、计算方法与剥刮率类似。取粉率是衡量心磨研磨效果的主要指标。(3)测定用筛网的配备在测定剥刮率或取粉率时,检验筛通常配备与对应平筛同规格的粗筛或粉筛筛网。但各厂配备的筛网有所不同,为便于厂际间比较,可参考表4-13选用筛网。小麦加工表4-13剥刮率和取粉率测定用筛网系统粗筛(W)粉筛特制一等粉特制二等粉标准粉1B20CB39CB33CQ212B24CB42CB36CQ233~4B28CB46CB39CQ29S
CB42CB36CQ231M
CB39CB33CQ212M
CB42CB36CQ233~5M
CB46CB39CQ296M以后
CB50CB42
小麦加工3.粒度曲线粒度曲线可体现研磨后不同粒度物料的分布规律。该曲线的横坐标表示筛孔尺寸,单位通常为mm,纵坐标表示对应筛面所有筛上物的累计百分比,横坐标原点对应的筛上物累计量恒等于100%。测定的方法有两种:—种是重量法,即在磨下物中取样,通过检验筛筛分后分别称重求得;另一种是流量法,即在粉路测定时测取平筛各出口物料流量后求得。若平筛的筛理效率较高,两种方法所得曲线应重合;若差别过大则说明平筛的筛理效率低。在日常生产中通常采用重量法。如某厂在1B磨下取样120g,经检验,结果见表4-14,由此求得该厂1B粒度曲线,见图4-4。
小麦加工表4-14某厂1B磨下物筛分结果统计格数检验筛网物料粒度筛孔宽度/mm物料数量/g筛上物比例/%筛上物累计/%118W-/18W-/1.07786565232W18W/32W1.07/0.5715.613783CQ2032W/CQ200.57/0.3381210884CB42CQ20/CB420.338/0.1329.68965底板CB42/-0.132/-4.84100小麦加工图4-4某厂1B磨粒度曲线
小麦加工纵坐标的定义为检验筛逐层筛上物的累计百分含量,对于同—种磨下物料,使用不同规格的筛网进行筛理,将结果标定到坐标图上,所得到的点都将分布在同一条连续的曲线上。曲线的形状、位置与筛网的规格无关,主要取决于磨粉机的研磨效果。原料的性质及磨辊的表面状态对粒度曲线的形状有影响,原料为硬麦、磨下物中粗颗粒状物料较多时,曲线大多凸起;研磨软麦、磨下物中细颗粒状物料较多时,曲线一般下凹。由于—般粒度曲线的弯曲度较小,在对磨下物进行粗略的估算时,可将其粒度曲线画成直线。小麦加工小麦粉厂制粉效果达到最佳状态时得到的粒度曲线,称为最佳粒度曲线。通过指定曲线可较准确地反映出对应磨粉机的研磨状态及各在制品的分配情况,也可由设定的在制品数量,根据曲线确定对应的平筛筛网规格。因此最佳粒度曲线既可指导操作,又是同类粉路技术参数选配的主要参考依据。如图4-4,粒度18W/32W的物料为13%,粒度32W/JMG52的物料为10%,若研磨状态不变而要求筛分后两者的提取量相等,须将原32W的筛网适当放稀,在图中作辅助线可初选对应筛网。具体方法如图中虚线:在图中纵向于两物料等分处,作水平线交粒度曲线于A点,由A点作垂线交于横坐标,得筛孔尺寸为0.64mm,由表4-1,初定筛网型号为30W。
小麦加工二、研磨工作原理研磨工作的基本原理是:通过对物料的挤压、剪切作用,使物料逐步破碎,从皮层将胚乳刮离并磨细成粉。目前普遍采用的研磨设备为辊式磨粉机。1.磨粉机工作状况简介辊式磨粉机最早出现在19世纪初,经过近二个世纪的发展,磨粉机的控制、操作机构等方面进步较快,虽工作机构相似,但在研磨效果的控制性能、稳定性等方面有很大的提高。小麦加工图4-5辊式磨粉机工作状况1-快辊;2-慢辊;3-研磨区;4-磨上物;5-磨下物
小麦加工如图4—5,辊式磨粉机的工作机构是一对相向差速转动的等径圆柱形磨辊,其中转速较高的磨辊称为快辊,另一只称为慢辊,两辊的转速比称为速比。
两辊同时接触物料的工作区称为研磨区,由喂料机构将物料均匀地送入研磨区,研磨前的物料称为磨上物,经研磨后的物料称为磨下物。由于两辊转速不同,辊面加工成特定的形状,两辊对物料产生一定的压力,所以物料在经过研磨区时,受到挤压、剪切、搓撕等综合作用。由于这些作用在一定范围内可进行调节,故可根据有关指标对物料进行适当的研磨。
小麦加工2.研磨区的长度如图4—6所示,物料落入研磨区且两辊恰好同时接触物料时,两辊夹住物料,并开始对物料进行破碎剥刮,此时物料所处位置(A点)称为起轧点。此后,两辊间距越来越小,最后到达最小间距处,此处(B点)称为轧点,而两辊间的距离称为轧距g。经过轧点后,物料不再受到研磨。起轧点与轧点间的距离称为研磨区长度。对于指定物料,若对应研磨区的长度较长时,物料与辊面接触的时间较长,受到破碎的机会较多,破碎较均匀,研磨效果相对较好。小麦加工图4-6磨辊研磨区
小麦加工由图,根据勾股定律,研磨区长度S为:
S=展开后,忽略相对较小的量(d2/4-g2/4),得:
S=(4-2)式中:S—磨辊研磨区的长度,/m;D—磨辊直径,/m;d—物料粒度,一般为粒径,/m;g—轧距,/m。
小麦加工由公式4-1知,研磨区长度随磨辊直径的增大而增大,随轧距的增大而减小。所以在其他条件相同的情况下,磨辊直径较大时,研磨效果较好;当入磨物料粒度较小时,S较小,故心磨物料磨细较困难,宜选用直径较大的磨辊。S的大小随各系统而异,一般为4~20mm。3.物料在研磨区中的受力状态(1)物料通过研磨区的速度物料进入研磨区后,在两辊的夹持下快速向下运动。由于两辊的速差较大,紧贴物料一侧的快辊运动速度较高,有使物料加速的趋势,而紧贴物料另一侧的慢辊则将对物料的加速起阻滞作用。小麦加工如图4—7所示,有Vk>Vw>Vm,的关系。通常取物料通过研磨区的速度Vw为快慢辊线速的平均值,即:Vw=(Vk+Vm)/2由此可知,研磨区中的物料与快、慢辊之间均有明显的相对运动,快辊相对物料向下运动,而慢辊相对物料向上运动,也可以理解为慢辊阻滞物料,快辊对物料进行破碎剥刮。
图4—7研磨区内物料的运动速度
小麦加工图4—8物料受齿辊研磨时的受力状态
(2)物料在研磨区中的受力状态
小麦加工
①
采用齿辊研磨时物料的受力状态。用来破碎较粗大物料的磨辊表面通常具有磨齿,见图4-8。物料进入研磨区后,根据相对运行趋势,快辊向下的齿面施力于物料,而慢辊是向上的齿面对物料施加作用力。施力于物料的齿面称为前齿面,前齿面与本身齿顶半径的夹角α称前角。对应后齿面与本身齿顶半径的夹角β称后角。前齿面对物料有作用力P,因齿面较光滑,P的方向与前齿面垂直。可将P分解为垂直于两辊中心连线的力P1和平行于两辊中心连线的力P2。小麦加工由图4-8知:P1=Pcos(α+λ)P2=Psin(α+λ)P2/P1=tg(α+λ)
式中λ角一般较小,且物料在轧点位置时λ角为零,故可忽略其影响,得:
P2/P1=tgα(4-3)
由公式4-2可知,α的大小将影响P1与P2的比值。因慢辊同时也对物料产生作用,即同时存在P与P′,故P1与P1′对物料起剪切作用,P2与P2′对物料起挤压作用。小麦加工当前角α不变、作用力P增大时,P1和P2同时增加,对物料的挤压与剪切作用同时加强,剥刮率和取粉率同时增加。当前角α减小时,P1相对P2增大,对物料的剪切破碎作用加强,剥刮率增加,磨下物中渣心比例提高,细粉数量减少,皮层易碎,粉中麸星增多,品质可能下降,但因较多地利用了剪切作用,故能以较低的动力消耗处理较高的物料流量。当前角α增大时,P2相对P1增强,挤压力的作用占主导地位,磨下物料中麸片增大,渣心减少而细粉增多,品质较好,但破碎能力下降,动耗较高,处理流量较低。因此,前角的大小对研磨效果的影响较大。
小麦加工②采用光辊研磨时物料的受力状态。若对物料的剪切作用过强,会导致皮层的过度破碎,而使粉中麸星增多。为提高小麦粉质量或高等级粉的出粉率,目前多数粉厂在心、渣磨系统使用光辊。与齿辊比较,光辊可看成α=90°的情况,此时P1=0,P2=P,即直接对物料只有挤压力存在而无剪切作用,如图4-9。但由于相对运动趋势的存在和光辊面具有一定的粗糙度,两辊与物料间存在较大的摩擦力,即物料在光辊研磨区中,受到挤压与摩擦的综合作用。
因主要由挤压力起作用,光辊研磨物料时,动耗较高,磨下物中麸屑完整,细粉多,粉中麸星少,粉质好。小麦加工图4-9物料在光棍研磨区的受力状况
小麦加工4.剥刮齿数指定物料在通过齿辊研磨区时,快、慢辊相对其刮过的磨齿数之和称为剥刮齿数。物料通过研磨区时,若剥刮齿数较多,物料接受剥刮的次数多,对物料的破碎能力增强,剥刮率、取粉率相应较高。当调小轧距、研磨区的长度增加,物料通过研磨区的时间延长,剥刮齿数亦增加;快慢辊的速比若提高,磨辊相对指定物料移动的距离增长,剥刮齿数亦将增加。小麦加工三、磨粉机1.磨粉机的分类(1)磨粉机的分类目前使用的磨粉机种类较多,按不同的分类方法有以下几种类型:①按磨辊长度不同,分为大、中、小型三种。大型磨粉机的辊长系列为1500、1250、1000、800、600mm;中型磨粉机的辊长系列为500、400、300mm;小型磨粉机的辊长为200mm。小麦加工②按机内装置的磨辊对数,分为单式和复式两种。只有一对磨辊的为单式磨粉机;有两对及其以上的为复式磨粉机。目前大中型磨粉机均为复式。③按磨辊的布置方式,分为平置和斜置两种。平置磨粉机的两辊轴线在同一水平线上;斜置磨粉机的两辊轴线在同—倾斜面内,其倾角为20°~45°。④按控制方式,分为气压自控、液压自控和手动控制型三种。大中型磨粉机多为气压自控型,小型磨粉机一般为手动控制。小麦加工2.磨粉机的一般结构磨粉机一般由喂料机构、轧距调节机构、传动机构、磨辊清理机构、出料机构等五部分组成,其中结构较复杂且较重要的是喂料机构与轧距调节机构。(1)磨辊及其工作状态磨辊是磨粉机的主要工作部件。快、慢辊以工作转速转动,但两辊间距明显大于轧距且不喂料时,称为等待状态;快、慢辊研磨物料时,称为工作状态。
小麦加工快、慢辊靠拢,进人工作状态的过程称为合闸(亦称为进辊),此时物料喂入研磨区进行研磨;两辊退开回到等待状态称为离闸(亦称为退辊),此时停止喂料。设备刚启动时应处于等待状态;须临时处理设备小故障或因某种原因来料中断时,须使磨辊离闸,回到等待状态。
小麦加工(2)喂料机构喂料机构是磨粉机的重要组成部分。其主要作用是:①稳定入机流量,并能根据来料多少,在—定范围内自动调节人机流量,保持生产的连续性。②使物料均匀地分布在磨辊的整个长度上,充分发挥磨辊的作用。③将物料准确地喂入研磨区,以提高产量和保证研磨效果。④与磨辊的离合闸动作联锁,合闸时喂料,离闸时停料,以减少磨辊磨损,提高使用寿命。小麦加工(3)轧距调节机构轧距调节机构是磨粉机的主要操作机构,其主要作用是:①完成磨辊的合、离闸动作。②可方便、准确地调整磨辊的轧距。快辊的轴线通常是固定的,调节轧距与进、退辊都是改变慢辊的轴线位置,以改变其与快辊的距离。(4)传动机构传动机构通常有两部分:—部分是给磨辊、喂料辊传递动力,一般采用皮带传动;另一部分设置在快、慢辊之间,保持两辊间准确、稳定的传动比,故这部分亦称为定速机构,目前定速机构的传动形式有齿轮、双面圆弧齿同步带、滚子链等三种。
小麦加工(5)磨辊清理机构磨辊清理机构的作用是清理辊面的粘附物,保持辊面的正常状态,保证研磨效果。该机构装在磨辊的下方,一般使用刷帚或刮刀贴紧辊面完成清理。(6)出料机构磨粉机的出料机构有两种形式,一种为自流出料,物料从料斗出来后,进入溜管流入提料管。另一种为磨膛吸料,见图4-10。小麦加工图4-10磨膛吸料装置1-吸料管;2-外套管;3-下料斗;4-料管与料斗底间隙
小麦加工磨膛吸料装置底部设有锅型接料器,锅底中央有个向上的突锥,对物料起导流作用。突锥的上方是吸料管,吸料管外安装有外套管,构成一个环行进风道,可使物料均匀地进入吸料管。两对磨辊的两根吸料管,分别从进料管道两侧穿过磨顶,接通气力输送网络。采用磨膛吸料的磨粉机可安装在底楼,从而可减少制粉车间的楼层数,节约基建投资,但气力输送阻力要大些,动力消耗也较高,物料堵塞时不易清理。为了方便排除故障及清理,底层地面可开地槽或把磨粉机适当架高。同时,为了及时了解磨粉机是否堵料,磨膛内可以安装声光防堵装置,当磨膛内物料堵塞时,防堵装置发出声光信号,使磨辊自动松轧,喂料装置停止工作,当故障排除时磨辊自动复位,喂料装置正常工作。
小麦加工3.MDDK型磨粉机MDDK型磨粉机是较新型的复式平置气压自控大型磨粉机。MDDK型磨粉机的结构见图4-11所示。该机采用玻璃钢全封闭罩壳,外表只露操作手轮和旋钮,密闭性好,噪音低且拆装方便;磨辊间的定速机构采用螺旋齿轮,能较好地适应负荷及传动中心距的变化,传动比准确。磨辊采用自动调心滚子轴承,使磨辊转动稳定、不易跳动,可承受较高的转速和辊间压力。磨辊可以采用水冷,以改善研磨效果,延长磨辊使用寿命。轧距吸风装置可改善喂料状态,稳定产量。小麦加工图4-11MDDK型磨粉机的结构1-吸风系统;2-集料斗;3-可调式刮刀;4-轧距调节手柄;5-慢辊;6-快辊;7-物料通道;8-喂料辊;9-上磨门;10-喂料活门;11-传感板;12-玻璃进料筒;13-匀料绞龙;14-喂料辊;15-磨辊清理刷
A.物料流动路线
B.轧距吸风流向
小麦加工(1)喂料机构。
小麦加工图4—12喂料机构的结构与工作原理→来料增多时的运动方向 ―――→来料减少时的运动方向1-进料筒;2-料位传感板;3-铰支板;4-绞支轴;5-挡料板;6-喂料活门;7-调节螺母;8-上磨门;9-喂料辊;10-喂料辊传动齿轮变速箱;11-气动控制板;12-杠杆;13-限位螺栓;14-弹簧;15-转臂;16-伺服气缸;17-机控换向阀;18-拉杆;19-弹簧;20-喂料活门偏心轴头
小麦加工①喂料机构的总体结构喂料机构由进料筒、料斗、喂料辊、喂料活门和有关控制及传动机构组成,如图4-12。内、外两喂料辊倾斜排列,倾角约30°,辊径为φ75mm。对于物料散落性好的lB和M、S磨粉机,喂料活门安装在内辊上方,如图4-11左侧所示,与内辊共同组成定量系统,以控制进机物料流量,而外辊的作用是使物料加速和进一步匀料。对于2皮及后续皮磨,因物料散落性较差,喂料活门安装在外辊上方,如图4—11右侧所示,与外辊共同组成定量系统,此时内侧绞龙的作用是向两侧拨散物料,起匀料作用。
小麦加工喂料辊的启停和喂料活门的开闭,与磨辊离合是联锁的,即进料筒内有—定积料时,有关机构在推动进辊的同时,启动喂料机构喂料,即喂料辊转动、喂料活门打开;设备退辊的同时停止喂料机构的运行。②喂料活门的控制因喂料辊的转速是稳定的,调节喂料活门与喂料辊之间的给料间隙,可控制喂料流量。喂料活门可以实现自动凋节与手动调节。小麦加工料位传感板、绞支轴、转臂及弹簧构成料位传感系统,进料筒内堆积的物料压力通过传感板作用在系统上,筒内料位的变化可导致转臂在—定的范围内作相应的摆动。当筒内的积料可以维持正常喂料时,物料的压力将克服弹簧的拉力使转臂摆出,物料堆积越多,转臂摆出的幅度越大;当筒内物料减少时,压力减轻,转臂退回,当物料的堆积量不足以维持正常进料时,转臂应退至起始位置。弹簧在转臂上选择不同的装置孔,可调节系统动作的灵敏度及进料筒内的积料量,当磨上物较粗大时,宜选择位置靠下的孔。
小麦加工伺服气缸、杠杆、固定在杠杆上端的机控换向阀、喂料活门及弹簧等构成喂料活门驱动系统。与气动系统相连的换向阀与转臂总是靠在一起,转臂处于起始位置时,对换向阀无压力;若转臂摆出时,将压住换向阀接通其有关气路,使伺服气缸的活塞伸出,通过杠杆克服弹簧的阻力带动活门上抬,增大活门与喂料辊之间的间隙。由于换向阀也固定在杠杆上,随杠杆移动,当转臂停止时,对随之移动的换向阀压力减轻,有关气路发生变化,气缸停止动作,活门的位置也就被固定,喂料流量稳定。通过气缸、换向阀的作用,活门驱动系统将跟随转臂的动作,即实现在一定范围内,喂料流量与进料筒内的积料量对应,实现喂料活门开启度的自动控制。活门驱动的灵敏度可由选择弹簧在拉杆上的挂孔位置来调节。
小麦加工喂料活门的自动控制可以保证磨粉机工作的稳定性及粉路运行的连续性,使来料流量较小时适当关小给料间隙,以维持进料筒内起码的积料量;而来料流量增大时加大间隙,不至于因进料筒内堵料而导致前方设备堵塞。当来料流量过小不足以维持正常工作时,停止喂料并退辊。若来料流量过大,超出设备的最大工作流量时,将引起物料向上堵塞,此时须进行人工处理,检查前方设备的运行状态。小麦加工喂料活门开启程度的调节范围应与粉路的流量平衡相适应,不能过大或过小。最大给料间隙由限位螺栓限制,一般皮磨为6mm左右,心磨为2mm左右,间隙过大可能导致气力输送管掉料。喂料活门关闭后,与喂料辊间的最小间隙通过调节螺母进行调节,其间隙一般为皮磨1mm,M、S磨0.3mm,不允许紧贴在喂料辊上。调节活门两端的偏心轴头,可使活门与喂料辊的间隙左右一致。小麦加工料筒内料位的控制灵敏度通过弹簧进行调节。在运行时,筒内料位应保持筒高l/4的程度。若积料过少而控制系统仍不停止喂料时,应将弹簧挂在转臂孔内的挂钩下移;若积料较多仍不能使喂料活门开度加大,则应将弹簧挂钩上移。关闭喂料机构的自动控制后,调节手轮,可实现喂料流量的手动控制。
小麦加工③喂料辊的传动a.喂料辊启停的控制。喂料辊的传动与控制如图4—13所示。
小麦加工图4-13喂料辊的传动及轧距调节机构1-喂料机构带轮;2-窄三角带;3-张紧轮;4-快辊;5-快辊轴上带轮;6-夹紧杆;7-轧距调节手轮;8;离合闸气缸;9-曲臂;10-偏心支座;11-慢辊轴承座;12-慢辊轴承臂;13-传动杆.;14-弹簧;15-压帽;16-齿轮离合器;17-喂料辊右端传动齿轮组;18喂料辊;19-喂料辊左端传动齿轮轴;20曲臂
小麦加工喂料辊由快辊轴通过窄三角带传动。在无料时磨辊离闸,齿轮离合器处于分离状态,喂料辊停转。当料筒内积料达到要求时,气控系统工作,气缸的活塞杆伸出,在完成进辊的同时下拉传动杆,使离合器啮合,喂料辊开始运转,完成进辊后喂料的控制。内、外辊之间的传动是通过喂料辊左端的传动齿轮组完成。b.喂料辊转速的选择由于各种磨上物料的粒度、悬浮速度差别较大,要使喂料辊能有效地拨动物料并准确地将其抛至入轧点;对于不同工作位置的磨粉机,其喂料辊的转速也不同,一般物料粒度较小时,对应喂料辊的转速较高,为此喂料机构须配置多级多速比的传动系统。
小麦加工第一级变速通过两个三角带轮实现,两个带轮可选用不同直径,可组成多种传动比。第二级变速通过喂料辊右端的传动齿轮组实现,如图4-14所示。图4-14(a)所示形式适用于1B和M、S磨,图4-14(b)形式适用于2B及后续皮磨。其传动齿轮组有多种规格供选用。小麦加工第三级变速通过喂料辊左端的传动齿轮组实现。该齿轮组也有数种规格。
采用三级变速后,喂料辊可选用的转速多达数百种。实际使用时,一般根据本厂的实际情况从中选取,较简单的粉路中一般为3~5种,较长的粉路中可近十种。转速确定后,在订货时向制造厂提出,有关部件由制造厂装配设备时选用安装。
小麦加工图4-14喂料辊传动形式
小麦加工各道磨粉机喂料辊参考转速见表4-15。
表4-15各道磨粉机喂料辊参考转速
设备名称1B2B3-5B1S1-2M3-4M5-6M7-8M外辊(r/min)73117119170170170160152内辊(r/min)10285858787717171小麦加工④喂料辊的表面状态为了与各种磨上物料的粗细度对应,以保证喂料辊的拨料效果,喂料辊表面应具有不同的形状,常用喂料辊的形状与要求见图4-15。
图4-15喂料辊的形状与要求
小麦加工(2)轧距调节机构轧距调节机构由气动控制离合闸和杠杆式双边手轮轧距微调两部分组成,结构较简单,操作方便,稳定性好,其结构可参见图4-13(a),其工作原理见图4—16。①进退辊的控制设备处于进辊状态时,气动系统驱动离合闸气缸的活塞杆伸出,推动转臂带动偏心支轴转动,使慢辊轴承臂下端靠近快辊,如图中A向,即磨辊合闸进入工作状态。当进料筒内料位低于料位下限或操作人员通过控制元件发出退辊指令时,气动系统使离合闸气缸的活塞缩回,推动磨辊离闸。在使用刮板作为清理机构的磨粉机上,进退辊时,通过连杆推动清理机构靠近或离开磨辊。小麦加工②轧距的调节在设备运行过程中,通过轧距微调手轮可对轧距进行精确调节,并可通过手轮中的刻度盘了解轧距的调节情况。顺时针转动手轮,调节杆通过曲臂、拉杆使慢辊轴承臂向快辊靠近,如图中B向,轧距减小。手轮每转—圈,轧距变动量约为0.2mm。逆时针转动手轮可使轧距增大。小麦加工小麦加工图4-16轧距调节机构的工作原理→表示合闸方向――――→表示离闸方向1-离合闸气缸;2-轧距微调手轮;3-调节杆;4-快辊;5-曲臂;6-拉杆;7.弹簧;8-调节螺母;9-慢辊;10-慢辊轴承臂;11-偏心支座;12-转臂;13-磨辊清理机构进退控制连杆
为避免磨辊运转时两辊接触而损坏辊面,必须在开机前用塞尺检查并粗调轧距。调节方法是:不启动电机,接通气源使设备处于合闸状态,通过拉杆(6)末端的调节螺母(8)和轧距微调手轮(2)进行调节,调节后应锁定刻度盘的指示位置。工作过程中调节时应注意观察刻度盘,避免轧距过小而造成两辊接触。
小麦加工各系统粗调轧距值见表4-16。表4-16各系统粗调轧距值系统名称轧距/mm1B0.72B0.43-5B0.3所有光辊0.3小麦加工③磨辊保护装置装置在拉杆上的弹簧〔见图4-16(7)〕可实现对设备的保护。当有大型硬物进入研磨区时,辊间压力急剧增加,此时可压缩弹簧,使慢辊轴承臂的上端退出,轧距增大,让过硬物,以起到保护磨辊及设备的作用。(3)轧距吸风装置由于两辊的相向转动,辊面带动的气流在入轧点上方汇集后,将向上反射,这种现象称为“泵气”。向上反射的气流对粒度较小的入磨物料进入研磨区有妨碍,因此有必要在心磨系统设置轧距吸风装置,与气力输送装置结合,以消除或减少“泵气”现象对喂料效果的影响,并有冷却磨辊的作用。
小麦加工轧距吸风装置见图4-11左半部分,气力输送的接料器通过吸风通道对研磨区上方吸风,气流由磨粉机前面流进,通过慢辊上方的气流与辊面逆向流动,如标注B的气流,因而可有效地削弱“泵气”现象。为保证吸风效果,应注意吸风道的密闭;气力输送接料器应选用对设备吸风较强的类型。研磨较粗大物料的磨粉机可不使用轧距吸风装置。(4)磨辊清理机构该机的磨辊清理采用刷帚和刮刀两种形式。刷帚适用于齿辊清理,其结构见图4-17(a)。
小麦加工图4-17磨辊清理机构1.2.3-螺杆;4-配重杆;5.6-蝶形螺母;7-刮刀链条;8-下磨门;9-刷帚;10-螺杆;11-配重
小麦加工刷帚装置在磨辊下方,配重通过两侧的支点使刷帚上抬,刷毛贴在磨辊上。若清理效果不佳,可将螺杆上的配重向外移动,以加大刷子对磨辊的压力。在正常工作时,刷帚要平靠在磨辊上,而压力过大会造成刷毛弯曲反卷,影响清理效果。刮刀用于光辊清理,其工作原理类似刷帚,见图4-17(b)。在生产过程中,配重杆使刮刀靠贴在磨辊上,调节配重杆可调节刮刀的压紧力,压紧程度可用光照、塞尺或纸条进行检查。为减少刮刀磨损,压力也不宜过大。刮刀链条应挂在与磨辊离合闸联动的升降装置上,使离闸时将刮刀拉离磨辊。(5)传动机构MDDK型磨粉机采用置于楼板下的电机传动。该传动形式占地小,电机冷却条件较好。辊的传动形式见图4-18。
小麦加工图4—18磨辊的传动形式1-快辊;2-螺旋齿轮箱;3-慢辊;4-主传动三角带轮;5-喂料辊传动带轮;6-窄三角带
小麦加工传动电机的配备一般与粉路类型、工作位置及磨粉机的工作长度等因素有关,如对于中长粉路中的MDDKl00型磨粉机,前路皮磨、心磨一般配备18.5~22KW的电机,中路皮、心磨为15~18.5KW,后路为7.5~11KW。快慢辊间的传动为定速机构的螺旋齿轮传动,其齿形较特殊,以适应等待状态或工作状态时,不同传动中心距及不同载荷的传动。目前磨粉机快慢辊传动采用的新型传动带有双面同步带、齿楔带和双楔带三种型式,各有其特点:小麦加工①双面同步带在我国的磨粉机上已应用l0余年,积累了比较丰富的经验,发展趋于成熟,价格也较低。它的主要缺点是容易跑偏和爬齿,但可以采用相应的措施缓解甚至消除。跑偏的原因在于磨辊轮和导轮的不平行,未能达到三个轮的不平行度≤3/1000的严格要求。采用导轮设偏心套调偏装置,改进挡边的设计,可以基本消除同步带的跑偏现象。爬齿的原因在于磨粉机离闸时带的张力松驰,带齿与轮槽不能正确啮合。改进导轮的设计减少离合闸时的张力差,电动机采用降压启动,都可以减少甚至消除爬齿现象。小麦加工②齿楔带齿楔带的外圈为同步带,内圈多楔带,主要优点是可以彻底消除带的跑偏,但价格略高于同步带。目前国内外的大型优质磨粉机,大都采用齿楔带传动快慢辊。存在的问题是齿型、模数和节距不够规范,有待改进优化设计。外圈的带齿可以采用齿面为圆弧型,挠曲性能优良,运行噪声低,最为通用的HTD型。齿的模数可以采用Ml4,这样有利于缩减带和轮的宽度,每对辊只需配用一根同步带。内圈可按多楔带的ISO标准系列,节距为4.8mm的L型,还可以考虑制成“缺口型”,以减少挠曲变形量,改善带与轮槽的啮合状况。③双楔带内外两面均为多楔带的双面多楔带,可以简称为双楔带。该带目前仅见用于GBS公司的SYN—THESIS磨粉机。由于应用时间不长,尚有待进一步发展完善小麦加工(6)气动控制系统
MDDK型磨粉机气动控制系统主要控制离合闸及喂料机构。①气动概述。具有一定能量的压缩空气,通过管道可方便地引至工作位置,由相应机构将其压力转换成所需的机械动作。气控系统的工作原理与液压控制相似,只是压缩空气一旦使用,不必回收,故系统更简单,对元件的要求相应也较低,安装维护较方便。②气源。气源一般包括空压机、干燥器、过滤器、贮气罐与调压阀。所提供的压缩空气必须是无油、清洁、干燥、压力稳定且符合工作要求。气源应装置在阴凉、清洁、通风条件好的地方。最好单独设置空压机房,以尽量减少空压机的磨损,延长其使用寿命。
小麦加工磨粉机进辊时活塞杆伸出,完成合闸动作,作用力较大,速度较慢,有利磨辊到位及与喂料机构的配合;退辊时,作用力较小且速度较快,保证两辊尽快分开,避免磨损。③MDDK型磨粉机的气动控制。通常同车间的所有磨粉机共用一个气源,采用控制气源与驱动离合闸气缸的工作气源分路供气的方式,一对磨辊配置—套气动控制系统。小麦加工(8)技术参数MDDK型磨粉机的主要技术参数见表4-17。表4-17MDDK型磨粉机的主要技术参数
项目 型号MDDK6×2MDDK8×2MDDK10×2MDDK12.5×2MDDK15×2磨辊(直径×长度)/mm250×600250×800250×1000250×1250250×1500快辊转速/(r/min)350-800常用:450、500、550、600快慢辊速比齿辊:1.5-3.0:1光辊:1.05-1.5:1磨辊使用直径范围/mmφ250-225快辊传动三角带轮直径/mmφ355,具有4、6、8条带槽,适用于SPA窄三角带φ355,具有4、6条带槽,适用于SPB窄三角带压缩空气工作和控制压力/MPa0.6空气耗用量/(m3/h)2动力配备/KWB磨:最大50M磨:最大22常配:7.5、11、15、18.5、22、30、37小麦加工4.FMFQ型磨粉机FMFQ型磨粉机为复式斜置气动磨粉机,是我国在国外先进磨粉机基础上改进研制的,工作原理类似MDDK磨粉机,磨辊斜置,在轧距调节、出料形式、传动等结构上均具有其特点。各系列FMFQ型磨粉机的主要技术参数见表4-18。小麦加工表4-18FMFQ型磨粉机主要规格与参数
型号FMFQ12.5×2FMFQ10×2FMFQ8×2FMFQ6×2项目
磨辊(直径×长度)/mm250×1250250×1000250×800250×600快辊转速/(r/min)650600550500450快慢辊速比2.5:12.0:11.79:11.5:11.25:11.12:1磨辊使用范围/mm250-225快慢辊装置倾角300磨膛提料管径/mm70、80、95、105、120、132、146、160气控系统工作压力/MPa0.5-0.6主气缸规格(直径×行程)/mmф100×100ф80×80动力配备/kW37、30、22、18.5、15、11、7.5小麦加工5.MDDL型磨粉机该机相当于将两台MDDK型磨粉机串连使用(八辊磨)。即物料经连续两次研磨后,再送平筛筛理。该机喂料机构、操作机构与气动系统与MDDK型完全相同,不同的是两对磨辊共用一个喂料机构,串连处理同一物料,各对磨辊的轧距单独调节。可减少占地面积、筛理面积和提升次数,使设备投资和建筑投资减少,生产过程的动力消耗和产品成本降低。但由于进入第二道研磨的物料没经筛理分级,粒度差别较大,对研磨效果有一定的影响,所以MDDL型磨粉机主要用于1、2皮和前路心磨。其技术参数见表4-19
小麦加工表4-19MDDL型磨粉机主要参数
项目型号MDDL8×4MDDL10×4MDDL12.5×4气控系统耗气量/(m3/h)3动力配备/kW37、30、22、18.5、15、11、7.5磨辊组合方式上层1B1M5M7M下层2B2M6M7M注:其余参数同MDDK型。
小麦加工6.磨粉机发展趋势2l世纪开始,国外著名的粉厂设备制造商,纷纷推出了新一代辊式磨粉机。这些新型磨粉机的共同特点是:外型设计实现流线型;自动控制系统进一步提高;喂料机构对喂料量控制更加精确;传动更加平稳;与产品接触的部位用材更加符合食品卫生条件。(1)布勒公司推出的新型电控磨粉机(Newtronic即MDDM),它的主要性能特点是:①磨辊装置在具有固定力的辊轴组件(rollpack)上,它能保证磨辊工作时有最大的研磨稳定性和磨辊装配的精确度。小麦加工②传动带采用双面齿楔带,在缓冲轮上装置有不用维护的轴承。③喂料机构能保持喂料恒定、可靠。靠力的传感器控制喂料量。为了使喂料室能放空清理,故将喂料辊、料斗和传动装置设计成一可移动的整体,以便于一起移出机外。④自动轧距调节系统,能轻易地将轧距调整到需要的位置。⑤中央润滑系统能为所有的滚动轴承进行润滑加油。在新型电控磨粉机上轴承标准是一致的。通过下面的操作门,即使在磨粉机工作时,也能方便地接触到润滑脂注入点。小麦加工⑥磨粉机的面板由高品质的聚氨脂(缩写为PUR)制成,它的热绝缘(保温)值比原有的钢板好500倍左右,这对防止磨膛内结露提供了很好的保护条件。另外,PUR也是非常好的隔音材料,可大大降低设备噪音水平。(2)GBS集团推出的新型磨粉机名“SYNTHESIS”即全智能型磨粉机。该磨粉机的主要特点是:①磨壳结构由塑性良好的气化铝板冲压制成,外型为四壁方正,正面下部向内收缩,圆角的曲率半径较大。特别是电动操作轧距的形式,由于不设手轮,更显得外观整洁。铝质外壳不需要油漆涂料,呈自然的银灰色,再配底部兰色宽边,庄重大方。小麦加工②喂料机构采用红外多点式料位传感器,它是智慧型的,对可能发生的物料挂料有判断能力,不会干涉正确的料位读数。可移动的喂料机构,可以在构架上横向导出,以便于更换喂料辊、清理和维修。③快慢辊传动装置采用带式传动,用一根双面多楔带,宽度为122mm。④备用两种磨辊轧距设定方法,根据客户需要选择。一种是使用人工手动和汽缸快速离合;一种是使用无刷电动机执行机构及定位控制编码器。它具有优良的启动和调速性能,与以往采用步进式电动驱动丝杆比较,具有更佳的轧距调节效果。小麦加工⑤磨辊更换配置有专用小车,借助小车上液压平台的升降,可将磨辊连同轴承和带轮一起拆装,十分快捷方便。还有一种备选的设计形式,轴承座上部和底板可以拆分并具有定位止口,拆卸时无须与磨辊轧距定位组件分离,故不再重新校核轧距。⑥查看喂料辊和磨辊时,机器的前部可方便地由一对汽缸打开。⑦所有与产品接触的部分均采用不锈钢材质,其设计完全符合国际HACCP食品卫生安全控制标准。小麦加工(3)日本佐竹公司最近在新型磨粉机上推出一种新的传动方式,名为杜洛传动(DuroDrive),该产品系由原西蒙公司和尤尼罗亚尔(Uniroya1)传动带生产厂共同开发的双面齿楔带基础上发展起来的。Duro一词代表近似国际橡胶硬度值的意思。这种传动带选用经改进的橡胶材料,齿行轮廓更符合传动的几何学原理。它不仅能保持磨粉机恒定的角速度,无震动,而且进一步延长了传动带的使用寿命。磨粉机机壳由激光切割的钢板制成,两边平镶着检修门。机体外观光滑,无螺栓头和突出部分,故容易清扫干净。驱动电机装在机内。磨盘由耐磨的合金材料制成,当磨制全麦粉时,连续工作可使用2~4年。另一种结构在磨盘上镶有人造石环,以满足客户所需的用石磨磨制全麦粉产品。
小麦加工四、磨辊及其技术特性1.磨辊的结构磨辊是磨粉机的主要工作部件。在生产中,磨辊须承受较高的转速和较大的辊间压力,同时磨辊表面还与物料产生强烈的摩擦。因此,要求磨辊具有一定的强度、钢度、韧性、耐磨性和良好的导热性能,表面不能有砂眼、气孔、硬度不一或裂纹等制造缺陷。为保持两辊运转平稳、轧距均匀,磨辊应为精确的圆柱体,其圆跳度为0.03mm,圆柱度为0.0lmm、轴与辊体及两端轴之间的同轴度XO.04mm、辊体表面粗糙度为0.8μm。目前我国使用的磨辊是采用硬模离心浇铸、冷凝合金辊体的半轴压合空心磨辊,其结构如图4-19所示。
小麦加工图4-19磨辊的结构
小麦加工辊体外层为研磨层,材料为冷硬合金铸铁,硬度为肖氏68~78HS,厚度为辊体直径的8%~13%。内层为灰口铁HTl8~36。磨辊轴为45号钢,先粗加工,经调质处理后,再压入辊体内,并进行动、静平衡校验,目前我国生产和使用的磨辊规格系列见表4—16。
表4-16磨辊规格系列
辊长/mm1500、1250、1000、800、600500、400、300200辊径//mm250220180使用范围/mm250-214220-196180-160轴径/mm70-9050-7020-40外层厚度/mm201512硬质(肖氏)68。-78。小麦加工2.磨辊技术特性磨辊分“齿辊”和“光辊”两种,磨辊表面经磨光后,再拉制磨齿(亦称拉丝)即成齿辊,一般用于皮磨和渣磨系统。磨辊表面经磨光和无泽面处理即成光辊,一般用于磨制高等级小麦粉的心磨系统。(1)齿辊技术特性齿辊具有处理流量大、动力消耗低、破碎能力强等特点,磨下物料温度低、水分损耗少、松散易筛理。齿辊的技术特性主要指辊面上磨齿的齿角、齿数、磨齿斜度以及两辊的排列、速度、速比等。
小麦加工①齿数齿数是指磨辊圆周单位弧长上的磨齿数,以每厘米弧长磨齿数来表示,即齿/cm。也可用齿/英寸表示。磨齿数的选用主要取决于磨上物料的粒度以及研磨要求和流量大小。在其他条件相同的情况下,齿数越少,齿形、齿间距越大,齿沟越深,适用于磨上物粒度大、流量高、出粉少的情况。若用大齿研磨细小物料,会因其嵌进齿沟而得不到研磨。因此,应使研磨物料的平均粒径大于齿沟深度。相应地用小磨齿处理大粒物料时,皮层易轧得过碎,若流量较大时,小磨齿则研轧不透。小麦加工在整个粉路中,物料粒度和流量均是前路大后路小、皮磨大心磨小。所以齿数的配备应是:前路稀后路密、皮磨稀心磨密。由生产实践证明:大齿比小齿省动力、磨温低、磨辊使用寿命长,能适应高流量,麸皮易保持完整,出渣粒比例较多,小麦粉较少。在其他条件相同的情况下,剥刮率和取粉率都较低。小麦加工②齿角a.齿角的定义及形成齿角是指磨齿的横断面上两个侧面所形成的夹角。齿角的大小由拉丝刀确定。如图4-20中,∠ABC为齿角,∠BCD为拉丝刀尖的角度。
∠ABC的大小不便测量。由图:过C点分别作OB、OD的平行线,即可得:∠BCD∠ABC+∠θ,θ为一个齿对应的圆心角,约为0.5o~1°,而齿角一般为90o~120°,相比之下θ很小,故可忽略,因此,∠BCD≈∠ABC,可认为拉丝刀刀头角度等于齿角。
小麦加工图4-20磨齿与拉丝刀角度
小麦加工通常磨齿的两个齿面不对称,较窄的齿面BC称为锋面,它与磨辊中心到齿顶连线的夹角α称为锋角;较宽的齿面AB称为钝面,它与磨辊中心到齿顶连线的夹角β称为钝角。钝角必大于锋角。磨辊拉丝的状态如同图4-23,磨齿的锋、钝角分别与拉丝刀的锋、钝角对应,因此要使磨齿角度符合要求,首先要求拉丝刀的锋、钝角大小及拉丝刀的安装位置正确。
b.齿顶平面新拉制的磨齿顶不能过于锋利,应根据磨齿大小留有一定的齿顶平面,如图4-21所示。
小麦加工图4—21齿顶平面与齿高的关系
小麦加工图4—21中S为齿顶平面宽度。在拉丝时,拉丝刀走刀稍浅即可保留齿顶平面,以取得较缓和的破碎作用,减少麸屑产生;可保证磨辊拉丝后为精确圆柱形,提高运转稳定性;还可提高磨辊使用寿命,稳定粉路的运行状态。齿顶平面宽度与齿数有关。一般为:齿数/(齿/cm)齿顶宽度/mm6以下0.20~0.407-90.15~0.3010以下0.10~0.20小麦加工
c.齿角与齿高的关系由图4-22可看出,齿数相同时,齿角越小则齿高越大,齿沟深,磨辊的破碎能力较强.处理流量亦较大。
图4-22磨齿的角度1-700/200;2-700/250;3-700/300;4-700/400;5-650/250;6-650/350;7-600/300;8-600/400
小麦加工d.齿角的选用齿角的范围一般为:90°~120°,其中锋角20°~50°,钝角55°~70°。在选择时,针对研磨物料性质、研磨要求和流量大小,主要是选择前角的大小,其次考虑齿角,具体选择规律如下:加工硬麦、陈麦和低水分小麦时,应选用较大的前角和齿角。要求多出粉,少出渣、心,保持麸片完整时,采用较大的前角和齿角。流量较大或要降低动力消耗时,可采用较小的前角和齿角。在处理后路质量较次的物料时,为做到既刮净胚乳,又不使麦皮过碎,保证后路粉的质量,应采用较大的前角和齿角。
小麦加工由于工艺、原料等条件的不同,齿角也有所区别,为便于管理,同一粉路齿角的种类不宜超过四种。通常可参考同类粉路的数据,结合本厂的具体条件进行初选,再以制粉效果较好时所确定的各系统磨粉机的齿角与前角为主要参照值,在生产条件有变化时再进行必要的调整。③排列排列是用来描述快、慢辊前角状态的一种常用形式,以锋角或钝角表示前角大小,以快辊前角对慢辊前角来表达排列形式,即:锋对锋、锋对钝、钝对锋和钝对钝,共有四种。如图4-23所示。小麦加工图4-23磨齿的排列
小麦加工由于锋对钝排列、钝对锋排列的工艺效果较差,很少使用。锋对锋(S—S)排列时,快、慢辊磨齿均采用小前角,由公式4-2可知,这种排列对物料的剪切作用较强,因而破碎程度高,动力消耗低,磨下物中麸片较碎,渣、心多而细粉少,适合处理高流量、加工软麦及高水分小麦等情况。钝对钝(D—D)排列时,快、慢辊磨齿均采用大前角,这种排列对物料的挤压力大而剪切力小,破碎作用缓和,磨下物中麸片大,渣、心少而小麦粉多,粉中含麸少、质量好,但动力消耗较高。适于加工硬麦、低水分小麦和要求麸片完整及流量较低的情况。
小麦加工排列形式的选用与齿角有密切关系,可互相制约、取长补短。如采用S—S排列时,可适当加大齿角和前角,以免皮层过碎;在选用D—D排列时,可选用较小的齿角或采用较小的钝角,以降低动力消耗,提高产量。④斜度磨齿与辊面母线具有一定的倾斜角度,该倾角的正切值称为磨齿的斜度。如图4-24所示。小麦加工图4—24磨齿斜度
小麦加工设磨辊长度L=1000㎜,经测量,同一磨齿两端在两条母线距离(弧长)S=50㎜则磨齿斜度为:tgα=s/L===5%
斜度可采用百分数表示,也可用比值的形式表示,如5%也可用1:20表示。若磨齿没有斜度,快、慢辊的磨齿将相互平行,在研磨时两辊之间将发生不稳定啮合现象,这样不仅容易将麸片切成丝状,同时磨辊还会产生振动而影响研磨效果。
小麦加工斜度可采用百分数表示,也可用比值的形式表示,如5%也可用1:20表示。若磨齿没有斜度,快、慢辊的磨齿将相互平行,在研磨时两辊之间将发生不稳定啮合现象,这样不仅容易将麸片切成丝状,同时磨辊还会产生振动而影响研磨效果。
磨辊的正确安装方式如图4-25(a);若按图4-25(b)形式安装,两辊的磨齿在研磨区内相对平行,仍将产生类似无斜度时的现象。小麦加工图4-25磨辊的安装方式
(a)正确(b)错误
图4-26研磨区的交叉点
小麦加工两辊磨齿在研磨区的两侧相对物料形成许多交叉点,如图4-26所示,处于交叉点的物料将受到相对较强的剪切作用,当研磨区内的交叉点数目较多时,研磨区内物料受到剪切的平均机会将增多,设备的破碎能力增强。研磨区内交叉点数的多少与磨齿斜度、齿数、研磨区的大小等因素有关。如图4-26所示,设X为研磨区内的总交叉点数,L为磨辊长度(cm),n为磨辊齿数(齿/cm),S为研磨区的长度(cm),α为磨齿与母线的夹角。交叉点在研磨区按行、列方向整齐排列,如图:CD线段的长度为两交叉点的轴向距离;DE/2线段的长度为两交叉点的行距,得:
小麦加工X=L/CD×2S/DE由定义:DE=1/n;由图:CD=DE/tgα=1/ntgα;由以上三式得:X=Lntgα×2Sn=2LSn2×tgα(4-4)
对于指定物料,若L、S、n不变,tgα的数值越大,研磨区内的交叉点数越多,物料在研磨区内受到破碎的程度将增强。斜度较大时研磨动力消耗较低,皮层易碎,产品质量较差。所以在加工硬麦、陈麦、低水分小麦和成品质量要求高时应选用较小的斜度。而在要求动耗较低时可选用较大的斜度。
小麦加工⑤磨辊的线速与速比磨辊线速即磨辊圆周线速度。线速越大,单位时间内可通过的物料越多,磨粉机的产量越高。若流量不变,较高线速时物料通过研磨区的料层变薄,研磨效果可提高。但线速超过—定限度时,过薄的料层将引起磨辊磨损加剧,轴承发热,机器振动,甚至产生磨辊断轴等事故。实践证明,快辊线速以6~8m/s为宜。磨辊直径减小后,可通过提高转速保持原有的线速,以保持产量和研磨效果。快慢辊具有一定的速比是保证研磨效果的重要条件。磨辊速比可采用线速比和转速比来表示,但前者更准确。小麦加工若其他条件不变,速比增加,剥刮作用加强,研磨效果提高;但麸片易碎,渣、心、粉的灰分增加,动力消耗也随之增加。所以速比的选用必须与工艺、原料性质、研磨要求等相适应。一般在磨制高等级粉时,皮磨系统速比为2.5:1、渣磨系统(1.5~2):1、心磨系统(1.25~1.5):1。在磨低等级粉时,各系统的速比可全部采用2.5:1。小麦加工
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