LSM20實驗磨粉機的介紹及實驗過程分析

◎徐天明，郭井濤，閔學習

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

隨著經濟的持續發展，人們生活水平不斷提升，小麥已經成為主要的糧食作物之一。小麥的出粉率更為重要，是小麥品質指標之一，受到各面粉廠關注。專用面粉加工廠離不開先進的檢驗設備[1]，實驗磨粉機作為評價小麥出粉率高低的專用設備，在制粉實驗過程中發揮著重要作用，通過制粉實驗可以測定小麥的出粉率，研究分析小麥的各種指標特征。針對專用粉廠來說，小麥實驗磨粉機已經成為專用粉廠的必備設備。

LSM20實驗磨粉機是一種中型實驗磨粉機，性能穩定，性價比較高。通過采用LSM20實驗磨粉機進行實驗制粉，結合實驗制粉評價標準對面粉質量進行評價，可模擬商業制粉系統，根據面粉質量進行搭配和組合，可以為大規模制粉、配粉提供參考。

1 LSM20實驗磨粉機的構成及工作原理

LSM20實驗磨粉機是一種中型實驗磨粉機，其主要構成見圖1。

圖1 實驗磨粉機的構成系統圖

（1）進料機構：螺旋強制喂料，進料均勻，進料量可調，不易堵料。

（2）風運系統：借助風力提升物料，并對物料進行轉換，防止物料回落和堵塞。

（3）喂料系統：使用6個小剎克龍裝置，用于分離提料管中的物料，再利用2套葉輪避塵裝置，分別用于皮磨及心磨的關風系統。

（4）傳動系統：利用鏈輪傳動裝置及同步帶輪裝置相結合的方式為整個系統提供動力，能保持穩定的傳動速比，確保整個研磨系統穩定運轉。

（5）篩理系統：優化橫向振動篩理為平面回轉運動篩理，提高篩理效率，篩體內積粉少。

（6）研磨系統：安裝對稱的磨輥，通過差速運動對小麥及其破碎后的物料進行研磨加工。

（7）手動離合閘系統：保證磨輥穩定離合閘，并保證軋距能夠穩定調節。

（8）面粉收集系統：收集裝置與篩體連接為一體，避免運轉過程中面粉向外飄溢。

LSM20實驗磨粉機是在國內外同類產品的基礎上研發的一種新型的產品，其具體技術參數見表1，目前該磨粉機已經在多家面粉廠使用，電源為三相380 V，頻率為50 Hz，其裝機功率為3.55 kW，體積小，節能環保，同時也是各類面粉實驗室的首選設備。

表1 實驗磨粉機主要技術參數表

LSM20實驗磨粉機相當于一個微型面粉加工廠，集喂料、加工、提料、篩理等功能于一體的設備，能在短時間對取樣小麥加工完畢，是前期評價小麥出粉率和面粉質量的重要設備，對于專用粉廠而言，小麥實驗制粉工作是不可缺少的環節之一。

實驗磨粉機是利用2個相向差速轉動的等徑圓柱形磨輥，對小麥進行相互擠壓、剪切及破碎的設備[2]。磨輥是檢驗磨粉機性能的關鍵部件，磨輥的運轉速度高，承受的載荷大，為確保磨輥的性能符合實際需要，實驗磨粉機磨輥要有足夠的強度、韌性、耐磨性及一定的抗摩擦能力。磨輥的輥體是由2種以上金屬離心鑄造而成，外層為硬度高的冷硬合金鑄鐵，內層為優質灰口鑄鐵，磨輥軸的材料為機械性能不低于45號優質碳素結構鋼，先粗加工，經調質處理后，再進行精加工，磨輥和軸采用過盈配合壓配成一體，并經過靜平衡和動平衡校驗合格后才能使用[3]。

LSM20實驗磨粉機的研磨系統采用三輪系傳動機構，布局合理、結構緊湊，并選用齒楔帶傳遞動力。齒楔帶具有軸向定位功能，在傳遞過程中不跑偏、不跳齒[2]。該實驗磨粉機包括2套研磨系統對稱布置，分別為分皮磨系統和心磨系統，皮磨系統為1對齒輥，齒輥根據齒形尺寸大小的不同分為1B、2B、3B 3段；心磨系統為1對光輥，光輥為噴砂光輥，根據表面光潔度的不同可分為1M、2M、3M 3段。2組輥之間都為差速運動，固定輥為快輥，可調節輥為慢輥，2輥通過差速運動對小麥進行擠壓、剪切、研磨加工，再加上風力提料系統和篩理系統的配合，對實驗用的小麥進行反復的幾遍加工，實驗的小麥經加工和篩理后，最終可以得到3種皮磨粉，3種心磨粉，麩皮及小麩共8種物料，加工過程的工藝流程如圖2所示。

圖2 加工工藝流程圖

LSM20實驗磨粉機通過配置了3皮3芯制粉的工藝，皮粉采用齒輥加工，芯粉采用光棍加工，磨粉方式類似于加工廠的制粉過程。其整個加工過程由1臺設備來完成，不但節約能耗，投入成本低，還能通過本實驗磨粉機實驗制粉能較好地反映小麥的磨粉品質。LSM20實驗磨粉機投入使用以來，不僅為大規模商業制粉提供了指導性依據，還為商業制粉大規模配麥提供了很重要的參考數據。該實驗磨粉機是用于小麥粉品質檢測的系列儀器（如粉質儀、拉伸儀）制備粉狀式樣的專用設備，除制備上述實驗用樣品外，還可用于分析小麥的出粉率。糧食收儲企業可根據儀器提供的數據做到糧食收購的優質優價，其是評價優質小麥的不可或缺的設備。面粉加工企業可根據儀器提供的各項數據對不同品質的原麥進行合理搭配，從而強化或調整產品品質，既降低優質原料的消耗，又能使質量欠佳的原料得到充分利用，為企業帶來最佳的經濟效益。同時，該實驗磨粉機作為小麥粉及食品加工、農業育種、商檢、科研單位、大專院校技術監督等生產、研究和檢驗部門必備的檢驗儀器之一，其操作方便，實驗結果可靠。其不但可以提供與實際生產接近的面粉樣品，還可研究和測定樣品的制粉潛能，進一步研究小麥的研磨品質。

2 實驗過程及計算方法

在每次進行實驗前，應對實驗磨粉機各部分進行徹底清理，避免以前實驗殘留物或其他雜物影響本次實驗結果。根據需要對磨輥軋距進行適當調整是必要的。磨輥軋距隨小麥類型、進料速度及堅韌程度的不同發生變化，軋距調節方法比較簡單，只需把軋距調節手輪旋轉至相應刻度即可。喂料輥均料板位置通過調節均料板上砝碼的位置來調節，以便料流均勻、平穩進入磨輥研磨區。運行過程中風量大小的調節通過調節風管中風門的大小實現，便于進行正常的提料。篩絹配置可根據實際情況合理配置，以達到最佳篩理及實驗效果，一般在處理硬質小麥時可把篩絹適當配密一些，處理軟質小麥時適當配稀一些。深入了解上述工作后，才可以進行實驗磨粉機操作過程。

在對小麥進行取樣后，要對小麥樣品進行人工清理，再添加水分潤麥，軟麥潤麥水分為14%，硬麥潤麥水分為16%，潤麥的時間大概需要16~24 h，所需溫度應保持24 ℃上下，濕度的范圍是65%~70%。通常要在實驗制粉前進行30 min左右的非實驗性研磨來提高磨溫。另外通過試磨少量實驗樣品來進一步確定皮磨和心磨的合理軋距與加料的快慢。一般正式研磨要研磨2 000 g左右的小麥樣品，在實驗制粉過程中，樣品小麥的喂料速度應調控在60 g·min-1，硬質小麥稍微加快喂料速度，低硬質小麥稍微減慢喂料速度。磨輥間距大小應通過調節手輪來調整（第1次實驗前用塞尺測量并核對刻度表指針位置是否正確，對于皮磨輥選擇第二破碎輥左邊緣和第三破碎輥的右邊緣進行測量）[4]。

磨輥的微調間隙參照以下數值：

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

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

針對實驗用的不同小麥，應微調磨輥的間隙滿足加工的需要。

小麥樣品經研磨、篩理后，收集各出料斗物料，分別稱重、記錄，可以得到3種皮磨粉，3種心磨粉，麩皮及小麩共8種物料的質量，把所有面粉充分混合后按標準方法測定其水分、灰分和蛋白質含量。若要進行面團特性和食品制作品質試驗，所得面粉樣品應存放一段時間，以便其品質穩定化，一般夏季存放14 d，冬季存放21 d。

通過以上分析過程，可計算精制粉、全粉和總產品數量以及總出粉率、精粉出粉率、粗粉生成率、粗粉粉碎率、灰分轉移率、皮磨與心磨粉比值、研磨時間及制粉評分等[5]。

具體計算方法如表2，結果精確到0.1%。

表2 計算方法表

以某一次實驗為例，從市場購買了1批晾曬完成的新小麥，該批小麥顆粒相對飽滿，屬于硬小麥，任意稱重2 000 g小麥進行實驗。將小麥的潤麥水分控制在16%左右，潤麥的時間為20 h，溫度為22~26 ℃，濕度的范圍為65%~70%。潤麥時間結束后，將實驗磨粉機空轉一段時間，對磨輥進行預熱，然后進行研磨實驗，在實驗過程中控制研磨的效果，調好磨輥間距，控制產量，將小麥進行研磨，經過33 min后研磨結束，停機搜集研磨得到的各種制粉及麩皮，搜集干凈后進行稱重1B粉283 g、2B粉241 g、3B粉178 g、1M粉256 g、2M粉234 g、3M粉194 g、麩皮375 g、小麩199 g。殘留粉質量按3 g，按照表2的計算公式進行計算得到數據如表3所示。

表3 計算數據表

本實驗磨粉機研磨出粉率為62%~70%。通過對比小麥實際加工效果與實驗結果，兩者的面團特性、烘焙和蒸煮等試驗指標基本一致；出粉率方面，實驗磨粉機出粉率略高于一般大型面粉加工廠的出粉率，相差約為0.8%。通過采用LSM20實驗磨粉機進行實驗制粉，結合實驗制粉評價標準對面粉質量進行評價，可模擬商業制粉系統根據面粉質量，進行搭配和組合，可以為大規模制粉、配粉提供參考。

3 結語

本文對LSM20實驗磨粉機進行全面介紹，有助于人們更好地了解該設備的工作原理和實驗過程，并對小麥的各項指標的計算過程進行了詳細分析，可以為小麥的品質好壞的判定提供很好的參考依據，該實驗磨粉機主要應用于小麥育種單位和小麥品質研究單位及大型商業面粉廠。LSM20實驗磨粉機通過模擬工業化生產，并提供了糧食磨粉實驗樣本，在分析原糧品質特性方面取得了較好的效果。