粮油加工技术第02章

第二章粮油原料的前处理胡永源主编粮油原料的前处理第一节概述一、粮油加工前处理的目的在原料进入加工成品之前，清除原料中的各类杂质，这种工艺手段称为清理。从原料中清除出来的杂质亦称为下脚，其中大部分还可利用。1．原料中杂质的分类原料中的杂质，一般是在收割、扬晒、贮存、输送等过程中混入的，杂质的组成较为复杂，通常可按以下形式分类：粮油原料的前处理（1）以化学成份区分可分为无机杂质与有机杂质无机杂质：包括砂石、泥块，灰尘、煤渣、玻璃、金属物等各类无机物。有机杂质：包括各类植物的根、茎，叶及除原来外各类植物种子、鼠粪虫尸虫卵、绳带纸屑及无食用价值的生芽变质粮粒。在这两类杂质中，无机杂质及不可食用的有机杂质均称为尘芥杂质，除粮食外各种谷物的种子称为异种粮粒，异种粮粒与无食用价值的物料称为粮谷杂质。粮油原料的前处理（2）以杂质形态及物理性质区①按粒度的大小可分为大、小杂及并肩杂。工厂中常用一定大小的筛孔来衡量物料的粒度，大杂质的粒度较物料大，不可通过6mm筛孔；小杂质则可通过2mm左右的筛孔。并肩杂质的粒度与粮谷相仿。②按悬浮速度及密度的大小可分为轻、重杂。悬浮速度及密度大于物料的杂质称为重杂，反之称为轻杂。但也有些杂质的悬浮速度与物料相仿，其中大部分也是并肩杂。粮油原料的前处理（3）以杂质的存在状态区分粘附在物料表面及麦沟中的各类杂质称为粘附类杂质；与物料没有粘连的杂质为混杂类杂质。2．原料除杂的目的（1）保护生产的正常进行坚硬的大杂对生产设备特别是作用较强烈的设备易造成损害，因碰撞产生的火花可能引发粉尘爆炸；绳带纸片等柔性杂质很容易缠绕、堵塞设备；原料中的灰尘易外溢而造成污染，危害生产环境。为保护生产的正常进行，必须尽量清除这些杂质。粮油原料的前处理（2）保证产品的纯度与质量各类杂质混入成品都将使成品的品质下降，其中尘芥杂质的影响最大；这类杂质混入面粉后使产品的含砂量增加、粉色灰暗、灰分增高，对产品、面制品的品质及人体健康都将带来危害。异种粮粒及杂草种子(如：荞子、稗子等)混入成品后，也将影响产品的质量、灰分及食用价值。因此，应在小麦入磨、稻谷碾米之前清除这些杂质。粮油原料的前处理3．原料除杂的要求不同的谷物清理后的含杂允许指标是不同的，不同的加工目的和产品种类，清理后的含杂允许指标同样应该有所区别。主要谷物清理后，一般的工艺指标要求是：（1）净谷工艺指标，含杂总量不得超过0.6％；其中，含砂石不得超过1粒/㎏；含稗不得超过130粒∕㎏。（2）净麦工艺指标，尘芥杂质不超过0.3％，其中，砂石含量不得超过0.02％；其他异种粮谷(荞子)不得超过0.5％。粮油原料的前处理二、粮油加工前处理的基本方法找到指定杂质与物料的差别，并具备利用此差别除杂的有效手段，就可以在原料中清除该杂质。目前，一般是根据各类杂质与物料在物理性质上的区别进行除杂的。清除杂质的常用方法如下：1．利用粒度差别，采用筛选可除去原料中的大、小杂质。这种方法简单可靠，是清理过程中最常用的手段，但采用筛选不能清除并肩杂。对于与原料长度不同但宽、厚度相似的杂质(如：大麦、荞子、稗子等)须采用精选设备才能清除。粮油原料的前处理2．利用悬浮速度或密度的差别，采用风选可以清除原料中的轻杂；采用去石机可清除原料中悬浮速度较大、密度较大的并肩杂(如：并肩石等)。3．利用导磁性的差别，采用磁选设备可有效地清除原料中的磁性金属杂质。4．利用粒形的差别，对于外形呈球形的荞子，可以利用其在特定工作面上的运动状态与小麦的差别进行清除。5．利用强度的差别，采用打麦设备可将原料中强度低于小麦的杂质击碎，打麦的同时还可以清除粘附类杂质，完成表面清理。粮油原料的前处理三、粮油加工前处理的工艺效果的评定各类除杂设备清除指定杂质的效果可用除杂效率η来衡量，在实际生产中，通常采用下式来计算除杂效率：(2—1)式中：η——除杂效率，％；a——进机物料中指定杂质的含量，％；b——出机物料中指定杂质的含量，％。%100aba粮油原料的前处理下脚的流量一般很小，因此，可忽略下脚流量对除杂效率计算的影响。由于设备、原料等因素的影响，下脚中难免混入少量物料，为全面衡量设备的效果，还应考虑下脚含粮率(％)或下脚含粮粒数(粒/㎏)。粮油原料的前处理第二节风选一、风选的基本原理利用物料与杂质悬浮速度的差别，借助气流来分选杂质的方法称为风选。粮油工厂中常用风选器清除原料中的轻杂。在风选器中，常用穿过物料垂直上升的气流来进行分选，气流速度小于物料的悬浮速度而大于轻杂的悬浮速度，可将原料中的轻杂带走。二、风选的应用风选在物料的清理除杂和其它工序中，应用极为广泛。一般筛选设备都辅有吸风装置，以此来提高设备的工艺效果。鉴于风选设备的形式很多，目前单独的风选应用较少，大多数与其它清理设备组合使用。粮油原料的前处理图2–1垂直风道风选器的结构1－风门调节手轮；2－玻板上调节手轮；3－照明灯；4－风道；5－可调玻板；6－玻板下调节手轮；7－吊簧调节螺帽；8－喂料斗；9－橡胶吊杆；10－搅动电机；11－匀料板；12－限振装置；13－给料间隙粮油原料的前处理图2–2循环气流风选器的结构1－风机；2－绞龙关风器；3－回风道；4－吸风道；5－风道上调节手柄；6－拉簧；7－风道下调节手柄；8－振动喂料器；9－机架；10－出料压力门；粮油原料的前处理（1）主要结构吊挂的匀料板由振动电机驱动，振幅的调节范围为3～5mm。在匀料板下方设有限幅装置，对设备进行保护。透过玻璃可看到风道内物料的状态，通过上、下调节手轮将玻璃板推入或拉出，可分别改变吸风道上下的截面尺寸，以选择风道内的适宜上升气流速度。调节设备上方的风门可选择设备的吸风量。（2）工作过程设备采用振动喂料，物料流入风道下端后，较重的物料落入出口，较轻的物料被上升气流带入风速较稳定的风道，偶尔上升的物料可重新落下，轻杂则被气流带入风网。粮油原料的前处理2．循环气流风选器循环气流风选器的结构见图2-2。该设备的特点是自带风机自成风网，采用内部循环气流进行风选，无须再接外部风网。气流将原料中的轻杂带起后，经过可调风道进入沉降室。轻杂借助运动中产生的离心惯性力及自身的重力在沉降室中沉降后，由绞龙收集排出。气流被风机吸入，由出口经回风道送至分离区循环使用。这类设备也适合与筛选设备配套使用。粮油原料的前处理四、风选设备的操作与维护1．操作指标第一道风选设备的除轻杂效率应≥70％，其他应≥60％，下脚中不应含完整麦粒。2．进料状态控制均匀进料是保证风选效果的重要条件。对于单独使用的风选器，进料状态主要由调节匀料板与喂料斗的间隙来控制，使工作过程中喂料斗内至少有10㎝左右厚度的物料，这样有利于均匀给料，也可阻止气流由此进入风道。粮油原料的前处理3．风量的调节风量调节是风选器操作的主要内容，通过调节玻璃板的位置可以控制风道中的风速。特别是上段风速不应过高，风速过高易吸走物料。通常以下脚中不含完整粮粒为前提，尽量开大调节风门，以得到较高的除杂效率。粮油原料的前处理五、影响风选设备工艺效果的因素按照风选原理，凡是悬浮速度不同的物料均应得到很好的分离。但在实际生产中，由于多种因素的影响，如吸风道风速的大小、单位吸风道宽度上的流量大小、进料的均匀性等，都将影响风选设备的工艺效果。为提高其风选效果，要保证气流与物料充分均匀接触，保证进料均匀稳定，使物料沿吸风道宽度形成一均匀薄层；保证气流方向与料层流动方向垂直交错；注意风道结构，防止气流从料层上面通过或从风道其它部位漏入等。粮油原料的前处理第三节筛选筛选设备是清理流程中最常见的工艺设备，常用振动筛或平面回转筛来清除原料中的大、小杂质。一、筛选的基本原理均布筛孔的工作面称为筛面，是筛选设备的主要工作机构。多数设备的筛面为平面，也有少数设备的筛面为圆筒形，故称其为筛筒。粮油原料的前处理1．筛选原理当物料流过筛面时与筛面产生相对运动，从而使物料在筛面上形成自动分级，相对筛孔粒度较小的物料可穿过筛孔，成为筛下物；相对粒度较大的物料沿筛面流下，即成为筛上物，由此完成筛选。但在清除稻谷中的稗子时，则要求破坏自动分级，因为自动分级会使稗子浮于谷层上部，使筛选难以进行。2．筛面的种类及构造筛面是筛选设备的主要工作部件。加工厂常用的筛面主要有冲孔筛面和金属编织筛网两种，如图2-3所示。粮油原料的前处理粮油原料的前处理（1）冲孔筛面筛板一般是由0.5～1.5mm厚的低碳钢薄板上冲压出一定形状、大小以及一定排列形式（直线排列和交错排列）的筛孔。这种筛面具有坚固耐磨、不易变形的特点，易达到筛面的刚度要求，适用于稻谷、小麦等清理，除杂和分级。但开孔率低，有效筛理面积小。（2）编织筛网金属丝编织筛网在粮油工业上用途很广。这种筛面由纵、横金属丝编织而成，筛面开孔率较高，有效筛理面积大，筛理效率较高。但筛孔易变形，强度及耐用性较差。粮油原料的前处理（3）筛孔形状与大小的选择筛孔形状与筛选物料断面形状有关。圆形孔：主要用于分离与物料宽度不同的杂质。只有当筛理物的宽度小于圆孔直径时，才能使筛理物穿过筛孔。长圆形孔：主要是根据物料和杂质厚度的差别进行分离。只有当筛理物的厚度小于筛孔的宽度时，才能穿过筛孔。粮油原料的前处理三角形孔：主要用于清理粮谷中形状近似于三角形的杂质。当杂质的粒形表面成三角形，且每边长小于三角形筛孔边长时，才能穿过筛孔。如谷、稗分离采用三角形筛孔，有利于稗子的分离。鱼鳞孔：主要应用于比重去石机，其主要作用是改变气流方向，便于物料悬浮，阻止石子向下滑动，使谷、石得到分离。粮油原料的前处理（4）筛孔的排列与装置筛孔在筛面上一般有正排列与交错排列两种形式，如图2-4所示。粮油原料的前处理考虑到筛面的强度，孔与孔之间要留间距L，—般L不大于筛孔孔径。当采用交错排列时，两行筛孔之间的行距较小，在同样面积的筛面上可具有较多的筛孔，有效筛理面积（筛孔总面积／筛面总面积）较大，有利提高筛选效率。筛选设备一般都采用筛孔交错排列的筛面，但装置筛面时须使物料按图中的A向通过筛孔，若按B向通过时，因行与行之间存在无筛孔通道，将对筛选效率有不利影响。（5）筛面的组合为使筛选设备结构紧凑并充分地利用设备，通常将除大杂与除小杂的筛面组合在一起，如图2-5所示。粮油原料的前处理粮油原料的前处理物料通过设备时可同时清除大杂与小杂。因除小杂的难度较大，可在上层筛面前端的下方设一档板，以保证物料在除小杂筛面上的筛选路程。为使小麦及其中的小杂尽早进入第二层筛面，除大杂筛面上端的筛孔可适当放大。粮油原料的前处理二、筛选设备1．TCQY型初清筛（1）TCQY型初清筛工作原理：当物料从进料管流入筛筒内时，由于筛筒的低速旋转，使物料与筛面产生相对运动，物料穿孔而过，大杂留存筒内并随导向螺旋排出机外，而达到分离的目的。（2）TCQY型初清筛的结构及工作过程：圆筒初清筛主要由进料机构、筛筒、清理机构和传动机构等部分组成。如图2-6所示。粮油原料的前处理粮油原料的前处理主要工作部件是一个具有方形筛孔的圆形筛筒，筛孔的边长为13～20mm，分清理段和检查段。原料从进料口进入筒内，因筛孔较大，加上筛筒转动的影响，物料很快穿过筛孔落入物料出口排出，留在筒内的大杂被慢速转动的筛筒带起又沿筛筒滚下，在随筛筒一起转动的螺带的引导下，逐渐移向大杂出口。粮油原料的前处理（3）操作要点①流量的控制初清工序的流量一般较大且不稳定，流量过大时可能导致物料从大杂出口排出，还可能引发设备的堵塞，因此应防止过大流量的出现。②设备的保护若物料出口或大杂出口发生堵塞，阻滞在机内的物料将卡住转动的筛筒，这样可能造成传动机构或电机的损坏，在操作设备时应注意，并在控制电器线路中设置必要的保护。粮油原料的前处理2．TQLZ型振动筛TQLZ型振动筛是应用较多的清理设备。（l）振动筛工作原理：振动筛主要是利用作往复运动的筛面使物料在筛面上产生相对运动，物料层形成自动分级，轻的物料浮于上层，小而重的物料沉于底层并穿过筛孔，从而达到分离的目的。（2）TQLZ型振动筛的外形及结构见图2-7所示。粮油原料的前处理图2–7TQLZ型振动筛的外形及结构1－喂料箱；2－进料口；3－可调