CN105499139B - 面粉气流分级系统及小麦粉分级处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面粉气流分级系统及小麦粉分级处理方法，该系统包括喂料设备、气流分级设备和气力输送除尘设备，喂料设备包括料斗和螺旋输送机；气流分级设备包括一级分级机、二级分级机和三级分级机；气力输送除尘设备包括布袋除尘器和高压风机。该处理方法包括下列步骤：（1）气流分级；（2）卸料；（3）除尘。本发明能够有效地对小麦面粉进行进一步的精确分级，克服了现有技术中小麦后路粉难以细分的问题。

Description

面粉气流分级系统及小麦粉分级处理方法

技术领域

本发明涉及小麦制粉技术领域，具体涉及一种面粉气流分级系统及小麦粉分级处理方法。

背景技术

制粉工艺是个很长的系统，有很多的出粉部位，靠前的是前路粉，相对的质量好些；靠后的是后路粉，后路粉一般灰分较高，面筋发糟，做馒头醒发效果、结构较差，做面条容易返色，面临着处理难题。而随着人们生活水平的提高和消费层次及结构的变化，对食品质量需求也越来越高，而作为人们生活中制作主食品的面粉，其加工精度也需要不断改进。从影响面粉食用品质的因素来看蛋白质含量和品质是决定其食用品质、加工品质和市场价值的最重要的因素。例如制作面包就要用高筋小麦粉以求面包体积大口感好；制作面条、水饺就要用中强筋小麦粉以求其“筋道”、爽滑；而用低筋小麦粉制成的蛋糕松软、饼干酥脆。

若能把面粉中三种不同的成分分别分离出来，就可获得有着不同用途的高、中、低三种蛋白含量不同的面粉，进而大大提升面粉产品的附加值。但是，如果采用常规筛分的方法，实践证明是不可行的，因为筛分过程随着面粉细度的提高，其附着性、凝聚性以及静电吸附性就明显增强，一般筛分下限为60～70μm。

因此，在当前中国面粉加工产能处于过剩状态及对于面粉性能的要求越来越苛求的情况下，如何进一步提高前路面粉的质量，尤其是对后路粉进行精加工，以提升其附加值，是当前亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对小麦面粉尤其是后路粉进行有效分级的面粉气流分级系统及小麦粉分级处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种面粉气流分级系统，包括喂料设备、气流分级设备和气力输送除尘设备，

所述喂料设备包括料斗和螺旋输送机，所述螺旋输送机的进料口与所述料斗的出料口相连通；

所述气流分级设备包括一级分级机、二级分级机和三级分级机，所述螺旋输送机的出料口通过导引管与所述一级分级机的进料口相连通；所述一级分级机的出料口与所述二级分级机的进料口相连通；所述二级分级机的出料口与所述三级分级机的进料口相连通；在所述一级分级机、二级分级机和三级分级机的下部分别设有用于收集分离出的物料的集料斗，在所述集料斗的下部分别设有用于卸载物料的闭风器；

所述气力输送除尘设备包括布袋除尘器和高压风机，所述布袋除尘器通过进风连接管与所述三级分级机的出风口对应连接；所述高压风机的进风口与所述布袋除尘器的出风口通过出风连接管对应连接；

所述高压风机提供分级需要的气流动力和风量；所述螺旋输送机将小麦粉输送入气流分级设备后启动所述高压风机，使所述小麦粉依次通过所述一级分级机、二级分级机和三级分级机进行气流分级，具体为：小麦粉首先通过螺旋输送机输送至一级分级机，分离后的物料进入一级分级机集料斗，再通过一级分级机的闭风器卸下；剩余物料进入二级分级机，进行二次分级；二次分级后的剩余物料再进入三级分级机；由此从一级分级机的下部闭风器出口得到一级面粉，从二级分级机的下部闭风器出口得到二级面粉，从三级分级机的下部闭风器出口得到三级面粉；

所述喂料设备还包括吸风除尘装置，所述吸风除尘装置包括开设于所述料斗上方的吸风口、以及与所述吸风口相连通的沉降室，所述沉降室与所述一级分级机的补风口进气端对应连接。

在上述技术方案中，分级机即粉类物料气流分级机，高压风机主要提供分级需要的气流动力和风量，气流分级机利用不同质量的颗粒在离心力场中具有不同的离心力来分级，分级系统工作过程为：面粉-喂料设备-三级分级机，通过向分级机内喷吹一定速度的气固两相流，使得面粉进入分级机之前能得到较好的分散，由于圆周运动产生的离心作用，使大颗粒首先离心沉降沿内壁下落，混入大颗粒中的小颗粒在向上流动的二次空气作用下回升至分级区再次分级，而携带小颗粒的气流都流经叶片之间的空隙前往分级叶轮中心区，由于分级轮的高速旋转和在周边泵负压气流作用下，迫使带料气流边作高速旋转边向叶轮中心区运动，物料同时受到叶轮中心区负压气流的引力和本身旋转而产生的离心力的作用。若物料颗粒质量较大，颗粒所受的离心力大于气流引力，则颗粒被甩出叶轮之外，撞到分级室的内壁下落，若物料颗粒质量较小，颗粒所受的气流引力大于离心力，则颗粒穿过叶片空隙进入叶轮中心负压区，从细粉出口流出，进入离心除尘器被收集，其余微粉颗粒则随气流进入袋式除尘器进行收集。

优选的，还包括用于面粉预处理的撞击式粉碎机，所述撞击式粉碎机的出料口通过管道与所述料斗对应相连。预处理的作用是将小麦粉中的大颗粒物料进一步的粉碎，物料粒度范围缩小，提高后续的分级效率。

优选的，所述螺旋输送机为定量变螺距螺旋输送机。

优选的，所述喂料设备还包括变频电机，所述变频电机通过齿轮减速箱与所述螺旋输送机的转动轴相连接。变频电机通过齿轮减速箱再连接螺旋输送机的转动轴，为螺旋输送机提供旋转动力，通过控制变频电机输入电流的频率数值调整电机输出的转速，从而调整螺旋输送机的转速，实现控制螺旋输送机的产量，达到稳定系统流量的目的。

优选的，所述喂料设备还包括吸风除尘装置，所述吸风除尘装置包括开设于所述料斗上方的吸风口、以及与所述吸风口相连通的沉降室，所述沉降室与所述一级分级机的补风口进气端对应连接。通过这样的吸风除尘装置，可以将小麦粉经过撞击式粉碎机进入料斗而携带的空气和细的粉尘引入到气流分级设备中去，避免物料及粉尘外溢，达到了除尘的效果，进而避免粉尘污染。

优选的，在所述高压风机的出风口安装有消声器。高压风机通过直联电机的带动进行高速旋转，从而带动系统中的风量高速的流动而产生动力，因风量高速的流动，会在风机中和出风口产生噪声，消声器安装在高压风机的出风口，可以有效降低噪声、优化生产环境。

小麦籽粒由皮层、胚乳和胚三部分组成，其中胚乳中蛋白质含量占整粒小麦所含蛋白质的72%，皮层中蛋白质含量占20%，胚中蛋白质含量占8%，可见小麦蛋白质主要在胚乳中。小麦胚乳由许多细胞组成，细胞中充满了淀粉颗粒(淀粉颗粒大致分为1～10μm和20～40μm两类)，而充斥在淀粉颗粒与颗粒之间的基质主要由蛋白质组成，这部分蛋白质称为“填隙蛋白质”，它与坚实并富有弹性的淀粉颗粒相比是非常软的，此外，胚乳中还有粘附在淀粉颗粒表面的蛋白质，这部分蛋白很难用机械方法使它和淀粉颗粒分开。长期的研究分析发现，17μm以下的面粉颗粒是由游离的淀粉小颗粒和游离的填隙蛋白构成，17～40μm的面粉颗粒大多是淀粉的较大颗粒，也有一些大颗粒的填隙蛋白和小的胚乳碎块，40μm以上的颗粒主要是大的和较大的胚乳碎块和一些淀粉的大颗粒。进一步的分析研究发现，蛋白质大多数存在于最细（小于17μm）的粉粒中（蛋白质含量达到面粉平均蛋白质的含量的两倍）；存在于17～40μm粉粒中的蛋白质较少（约为面粉平均蛋白质的一半）；存于粗粉中（大于40μm）的蛋白质接近面粉的水平。大量的检测分析及生产实践表明，在常规的制粉工艺中，蛋白质在不同粒度面粉中分布的规律，通过常规制粉工艺筛分，难以细分，提升产品的价值是有局限性的。

针对上述面粉分级中存在的技术问题，本发明还设计了一种使用上述面粉气流分级系统进行小麦粉分级处理的方法，包括下列步骤：

（1）气流分级：通过螺旋输送机将小麦粉输送入气流分级设备，启动所述高压风机，使小麦粉依次通过所述一级分级机、二级分级机和三级分级机进行气流分级；

在分级过程中，所述高压风机的总风量控制为8500～11500立方米/小时、风压控制为10000～15000帕，风速控制为18米/秒～25米/秒；

一级分级机的旋风阻力控制为50～1200帕、分级叶轮转速控制为10～100转/分、补风量控制为10～100立方米/小时、出口风速控制为18米/秒～22米/秒；

二级分级机的旋风阻力控制为80～1500帕、分级叶轮转速控制为10～70转/分、补风量控制为10～100立方米/小时、出口风速控制为18米/秒～22米/秒；

三级分级机的旋风阻力控制为600～1000帕、补风量控制为10～100立方米/小时、出口风速控制为16～20米/秒；

（2）卸料：步骤（1）中从一级分级机的下部闭风器出口得到一级面粉，从二级分级机的下部闭风器出口得到二级面粉，从三级分级机的下部闭风器出口得到三级面粉；

（3）除尘：在步骤（1）气流分级过程中产生的粉尘经由所述布袋除尘器收集。

优选的，在步骤（1）之前，先进行小麦粉预处理：将小麦粉通过撞击式粉碎机进行粉碎处理，以使其粒度达到2～100微米的小麦粉，且粒度为40～70微米的小麦粉占比为45～55%，将所述小麦粉输送至所述料斗中。

优选的，在所述小麦粉预处理步骤中，撞击式粉碎机的转速控制为3500～4500转/分钟；所述撞击式粉碎机的柱销间隙设置为0.8～1.0毫米，且柱销形状为圆形。

优选的，所述小麦粉为后路粉。

本发明针对上述面粉分级中存在的技术问题，而设计了该面粉气流分级系统及小麦粉分级处理方法，其有益效果在于：

1.使用该分级系统，小麦粉通过粉碎机预处理完后进入料斗，再通过螺旋输送机输送至一级分级机，分离后的物料进入集料斗，再通过分级机的闭风器卸下；剩余物料进入二级分级机，进行二次分级；二次分级后的剩余物料再进入三级分级机，分级过程中产生的粉尘随着气流进入布袋除尘器被收集，气流通过高压风机排出。通过该分级系统和分级方法（根据面粉颗粒的不同粒级分布特征及密度特性，设置了本发明特定的工艺控制参数），能够有效地对小麦后路粉进行进一步的精确分级，克服了现有技术中小麦粉难以精确细分的技术难题。

2.经本发明工艺方法分级后所得的一级面粉中的面筋含量与分级前的后路粉中面筋含量相近，但可以有效降低其灰分，使面粉品质提高，是制作馒头的理想原料；二级面粉中的面筋含量减幅较大，符合低筋粉的要求，可用于制作高档的蛋糕和饼干、桃酥、月饼等食品；三级面粉中的面筋含量大幅提高，集中了细小的蛋白和表皮粘附的蛋白，是制作高蛋白类沙琪玛等食品的理想原料。

附图说明

图1是本发明面粉气流分级系统的结构示意图；

图2是本发明面粉气流分级系统的俯视结构示意图；

其中，1为料斗；2为螺旋输送机；3为闭风器；4为一级分级机；5为分级机叶轮电机；6为连接管；7为二级分级机；8为三级分级机；9为进风连接管；10为布袋除尘器；11为出风连接管；12为高压风机；13为集料斗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：一种面粉气流分级系统，参见图1、图2，包括预处理设备、喂料设备、气流分级设备和气力输送除尘设备，

喂料设备包括料斗1和螺旋输送机2，螺旋输送机2的进料口与料斗1的出料口相连通。预处理设备为撞击式粉碎机，撞击式粉碎机的出料口通过管道与料斗1对应相连。螺旋输送机2为定量变螺距螺旋输送机。喂料设备还包括变频电机和吸风除尘装置，变频电机通过齿轮减速箱与螺旋输送机的转动轴相连接。吸风除尘装置包括开设于料斗上方的吸风口、以及与吸风口相连通的沉降室，沉降室与一级分级机的补风口进气端对应连接（撞击式粉碎机以及吸风除尘装置在图1、图2中未画出）。

气流分级设备包括一级分级机4、二级分级机7和三级分级机8，螺旋输送机2的出料口通过导引管与一级分级机4的进料口相连通；一级分级机4的出料口与二级分级机7的进料口相连通；二级分级机7的出料口与三级分级机8的进料口相连通；在一级分级机4、二级分级机7和三级分级机8的下部分别设有用于收集分离出的物料的集料斗13，在集料斗13的下部分别设有用于卸载物料的闭风器3。

气力输送除尘设备包括布袋除尘器10和高压风机12，布袋除尘器10通过进风连接管9与三级分级机8的出风口对应连接；高压风机12的进风口与布袋除尘器10的出风口通过出风连接管11对应连接，在高压风机12的出风口安装有消声器。

实施例2：一种小麦后路粉分级处理方法，包括下列步骤：

（1）预处理：将小麦后路粉通过撞击式粉碎机进行粉碎处理，得到粒度在2～100微米之间的小麦粉，将小麦粉输送至料斗中。粉碎过程中，撞击式粉碎机的转速控制为3500～4500转/分钟；所述撞击式粉碎机的柱销间隙设置为0.8～1.0毫米，且柱销形状为圆形。粉碎处理后得到的小麦粉中，粒度为40～70微米的小麦粉占比为45～55%。

（2）气流分级：通过螺旋输送机将步骤（1）所得的小麦粉输送至以及分级机，启动高压风机，使小麦粉依次通过一级分级机、二级分级机和三级分级机进行气流分级；

在分级过程中，高压风机的总风量为8500～11500立方米/小时、风压为10000～15000帕，风速为18米/秒～25米/秒；

一级分级机的旋风阻力为50～1200帕、分级叶轮转速为10～100转/分、补风量为10～100立方米/小时、出口风速为18米/秒～22米/秒；

二级分级机的旋风阻力为80～1500帕、分级叶轮转速为10～70转/分、补风量为10～100立方米/小时、出口风速为18米/秒～22米/秒；

三级分级机的旋风阻力为600～1000帕、补风量10～100立方米/小时、出口风速为16～20米/秒。

（3）卸料：步骤（2）中从一级分级机的下部闭风器出口得到一级面粉，从二级分级机的下部闭风器出口得到二级面粉，从三级分级机的下部闭风器出口得到三级面粉；处理产量为0.1～3吨/小时。

（4）除尘：在步骤（2）气流分级过程中产生的粉尘被布袋除尘器收集。

结合实施例1和实施例2说明本发明的工作方式如下：小麦后路粉原料先经过撞击式粉碎机进行粉碎预处理后，被输送至料斗，螺旋输送机将料斗内的小麦粉输送至一级分级机内，同时开启高压风机，为系统提供分级需要的气流动力和风量，小麦粉依次通过一级分级机、二级分级机和三级分级机进行分级，从一级分级机的下部闭风器出口得到一级面粉，从二级分级机的下部闭风器出口得到二级面粉，从三级分级机的下部闭风器出口得到三级面粉。分级过程中产生的粉尘被布袋除尘器收集，小麦粉进入料斗时携带的空气和细的粉尘通过吸风除尘装置被输送至分级设备中，可以避免物料及粉尘外溢，达到除尘的效果。

使用实施例1中的气流分级系统和实施例2中的分级方法对小麦面粉进行分级处理，设备安装就位后，同样原料通过调整不同的参数，产量分别为0.5吨/小时、1.5吨/小时、3.0吨/小时的生产运用，均达到目标效果。

具体实施情况如下：

产量0.5吨/小时，各个参数调整为，撞击磨的转速3500转/分钟，拄销间隙0.8毫米；总风量5500立方米/小时、风压8000帕，风速20米/秒、一级旋风阻力1200帕、一级分级叶轮转速32转/分、一级补风量0立方米/小时、一级出口速度18米/秒；二级旋风阻力1200帕、二级分级叶轮转速64转/分、二级补风量50立方米/小时、二级出口速度18米/秒；三级旋风阻力1000帕、三级补风量0立方米/小时、三级出口速度16米/秒；出品率一级54%（面筋36.1）、二级38%（面筋24.7）、三级7.23%（面筋52.6）。

产量1.0吨/小时，各个参数调整为，撞击磨的转速3500转/分，拄销间隙0.8毫米；总风量9500立方米/小时、风压1000帕，风速20米/秒、一级旋风阻力1200帕、一级分级叶轮转速35转/分、一级补风量0立方米/小时、一级出口速度18米/秒；二级旋风阻力1200帕、二级分级叶轮转速60转/分、二级补风量30立方米/小时、二级出口速度18米/秒；三级旋风阻力1000帕、三级补风量0立方米/小时、三级出口速度16米/秒；出品率一级44.56%（面筋35.2）、二级47%（面筋25.7）、三级7.89%（面筋55.4）。

产量3.0吨/小时，各个参数调整为，撞击磨的转速3500转/分，拄销间隙0.8毫米；总风量11500立方米/小时、风压15000帕，风速20米/秒、一级旋风阻力1200帕、一级分级叶轮转速38转/分、一级补风量0立方米/小时、一级出口速度18米/秒；二级旋风阻力1200帕、二级分级叶轮转速55转/分、二级补风量50立方米/小时、二级出口速度18米/秒；三级旋风阻力1000帕、三级补风量0立方米/小时、三级出口速度16米/秒；出品率一级50.1%（面筋34.8）、二级42.38%（面筋25.7）、三级7.36%(面筋51.7)。

经检测得知：小麦后路粉原料中的面筋含量为34.0%、灰分含量为0.85%；分离后，一级面粉中面筋含量为34.7%、灰分含量为0.63%，二级面粉中面筋含量为24.3%、灰分含量为0.72%，三级面粉中面筋含量为56.7%、灰分含量为1.0%。可见，使用本发明的分级系统和分级方法对面粉进行分级后，一级面粉的面筋无变化，但灰分降低，面粉品质提高，是制作馒头的理想原料；二级面粉的面筋减幅较大，符合低筋粉的要求，可制作高档的蛋糕和饼干、桃酥、月饼；三级面粉的面筋大幅提高，集中了细小的蛋白和表皮粘附的蛋白，是制作高蛋白类沙琪玛的理想原料。

在以上实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (5)

1.一种面粉气流分级系统，其特征在于，包括喂料设备、气流分级设备和气力输送除尘设备，

所述喂料设备包括料斗和螺旋输送机，所述螺旋输送机的进料口与所述料斗的出料口相连通；

所述气流分级设备包括一级分级机、二级分级机和三级分级机，所述螺旋输送机的出料口通过导引管与所述一级分级机的进料口相连通；所述一级分级机的出料口与所述二级分级机的进料口相连通；所述二级分级机的出料口与所述三级分级机的进料口相连通；在所述一级分级机、二级分级机和三级分级机的下部分别设有用于收集分离出的物料的集料斗，在所述集料斗的下部分别设有用于卸载物料的闭风器；

所述气力输送除尘设备包括布袋除尘器和高压风机，所述布袋除尘器通过进风连接管与所述三级分级机的出风口对应连接；所述高压风机的进风口与所述布袋除尘器的出风口通过出风连接管对应连接；

所述高压风机提供分级需要的气流动力和风量；所述螺旋输送机将面粉输送入气流分级设备后启动所述高压风机，使所述面粉依次通过所述一级分级机、二级分级机和三级分级机进行气流分级，具体为：面粉首先通过螺旋输送机输送至一级分级机，分离后的物料进入一级分级机集料斗，再通过一级分级机的闭风器卸下；剩余物料进入二级分级机，进行二次分级；二次分级后的剩余物料再进入三级分级机；由此从一级分级机的下部闭风器出口得到一级面粉，从二级分级机的下部闭风器出口得到二级面粉，从三级分级机的下部闭风器出口得到三级面粉；

所述喂料设备还包括吸风除尘装置，所述吸风除尘装置包括开设于所述料斗上方的吸风口、以及与所述吸风口相连通的沉降室，所述沉降室与所述一级分级机的补风口进气端对应连接；

还包括用于面粉预处理的撞击式粉碎机，所述撞击式粉碎机的出料口通过管道与所述料斗对应相连；所述螺旋输送机为定量变螺距螺旋输送机；所述喂料设备还包括变频电机，所述变频电机通过齿轮减速箱与所述螺旋输送机的转动轴相连接；在所述高压风机的出风口安装有消声器。

2.一种使用权利要求1所述面粉气流分级系统进行小麦粉分级处理的方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）气流分级：通过螺旋输送机将小麦粉输送入气流分级设备，启动所述高压风机，使所述小麦粉依次通过所述一级分级机、二级分级机和三级分级机进行气流分级；

在分级过程中，所述高压风机的总风量控制为8500～11500立方米/小时、风压控制为10000～15000帕，风速控制为18米/秒～25米/秒；

一级分级机的旋风阻力控制为50～1200帕、分级叶轮转速控制为10～100转/分、补风量控制为10～100立方米/小时、出口风速控制为18米/秒～22米/秒；

二级分级机的旋风阻力控制为80～1500帕、分级叶轮转速控制为10～70转/分、补风量控制为10～100立方米/小时、出口风速控制为18米/秒～22米/秒；

三级分级机的旋风阻力控制为600～1000帕、补风量控制为10～100立方米/小时、出口风速控制为16～20米/秒；

（2）卸料：步骤（1）中从一级分级机的下部闭风器出口得到一级小麦粉，从二级分级机的下部闭风器出口得到二级小麦粉，从三级分级机的下部闭风器出口得到三级小麦粉；

（3）除尘：在步骤（1）气流分级过程中产生的粉尘经由所述布袋除尘器收集。

3.根据权利要求2所述的小麦粉分级处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）之前，先进行小麦粉预处理：

将小麦粉通过撞击式粉碎机进行粉碎处理，以使其粒度达到2～100微米的粉料，且粒度为40～70微米的粉料占比为45～55%，将所述粉料输送至所述料斗中。

4.根据权利要求3所述的小麦粉分级处理方法，其特征在于，在所述小麦粉预处理步骤中，撞击式粉碎机的转速控制为3500～4500转/分钟；所述撞击式粉碎机的柱销间隙设置为0.8～1.0毫米，且柱销形状为圆形。

5.根据权利要求2所述的小麦粉分级处理方法，其特征在于，所述小麦粉为后路粉。