CN115518732A - 面粉生产工艺和面粉生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面粉生产工艺和面粉生产系统。面粉生产工艺包括：预备干燥的面粉原料；在不进行润麦的情况下将干燥的面粉原料投入包括振动磨和分级筛的振动研磨单元，干燥的面粉原料通过振动磨和分级筛的研磨和筛分而形成多个阶段的筛下物料，利用胚乳中淀粉粒子团的内应力反弹形成的瞬时爆炸效应，使淀粉粒自行解碎；从不同阶段的筛下物料获得由面粉原料中疏松度不同的各部分粉碎形成的产品，面粉原料为：大麦、燕麦、玉米、水稻、黑麦、黑小麦、高粱、粟、荞麦、藜麦、或者青稞，面粉原料通过振动磨和分级筛的研磨和筛分而形成筛上物料，从筛上物料获得麸皮，从筛下物料获得面粉，其中，不包括松粉和清粉的步骤。

Description

面粉生产工艺和面粉生产系统

本发明申请是申请日为2018年12月17日、申请号为“201811543478.3”、发明名称为“面粉生产工艺和面粉生产系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及食品加工领域，尤其涉及一种面粉生产工艺和面粉生产系统。

背景技术

自1886年辊式磨粉代替上千年的传统石磨，现在已成为全球面粉行业的标准方法，下面详细介绍辊式研磨工艺。

现有的辊式面粉生产工艺由四大系统组成，即皮磨系统、心磨系统、渣磨系统及清粉系统。在皮磨系统中，包括前路皮磨和后路皮磨，前路皮磨的任务是剥开麦粒，最大限度的提取麦渣、麦心，后路皮磨的任务是刮净胚乳。心磨系统的任务是将胚乳研细成粉，清粉系统和渣磨系统是连接皮磨和心磨的纽带，在生产高精度面粉时发挥着重要作用，其任务是将前路皮磨系统提取出的大、中、小粗粒提纯成几乎不含皮层的麦心与粗粉，再送往心磨系统研细成优质面粉。因此，渣磨和清粉系统在制粉工艺中共同担负着对物料精选提纯的作用。

渣磨和清粉系统在粉路中的任务虽然一致，但它们提纯和精选的原理各不相同，渣磨是利用磨辊的机械作用将连皮胚乳(麦渣)上的麦皮剥离，但不能将物料混合物提纯，而清粉是利用风筛联合作用将物料混合物提纯，但不能将渣粒上的麦皮分开。因此，没有渣磨就不能产生更多的纯净胚乳，没有清粉就不能提供最纯的胚乳颗粒，渣磨能使量增加，清粉能使质保证，二者相互配合，互为补充，交叉提纯，共同承担着为前路心磨提供量多质好纯净胚乳的作用。

此外，现有的面粉生产工艺前处理基本上均包括润麦工序，润麦的主要目的是增加皮层韧性，提高皮层的粉碎难度，以降低粉的含麸率。在辊式研磨的后工序中还需要使用松粉机及清粉机，松粉机用于将黏着成片的胚乳打松散，清粉机用于将轻麸皮、带皮胚乳、胚乳分级，以降低粉的含麸率及麸的含粉率。

现有辊式研磨具有以下特点：

物料在辊间短时受力，且受力方向单一，即受到方向固定的剪切力和正压力。辊面转动形成的沿辊表层的空气低压，易使片状物料平行贴近辊面，并保持此状态进入两辊间隙。结果就是经过更多的粉碎次数麦粒中的韧性材料依然是片状，只是片状的厚度与尺寸逐步变小。

辊式研磨具有选择性粉碎的固有特征，即辊式研磨优先粉碎脆性胚乳，而韧性的麸皮、胚芽部分在辊式研磨作用力下则易于成片，因而辊式研磨有利于胚乳与麸皮、胚芽的分离，但是却不能粉碎韧性材料。

按照当代少磨多筛、轻碾细分的磨粉长路径原则，在辊式研磨的同时还要配合风力/筛分分级以减少过粉碎，从而大幅提高制粉效率，这恰好适应麸皮含粉率低、减少面粉麸星含量、避免淀粉粒破坏、提高面粉白度等目的。

目前国内外采用的面粉生产工艺为利用辊式研磨逐步研磨，并通过筛理的方式来区分麸皮和胚乳面粉。小麦皮层组织结构紧而坚韧，而小麦胚乳组织结构相对流散而松软，这样在相同的压力、剪力和削力下，二者粉碎后的颗粒粒度产生差异，利用筛理的方式来区分有差异粒度的皮层和胚乳面粉，从而达到除去麸皮、保留面粉的目的。

粉碎后皮层和胚乳粒度差异与施加的力有关，施加力越大，如一次性粉碎，其差异度很小，面粉和麸皮很难筛理分开，而施加的力相对小一些，如多次用力，其差异度增大，筛理效率提高，面粉纯度提高，这就是现代制粉轻碾细分的原理。显然，现代制粉的工艺是围绕着扩大破碎后的皮层和胚乳粒度差异这个主题展开的，如润麦、松粉、光辊技术等。

因而，现有的利用辊式研磨技术的面粉生产工艺具有以下缺陷：

第一，包括润麦前处理工序和松粉、清粉后处理工序，工序较多，生产效率低下，以85粉而言，粉的含麸率并不低，粉色较深；

第二，物料(比如小麦)在润麦工序中充分与水接触，并且在后续的工序中还会暴露于空气和温暖的条件下，物料极易被氧化，从而需要额外的抗氧化处理，增加了工艺成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种面粉生产工艺和面粉生产系统，其具有较高的生产效率和较低的生产成本。

本发明提供一种面粉生产工艺，包括以下步骤：

预备干燥的面粉原料；

在不进行润麦的情况下将干燥的所述面粉原料投入包括振动磨和分级筛的振动研磨单元，干燥的所述面粉原料通过所述振动磨和所述分级筛的研磨和筛分而形成多个阶段的筛下物料，利用胚乳中淀粉粒子团的内应力反弹形成的瞬时爆炸效应，使淀粉粒自行解碎；

从不同阶段的所述筛下物料获得由所述面粉原料中疏松度不同的各部分粉碎形成的产品，

所述面粉原料为：大麦、燕麦、玉米、水稻、黑麦、黑小麦、高粱、粟、荞麦、藜麦、或者青稞，

所述面粉原料通过所述振动磨和所述分级筛的研磨和筛分而形成筛上物料，从所述筛上物料获得麸皮，从所述筛下物料获得面粉，其中，不包括松粉和清粉的步骤。

在至少一个可能的实施方式中，将所述麸皮投入到第一振动研磨单元而获得筛上麸皮物料和筛下麸皮物料，将所述筛上麸皮物料再投入所述第一振动研磨单元或另一振动研磨单元而获得下一次的筛上麸皮物料和筛下麸皮物料；

当不再筛分出筛上麸皮物料，收集全部的筛下麸皮物料而获得细麸产品。

在至少一个可能的实施方式中，将所述面粉和所述细麸产品混合而获得细麸全麦粉。

在至少一个可能的实施方式中，所述面粉原料通过所述振动磨和所述分级筛的研磨和筛分而形成与多个阶段的筛下物料相应的筛上物料，将所述筛上物料投入同一振动研磨单元或不同的振动研磨单元而形成下一阶段的筛上物料和筛下物料；

调节所述振动研磨单元的所述振动磨的研磨时间和受力大小以通过先前筛分的筛下物料而首先获得麦芯粉，而通过后来筛分的筛下物料而获得面筋品质较所述麦芯粉略差的胚乳粉。

在至少一个可能的实施方式中，将所述面粉和所述麸皮混合在一起而获得粗麸全麦粉。

在至少一个可能的实施方式中，向所述振动研磨单元通入从所述振动磨的进料口向出料口流通的气体，所述气体穿过所述振动磨。

在至少一个可能的实施方式中，所述振动磨的振动频率为8HZ至50HZ，所述振动磨的振幅为2mm至9mm，所述振动磨的振动加速度为2g至10g，以使所述麸皮的微粒子精密复合。

在至少一个可能的实施方式中，所述麸皮含有植酸和植酸酶，将所述麸皮投入所述振动研磨单元，以使所述麸皮的微粒子精密复合，并且使所述植酸酶处于被抑制状态，以及使所述植酸从所述麸皮释放并在所述细麸全麦粉中重新分布而实现植酸二次保护。

在至少一个可能的实施方式中，所述麸皮含有植酸和植酸酶，所述筛下物料包括面粉和细麸产品，分别获得所述面粉和所述细麸产品，以使所述植酸和植酸酶基本全部处于所述细麸产品之中。

在至少一个可能的实施方式中，所述麸皮含有植酸酶、脂肪酶和脂肪氧化酶，控制经研磨的物料的温度不超过40摄氏度和/或将干燥的所述面粉原料投入到所述振动研磨单元，以抑制所述植酸酶和/或脂肪酶和/或脂肪氧化酶的活性。

在至少一个可能的实施方式中，所述麸皮含有脂肪氧化酶，向所述振动磨的磨筒内注入惰性气体，所述面粉原料中的脂肪基本不与氧气接触，并且脂肪氧化酶处于被抑制状态。

本申请还提出一种面粉生产系统，包括振动研磨单元，所述振动研磨单元包括：

振动磨，所述振动磨包括磨筒和研磨体，所述磨筒做圆振动，所述磨筒内自由放置有若干所述研磨体；

分级筛，所述分级筛连接于所述磨筒的出料口以筛分经研磨的所述面粉原料；

在不进行润麦的情况下将干燥的所述面粉原料依次经所述振动磨的研磨和所述分级筛的筛分从而形成不同阶段的筛下物料，利用胚乳中淀粉粒子团的内应力反弹形成的瞬时爆炸效应，使淀粉粒自行解碎，从不同阶段的所述筛下物料获得由所述面粉原料中疏松度不同的各部分粉碎形成的产品。

在至少一个可能的实施方式中，所述磨筒的外周壁套装有冷却水套，所述冷却水套内填充有流动的不高于室温的冷却水。

在至少一个可能的实施方式中，所述磨筒内填充有惰性气体。

本发明提供的技术方案具备以下有益效果：

第一，通过高频振动实现粉碎(即振动研磨)，利用面粉原料，比如麦粒自身不同部位的易碎性特征，实现分阶段细化而获得不同的面粉产品，比如，胚乳部分、麸皮部分，乃至胚芽部分将能够被分阶段地细化成粉，不需要例如润麦的前处理工序和松粉、清粉等的后处理工序，生产效率较高；

第二，磨筒内被研磨物料的受力状态是短(瞬)时受力，只有短(瞬)时受力方可有效实现选择性粉碎，使容易破碎的部分先行排出，避免过度粉碎；

第三，相比于辊式研磨，振动研磨提供的冲击所需要的功率相对小得多，节约系统能耗，降低成本；

第四，物料不易被氧化，不需要额外的抗氧化处理，降低了工艺成本。

附图说明

图1为本发明提供的振动研磨单元的振动磨的运行示意图；

图2为本发明提供的振动研磨单元的振动磨处理物料时的受力状态分析图；

图3为本发明提供的面粉生产工艺的一个方案的流程图；

图4为本发明提供的面粉生产工艺的连续式生产方案的一个示例的流程图；

图5为本发明提供的面粉生产工艺的连续式生产方案的又一个示例的流程图；

图6为本发明提供的面粉生产工艺的连续式生产方案的再一个示例的流程图；

图7为本发明提供的面粉生产工艺的连续式生产方案的另一个示例的流程图；

图8为本发明提供的面粉生产工艺的连续式生产方案的另一个示例的流程图；

图9为本发明提供的面粉生产工艺的连续式生产方案的另一个示例的流程图；

图10为本发明提供的面粉生产工艺的循环式生产方案的另一个示例的流程图。

附图标记说明：

10振动研磨单元；100磨筒；200研磨体；300物料；P高加速度冲击力；L剪切力。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明公开一种面粉生产工艺和面粉生产系统，首先介绍本发明提供的面粉生产系统。

该面粉生产系统具有至少一个振动研磨单元，每个振动研磨单元包括振动磨和分级筛，振动磨用于对面粉原料进行振动研磨，分级筛用于将粒度大小不同的物料分开，这代替了传统工艺中辊子对面粉的辊式研磨。

振动磨具有磨筒和研磨体，磨筒能够做圆振动，圆振动是指：振型为圆形、椭圆形或类似圆形的其他形状的振动，可以说，磨筒一边振动一边做轨迹为圆形的运动，或者说磨筒在振动的同时形成圆形的运动轨迹。磨筒形成有能够容纳物料的筒形腔室，研磨体为若干个并被自由放置于磨筒之内，研磨体为具有旋转轴线的形状，比如可以为棒状、短柱状、球状等。

如图1所示，当磨筒100启动时，随着磨筒100的圆振动，研磨体200绕自身的轴线旋转并振动(即研磨体200自转)，同时研磨体200形成的群体绕磨筒100的轴线转动并振动(即研磨体群公转)(由于介质充填率影响，该轴线会发生偏移)，研磨体200之间的物料300，即面粉原料在磨筒100内受到研磨体200的碰撞、挤压和剪切，物料成为沸腾状态，称之为流态化。

面粉生产系统除了具有振动研磨单元还具有输送系统，输送系统用于将面粉原料输送至振动研磨单元和/或从振动研磨单元输送出成品和/或在振动研磨单元之间输送物料。

本发明提供的面粉生产系统至少在振动研磨单元之内实现隔绝外部空气，并可以进一步优选地在振动研磨单元之内，比如在磨筒内、分级筛空间内填充惰性气体，如氮气、二氧化碳、氩气等以及它们的组合，例如O₂+CO₂+N₂，N₂+CO₂，O₂+CO₂。

磨筒外还套装有冷却水套及时散热，冷却水套内通有流动的温度为不高于室温的冷却水，以此保证物料的粉碎温度不高于50摄氏度，优化的不高于40摄氏度，优化的不高于35摄氏度。

在传统的辊式研磨系统中，较少配置辊内冷却水，因为在其生产条件下易受环境影响产生不可控冷凝水，形成辊面与物料之间摩擦力差异，增加物料水分及滚筒表面生锈的风险。因此，传统辊式磨多采用风冷方案，辊面温度多在70摄氏度至90摄氏度，对于面粉品质带来不良影响，包括降低面筋强度、增大氧化风险等。

此外，在传统的辊式研磨系统中，基本上均采用风送，对辊式研磨主机体系有诸多优点，开放式的研磨机采用负压防尘一体化还有冷却作用，不但能够平衡水分，防止管道物料附着存料或者生霉，还有分散物料的作用，便于输送多点喂料，又满足设备工艺要求(如清粉机)。但问题是，敞开式运行模式，物料完全暴露于大气中，若要进行惰性气体保护，无论是技术角度还是成本角度，均没有实现的实际意义。

因此，在现有的生产系统中，希望暴露出来的胚芽不氧化几乎不可能，尤其在谷物，例如小麦的生命三要素——水分(来源于润麦工序)、氧气(来源于敞开式的系统)和温度(磨辊表面温度达到70～90℃，物料快速通过磨辊表面，温度快速超过室温，)具备的条件下，将谷物，例如小麦原有的皮层保护系统打开，氧化成为必然。

本发明对于输送系统没有明确要求，因为磨筒外套装有冷却水套，可通过夹套水冷却物料，不需要大风量冷却(即风冷)。进料和出料均可以通过密闭的软连接而连接于振动研磨单元，负压防尘不是必要条件。磨筒内物料处于流态化粉体状态，并无需润麦也无需平衡水分。由于具备全密闭的设备运行基础，可以在生产全过程采用惰性气体(比如，氮气)保护。因此，本系统具备避免胚芽氧化的能力，制成的麸皮可以作为食品级产品。

为了避免氧化，还可以采用封闭式输送，输送系统可采用但不限于：斗式提升机、管链式输送机、螺旋输送、振动输送、刮板输送、气力输送机等。

在面粉生产系统具有多个振动研磨单元时，各振动研磨单元的分级筛可以具有不同大小的筛目，比如，将各振动研磨单元沿面粉生产工艺流水线布置，上游的分级筛的筛目小于或者等于下游的分级筛的筛目。一个振动研磨单元的振动磨连接于另一个振动研磨单元的分级筛，面粉原料先进入一个振动研磨单元，形成的筛上物料再依次地进入之后的振动研磨单元，从而各振动研磨单元依次地形成面粉或者麸皮。

振动磨的磨筒可以具有三种形式：第一种是从一端进料，从另一端出料；第二种是从中间进料，从两端出料；第三种是从两端进料，从中间出料。以上三种形式的磨筒可以组合使用，其中，第二种与第三种可以沿上下方向组合使用，即从第二种磨筒的中间进料，物料经过第二种磨筒的两端后再进入第三种磨筒的两端，再从第三种磨筒的中间出料。为了将研磨体与物料分开，一般会在出料端配有筛板。

面粉原料在振动研磨单元内依次经振动磨的研磨和分级筛的筛分从而形成至少一个阶段的筛下物料，还可以形成与每个阶段的筛下物料相对应的筛上物料。

当面粉原料为具有麸皮的小麦等谷物时，可以通过筛下物料而获得疏松度不同的麦芯部分和胚乳部分形成的麦芯粉和胚乳粉，通过筛上物料而获得麸皮。

当面粉原料为不具有麸皮的大米等谷物时，可以通过筛下物料而获得疏松度不同的各部分形成的粉状产品。

应当理解，本发明所称面粉是指以小麦、大麦、燕麦、玉米、水稻、黑麦、黑小麦、高粱、粟、荞麦、藜麦、籽粒苋；或者青稞、黄豆、黑豆、青豆、豌豆、蚕豆、绿豆、红豆、红小豆等谷物为原料所生产的相应的粉状产品。

下文将以小麦作为面粉原料举例说明本发明。

下面对本发明采用的振动研磨的机理进行分析。

粉碎按作用力方式可以分成非压缩粉碎和压缩粉碎两类。非压缩粉碎施予到物料的瞬时粉碎作用力为单向。根据公式F△t＝M△V，要实现足够的冲量，除了速度之外，质量同等重要。以气流粉碎为例，物料的质量过小，产生的冲击能量极为有限。且小麦为弹性体，高速气流产生的物料对撞或冲击易于产生粒子高速旋转下的反弹，其能量仍然以高速运动形式体现，难以变为粒子细化后的表面能，所以粉碎效率低下。转子粉碎中，物料与设备转子会形成高速摩擦，由于小麦各组分导热性差，热容低，摩擦力强，加之该设备冷却面积过小，非接触性冷却，势必造成物料温升过高。

压缩粉碎是物料在粉碎过程中，同时受到双向(对向)作用力形成挤压。这种方式对于具备比重小、柔软有韧性及退让性的小麦更为有效。

如图2所示，本发明采用振动研磨代替传统的辊式研磨，其中以剪切压缩粉碎方式向面粉原料施加作用力，面粉原料受到高加速度冲击力P和剪切力L共同作用，从而在双向复合力的作用下被压缩撕裂破碎，该粉碎作用力的大小不受物料质量的影响。采用该方式粉碎纤维性物料时，由于受到强烈的压缩撕裂作用力，易于破坏组织结构及纤维。在外部激振力的作用下，研磨体做时而散开、时而聚合的抛掷运动。研磨体做同向自转，研磨体群做公转。内外层研磨体不断交换位置，每两个研磨体之间不断冲撞、挤压、剪切物料，使物料被挤破剪断。颗粒由大到小不断被破碎。在破碎过程中，较大颗粒先受力，先被破碎。

植物细胞群组成的颗粒，无论是由大细胞组成的颗粒，还是由小细胞群组成的颗粒，只要其整体尺寸相当，其受挤压，冲击的机会大概率是均等的。即在小麦的粉碎过程中，不论大细胞群还是小细胞群只要其整体尺寸相当其被粉碎的机率是相同的。

在振动研磨过程中，可以通过调整宏观受力时间(振动磨研磨时间)来调整概率受力次数(包括均匀度)，可以通过调整宏观受力大小来调整微观受力状态，即通过调整磨筒的振动加速度与频率来调整研磨体的临界冲击速度，在小麦所受的动量计算公式F△t＝M△V中，M相当于研磨体重量，△V与重力加速度、频率相关，F相当于研磨体重量与重力加速度的乘积，△t受制于频率。

辊式研磨与振动研磨皆属于压缩式粉碎，前者依靠在两辊之间的静态的正压力与剪切力，后者依靠研磨体与研磨体和/或研磨体与磨筒之间的冲击实现瞬时的正压力与剪切力。

随着磨筒的圆振动，研磨体能够绕自身的轴线旋转以及绕磨筒的轴线转动，即同时进行绕自身轴线的自转和绕磨筒轴线的公转，面粉原料容纳于磨筒之内，从而研磨体之间的面粉原料在磨筒内受到研磨体的碰撞、挤压和剪切。

本发明对振动研磨单元的振动磨进行一系列研究和设计。

基于机路法计算原理，核算机路阻抗、振动机械功率、激振器负载等基本参数，进行受力与运行状态分析，仿真模拟动刚度、动强度，选择最佳振动频率和加速度参数，进行振动磨的基础数据设计研究。

从第一届全国“振动机械研究及应用专题学术讨论会论文”中的机械工业部济南铸造锻压机械研究所的何筑生等的《机路法在振动机械研究中的应用》中可以得到可以应用于本发明的运动方程式、用于计算磨筒振动速度、振幅和振动速度幅值、振动机械功率、激振器负载等的方程式。该文献的全部内容通过引用合并于此并作为本发明的公开的一部分。

下面介绍本发明提供的一种面粉生产工艺，该面粉生产工艺利用上述的面粉生产系统。

如图3所示，利用上述振动研磨原理，本发明提供的面粉生产工艺包括以下步骤：

预备面粉原料，面粉原料可以储存于料仓；

将面粉原料投入到振动研磨单元10，具体是投入到振动磨，磨筒做圆振动，面粉原料经磨筒的振动研磨而形成为研磨物料，用分级筛筛分该研磨物料，从而研磨物料被分为筛上物料和筛下物料；

筛下物料可以包括多个阶段的筛下物料，从不同阶段的筛下物料获得由面粉原料中疏松度不同的各部分粉碎形成的产品(比如下文描述的麦芯粉、胚乳粉)，对于具有麸皮的谷物，还可以从筛上物料获得麸皮。每个振动研磨单元10的振动磨和分级筛配合而对物料实施研磨和随后的筛分。

在本发明提供的面粉生产工艺的最基本的方案中，将小麦投入到磨筒，小麦在磨筒内的研磨体的碰撞、挤压和剪切作用下破碎形成包括胚乳面粉和皮层的研磨物料，然后使用分级筛进行筛分，胚乳部分细化成的面粉经分级筛筛分至筛下形成为筛下物料，皮层留在分级筛的筛上形成为筛上物料。

这能够实现最基本的面粉生产要求，即获得胚乳部分细化成的面粉并将麸皮剔除干净，一般情况，胚乳部分可得80～85％左右，剩余15～20％为麸皮，胚芽会包含在麸皮中。

本发明提供的生产工艺利用振动研磨原理，振动还会产生高强度音频，会促进粒子悬浮、分散，同时在粉体表面附着有气膜从而有利于物料形成良好的流动性。

在本申请中，振动磨的磨筒内的被研磨物料双向受力，即粒子在粉碎时同时受到双向力，且两个受力位置基本对称。而常规转子式粉碎则是典型的单向受力，即通过高速锤头敲击粒子，粒子瞬时受力为单向力。

在本申请中，磨筒内被研磨物料的受力状态是短(瞬)时受力，只有短(瞬)时受力方可有效实现选择性粉碎，使容易破碎的部分先行排出，避免过度粉碎。

由于辊式研磨的一维受力特征，只能在配合润麦、松粉、清粉等流程下，通过多次用力实现选择性粉碎(胚乳破碎、麸皮剔除)；而本发明所产生的作用力为多维受力态(正压力、高剪切力、高频交变力和全流态化粒子流共同作用)，通过调整激振参数与物料运动状态即可实现选择性粉碎的优化。

在现有的辊式研磨中，由于辊式研磨的对辊速差限制，正压力较大且受力时间还不够短，同时剪切力不足，粒子在经过压碎后，粉碎选择性还是不强(麸皮过早破碎或者胚乳分散不开)，尤其在皮磨工序采用齿辊将原料带入辊间隙过程中，对麸皮损伤较大，因此过辊次数不宜过多。则必须在其后工序中加入松粉机(将黏着成片的胚乳打松散)及清粉机(将轻麸皮、带皮胚乳和胚乳分级)，以降低粉的含麸率及麸的含粉率。

在现有的辊式研磨中，渣磨和清粉系统在粉路中的任务虽然一致，但它们提纯和精选的原理各不相同，渣磨是利用磨辊的机械作用将连皮胚乳(麦渣)上的麦皮剥离，但不能将物料混合物提纯，而清粉是利用风筛联合作用将物料混合物提纯，但不能将渣粒上的麦皮分开。因此，没有渣磨就不能产生更多的纯净胚乳，没有清粉就不能提供最纯的胚乳颗粒，渣磨能使量增加，清粉能使质保证，二者相互配合，互为补充，交叉提纯，共同承担着为前路心磨提供量多、质好且纯净的胚乳的作用。

本发明通过对振动磨的参数控制，将瞬时高压力施予胚乳，利用胚乳中淀粉粒子团的内应力反弹形成的瞬时爆炸效应，使淀粉粒自行解碎，其受力形式远优于传统辊式研磨，淀粉破坏程度更低。同时磨腔内部物料完全流态化，基本上会形成破碎后的细粒子与未完全破碎粒子两类粒子群，通过一次筛分分级即可明确区分，因此本发明系统流程不需要现有流程中的松粉机与清粉机。

现有的面粉生产工艺前处理基本上均采用润麦工序，主要目的是增加皮层韧性，提高皮层的粉碎难度，以降低粉的含麸率。

而本发明所采用的振动研磨方式可以精准控制粒子受力状态，有效实现选择性粉碎。在本发明提供的面粉生产工艺中，在研磨时，被研磨物料，比如面粉原料或者需要再研磨的筛上物料，受到高频率瞬时冲击，在足够的冲击力及冲击速度下，粒子还来不及变形时，冲击力已经撤回，但粒子的内部应力仍然存在，而应力的释放会出现爆炸效应。这种受力特征所带来的优势就是：皮层破坏少，内部粒子(淀粉粒子组成的“石榴态”)会产生应力爆开，有效避免了淀粉粒子的破坏，同时振动磨内部的完全流态化状态使得爆炸开的粒子快速分散，由于皮层与胚乳部分的这种质构差异，在本方法优异选择性粉碎条件下，不需要加水润麦，即可将胚乳与皮层有效分离。因此增加麸皮韧性的润麦工序不是本方法的必要条件，清粉工艺也不是必要条件。

而且，在本发明的面粉生产工艺中，可以采用干法方式清理面粉原料(比如小麦)；或者采用湿法清理面粉原料(比如小麦)，并对小麦进行干燥处理，即对小麦快速脱水，进一步是采用微波干燥方式，该方式可进一步实现灭酶；进一步也可以采用快速风干方式。

在本发明的面粉生产工艺中，将干燥的面粉原料投入到振动研磨单元，并不需要润麦工序。

以冲击次数相比，本发明提供的振动研磨方式以例如16.7次/s的频率实现冲击与剪切，10min的粉碎时间相当于物料经过1万次辊式研磨。

以临界受力相比，振动研磨对物料的正压力以冲击力实现，当磨筒的振动加速度为2～7倍的重力加速度，乃至7～10倍的重力加速度时，物料可以获得理想的冲击力而破碎。而辊式研磨通过静态压力实现，在物料获得同等正压力的条件下，本发明的振动研磨提供的冲击所需要的功率相对小得多。

在进一步的实施方案中，对经面粉原料获得的筛上物料进行至少一次的上述的“研磨和随后的筛分”从而获得下一次的筛上物料和筛下物料，即将前一次筛分获得的筛上物料投入振动研磨单元进行再研磨和再筛分，收集每次筛分的筛下物料而获得面粉，收集最后一次筛分获得的筛上物料而获得麸皮。每次再研磨和再筛分的过程是对上一次筛分获得的筛上物料进行研磨和筛分的过程。

该方案为连续式生产工艺，即将上一次筛分获得的筛上物料作为下一次振动研磨的原料，将各次(各阶段)获得的筛上物料投入到不同的振动研磨单元，对每一次(除最后一次以外)筛分形成的筛上物料进行研磨和随后的筛分，收集每次筛分的筛下物料即细化完毕的面粉，收集最后一次筛分的筛上物料即麸皮。

本发明还提供循环式生产工艺，与连续式生产工艺相比，在循环式生产工艺中，将不同阶段的筛上物料投入到同一振动研磨单元。

如图4所示，对第一次研磨的研磨物料进行筛分而获得第一次的筛下物料(面粉1)和筛上物料，对第一次的筛上物料进行研磨和随后的筛分而获得第二次的筛下物料(面粉2)和筛上物料，对第二次的筛上物料进行研磨和随后的筛分而获得第三次的筛下物料(面粉3)和筛上物料……对第n-1次的筛上物料进行研磨和随后的筛分而获得第n次的筛下物料(面粉n)和筛上物料，收集最后一次的筛上物料而获得麸皮，收集每次的筛下物料而获得面粉。

如图4和图5所示，面粉1、面粉2、面粉3……面粉n均可以单独收集而形成为面粉成品，也可以混合在一起而后形成为面粉成品。

每次筛分所采用的分级筛可以具有不同的筛目，比如，在进行三次研磨和随后的筛分的方案中，第一次筛分的分级筛可以为69目，第二次筛分的分级筛可以为76目，第三次筛分的分级筛可以为91目；在进行四次研磨和随后的筛分的方案中，四次筛分的分级筛可以分别为：69目、76目、91目、91目。

后一次筛分的分级筛的筛目可以比前一次筛分的分级筛的筛目大，从而能够逐级地筛分出具有更小粒度的面粉。

本发明通过连续振动研磨与分级筛分组合可将合格细粉及时分离出来，避免过粉碎，提高系统效率，减少能耗；并且，以系统效率为目标，研究粉碎与筛分的组合关系，寻找粉碎后筛分前的合理粒度分布及筛分时机，并以此为基础参数进行系统设计，达到高效合理的目的。

通过合理的磨筛配合(即振动磨研磨程度与筛分细度的配合)控制淀粉的破损程度，振动磨研磨程度越低及筛分细度越粗则淀粉破损程度越低，流程上进行的“研磨和随后的筛分”的次数也会相应增加，反之亦然。

如图6所示，将经振动和研磨面粉原料而获得的筛上物料再投入所述振动研磨单元而形成下一次的筛上物料和筛下物料，将各次筛分获得的筛上物料作为原料投入到振动研磨单元进行多次的再研磨和再筛分，每次再研磨和再筛分的过程是对上一次筛分获得的筛上物料进行研磨和筛分的过程。

调节各次振动研磨的研磨时间和磨筒的受力大小，比如振幅和振动频率，从而面粉原料在经过第一次研磨和分级筛筛分之后形成的筛下物料为麦芯粉；将第一次筛分的筛上物料投入到另一个振动研磨单元10，经过第二次研磨和分级筛筛分之后形成的筛下物料为胚乳粉；将第二次筛分的筛上物料投入到又一个振动研磨单元10，经过第三次研磨和分级筛筛分之后形成的筛下物料为胚乳粉……将第n-1次筛分的筛上物料投入到振动研磨单元10，经过第n次研磨和分级筛筛分之后形成的筛下物料为胚乳粉成品，本次筛分形成的筛上物料为麸皮。

对于小麦以外的其他面粉原料，例如大米来说，可以通过上述方案形成相当于麦芯粉的第一面粉产品，和相当于胚乳粉的第二面粉产品，还可以直接将各次筛分形成的筛下物料混合而获得相当于细麸全麦粉(下文详述)的面粉产品。

可以采用筛目较细的分级筛筛分胚乳粉，而采用筛目较粗的分级筛筛分麦芯粉。麦芯粉与面筋品质略差的胚乳粉混合就形成普通面粉，麦芯粉在普通面粉中所占的比例与麦芯在麦粒中所占的比例相当。

在该方案中，在第一次研磨和随后的筛分中，将小麦投入到磨筒，小麦受到瞬时高速力的作用后，麦粒的完整性被破坏，结构最为疏松的麦芯部分会优先细化，经过筛分可将胚乳中的麦芯部分分离出来。

在第二次及之后各次的研磨和随后的筛分中，对去除麦芯部分的剩余粒子继续振动研磨，可磨性较好的胚乳部分会优先细化，经过筛分可将第一阶段剩余的胚乳细化后的面粉与皮层分离出来。

本方案实现了以下目标：麦芯部分(面筋品质优良的胚乳粉)细化、面筋品质略差的胚乳部分细化，以及分离出皮层。

本发明的面粉生产工艺具有增强的流态化能力和较低的粉碎温度，由于这种增强的流态化能力和较低的粉碎温度，以及爆炸效应形成选择性粉碎，因而本发明的面粉生产工艺不但不需要传统工艺的松粉、清粉等复杂流程，还在流程中最先产出麦芯粉，而且是一次产出，从而避免了过粉碎，对面筋的损伤小。

如图7所示，还可以调节各次振动研磨的研磨时间和磨筒的受力大小使第一次筛分的筛下物料和第二次筛分的筛下物料均为麦芯粉，二者可以混合而形成麦芯粉成品也可以单独形成为麦芯粉成品，第三次及之后各次筛分的筛下物料为一般胚乳粉。

在进一步的方案中，可以将麸皮和面粉混合而获得粗麸全麦粉，即包含片状的麸皮的全麦粉。

如图8所示，可以将麸皮投入振动研磨单元10从而对麸皮进行研磨和随后的筛分从而获得筛上麸皮物料和筛下麸皮物料，将筛上麸皮物料再投入振动研磨单元而形成下一次的筛上麸皮物料和筛下麸皮物料，将各次筛分获得的筛上麸皮物料投入到振动研磨单元进行多次的再研磨和再筛分。每次再研磨和再筛分的过程是对上一次筛分获得的筛上麸皮物料进行研磨和筛分的过程。

通过调整振动研磨的研磨时间和磨筒的振动频率，以及分级筛的筛目大小，可以筛分获得包括细麸产品的筛下物料，筛上物料则投入振动研磨单元10继续研磨和筛分直至研磨后不再筛分出筛上物料，而将麸皮研磨后筛分得到的筛下物料混合形成细麸产品。

本方案通过高频振动实现粉碎(即振动研磨)，利用麦粒自身不同部位的易碎性特征，实现分阶段细化，即胚乳部分、麸皮部分能够被分阶段地细化成粉。

如图9所示，可以将面粉和细麸产品混合而形成细麸全麦粉，即包含粉状麸皮的面粉。

如上所述，本发明提供的生产工艺还可以生产全麦粉，采用该工艺生产全麦粉具有以下优点：

在优化非胚乳部位细度的方面，良好的口感要求与细度和粒子性状直接相关，本方案中非胚乳部位细度以全部通过筛目CQ16为准，较优的是以通过筛目CQ20为准，再优的是以通过筛目CQ27为准，更优的是以通过筛目CB30为准，更优的是以通过筛目CB36为准，制成的馒头肉眼不可见麸皮粒子，口感无渣粒感。

在获得良好的纤维口感的方面，通过高频振动实现粉碎，高冲击频率极易实现纤维材料的疲劳，一旦跨越疲劳期，纤维强度立刻降低，使纤维材料易于形成等积状粒子，对口感的贡献极大。对于以西式面点为特征的面包、饼干等用途，麸皮纤维可以保留粗粒子状态。与其他受力形式不同，纤维在高频振动条件下，产生裂隙，一旦在应用过程中(和面)吸水，纤维会膨胀，揉面过程的黏度状态，恰好适合把已经产生裂隙的纤维分散开，形成更为细化的纤维粒子，提高适口性。

在保护淀粉粒子方面，通过水分的控制以及振动磨参数控制，以瞬时高压力施予胚乳，利用胚乳中淀粉粒子团的内应力反弹形成的瞬时爆炸效应，使淀粉粒自行解碎，其受力形式远优于传统辊式研磨，淀粉破坏程度更低，不但助于发酵且口感舒利不粘，制成的全麦馒头口感质构不亚于普通馒头。

在对非胚乳部位进行稳定化方面，本发明的生产工艺能够实现微粒子精密复合稳定化，即用谷物自身包括植酸在内的天然抗氧剂/防腐剂，对不饱和脂肪及其他不稳定成分进行保护，实现全麦的稳定化。

在之前的生产阶段提前将安全的胚乳部分取出，在之后的生产阶段继续对包括需要保护的不饱和油脂、酶及保护剂植酸的物料进行处理。

麦胚是麦粒中最富营养的部位，自然状态下受到皮层保护且细胞壁未被破坏，较长时间存储也会保持相对稳定。

植酸酶是小麦种子萌发解锁的第一道防线，一旦水分激活植酸酶，则内部植酸被水解，其他活性酶借助于水则开始形成有效活力。现有的辊式研磨在初始的皮磨过程中剥开麦粒，并将胚乳颗粒刮下来，并尽量保持麸皮完整，以便后续单独处理。为了实现麸皮的完整性，要提前润麦，使麸皮吸水软化。辊式研磨的过程暴露于空气中，且物料温度相对高于环境温度。

小麦蜡质层被打开，有水、空气与温度条件下，植酸酶会被激活，植酸被水解，酶系统失去保护，相当于快速激活了小麦的自身萌发系统，脂肪酶与脂肪氧化酶已经被激活生效，脂肪的水解与氧化反应已经开始。对这种条件下的物料再采用微波、水热反应、酸保护等方式进行“稳定化”，总是很难避免其中的异味。

本发明防止酶(比如植酸酶)活性激活，具体方案可以是，在生产过程中避免接触水，比如，避免外加水及避免产生冷凝水，避免外加水的方案是，比如不进行润麦，避免水分渗入皮层；避免产生冷凝水的方案是，比如通过控制研磨温度，不使研磨温度过高，避免谷物水分蒸发并遇冷再凝结。

同时要避免包括但不限于脂肪酶、脂肪氧化酶(也称脂肪氧合酶)激活，这两者是稳定化的目标控制点。与抑制植酸酶一样，通过避免水分和温度抑制酶的活性。同时，植酸也是重要的环节，不但抑制酶的活性，还可以抑制微生物的活性，避免胚芽的氧化，实现全谷物的稳定化。此外，还采用上述方案抑制了其他酶的活性。

此外，本发明采用微粒子精密复合稳定化方法：采用振动研磨将皮层纤维细化的同时，细胞壁打破会将更多的植酸游离出来；同时胚芽的不饱和油脂也被挤出油泡，被纤维素成分吸附；由于本研磨过程的压缩式粉碎力，利于排出细胞内及细胞间的气体，植酸有更高的概率涂敷于纤维表面，实现植酸的二次分布，能够保护吸附于纤维素的不饱和油脂。另外，封闭于皮层与胚芽内的活性酶也有机会游离出来，并在与植酸接触附着后得以保护。这些过程(包括细胞壁打破的过程及之后的植酸保护的过程)几乎可以认为是同时进行。

相比现有技术的全麦粉，不需熟化灭酶，成本较低，从生产过程至包装完成的过程中，物料与外界氧气隔绝，可以常温保存一年。此外，在本发明的生产工艺中，将干燥的面粉原料投入到振动研磨单元，并不需要润麦工序。

在固体乳化方面，非胚乳部位的蛋白质也会参与到这种稳定化过程中，借助蛋白质亲水/亲油的特性帮助完成保护，以排除油脂的干扰。一旦植酸的二次保护已经形成，则完成稳定化。本发明的一大核心技术优势是成分自重组稳定化。

本发明实现完全法，这是建立在当代工艺及装备水平上，在保存全麦粉的全部应有成分的基础上完成制备，并实现良好的粒度分布体现应有的麦香及口感。本发明以全麦粉为目标产品，运用振动研磨独特的自选择粉碎与效率优势，直接用麦子为原料以较短的流程全成分粉碎。

振动研磨单元全密闭和/或生产系统全密闭，以避免空气的接触以减少氧化几率。在达到良好的保质期的前提下不用添加剂、不采用另外的水热等方法熟化/灭酶，可以常温保存一年。

采用本方式粉碎纤维性物料时，由于受到强烈的压缩撕裂作用力，易于破坏组织结构及纤维，使组织结构内部的水分(包括结晶水)、油份、挥发份、空气被挤出(减少胚芽氧化概率)，减少组织内部空隙率，使物料密实度增加。

由于组织结构内部的物质被挤出并吸附在组织碎片的表面，使粒子的粘性增大，在强烈的压缩撕裂作用力下，粒子被不断揉捏撕扯，吸附在组织结构表面的物质随之相互迁移，促使油性成份与水性成份在“生物表面活性剂”(一般生物组织内均含具有表面活性的物质，如皂甙、蛋白质等)的作用下形成乳化组合，称之为“固体乳化”。

在该作用的同时，随着组织结构在粉碎过程中的不断破坏及细化，在压缩、揉捏、撕裂的作用下，通过组织内部迁移物质的粘性作用，使被细化的不同组织结构碎片不断形成新的组合，称之为“精密复合化”。

植酸是目前市场上最流行的新型食品防腐剂、抗氧化剂、保鲜剂，有数据报道小麦中含有0.673％的植酸。植酸在全麦粉中还有抗氧化增效剂的作用。

通过振动研磨所特有的微粒子精密复合化作用，粉碎麦胚的同时糊粉层中的植酸游离出来均匀分散于全麦粉粒子中，由此有效利用植酸的防腐抗氧效果实现对麦胚成分的保护，抑制全麦粉内的微生物及酶的活性，帮助实现稳定化。相对于现有技术将非胚乳部分提取出来采用包括但不限于干热法、湿热法、微波法、挤压法、红外线烘烤法、γ辐照法和酸保护等，更具实际应用价值。

植酸在全麦粉中的二次分布，有效抑制了小麦自带酶的活性，更重要的是抑制了脂肪酶和脂肪氧化酶(超氧化酶)等促进脂肪氧化/酸败的酶活性，并以此作为最重要的稳定化手段，进一步与惰性气体(比如氮气)保护相结合实现独有的稳定化组合方法。这也是本发明的技术核心之一。

本发明从研磨开始到包装为成品，采用全密闭流程，氮气低消耗，有效防止生产过程中胚芽的不饱和脂肪酸氧化。该方式对于包装成品的储存也有实际意义，包装袋中充满氮气，不但避免胚芽氧化，还可以避免生虫及霉菌。小麦中若含有仅存的少量氧气，经过面粉的呼吸作用，会在前期储存过程中被消耗掉。

已经过实验证实：此方法制得的全麦粉普通包装在室温(或常温)条件下保存一年以上，未出现酸败及氧化迹象。

本发明所用包装为密封包装，多层纸袋(如三层纸间隔一层或两层薄膜)或塑料薄膜袋均可以选择。包装机以密闭管道形式与成品仓密闭连接，包装机优选阀口袋、自制袋设备，尽可能保证与外界空气不接触。包装材料应具有遮光能力，减少脂肪光敏氧化的几率。

由于植酸形成的二次保护，本发明的全麦粉在保质期范围之内打开包装，常温条件下也可以放置1～3个月(时间差异与温湿度及光照等相关)不变味。

本发明工艺制成的全麦粉，脂肪酸值(以湿基计)(以KOH计)为20～40mg/100g，而全麦粉的行业标准为小于116mg/100g。

研磨过程中，本发明振动研磨主机的高频率压缩粉碎交变作用力形成的呼吸作用，谷物中原有的空气会排出，系统中的惰性气体(氮气)会渗透到粒子内部及表面吸附，将全麦粉粒子内部及周边的氧气用惰性气体部分或全部置换出来，有效避免了氧化的直接要素——氧，这对于胚芽的稳定化产生进一步的协同促进作用。

烷基间苯二酚(ARs)是大量存在于小麦、黑麦麸皮中的一类特殊的酚类类脂。它与α-生育酚、花青素、SOD(超氧化物歧化酶)等都属于天然抗氧剂。经过振动研磨至细胞组织结构破坏之后，这些细胞组织内的成分得以释放，并由于振动研磨单元的微粒子精密复合化的作用，这些天然抗氧剂得以二次分布，对全麦粉内易氧化成份实现良好的协同保护。以具有两亲性的烷基间苯二酚为例，对实现“固体乳化”有帮助，提高保护成分与被保护成分更好的接触概率，进一步改善了微粒子精密复合稳定化的效果。

全麦粉中所含的植酸酶可以在面团发酵、熟化过程中水解植酸，解除防腐作用及对营养成分的锁定，称之为自解锁(解除防腐)。

有法国国家计划研究项目中表述：肌醇六磷酸(植酸)主要富集于糊粉层细胞组织。肌醇六磷酸总量的10％～15％存在于胚。这与常规认识的植酸主要存在于皮层的观点有差异，但在实际应用中糊粉层、皮层及麦胚一同进入麦麸，因此其结果无原则差异。与植酸相对应的钥匙，植酸酶在小麦籽粒中的分布为：糊粉层39.5％、胚乳34.1％、盾片(子叶)15.3％。

谷物具备萌发的能力，自身含有多样的酶，待具备条件时(合适的水、温度、空气)通过酶促反应，得以运用自身的营养和能量而繁育。由于本发明方法的独特工艺条件，可以实现谷物自带酶的二次“封存”，即尽量不破坏酶并抑制酶的活性，这对于胚芽的酶促氧化效应形成根源上的抑制，具体是通过保持物料低温、对物料进行惰性气体(如氮气)保护、通过微粒子精密复合化形成的植酸对活性成分进行保护。这也是本发明对于胚芽稳定化的核心机理。酶的二次“封存”是实现全麦粉在应用过程中(加水和面)，谷物自解锁(自带植酸酶水解植酸)的必要条件。

实现酶的二次封存，要避免酶被激活，则制粉过程须避免酶接触水。本全麦粉生产工艺不需要传统的加水润麦工序，清理过程可以采用加强模式的干法清理。

植酸均布于麸皮，是天然防腐剂，一旦有水并且水侵入穿过蜡质表层，内在的植酸酶开始激活，植酸(反应底物)也被湿润，加上温度合适，植酸即被植酸酶水解。这个过程一完成，谷物中原本被植酸抑制的酶再配上水，即被激活，谷物的生化反应即开始(萌芽)。

总结来说，本发明提供的面粉生产工艺在稳定化方面具有以下几个方面：

第一，本发明运用谷物自带的植酸(盾)抑制谷物中酶的活性，延长保质期，实现自保护。在使用时，加水和面，植酸酶(矛)被激活，使植酸水解，实现自解锁。

第二，实现自我保护，避免植酸酶的激活，控制激活条件：水、温度。

第三，植酸的有效运用：无论是保护体(植酸)与被保护体(各种酶)都集中于麸皮(含胚芽)。本专利的技术方案可以在制粉前期简便清晰地把胚乳部分与麸皮分隔开，胚乳部分(面粉)不会像普通面粉工艺沾有较多麸皮/和/或胚芽。实际上，传统方法面粉工艺的胚乳粉，由于水分、温度以及大量外部置换空气，混在胚乳粉的脂肪已经开始氧化过程，由于正常条件下，酶不会反应消耗，传统方法就算是完成麸皮热反应，全谷物粉的脂肪酸值也很高。中国行业标准，脂肪酸值以116为临界点，本发明检测值为33.2。

下表1为按照本发明的面粉生产工艺生产的面粉的检测数据表：

表1

本专利在胚乳粉优先取出后，剩余的基本上都是麸皮与胚芽，相对而言，天然防腐剂/酶抑制剂(植酸)与酶均处于高浓度状态，更易于实现植酸对于酶的抑制。

在生产的全过程，控制物料处于较低的温度、不加入水、在密封空间实现的氧气贫乏，这能够有效避免酶的激活，同时通过微粒子精密复合化，通过植酸的二次保护，抑制了酶的活性。这种方法，称之为“微粒子精密复合稳定化”，一种与传统技术截然不同的稳定化方法。

经过实验验证，用该方法制得的全谷物粉，在常温密封储存条件下，保存一年未出现酸败。

本专利在胚乳粉优先取出后，剩余的基本上都是麸皮与胚芽，相对而言，天然防腐剂/酶抑制剂(植酸)与酶均处于高浓度状态，更易于实现植酸对于酶的抑制。

本专利的方法在生产的全过程，较低的温度、不加入水、密封空间实现的氧气贫乏，有效避免酶的激活，同时通过微粒子精密复合化，通过植酸的二次保护，抑制了酶的活性。这种方法，我们称之为“微粒子精密复合稳定化”，一种与传统技术截然不同的稳定化方法。

本发明人用该方法制得全谷物粉，在常温密封储存条件下，保存一年未出现酸败。

进一步，通入气体改善物料流态化状态，这样会产生更多的氧化机会。再进一步，通入的是惰性气体。

经实验验证，在保质期范围之内打开全麦粉的包装后，产品在常温条件下也可以放置1～3个月(时间差异与温湿度及光照等相关)不变味。由此恰恰证明，在氮气保护消失的情况下，由于植酸形成的二次保护，有效抑制了脂肪酶及脂肪氧化酶的活性，实现了所描述的稳定化——微粒子精密复合稳定化。

采用本发明的工艺生产的全麦分的健康优势：

为了避免胚芽不被氧化，谷物有自保护系统，表层(种皮至糊粉层)含有多种天然抗氧剂(酚酸、花青素、SOD等)。糊粉层中含有蛋白质、B族维生素、矿物质及少量纤维素。从营养的角度分析，糊粉是小麦籽粒中极富营养成分的部分，特别是B族维生素为人体所必需，缺乏则会产生脚气病。这些有价值的细胞被厚的细胞壁包围，不破坏细胞壁就不能为人消化吸收。本发明采用的振动研磨方式，这种压缩粉碎受力形式可以有效破坏细胞壁及细胞组织，释出有价值的物质。由于本技术方案实现了酶系统的封存，生产过程中也避免了酶激活，因此可以有效保护谷物原始的营养成分。也包括保护了非淀粉多糖不被谷物内源性酶的水解。

谷实类籽粒细胞壁主要由非淀粉多糖组成。小麦中非淀粉多糖主要包括阿拉伯木聚糖(AX)、β-葡聚糖以及少量的阿拉伯半乳聚糖和葡苷露聚糖，其中含量最高的是阿拉伯木聚糖。通过振动研磨的方法会将细胞壁打破，水溶性多糖会游离出来，在非发酵条件下(如面条)，水溶性的多糖(半纤维素)优先持水形成高度粘性胶体，对淀粉形成包裹。由于这种半纤维素不会被人体消化液水解，会阻碍人体内的淀粉酶接触反应底物(淀粉)，从而形成淀粉缓释。这对于糖尿病人意义重大。

不溶于水的纤维经过本发明方法细化之后，形成多质点纤维刷，可以有效刺激小肠促进蠕动以改善便秘，同时可吸附油脂(包括多余的胆固醇)。这一点在面条制品上，体现最为明显。进入胃肠道的面条，表面淀粉缓蚀后显现出针状/片状纤维，以类似纤维刷的作用吸附油脂的同时刺激十二指肠粘膜及肠绒毛。通过刺激实现唤醒消化腺体分泌，加快消化道血液循环，促进肠道蠕动，加速排便，肠道排空，有利于减低腹腔压力，以降低胆囊及胰腺挤出消化液的外部压力，实现促进包括胰岛素在内的消化液分泌。

目前大多数关于植酸、非淀粉多糖的研究是针对于饲料或啤酒。作为饲料用途，外加植酸酶水解植酸，以利于磷和其他微量元素的吸收；需要用木聚糖酶对半纤维素进行水解，以改善酶对饲料的消化和吸收。整体目标就是改善料肉比，让禽畜快速长肉出栏。

而对于人恰恰相反。在目前的生活环境，人更需要均衡营养，也不需要快速长肉，人的小肠需要半纤维素帮助形成良好的微生物环境。人与谷物相互驯化了一万年，人对于谷物是基因需求，尤其是农耕文化体系的人群(中国人)。中国近十几年大面积爆发糖尿病(发病率11.7％，糖尿病前期50％)，每天1万人患癌症，这已经不是医疗问题了，与十几年前开始至今全面普及的麦芯粉与五抛米这些过于精细的主食有直接关系。近十几年的饮食状态的急剧改变，本来可以每餐从麸皮、胚芽中持续获取的营养素，几年时间全面消失。这对中国人的健康是灾难性的影响，尤其是糖尿病的泛滥。有资料以目前发展趋势预计，到2035年中国患糖尿病人数将达到6亿。

人是大自然驯化的动物，需要的是均衡营养，对于谷物主食依赖度极高的农耕文化体系，需要回归自然的均衡营养摄取，才能实现身体的平衡，方可具备健康的基本要素。

在具备全麦主食化的产品技术条件及当前市场广泛健康诉求的环境下，以低成本产业化方式生产符合中国饮食特色的全麦产品，不但符合当前全麦食品的健康理念，相对于传统面粉生产模式直接增产30％。这对于保障粮食供应及全民健康，意义重大。

如图10所示，本发明还提供循环式面粉生产工艺，其可以包括两个阶段，第一阶段生产面粉而第二阶段生产细麸产品，在完成第一阶段的生产任务之后，再将筛分获得的麸皮多次地投入到一个振动研磨单元而进行再研磨和再筛分，当不再筛分出筛上物料时，收集第二阶段获得的全部的筛下物料，即细麸产品而形成细麸产品成品。

还可以在面粉生产过程中实时监测振动加速度、振动位移、多温度(比如，原料温度、成品温度、水套温度等)、气体压力、功率、物料流量、料仓重量等参数，通过主机振动状态图、电力系统运行图、物料运行图、冷水系统运行图、安全供风系统运行图、氧氮气体系统运行图等的监控画面、趋势、报警情况等，实时监控生产运行状态。

振动磨可以与给料机相连，从而面粉原料从给料机进入振动磨，可以在给料机与振动磨之间通入气体，给料机(比如星型给料机)可以具有一定的锁气能力，气体穿过磨筒，通过合理设置气体的流向和流速，能够在流态化状态下帮助物料自分级，使细粒子优先出料。通入的气体为可以是压缩空气或者惰性气体，其中惰性气体包括但不限于氮气、二氧化碳、氩气等以及它们的组合，例如O₂+CO₂+N₂，N₂+CO₂，O₂+CO₂。

应当理解，惰性气体可以包含一定含量的氧气，但是氧气含量不宜过高，以不超过气体总量的15％为宜。

在本发明中，研磨体充填率可以为：30～95％(体积充填率)，优化的是40～80％，优化的是50～70％；每一次振动研磨的研磨时间可以为：1分钟～30分钟；分级筛的筛目至少为筛目CQ16。

本发明采用振动研磨的方法，控制磨筒的振动频率在电源频率为50Hz的条件下(在其他电源频率如60Hz的条件下，振动频率会相应改变)可以为8～50Hz，优化的是10～30Hz，优化的是12～26Hz，优化的是12～13Hz、15～17Hz或23～26Hz。在另一示例中，在电源频率为50Hz的条件下，振动频率可以为10～31Hz，优化的是12～26Hz，优化的是12～15Hz、16～20Hz或24～29Hz。

磨筒的振幅(单振幅)可以为2～9mm，优化的是3～5mm、5～8mm或4～6mm。磨筒的振动振型可以是圆振动或椭圆振动。

磨筒内的氧含量不超过15％，更优的是不超过10％，更优的是不超过5％，更优的是不超过3％，更优的是不超过1％。

本发明同样适用于制备东方的特色食材——米粉、糯米粉，包括白色、紫色、黑色等不同品种。在干法生产工艺条件下，达到湿法研磨的效果，并且没有湿法磨浆的水污染，且不需要干燥。

运用本方法可以实现低筋粉制备，即加强的研磨实现面筋断裂，降低面粉筋度，是采用相对强筋的小麦为原料制备对应较低筋度面粉的方案。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (14)

1.一种面粉生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

预备干燥的面粉原料；

在不进行润麦的情况下将干燥的所述面粉原料投入包括振动磨和分级筛的振动研磨单元，干燥的所述面粉原料通过所述振动磨和所述分级筛的研磨和筛分而形成多个阶段的筛下物料，利用胚乳中淀粉粒子团的内应力反弹形成的瞬时爆炸效应，使淀粉粒自行解碎；

从不同阶段的所述筛下物料获得由所述面粉原料中疏松度不同的各部分粉碎形成的产品，

所述面粉原料为：大麦、燕麦、玉米、水稻、黑麦、黑小麦、高粱、粟、荞麦、藜麦、或者青稞，

所述面粉原料通过所述振动磨和所述分级筛的研磨和筛分而形成筛上物料，从所述筛上物料获得麸皮，从所述筛下物料获得面粉，其中，不包括松粉和清粉的步骤。

2.根据权利要求1所述的面粉生产工艺，其特征在于，

将所述麸皮投入到第一振动研磨单元而获得筛上麸皮物料和筛下麸皮物料，将所述筛上麸皮物料再投入所述第一振动研磨单元或另一振动研磨单元而获得下一次的筛上麸皮物料和筛下麸皮物料；

当不再筛分出筛上麸皮物料，收集全部的筛下麸皮物料而获得细麸产品。

3.根据权利要求2所述的面粉生产工艺，其特征在于，将所述面粉和所述细麸产品混合而获得细麸全麦粉。

4.根据权利要求1所述的面粉生产工艺，其特征在于，

所述面粉原料通过所述振动磨和所述分级筛的研磨和筛分而形成与多个阶段的筛下物料相应的筛上物料，将所述筛上物料投入同一振动研磨单元或不同的振动研磨单元而形成下一阶段的筛上物料和筛下物料；

调节所述振动研磨单元的所述振动磨的研磨时间和受力大小以通过先前筛分的筛下物料而首先获得麦芯粉，而通过后来筛分的筛下物料而获得面筋品质较所述麦芯粉略差的胚乳粉。

5.根据权利要求1所述的面粉生产工艺，其特征在于，将所述面粉和所述麸皮混合在一起而获得粗麸全麦粉。

6.根据权利要求1所述的面粉生产工艺，其特征在于，向所述振动研磨单元通入从所述振动磨的进料口向出料口流通的气体，所述气体穿过所述振动磨。

7.根据权利要求3所述的面粉生产工艺，其特征在于：所述振动磨的振动频率为8HZ至50HZ，所述振动磨的振幅为2mm至9mm，所述振动磨的振动加速度为2g至10g，以使所述麸皮的微粒子精密复合。

8.根据权利要求3所述的面粉生产工艺，其特征在于，所述麸皮含有植酸和植酸酶，将所述麸皮投入所述振动研磨单元，以使所述麸皮的微粒子精密复合，并且使所述植酸酶处于被抑制状态，以及使所述植酸从所述麸皮释放并在所述细麸全麦粉中重新分布而实现植酸二次保护。

9.根据权利要求3所述的面粉生产工艺，其特征在于，所述麸皮含有植酸和植酸酶，所述筛下物料包括面粉和细麸产品，分别获得所述面粉和所述细麸产品，以使所述植酸和植酸酶基本全部处于所述细麸产品之中。

10.根据权利要求3所述的面粉生产工艺，其特征在于，所述麸皮含有植酸酶、脂肪酶和脂肪氧化酶，控制经研磨的物料的温度不超过40摄氏度和/或将干燥的所述面粉原料投入到所述振动研磨单元，以抑制所述植酸酶和/或脂肪酶和/或脂肪氧化酶的活性。

11.根据权利要求3所述的面粉生产工艺，其特征在于，所述麸皮含有脂肪氧化酶，向所述振动磨的磨筒内注入惰性气体，所述面粉原料中的脂肪基本不与氧气接触，并且脂肪氧化酶处于被抑制状态。

12.一种面粉生产系统，其特征在于，包括振动研磨单元，所述振动研磨单元包括：

振动磨，所述振动磨包括磨筒和研磨体，所述磨筒做圆振动，所述磨筒内自由放置有若干所述研磨体；

分级筛，所述分级筛连接于所述磨筒的出料口以筛分经研磨的所述面粉原料；

在不进行润麦的情况下将干燥的所述面粉原料依次经所述振动磨的研磨和所述分级筛的筛分从而形成不同阶段的筛下物料，利用胚乳中淀粉粒子团的内应力反弹形成的瞬时爆炸效应，使淀粉粒自行解碎，从不同阶段的所述筛下物料获得由所述面粉原料中疏松度不同的各部分粉碎形成的产品。

13.根据权利要求13所述的面粉生产系统，其特征在于，所述磨筒的外周壁套装有冷却水套，所述冷却水套内填充有流动的不高于室温的冷却水。

14.根据权利要求13所述的面粉生产系统，其特征在于，所述磨筒内填充有惰性气体。

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