前路出粉法的生產(chǎn)應用

前路出粉法的生產(chǎn)應用

近年來，在設(shè)計和改造新建或改造面粉廠的過程中，采取了一些創(chuàng)新措施，以提高單位產(chǎn)量。例如，適當擴大一體化研磨機的連接長度，適當擴大1m和2m研磨機的研磨和碰撞研磨以提高取粉率等。這些新技術(shù)新設(shè)備的采用是在達到《小麥粉》國家標準所規(guī)定的面粉加工精度的條件下，有利于單產(chǎn)的提高和單位耗電能相應的降低，從而降低了加工成本。在討論這些新技術(shù)特點的文章中，“前路出粉”一詞被不斷提及。改革開放以來，《小麥粉》國標中的標準粉逐漸退出我國面粉供應長達30多年的主導地位，讓位于精度等級較高的特一粉和特二粉，從而使20世紀50年代中期以來我國制粉行業(yè)以“前路出粉”法為特色的工藝技術(shù)路線逐漸淡出。以至現(xiàn)在不少從事生產(chǎn)技術(shù)管理的年輕制粉工作者對“前路出粉”法，及其確切概念并沒有切身的實踐和體會。歷史從來都會給當前實踐以重要啟示，我國小麥制粉業(yè)工藝技術(shù)路線的演變和發(fā)展歷史也不例外。因此簡單回顧自20世紀50年代初期至80年代中期，獨具我國特色、適合標準粉加工精度的高單產(chǎn)低能耗“前路出粉”法的形成和發(fā)展歷史，對探索我國制粉工藝技術(shù)的發(fā)展進程不無裨益。1“未來”：提高產(chǎn)量的“前車之路”抗日戰(zhàn)爭勝利后，我國民族面粉工業(yè)得到極大發(fā)展和科技進步，特別是在京津滬穗漢以及無錫、濟南、青島等大中城市，一些完全照搬國外工藝設(shè)計、全套引進歐美設(shè)備的面粉廠達到了當時國際先進技術(shù)水平。不言而喻，這些面粉廠全都遵循百年來小麥加工的制粉工藝，即齒輥皮磨系統(tǒng)和光輥心磨系統(tǒng)分工，多道研磨/篩理的“逐步研磨”法；而且囿于當時磨/篩/清三種主機的負荷條件和技術(shù)水平，有些大型廠的制粉工藝相當繁瑣復雜。面粉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以等級粉為主，但是，能夠享用高精度等級面粉的僅僅是少數(shù)有錢階層的人。中華人民共和國成立，勞動人民當家做主人，大中城市的人民群眾食用面粉量大幅度增加。根據(jù)當時國產(chǎn)小麥總產(chǎn)量，向廣大群眾供應適當加工精度的面粉，而不是等級差別大，勞動人民無力享用的精米精面，無疑是正確的政策選擇。市場供應的“八一粉”和隨后的“標準粉”都是不分等級的統(tǒng)粉，高精度的“兵船”、“炮車”粉，以及解放前夕的進口美國面粉逐步銷聲匿跡。人民政府為穩(wěn)定市場保障廣大群眾的生活，除打擊不法糧商的投機倒把哄抬糧價行為，還逐步實現(xiàn)糧食“統(tǒng)購統(tǒng)銷”，將關(guān)系國計民生的糧食完全置于計劃經(jīng)濟的嚴格管理之下，顯然，面粉加工業(yè)處于舉足輕重的地位，無不開足馬力生產(chǎn)。有限的生產(chǎn)能力，使提高產(chǎn)量成為衡量工藝效果的第一位的指標。這就是“前路出粉”工藝形成的歷史背景。像許多發(fā)明創(chuàng)造寓必然性于偶然性之中一樣，“前路出粉”法的創(chuàng)造也具有偶然性。1951年國營北京面粉一廠的大車間有接長800mm磨粉機12臺；而小車間只有3臺，都沒有清粉機。小車間的一位工人發(fā)現(xiàn)小時產(chǎn)量突然升高，但不知原因何在，后來這位有心的班長發(fā)現(xiàn)，在挑擔式1B平篩的一端分別篩出的去2B磨的粗麩和去1M磨的麥渣中間隔板傾斜，使一部分好麥渣進入了2B磨齒輥，從而使2B磨取粉率提高，減輕了各道心磨的物料流量，為1B磨增大進麥量創(chuàng)造了條件。這一創(chuàng)新舉措打破了被面粉工業(yè)百年來視為“金科玉律”的“1B粗麩去2B磨；1B麥渣去1M磨”的傳統(tǒng)制粉工藝路線，后來這種1B篩下物料混入2B磨的工藝被命名為“麩渣混走”技術(shù)。解放初期工人當家作主的熱情和責任感，以“麩渣混走”技術(shù)提高面粉產(chǎn)量為契機，推動了北京面粉行業(yè)的技術(shù)革新熱潮。面粉四廠同樣3臺磨粉機的小車間，采用1B快慢輥拉絲不同的齒數(shù)，被稱為皮磨磨輥“稀密牙”技術(shù)，其實質(zhì)也是提高1B、2B磨的剝刮率和取粉率，以減輕后路的物料流量，提高單位產(chǎn)量。與此同時，交流頻繁的京津兩市面粉廠采取適當放粗篩絹，打破傳統(tǒng)的11XX、12XX出粉的慣例。篩理效率的提高，促進單產(chǎn)提高、耗電能降低。兩市面粉業(yè)以國營廠為骨干，私營面粉廠的跟進形成了大中小型廠，全面提高產(chǎn)量的局面。當時以江南大學孫時中教授及他的學生為主的我國第一代制粉科技工作者發(fā)揮了重要作用，他們與工人相結(jié)合通過技術(shù)測定等科學方法，總結(jié)推廣這些有益于提高面粉廠產(chǎn)量降低耗電能的經(jīng)驗。1952年全國食品工業(yè)工會總結(jié)，由中央人民政府即當時的政務院副總理陳云簽署批準，并在全國推廣這一“提高產(chǎn)量節(jié)約電力的先進制粉法”?？偨Y(jié)概括為“加寬前路皮磨，縮短心磨；心磨使用齒輥，放粗篩絹；調(diào)整磨研粉路，平均負荷”并正式命名為“前路出粉”法。從此在全國制粉行業(yè)掀起學習推廣的熱潮，并取得大面積提高產(chǎn)量的成果。2粉磨出渣心磨出粉技術(shù)20世紀50年代中期，計劃經(jīng)濟體制下向城鎮(zhèn)居民發(fā)放糧油票證的制度已在全國形成。為節(jié)約糧食提高食用小麥粉的出率，供應的小麥粉已由“八一粉”（出粉率81%左右）改為“標準粉”（出粉率85%左右）。由于面粉質(zhì)量與人民生活和健康關(guān)系密切，1955年首次制定了《小麥粉》國家標準，可以說是最早發(fā)布實施的國標之一?？紤]到國產(chǎn)小麥總產(chǎn)量水平，面粉工業(yè)長期執(zhí)行“提高純度，穩(wěn)定精度”的方針，即加強小麥清理提高面粉純度，但決不提倡“提高精度”，以期達到一定的出粉率要求。當時國標規(guī)定：標準粉灰分含量≤1.2%（干基）（以后兩次降低灰分指標，直至現(xiàn)在的1.1%），還規(guī)定面粉“粉色麩星以標準樣對照”；粗細度為全部通過54GG(318μm）,7XX(181μm）上存留≤20%。實際上，國標規(guī)定的加工精度等級是允許有一定的麩星混入的粒度較粗的面粉。在這樣的高灰分粗粒度低精度面粉生產(chǎn)的條件下，1955～1956年河南安陽面粉廠首先在1B磨輥采用每英寸14的齒數(shù)（5.5·cm-1），鈍角度50°/65°齒角和斜度為8%的齒型，鈍-鈍排列的技術(shù)特性，打破傳統(tǒng)制粉工藝皮磨出渣心磨出粉的分工，強調(diào)小麥進入1B磨后即大量出粉，取粉率（通過54GG）高達45%以上，也就是說，占總出粉率（85%左右）一半以上的面粉在1B磨后就通過平篩篩出。這一經(jīng)驗在北京和河北推廣，總結(jié)出“1皮大量出粉”的工藝，強調(diào)在1B磨而不是1M磨出粉，結(jié)果是大量面粉經(jīng)總粉絞龍直接打包，以后的各道，不論皮磨還是心磨的物料流量都大幅度減少，后路心磨入磨物已經(jīng)是細麩，為進一步縮短心磨道數(shù)，增加1B研磨接長創(chuàng)造條件，形成“張大口、薄流量、多出粉”的工藝。但是1B磨流量增大，軋距緊取粉率提高，勢必要增加電力負荷，面粉廠無不增加磨粉機的電機容量。1958年全國范圍的“大躍進”推動各行各業(yè)的“產(chǎn)量翻番”，面粉工業(yè)也不例外。當時中央糧食部為“翻番””確定了指標：凡以磨輥接長計面粉產(chǎn)量達到150kg·（cm·24h）-1；（折合現(xiàn)在的計算方法約為5.7mm·（100kg小麥·24h）-1），即視為實現(xiàn)“產(chǎn)量翻番”。可以說，前路出粉法發(fā)展為“1B大量出粉”為全國面粉業(yè)“產(chǎn)量翻番”打下了基礎(chǔ)。然而，在全國范圍內(nèi)還有相當一部分面粉廠是以“代加工”的方式核算，即由當?shù)丶Z食主管部門提供小麥，由面粉廠“代加工”并以產(chǎn)出的面粉加麩皮總量噸位計算，給予廠方以一定的加工費用，實際出粉率高低與加工單位效益無關(guān)。這種核算方式對成本影響最大的指標是單位耗電能，因此這些面粉廠對單位耗電能較高的“1B大量出粉”工藝并不認同，而繼續(xù)采用“前路均衡出粉”的工藝，其典型是青島、天津和南方的一些廠。他們不過分強調(diào)1B出粉，而是在1B+2B和1M+2M共4道研磨作為均衡出粉的主要部位。前路齒輥采用35°/55°或30°/65°銳角齒型，加大斜度比例，甚至鋒-鋒排列，使1B磨多出渣，同時也適當出粉。由于已經(jīng)淘汰了影響產(chǎn)量且效率不高的單層清粉機，進入1M磨的物料與粒度相同的麥麩混淆，使心磨出粉灰分較高；但“前路均衡出粉”法的單位耗電能明顯低于“1B大量出粉”工藝。20世紀60年代前期，青島面粉二廠的單位面粉耗電能低于30kWh·t-1；而1B大量出粉工藝的廠為36～40kWh·t-1。青島二廠因指標先進、管理嚴格被樹為全國面粉行業(yè)的一面紅旗。從20世紀60年代開始，在“產(chǎn)量翻番”的基礎(chǔ)上，全國面粉行業(yè)執(zhí)行了追求“高產(chǎn)再高產(chǎn)”的技術(shù)路線。不斷地增加磨粉機的動力負荷，適當增加篩理和刷麩面積，加大氣力輸送提升能力等等，但就是不增加磨粉機臺數(shù)來追逐高單產(chǎn)。到70年代末期，單位接長產(chǎn)量提高到200kg·（cm·24h）-1；折合小麥磨輥接長為4.25mm·（100kg小麥·24h）-1。有些廠單位研磨接長產(chǎn)量高達250kg·（cm·24h）-1；換算成3.4mm·（100kg小麥·24h）-1。與我們現(xiàn)在粉廠設(shè)計中普遍采用的單位接長10～12mm·（100kg小麥·24h）-1相比，單產(chǎn)高出了3～4倍?？梢韵胂瘢扒奥烦龇邸钡难心サ罃?shù)和單位接長縮短到何種程度。3按研制率計算出粉率來提高產(chǎn)品質(zhì)量以北京東郊面粉廠在1958年“一皮大量出粉”工藝流程為例，該廠是1948年國內(nèi)引進美國AliceChamers公司4套全套設(shè)備的面粉廠之一，于1950年建成投產(chǎn)。主機有18臺復式磨粉機（接長36英寸*×9臺，30英寸9臺，總接長1188英寸*，折合3018cm）；木結(jié)構(gòu)4分式高方篩8臺，單層清粉機8臺，另有刷麩機及圓篩，建成時采用常規(guī)制粉工藝。歷經(jīng)數(shù)年推廣“前路出粉”法，制粉工藝發(fā)生根本性改變：采用5道皮磨（其中2/3/4/5皮分粗細磨，2/3皮粗細磨分磨混篩，3/4皮磨分磨分篩）和5道心磨；皮磨系統(tǒng)磨輥接長占總接長的73.74%，心磨系統(tǒng)接長僅占總面積的26.26%。皮磨篩理面積占總面積的72.66%，心磨篩理面積僅占總面積的25.65%，是典型的重皮磨的“前路出粉”工藝流程配備。清粉機的應用除1B平篩46GG下入1/2P,2B篩56GG下入3/4P外，其余4臺均作為篩理面積使用，5P為2B再篩，6/7/8P用做1B再篩。由于這是一座大型粉廠，當時日產(chǎn)量接近17000～18000包（25kg/包），折合日加工小麥500t左右。根據(jù)當時加工標準粉的測定資料，其17道出粉的累計灰分及累計出粉率見表1。需要說明的是，當時的流量和灰份測定每道研磨出粉均有各倉平篩的多個出粉點數(shù)據(jù)，遺憾的是，由于原始資料的散失，每個出粉點詳細的灰分及出率數(shù)據(jù)已不可得，現(xiàn)只能憑借每一道研磨/篩理的綜合數(shù)據(jù)進行分析。從表1可以看出，17道出粉中只有1B/1B再篩/1M3共三道出粉灰分<1.0%，然而，其合計出粉率高達64.34%，占總出率84.77%的2/3以上。特別是1B篩的實際取粉率高達47.04%，其灰分僅為0.612%（干基），不但出率高而且灰分低。這就給后面的各道皮磨和心磨出較高灰分的面粉留有充分的余地。令人感興趣的是，2/3/4/5B的面粉，無論哪一道都比2/3/4/5M的粉灰分低，這完全打破了“皮磨出渣，心磨出粉”的傳統(tǒng)制粉工藝的基本概念。另一重要變化是標準粉的粒度粗，國標規(guī)定標準粉的粗細度為全部通過54GG(≈CQ20相當于331μm)，7XX（≈CB30相當于133μm）上存留≤20%。雖然現(xiàn)行國標GB1355—1986也沿襲了這一指標，但現(xiàn)在與特一粉聯(lián)產(chǎn)的標準粉比國標規(guī)定細得多。設(shè)想前路出粉加工標準粉統(tǒng)粉時，1B篩出的粉與現(xiàn)在1M出的特一粉相比（通過11XX，相當于124μm），那時的“粉”甚至比現(xiàn)在的粗粉都要粗得多。不難想象，“前路出粉”法的前路放粗篩絹，使1B/2B和1M/2M大量出粉，會給以后各道研磨及篩理減輕多少流量和載荷，為縮短流程提高單產(chǎn)創(chuàng)造了條件。圖1所示累計出粉率—灰分曲線是根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，對照20世紀80年代中期我國第一批引進面粉廠的測定數(shù)據(jù)繪制。兩種制粉工藝的出粉部位和灰分的差異顯而易見，前路出粉工藝加工標準粉的最低灰分為0.6%時，出粉率高達47%左右；灰分為1.1%時，出粉率達85%。而引進廠工藝在灰分0.5%時，出粉率50%左右；而出粉率超過70%時其累計灰分仍在0.6%以下。因篇幅所限，本文未提供“前路均衡出粉”加工標準粉的工藝流程。無論是“1皮大量出粉”還是“前路均衡出粉”都是由“前路出粉”法衍生的同一特點的制粉工藝，都可以滿足加工高灰分、粗粒度、低精度標準粉的國標質(zhì)量要求，這也是產(chǎn)生“前路出粉”法的條件。4兩種制粉工藝的對比可以明顯看出，國外加工出粉率為85%左右的制粉工藝，與我國創(chuàng)新的“前路出粉”法在理念上的區(qū)別。英國1960年出版的《制粉學》第4版專門論述了加工85%出粉率時必須遵循的要點。認為，要使“八五粉”含胚乳最多，含外層麩皮最少，其工藝流程更應“精心設(shè)計”，與常規(guī)的加工70%～75%出粉率的面粉所采用的工藝相比，“清粉機是必要的，用以去除纖維物”,并詳細羅列了生產(chǎn)“八五粉”如何調(diào)整工藝的要點：一是采用加長的皮磨系統(tǒng)，如果受磨粉機臺數(shù)限制，難于延長研磨道數(shù)，則1B/2B剝刮率應分別提高到60%和50%。3B+4B必須從麩皮上盡可能地多刮下胚乳，使麥麩干凈。在只有4道皮磨的廠，至少要增加1道5B?？筛挠煤舐芳毱つセ螓熎浩捷仯╳eatingroll）延長皮磨研磨道數(shù)或從心磨調(diào)整磨輥至皮磨系統(tǒng)，則須增加6皮磨處理5皮磨篩上粗麩。皮磨系統(tǒng)總剝刮率應達到入磨小麥的92%，產(chǎn)生8%左右的粗麩皮，另有7%細麩在隨后的清粉機和篩粉機篩出，實現(xiàn)85%的出粉率。二是清粉機必須精心調(diào)整以去除纖維物，但不應使胚乳進入細麩中。為保留胚乳，必須將更多的麩皮物料送到2T/3T處理。為更好處理麩皮物料，2T/3T應采用細牙齒輥和皮磨的轉(zhuǎn)速和速比。（這點與前路出粉的理念相似）三是粉路篩絹配備應與低粉率時大體相同，但心磨尾路的篩絹應放粗，粗細程度因心磨研磨道數(shù)而異，但不應粗于8XX(181μm）?？梢钥吹?，英國生產(chǎn)85%左右出率的粉路，仍然堅持了常規(guī)制粉工藝磨/清/篩配備的基本原則。“延長”而不是減少皮磨研磨道數(shù)；沿用而不是棄用清粉機；基本保持而不是放粗篩絹細度?？傊?，仍然保留常規(guī)制粉工藝的皮磨和心磨系統(tǒng)的分工，在心磨多出好粉的前提下，盡量多研磨后幾道皮磨物料內(nèi)的胚乳和糊粉層來提高總出粉率。顯然，這與我國“前路出粉”法的前路大量出粉持不同觀點。而實踐證明，“前路出粉”工藝是符合我國加工低精度面粉的質(zhì)量要求而產(chǎn)生的高產(chǎn)低能耗的技術(shù)路線。回顧60年前“前路出粉”法的出現(xiàn)，有其發(fā)生及發(fā)展的歷史背景和客觀條件。從原有的完全按照國外工藝配備，以生產(chǎn)高精度低灰分面粉為主的粉路，轉(zhuǎn)變到符合我國供應需求的主導產(chǎn)品———標準粉，加工精度要求降低了很多。顯然