工业磨小麦清洗设备的清洗效果研究

杰奥尔杰塔 . 斯托内斯库，韦尔洛塔 . 埃内斯库；Arcada 研究中心，罗马尼亚

艾娜 . 瓦斯林；乌莉娜 . 阿普度；乌莉娜 . 巴努；Dunarea de Jos 大学，食品科学与工程系，罗马尼亚

工业磨小麦清洗设备的清洗效果研究

杰奥尔杰塔 . 斯托内斯库，韦尔洛塔 . 埃内斯库；Arcada 研究中心，罗马尼亚

艾娜 . 瓦斯林；乌莉娜 . 阿普度；乌莉娜 . 巴努；Dunarea de Jos 大学，食品科学与工程系，罗马尼亚

产自罗马尼亚品种为Dropia的小麦清洗后采用工业滚筒磨上的清洗设备进行清洗加工。通过考察不同设备从谷物中去除杂质总量来评价小麦清洗设备的清洗效果。采用组合清洗器和缩进分离器时杂质分离效率分别为83.42%和82.83%。通过清洗，灰分含量减少0.0225%，而破碎的麦粒为0.223%。对清洗设备的物理参数与杂质含量之间的相关性也进行了研究。结果表明，千粒重和杂质含量呈负相关性。

工业磨；小麦清洗工艺；清洗效果

1. 前言

清洗工艺的主要目的是将谷粒从粗和细的杂质分离出来，采用的方法包括筛分、使用去石机除去石块、通过抽吸的方法除去低密度颗粒和灰尘或者通过择形预分离器将颗粒按形状分成圆形或长粒形。根据Godon和Willm的研究结果[1]，采用高效的去石机可以去除98%的大颗粒石块以及87%的较小石块。谷物污染物如微生物、真菌毒素、有毒重金属和其他污物（昆虫碎片，排泄物，鸟的羽毛等）只能通过清洗的手段去除。采用清洗设备对谷物表面进行高强度处理能够提高其质量和卫生状况[2-6]。

本研究旨在探讨工业磨上小麦清洗设备的清洗效果并建立清洗设备物理参数与杂质含

量的相关性。

2. 材料与方法

Dropia品种的小麦（2009年采收）产自罗马尼亚，经清洗后采用工业磨机加工（Buhler，Uzwil，瑞士，加工能力为3300 kg/h）。清洗部分的工艺流程示意图如图1所示。磨机的料仓包括两个储斗，因此小麦颗粒可以在料斗中停留较长的时间来混合。为使小麦颗粒混合均匀，材料的重量比例采用自动物流平衡器控制（MZAF）。清洗设备包括：带有空气回收系统的组合清洗器（MTKB）、磁力分离器（MMUA），缩进分离器（MTRI）、带有抽吸通道的清洗器（MHXS）。小麦采用分三步被浸湿，采用的设备包括三个单元即，湿度控制器（MYFC）、水比例控制器（MOZF）和浸湿机（MOZL）。

对于图1中所有样品（P1～P13）的采集均遵循标准SR EN ISO 13690∶2007（ ASRO 2008）。

图1 小麦样品清洗流程图

小麦的物理特性采用如下方法测定：湿度采用AACC 44-51方法（2000）测定；灰分含量采用SR ISO 2171∶2002 方

法（ASRO 2008）测定；面筋指数和湿面筋含量采用SR ISO 21415-2∶2007方法（ASRO 2008）测定；降落数值采用AACC 56-81B方法（2000）测定；测试重量采用SR ISO 7971-2∶1995方法测定；杂质含量采用SR ISO 7979/2001方法测定。

每个样品的千粒重（TKW）通过随机选择100个颗粒，测定其重量（精确到0.01g）并乘以10确定。

清洗设备的清洗效果通过以下方法来确定：对于组合清洗器，通过比较P3杂质含量与P3～P4杂质含量的差值确定；对于缩进分离器，通过比较P5杂质含量与P5～P7杂质含量的差值确定；对于带有抽吸通道的清洗器，通过比较P11杂质含量与P11～P13杂质含量的差值确定。

统计分析：2008年11月至2009年7月间，共进行9次实验，每次实验重复三次，得出平均值及其标准偏差。标准偏差和相关系数均通过Microsoft Excel确定。

3. 结果与讨论

组合清洗器（P3）用于去除所有比麦粒大（如秸秆，绳子和大的石块）或比麦粒小的杂质（如沙子、碎麦粒和外来种子），按照其比重将样品分成大比重（P4）和小比重（P5）两组。此外，低密度的颗粒（如灰尘，谷壳，瘪粒和外来种子）通过空气分级去除。小比重样品（P5）在缩进分离器中分离得到圆形麦粒。经过这一步骤后，大比重和小比重两股小麦物流混合，进入浸湿步骤。

小麦经过组合清洗器时，低密度杂质和圆形麦粒的含量可以在P5组得到。如图2所示，平均杂质含量为2.6%，大比重和小比重两组样品的杂质含量

分别为6.2%和0.4%。

图2 由组合清洗器分离得到9个月份样品重组分（HF）与轻组分（LF）的物理性质

组合清洗器进料的杂质含量的最高值（3.86%）出现在3月份，该样品分离出的低比重组分杂质含量为7.27%。低比重组分的杂质含量取决于小麦样品中的杂质种类。如表1所示，碎麦粒的含量越高，低比重组分的占比就越大。

表1 组合清洗器进料及分离得到的重组分、轻组分的物理参数

统计参数

小麦的物理参数也受杂质含量和种类的影响。我们实验得到的测试重量和千粒重（如表1所示）显示这些参数对于大比重组分是增加的，而对于小

比重组分是降低的，同时跟杂质的种类也有关。当小麦原料圆形颗粒（杂草、野豌豆和破碎颗粒）含量较高时，测试重量和千粒重会低得多。对于低比重组分，测试重量和千粒重的标准偏差介于1.302和2.430之间；对于大比重组分，标准偏差介于9.970和1.547，大于组合清洗器入口处的标准偏差（介于1.082和2.308）。标准偏差的大幅变动主要是由于小麦原料中圆形杂质（特别是碎麦粒）含量的大幅变动。

组合清洗器的清洗效果由57.7%（第一个月，2008年11月）增加至98.7%（最后一个月，2009年7月）。采用缩进分离器时，平均清洗效果为82.83%。同时应当指出的是，这种清洗效果受抽提气流的影响较大。

我们分析了测得物理参数之间的统计相关性。结果表明，TKW与TK之间存在明显的正相关，而TKW与杂质含量间存在负相关。回归方程为：TKW=-79.367-0.681×Imp+ 1.538 TW (r2=0.857，p＜0.05)。

表2 组合清洗器和缩进分离器的清洗效果

表3 组合清洗器样品的技术指标

表4 清洗效果

统计参数

我们分析了组合清洗器原料和分离组分的湿面筋（Gu）、面筋指数（Ix）和降落数值（FN），如表3所示。结果显示，TKW与Gu、FN之间存在明显的正相关，而与Ix之间存在负相关。TKW与Gu和Ix、TKW与Gu和FN之间的回归方程分别为： TKW=23.579+0.328 ×Gu-0.409×Ix (r2=0.64，p＜0.05)和TKW=38.478+ 0.82 ×Gu+0.058×FN (r2=0.422，p＜0.05)。

附着在麦粒表面的杂质通过清洗除去。该操作的清洗效果通常是通过小麦灰分含量和出口处碎粒相对于原料的比例来评估的。当灰分含量降低0.02～0.03%、碎粒含量增加至1%（Godon and Willm，1994）时，该操作被视为有效的。我们的研究结果如表4所示。灰分降低的平均和标准偏差分别为0.022%和0.0044%，而对于碎粒这两项指标分别为0.223%和0.049%。

4. 结论

组合清洗器和缩进分离器的技术效果分别为83.42%和82.83%。通过清洗，灰分含量降低0.0225%，同时碎粒含量增加0.223%。研究结果表明，TKW与杂质含量呈负相关。小麦的总体物理参数受圆形杂质的影响，尤其是原料中的碎麦粒。

致谢

本研究得到罗马尼亚项目管理国家中心项目52-132/01.10.2008的支持（优先合作研发项目/国家研究、开发与创新计划2007-2013）

[1] Godon, B., Willm, C. 1994. Primary Cereal Processing, cap. Break Roller Mill Performances, VCH Publisher, Inc., New York.

[2] Eugster, W. 2002. Reducing grain contamination in the cleaning section, Tecnica Molitoria International. 3:147-153.

[3] Jouany, J.P. 2007. Methods for preventing, decontaminating and minimizing the toxicity of mycotoxins in feed.Animal Feed Science and Technology. 137:342-362.

[4] Kushiro M. 2008. Effects of Milling and cooking processes on the deoxynivalenol content in wheat, International Journal of Molecular Science. 9:2127-2145.

[5] Sarakatsanis, K. 2007. Reducerea substanţelor dăunătoare în curăţătorie prin decojire superficială şi sortare optică (Bühler GmbH, Braunschweig, Germany). In: Simpozionul International Traditii si Siguranta Alimentara, Sibiu.

[6] Tkachuk, R., Dexter, J.E., Tipples K.H., Nowicki, T.W. 1991. Removal by specific gravity table of tombstone kernels and associated trichothecene from wheat infected with Fusarium head blight. Cereal chemistry.68:428-431.