玉米选胚技术的探讨

张立建，李学强

（河北苹乐面粉机械集团有限公司，河北 正定 050802）

玉米选胚是玉米经脱皮、脱胚和筛理后将混在玉米渣中的胚与玉米渣分离的过程，经过选胚后的玉米渣可以加工成脂肪含量低，品质好的玉米渣、玉米糁和玉米粉等成品，提取出来的玉米胚可以榨油或饲用，从而提高玉米加工厂的效益。

在食用玉米的加工过程中，选胚是一个至关重要的环节。

首先，选胚效果的好坏直接关系到玉米成品的品质。如果玉米碎胚混入到玉米渣、粉等加工产品中，会造成成品脂肪含量高，口感变差，且含有黑点，影响产品外观。玉米胚芽宜存储时间很短，如果不将玉米胚提取干净，会降低玉米糁和玉米粉存储时间。

玉米胚的出油率为16%～19%，玉米胚芽油是优质食用油，人体吸收率达97%以上，它不仅具有一般植物油的营养价值，而且其不饱和脂肪酸含量占85%以上，其中油酸占36.5%，亚油酸占47.8%，对心脑血管具有保护作用。另外，玉米胚芽中还含有丰富的蛋白质和维生素[1]。

1 玉米选胚工艺

玉米脱胚选胚工艺流程：

玉米经脱皮、脱胚后，对物料进行筛理分级，按照粒度大小可分为以下几类：

（1）大碎粒：粒度在4～5 W之间。

（2）大渣：粒度在5～7 W之间，这里面包含了大部分的玉米胚。

（3）中渣：粒度在7～10 W之间。

（4）小渣：粒度在10～14 W之间。

（5）粗粒：粒度在14～20 W之间。

脱落下来的胚分布于在制品中，大渣和中渣的含胚量占玉米胚的90%以上，其中大渣含胚量占65%～75%。所以，主要是在大渣、中渣中提胚[2]。

1.1 强碾式脱胚除胚工艺

工艺见图1。先对原粮玉米进行清理，去除各类杂质。然后利用着水机进行混合着水，接着进入润粮仓进行水分调节。玉米加工时的水分含量一般保持在14%～16%之间。玉米破碎、脱皮和脱胚工艺是利用4道立式碾米机对玉米进行连续强碾。这4道米机设置为:第1道砂辊、第2道砂辊、第3道铁辊、第4道铁辊。每一道碾米机都配有吸风工艺，将碾碎的玉米胚和皮吸出作为饲料用。4道碾米机之间不用筛理分级。这种工艺的设计是将胚和皮彻底碾碎成粉，被风吸走，以达到去胚的目的。

图1 食用玉米加工的强碾脱胚工艺图

这种工艺能够将大部分的玉米胚除去，但是在玉米糁和玉米粉中还是含有少量玉米胚和黑点，成品的质量不好。

工艺分析：采用强碾式脱胚工艺，虽然将绝大部分的玉米胚和皮碾成粉被吸走。但是毕竟没有经过选胚过程，所以玉米胚清除地并不彻底，如果加大碾碎的力度，会影响产品得率。所以这种加工工艺效果不理想。

1.2 强碾及选胚机除胚工艺

在第一种强碾工艺的基础上进行改进，增加了选胚机（如图2）。对经过4道碾碎后的物料进行筛理分级，将14 W以上的物料（里面含有了绝大部分的玉米胚）进入选胚机选胚。选出来的胚被当做饲料粉收集；提纯后的玉米渣进入粉碎机进行制糁。14 W以下的玉米糁进入锥形风选器，利用风选除去皮和少量碎胚达到提纯的目的。

图2 食用玉米加工强碾选胚工艺图

图3和图4分别是未经选胚机选胚的玉米糁和经过选胚机选胚后的玉米糁对比图。从结果来看，使用选胚机后，能够有效地提出玉米糁中的胚芽，在很大程度上降低了成品的含胚率，提高了产品品质。

图3 未经选胚的玉米糁

图4 经过选胚后的玉米糁

这种工艺虽然提高了玉米成品质量，但是将玉米胚芽和玉米皮同时碾碎成粉被吸走做饲料，不能提取完整的玉米胚芽来榨油或售卖，降低了玉米的利用价值和玉米加工厂的效益。

1.3 选胚机完整提胚工艺

首先利用第一道砂辊碾米机对玉米进行轻碾，将整粒玉米碎成4～6瓣，并将胚和玉米皮分离下来。这个过程配有吸风，将碾出的粉抽走作为饲料。

碾碎后的玉米进行筛选。筛网配备情况是：上层配5 W筛网，将玉米大碎粒分离出去，进入下道工序。下层配10 W筛网，将筛下物的小渣和碎胚分选出去，进压胚磨压胚。留下5～10 W之间的大渣和中渣，这里面包含了大部分的玉米胚，然后将其送入选胚机进行选胚。

经过选胚机的分选后，能够将胚渣混合物中的绝大部分纯净玉米渣提取出来，进入后道碾米机继续粉碎制糁。剩余的胚渣混合物量很少了，玉米胚芽的纯度大大增加，这部分物料再进压胚磨压胚，然后再过清粉机精选将胚提出。这个流程可提取出纯度较高的完整玉米胚。

压胚磨粉过程：由于胚渣混合物中，胚和渣的密度和粒度相差较小，而且混合物中含有胚与渣粘连在一起的渣粒，对此须根据强度的不同，采用研压方式，使韧性大的胚被压扁，韧性小的渣被破碎，造成两者粒度上的较大差异，由筛理设备提胚分级。在这个过程中，要求对混合物的研压力度适中，减少胚的破碎度，使胚膜不严重损伤，防止胚中的脂肪渗入粉中，同时要尽量减少胚中含有的胚乳。经过压胚磨粉后的物料再经过筛理，就可提取出纯净的玉米胚了。

这种增加了完整选胚的玉米加工工艺，可以选出完整且纯度较高的玉米胚芽来出售或榨油，这样可以有效提高玉米的利用率和玉米加工厂的效益。此工艺中，选胚机的使用效果起着关键性的作用，直接影响着成品的质量和玉米加工厂的效益。

2 选胚设备

食用玉米加工领域对玉米选胚设备的选用目前处于试验摸索阶段，使用比较有效果的主要有以下三种设备。

2.1 吸式比重选胚机

这种选胚机是由吸式比重去石机改进而来的。它选胚的原理与小麦去石原理基本一致：利用玉米胚与玉米渣比重和悬浮速度的不同。在选胚机前后振动，并辅以向上穿过物料气流的作用下，玉米胚和玉米渣实现分级。玉米胚呈现悬浮状态，与筛面脱离，并在自重的作用下，流向前端出胚口。玉米渣下沉到筛面上，在鱼鳞筛板的向上推动下，向后部出渣口流动，从而实现玉米胚和渣的分离。图5为吸式比重选胚机外形，图6为其结构图。

图5 吸式比重选胚机外形图

图6 吸式比重选胚机结构图

该设备正常使用时，出渣口物料内基本不含玉米胚。但是，只使用一道选胚机，玉米胚纯度不太理想，出胚口会混有玉米渣。增加了2道选胚机进行复选，可将玉米胚中的渣完全分离出来。经过3道提胚分选后，能够将5～10 W之间的胚渣混合物中的大部分玉米渣分离出去（约占95%），且里面基本不含玉米胚芽。出胚口的物料占比约占5%，这里面含有了绝大部分的玉米胚芽，纯度较高，其中仅含有少量的玉米渣，这部分物料再进到压胚磨压胚。

2.2 色选机

色选机进行选胚也很难做到一步分选到位。某大型玉米加工厂采用色选机进行选胚的工艺，一共设置了3道色选工艺，进机物料是5～10 W之间的胚渣混合物。经过3道选胚提胚工艺后的玉米胚中含有的玉米渣很少，这个选胚效果已经比单个一台吸式比重选胚机提升了不少。这部分物料再进行压胚磨粉，然后通过清分机进行精选，就可以选出更加纯净的玉米胚了。

2.3 梯形玉米选胚机

梯形选胚机结构外形如图7，结构如图8所示：

图7 梯形选胚机外形图

图8 梯形选胚机结构图

梯形选胚机的工作原理：物料流入到一个有一定倾斜角度的筛面上，筛面处于倾斜上下方向振动的状态，并有风从筛面由下向上穿过。比重不同的玉米胚和玉米渣流入到筛面后，重质的玉米渣与筛面接触，在筛板向上振动力的作用下，沿着筛面做上爬运动。轻质的玉米胚，在风的作用下脱离筛面，呈悬浮状态，并在重力作用下做下滑移动。这样，重质的玉米渣和轻质的玉米胚芽就被逐渐分离开来。

需要分选的玉米胚渣混合物，通过缓冲斗（1）进入到进料箱（5）中，进料箱具有匀料和闭风的作用。经过初步匀料后的物料流入到筛体（7）的筛面上，物料在振动和上吸风力的作用下铺满整个筛面，同时重质的玉米渣和轻质的玉米胚形成分级。重质玉米渣逐渐向出石口方向运动同时横向向出料口方向运动；轻质的玉米胚向振动电机方向运动，同时横向向出料口方向运动。这样在梯形筛面的长纵边上，从出石口端到振动电机端，就形成了从玉米纯渣逐渐过渡到玉米胚渣混合物再逐渐过渡到玉米纯胚的物料分布状态，并同时流向出料口（15）。

这个设备共设置了4个出料口，在每两个出料口之间设置有1个分料板（20），分料板可以左右转动调节。从筛面上流下来已经完成分级的物料，根据三种物料（玉米纯渣、玉米胚渣混合物和玉米纯胚）的分界位置调整3块分料板的位置，让每种物料流向各自的出料口。玉米纯渣和玉米纯胚属于完成筛选的物料，进行各自收集，玉米胚渣混合物需要回机重新进行筛选。

在入机物料中含有的重型杂质，如石子、玻璃和铁屑等会沿着筛面继续向着出石口方向运动，当它们到达反吹风板（22）时，反吹风板会提供一股与物料运行方向相反的风，使混在这些重型杂质中的玉米渣被吹回，而重杂质继续向前运动，直至通过挡石箱（21）的缺口流入到接石箱（17）中。至此，整个筛选工作基本完成。

将5～10W之间的物料投入到梯形选胚机后，进行分选。结果如下：

D1口（纯胚出口）物料占比：1.6%；D2口（胚渣混合物）占比：28.5%；D3口 （胚渣混合物）占比：26.9%；D4口（纯渣）占比：43%。

其中D2和D3口的胚渣混合物需要重新返回选胚机进行再次分选，D1口的玉米胚进压胚磨压胚，然后通过清粉机精选提纯，选出纯净的玉米胚。D4口纯渣则进入到下道工序继续加工。

3 三种选胚设备、选胚效果对比

从选胚效果来看：5～10 W的胚渣混合物料进行分选，梯形选胚机和色选机三选之后的提胚效果比较接近，并且两者都要好于吸式比重选胚机三选之后的效果。

三种设备提胚后的物料，都要进行压胚磨压胚，这样可以将玉米胚中混有的玉米渣再提出一部分来，提高成品得率，同时也可以提纯玉米胚。

而对5～8 W的胚渣混合物料进行分选，梯形选胚机可以选出基本不含玉米渣的纯胚。而色选机和吸式比重选胚机虽然达不到这种效果，但是经过分选后的玉米胚中玉米渣含量相比5～10 W的也可以减少很多。

梯形选胚机与吸式比重选胚机的工作原理一样，两者产生的选胚效果差异（色选机工作机制与两者不一致，暂不做讨论）：

（1）吸式比重选胚机的筛面是长方形筛面，物料运行轨迹为单一的前后方向运动形式，物料在筛面的停留时间短，使玉米胚、渣无法得到充分地分离。梯形选胚机上的物料会沿着梯形筛面的短纵边和斜边快速向出石口方向运动，同时，物料还会会缓慢的横向向着出料口方向运动。在物料达到反吹风板时，由于反向风力的作用和筛面倾斜角度的影响，物料会沿着筛面的纵向折返流向振动电机，同时，物料也在缓慢地横向流向出料口，直至物流铺满整个筛面。从物料的运行轨迹来分析，物料在筛面的运行轨迹比较曲折，停留时间大大延长，让玉米渣和玉米胚有充分的时间和空间进行分离。

（2）吸式比重选胚机筛面上的物料运动的方向只有前后一个方向，造成筛面角度调节方式只有前后这一个方向可调，角度调得高一点儿，就可能造成玉米渣流向出胚口；角度低一点，就可能造成玉米胚从出玉米渣口流出。在不同的玉米种类、不同的产量、不同的吸风量等多种因素的影响下，设备选择合适选胚角度的范围值非常狭窄，造成调节困难。

梯形选胚机使用的是横向角度和纵向角度都可调的两种调节形式。在纵向角度不变的情况下，筛面横向角度抬升，可以使物料横向移动速度加快，让物料快速流向出料口；横向角度降低，可以减缓物料流向出料口的速度。在横向角度不变的情况下，抬升纵向角度，可以加快物料向振动电机方向聚集速度；降低纵向角度，可以加快物料向出石口方向聚集速度。

在筛面分选的过程中，可以根据筛面上玉米渣和玉米胚分离的情况，对筛面进行横向和纵向角度的调节，这样就有了较大的操作空间，选择合适的角度，让筛面上的物料有较好的分选效果。

（3）物料在筛面上的分布情况通常是纯渣-胚渣混合物-纯胚。而吸式比重选胚机的只有两个出口，即出胚口和出渣口。针对处于中间位置的胚渣混合物因为比重接近，很难精准控制到玉米渣向出渣口移动，玉米胚向出胚口移动。现实情况是，这部分物料要么从出渣口排出，要么从出胚口排出（一般是调节到从出胚口排出，避免影响成品质量）。所以造成出胚口含有不少玉米渣。

梯形玉米选胚机设置有4个出料口来排出不同区域的物料（另外还增设一个出石口）。并且在每两个出料口之间设置1个分料板，将不同物料分离到不同的出口。这样，筛面上胚渣混合物就有了合理的去处，不会再对出胚和出渣产生影响。

以上三点，就是梯形选胚机的选胚效果好于吸式比重选胚机的原因。

4 结论

首先在工艺上，玉米的第一道碾碎设备要做到轻碾，一般使用砂辊碾，即要使玉米粒破碎，又要尽量保证玉米胚芽的完整性，这对后道的选胚工艺创造有利条件。

其次，对含胚物料的筛选使用8 W或10 W以上的筛上物，这对提出纯胚是比较有利的。如果过小粒径的物料进入到选胚设备，会影响其效果。

第三，选用选胚设备，吸式比重选胚机成本最低，但需要2次复选，使用设备数量较多，占用场地面积较大。选用色选机，也需要2次复选，并且色选机成本更高，一般小型玉米加工厂使用色选机，经济负担较重。梯形选胚机成本较吸式比重选胚机略高，但低于色选机，只需要进行一次筛选即可，复选工作依然可以利用本道设备循环进行，因此，目前梯形选胚机是提胚设备比较理想的设备。

完善食用玉米加工过程中选胚工艺，选择合理的选胚设备，提高玉米胚芽纯度和保证玉米产品质量，可大大增加玉米加工企业经济效益。