赵学敬
(河南工业大学,郑州 450052)
小麦制粉技术已从试验和生产中找到了它的科学管理方法,使得制粉过程有了高产、优质、低耗与安全的效果。为把这种效果更加理论化并记忆犹新,需要聚焦总结和归纳,老调新弹。作者就小麦制粉技术管理,来漫谈一些看法,与小麦制粉工作者共享。
电是看不见摸不着的,是磨粉车间的动力来源。没有它,灯就不亮,机就不转,“落窝鸡子”也停了下蛋;有了它,灯亮机转,就有了忙碌的“产院”。是它叫醒了车间里的一切控制系统,激活了一切功能设备,启动了“安定团结”的生产局面。
用电,讲究电耗,并以度计量(1 kW运行1 h为1kW·h)。电耗大则成本高,反之则成本低。磨粉车间的电耗,以吨粉电耗度数来表示,一般来讲:前路法生产标准粉的大厂多见50 kW·h左右,中路出粉法的特二粉围绕70 kW·h波动,特一粉在80 kW·h上下升降。这一经验已成了掌握电耗的参考标准。
电动机是电的“分销店”,沿着工艺路线布局在台台设备上,电耗也就表现为一根藤上的“苦瓜”,最大的“苦瓜”结在磨粉机上。所以,除了避免磨机的“大马拉小车”现象外,正常运行就成关键。都知道,电动机启动电流是很大的,因此减少各部电机的启动次数(特别是磨粉机)要重视。另外,操作人员要有观察电流表的良好习惯,当电流过高或过低时(2个电流相当于1 kW·h动力),应及时调整磨辊的松紧,免得磨辊过松空磨,过紧拉升电耗。
关于电耗管理的其它方面,建议读者复读一下本人写的《小麦制粉中的多种节电经验与梳理》(发表于《粮食加工》2012年第4期)就更加清楚了。
电的性格像“长江”,面善心恶:善在不露真容做事,恶在老虎屁股摸不得,费电让企业撒钱,触电就要伤人。
气力输送是一个完整的物料运输系统。在制粉车间,风机为“龙头”,汇集风管为“龙身”,数十条提升管为“龙爪”,如同玉龙飞起,横空出世。“龙爪”有着接料、提升、卸料、排放的“手功”,把各种物料抓放到应放的部位。尽管提升管那么多,直径不同,提升能力各异,卸料器不一样,但是,它们的作业皆能“一帆风顺”。这是因为:第一,风路等高点或等长点上的压力(克服的阻力,kg/m)有着基本相同(或基本平衡)的设计;第二,生产中各管道的载物量保持着设计指标。否则,阻力大的风管掉料,阻力小的风管贪夺风量,生产将出现一片混乱。其中,风速设计的最佳值是:输送面粉一般为18 m/s,输送小麦一般为22 m/s,以此为标线,高则耗能,管道磨损快,低则掉料,失去运输功能。
风是空气的定向流动,但它不像自然风那样席卷山野,仅是管道中的“十二级台风”,担当着车间的“通风”和“气力输送”。风源来自风机的运转,同电一样是看不见的,之所以看得见是因风里有了飞奔的物料。风不同于电,人可以摸它,却是捉不住。利用风的物料输送功能,很好地替代了斗式提升机,使得设备投资减少,车间干净卫生(因在风的负压下工作),磨辊温度降低、采光面积变大。
生产中,关注风路畅通是最重要的,这就要做到:①物料流量不超设计标准;②严防大的异物吸入;③保证管路处处不漏气。
风的性格似“黄河”,面恶心善:恶在速度迅猛,善在和谐载物。
粉尘既能沉积也能在车间里自由飘飞。这些地上落的、空中飘的、堆集散存的,形成了爆炸的温床,其中漂游于空气中的尘埃更富有爆炸的危险性,教材指出:磨粉间的空气含尘10 g/m3、清理间的空气含尘40 g/m3,就已经达到“最低粉尘爆炸浓度”,此时一旦遇上火种,爆炸便一触即发。
开始的爆炸也许是局部的,但它产生的热量和震动,会激发墙面、地板、机器上的积灰或附尘扬起来,为下一步较大的爆炸积累了条件。接连的二次爆炸发生,冲击威力越来越大,甚至会把集灰箱、面粉柜撕裂,内存的惰性灰粉马上会变成活泼的“空间尘雾”。结果,“火上加油”,殃成不是瓦斯而胜似瓦斯的巨大爆炸。
小麦清理有灰尘,小麦磨粉有粉尘。所以,粉尘爆炸不可轻视。
有这样的历史记载:美国20年间有400余起粮仓爆炸事件发生,死亡200多人,损失达数千万美金;1981年12月10日,粉尘爆炸的“灾星”落在了我国南方的海岸线,一声惊天动地的巨响,把广州黄浦港二区筒库毁于“磨菇云”中。
1997年,美国召开了国际型座谈会;1982年,中国召开了“粉尘爆炸”专题会,两会皆就粉尘爆炸敲响警钟,并提出了早期预防和强化清除粉尘的举措。
为了预防粉尘爆炸,有这么三条措施:
(1)空间中尘埃含量不超过“最低爆炸浓度”。
(2)消除火种,如禁止吸烟、防止轴承过热、避免电路漏电、杜绝温度高于250 °C的灼热物体产生,等等。
(3)应及时清除墙壁、地板、设备上的积尘,保持车间各处的清洁卫生。
特别指出的是,磨粉机是最易发生粉尘爆炸的设备(头道皮磨危险性居首),原因是:第一,磨膛内的粉尘已达爆炸浓度;第二,磨料时有可能产生火源,如残余砂石、铁质零件、火柴头等杂质,研磨时会喷冒火花。可怕的是,磨机与风网相通,爆炸将迅速沿着风管蔓延到风网尾端的布筒除尘器,一场大火就会全方位燃烧起来,一切也将毁于巨声爆炸之中!针对这一问题,务必要抓好以下两项工作:
①保证磨料纯度,以除杂质受磨生火。如小麦清理要净,设备保养要好,磨料磁选要精。
②保证磨机有防爆部件,以破坏爆炸条件。如磨膛中装置“粉尘隔离器”,把粉尘和火种有效地断绝关系。
总之,粉尘爆炸是小麦制粉中一大隐患,管理上不可麻痹和小觑,防爆措施一定要落实在先。
皮磨系统的刮粉率,决定着整个粉路中各种物料的分配及流量平衡,也决定着磨粉方式和研磨强度,这样的话,皮磨系统的刮粉率就是“一箭”,流量与操作便是“双雕”了。
刮粉率常以百分比来表示,计算时的基数不同,比值则不一样。磨下物料穿过粗筛(生产精粉时,1B、2B用20W,3B用26W,4B用30W,5B用36W)的物料数量,占1B入磨物流量的百分比叫绝对刮粉率,占本道入磨物流量的百分比叫相对刮粉率。
各皮磨的绝对刮粉率,表明各道皮磨在研磨过程中从麦皮上刮下胚乳的指标,也决定着心磨系统处理物料的多少和好坏。遵循刮粉率逐道下降的规律,分配给后续皮磨的含皮胚乳都有合适的流量,来保证操作的安全稳定和粉质的向好。
在生产实践中,如果皮磨系统较长,刮粉率高的前路要延长到3B;如果皮磨系统较短,应把1B、2B的刮粉率提高,避免后路刮不净。在相同的皮磨系统中加工硬麦时,因皮层易被刮净可适当降低1B、2B的刮粉率;加工软麦时,皮韧且与胚乳难分,应加强前路皮磨研磨,让刮粉率相应上升。为了提高精粉产出比例,可把前路皮磨延长一道,在操作上做到:各道皮磨的相对刮粉率“脚跟点起”,前路皮磨的绝对刮粉率“借劲助跳”。
皮磨系统刮下来的胚乳,不一定全部通过粉筛,这就清楚地提醒人们:刮粉率和出粉率是两码事,而且皮磨系统的累计刮粉率总是大于粉路的出粉率。二者的关系应掌握在:总出粉率70%时,皮磨系统的绝对刮粉率之和应占到1B磨流量的80%~82%;总出粉为80%时,皮磨系统的刮粉率总和应占到1B磨流量的90%。
解开了“刮粉率”这个疙瘩,并把它活用于生产,这就等于吹响了磨粉进程的号角,一切动态中的平衡、操作、出粉率等问题便都迎刃而解。为此,当出粉率为75%时,专家推荐皮磨系统的刮粉率如下:
1B 30%~35%(硬 麦)、35%~40%(软 麦);2B 28%~32%(硬麦)、30%~35%(软麦);3B 12%~16%(硬麦)、8%~10%(软麦);硬、软麦在4B为3%~4%,在5B则为2%~3%。
磨粉的目的有两点:一是把胚乳与麸皮分离,二是把分离的胚乳磨细到需要的粒度。“分离”与“磨细”在磨、筛、打工序中实现,每个工序中麸片又总是粗于胚乳。科技工作者把粒度变化的规律,利用几何作图描绘成“粒度曲线”,感性也就升为理论,再反作用于磨粉生产,以提高产品质量和生产效率,这样就出现了“粒度曲线法”技术管理。
对于这一技术管理法,首先要建立这样的坐标系:纵坐标为筛上物的累计百分比(0%~100%),横坐标为筛面的筛孔尺寸(95~1 050 μm,相当筛面13XX~20W)。第二步,从某道磨下物料取样,选择由稀到密的分级筛筛分,称出各种筛上物和面粉的重量,并算出百分比来。第三步,筛上物的累计百分比和对应的筛面筛孔在座标系里都有交叉点,把这些交叉点一一描出来。第四步,再平滑连结各点,粒度曲线就这么画出来了。如果得到的曲线能表明流量平衡良好、出粉率高和灰分低,可作为标准粒度曲线指导生产操作。生产中将新画的粒度曲线和标准粒度曲线对比,就能看清生产中的以下问题:
(1)因细筛筛上物减少而引起曲线顶部降低时,说明磨辊出现磨损,皮磨系统出粉增多,应重新更换磨辊。
(2)磨辊两端的粒度曲线相同,表明磨辊平直;两端的曲线不同,说明磨辊倾斜,需进行调整。
(3)几对磨辊有同样的来料,所得曲线不同时,说明操作有误,应及时纠正。
(4)用平筛在各出口接料作粒度曲线,与“标准曲线”吻合者,说明平筛的筛理效率高;若所作曲线顶部高于“标准曲线”的顶部,说明平筛的效率低。
(5)在生产已调顺的情况下,只对照各道的相对刮粉率和“标准曲线”,就能判断生产是否正常。
上述粒度曲线是相对刮粉率下的粒度曲线,同理,可以绘制出绝对刮粉率下的粒度曲线,即是:曲线的首端表示各道皮磨占1B磨流量的百分比(以左边纵坐标反映),右边的纵坐标表示出各道皮磨系统绝对刮粉率的累计值,两道曲线的距离值反映出本道皮磨的绝对刮粉率。对生产来说,对照这一曲线,可以指导操作者去争取粉路的最佳运行条件,并取得最佳效益;在设计同样的面粉厂时,可以根据这些曲线所表明的百分比,确定皮磨系统送往渣磨系统、清粉系统、心磨系统的物料比例,制定出比较可靠的流量平衡表,进而也为风网设计奠定了基础。
粒度曲线绘制和使用,说明了制粉科学是从实践—理论—再实践,螺旋式上升,一步步走过来的。
粉路是固体流动的暗河,1B磨是这条暗河上的“分洪闸门”,由此分道为心磨支流、清粉支流、中后路皮磨支流、渣磨支流,又有“小溪”穿流在它们中间。弄得好,沿河“两岸平安”,弄不好,下游“泛滥成灾”。于是,在生产过程中保持各系统物流的合理分配就显得十分重要,这就出现了“流量平衡”管理法。
流量平衡管理法的内容包括:设备分配及粉路组合,各系统实际流量分配,皮磨系统刮粉率的正确制定,各系统实际流量分析。弄清这些问题,涉及到多种表格和具体粉路的解剖,三言两语难以说清,这里仅强调保持流量平衡的几点措施,供读者一阅:①借鉴国外“较低流量”来调整我国制粉业“高流量”的传统观念;②调理配备不当的设备来适应流量的大小;③按工艺要求谨慎操作,扭转物料“偏流”;④及时纠正不合理的粉路,做到“大河不满,小河不干”。
操作管理法,对于制粉而言,粉路是“先天”条件,操作是“后天”因素。这就要求“先天”合理,“后天”得当。在实际操作中,要把刮粉率、取粉量等主要指标靠近或等于平衡表的要求,达到稳定生产。为此将操作原则介绍如下:
对于前路出粉法,面粉产量控制在5 kg/(cm×h)以上,1B磨保证流量不超过400~500kg/(cm×d),出粉率40%以上;1M磨出粉要占本道入磨流量的70%。另外,前路要发挥最大的研磨强度,并将磨成的小麦粉及时筛出。
对于中路出粉法,面粉产量为3.5~4 kg/(cm×h),其中保证1B磨绝对刮粉率达到30%~35%,2B磨绝对刮粉率达30%左右。同时,要加强渣磨、清粉系统的精选和心磨系统的出粉,严禁将前路出粉法的操作用于中路出粉的生产中。为了使中路出粉的粉路达到设计要求,各厂应配置专职或兼职化验员,定时检查各道皮磨的刮粉率和各研磨系统的取粉量,提供技术参数,校正不合理的操作,避免出现生产状况的混乱。
流量平衡离不开“测定分析”。要通过定时取样,进而测定和分析,校正错误的操作,以减少盲目性,加强科学性,保证粉路运行取得良好效果。一般来讲,大型粉路测定很少,小型测定多而频繁,皮磨刮粉率、心磨取粉量等指标的测定分析工作要逐步进行。这项工作是实践与理论结合的抓手,它需要熟悉整个工艺过程、资料和产品要求,需要准确测定各系统进料质量、粉筛筛理和清粉机、撞击机、松粉机的效率等等材料。掌握这些资料,从分析中揭示矛盾,提出问题,以找出安全生产的办法。
小麦制粉技术若是缺乏管理,生产就会处于盲目状态,发现不了问题,也无法解决问题。只有管理上去了,才会让技术循规蹈矩,避免碎片化的理解和执行,保持住生产线的一盘棋布局。另外,科学发展观是管理的支撑,要紧跟技术进步,发展管理理论,让技术与管理永远成为动态变化中的相辅相成伙伴,切记不可固步自封。