李林轩 王晓芳 李 硕
(1.湖南省永州市粮食经济科技学会,湖南永州 425000)(2.湖南永州下河国家粮食储备库,湖南永州 425000)
20世纪80年代以后,我国陆续从国外引进了200多条小麦制粉生产线,通过消化吸收和自主创新,我国小麦制粉技术取得非常显著的进步,这主要体现在工艺设计和设备制造两个方面。通过新技术、新设备的使用,我国小麦粉加工精度得到了提高,高精度面粉的出率得到了提高,专用粉的产量得到了提高,促进了小麦粉产品结构的调整,满足了人民生活日益增长物质文化的需要。经过近40年的发展,我国的小麦制粉技术已接近国外发达国家水平,在某些方面甚至超过。
我国四季分明,地域辽阔,由于小麦品种结构、种植方式、经营方式的多样性与复杂性,导致小麦品种混杂、含杂量高,质量与品质不稳定。也由于我国面制食品的制作方式以蒸煮为主,与国外的烘焙方式差异较大,所以对小麦粉的加工精度要求较高。这些都决定我国小麦制粉技术不能生搬硬套国外现有技术,必须在消化吸收的基础上进行自主研发、自主创新。事实上,改革开放后我国小麦制粉技术得到了大力发展与创新,体现在很多方面、很多细节。如小麦清理采用干法清理工艺,减少了污水排放,适应了环保的要求;小麦制粉采用了长粉路心磨光辊出粉的工艺,特别是清粉系统的设置与完善,大大地提高了面粉加工精度和高精度面粉的出率,等等。本文仅就小麦除荞技术、清粉分级技术、主机高产技术、设备组合技术和专用粉生产技术做一介绍。
小麦的含杂情况不仅与田间管理有关,而且与收割、整晒、运输、仓储等有关。国外发达国家收割机械化程度比较高,小麦含杂量较小,且杂质主要是轻杂、异种粮和草种,所以小麦清理工艺流程比较简单,设备也较少。由于多种原因,我国小麦杂质种类多、含杂量较高,不仅含有轻杂、异种粮和草种(荞子),而且砂石、泥块也较多,所以我国的小麦的清理任务比较艰巨,工艺流程比较复杂,设备使用较多。近年来,我国小麦收割机械化程度已达90%以上,减少了小麦中砂石和泥块的含量,减轻了小麦清理压力,但我国小麦含荞问题仍然比较突出,尤其是长江流域生产的小麦,有的含荞量超过l%。只有加强田间管理,才能从根本上决小麦含荞量较高的问题。
小麦中荞子的色泽为不同程度的黑色或褐色,其内含物呈浅姜黄色。实验表明,当小麦中荞子含量达10粒/kg时,打粉样会在60 cm2的表面上会出现1.5个明显的黑点。实验还表明,不仅荞子的外皮对小麦粉的色泽有很大影响,而且荞子的内含物对小麦粉的色泽也有很大影响,采用增白剂处理也不能改变其对小麦粉色泽的影响。
我国是以食用蒸煮食品为主的国家,对小麦粉的色泽要求比较高,如果在小麦清理过程中不能彻底清除荞子,就会严重影响小麦粉的粉色,同样也影响蒸煮面制食品的色泽。生产中由于小麦流量比较大,传统简单的方法想达到彻底清除荞子很困难,传统的除荞设备,如抛车、滚筒精选机、碟片精选机,它们的除荞效率只有70%~80%。近年来,制粉专家在小麦清理工艺中设置了色选机,大大地提高了除荞效率。
改革开放前,我国的小麦制粉工业以生产标准粉为主,由于标准粉加工精度要求很低,生产时可采用皮心大量出粉的短粉路,物料无须分级提纯,所以不采用清粉工艺。改革开放后,由于我国粮食产量提高,加上人们生活水平改善,特制一等粉、特制二等粉需求量大增,面粉厂普遍生产等级粉。为了保证特制一等粉、特制二等粉的质量,并提高它们的出率,20世纪90年代以后的小麦粉生产工艺普遍设置了清粉工艺。同时,小麦制粉采用了长粉路心磨光辊出粉的技术。为进一步提高小麦粉的加工精度和高精度小麦粉的出率,制粉工艺中的皮磨功能发生了彻底改变,由以大量出粉为目的改为剥刮造渣、极少出粉为目的,清粉工艺负责物料的提纯。纯净的物料经心磨系统研磨筛理,得到更为纯净的小麦粉,改善了小麦粉的色泽,提高了高精度小麦粉的出率,适应了我国蒸煮食品的高色泽要求。
物料清粉前必须得到良好的分级,除了筛粉,分级是高方平筛的另一重要功能。研磨后需清粉的物料分级,小麦制粉工艺通常有2种方式:一种是把它分为5种粒度的物料,即粗麦渣、中麦渣、细麦渣、硬粗粉和软粗粉,一种是把它分为7种粒度的物料,即粗麦渣、中麦渣、细麦渣、粗麦心、中麦心、细麦心和粗粉。我国小麦制粉在不同的发展阶段,对物料的分级形式也发生较大变化,早期,不论是引进的小麦制粉生产线,还是国内消化吸收新、改、扩的小麦制粉生产线,通常将研磨后需清粉物料的分级成5种粒度,而近20年,多数升级分级成7种粒度。由于被清粉的物料粒度范围更小、品质更加一致,从而提高了清粉机清粉效率,高精度小麦粉的质量更加保证,出率进一步提高。
小麦粉市场竞争主要体现在质量、价格和服务3个方面。在小麦粉产品同质化的时代下,市场竞争的主要因素是价格。为了节省投资、节省运行费用,降低小麦粉制造成本,提高设备的产量(磨粉机和平筛)、简化工艺流程是小麦制粉技术的创新途径之一。规模化经营也是提高小麦粉生产效率的重要途径,目前,小麦制粉企业正向大型化发展,农业产业化的龙头面粉企业规模一般不小于300 t/d。200 t/d规模的小麦制粉生产线一般需要12台1 000 mm复式磨粉机,其中有6个研磨系统均采用2对磨辊,如果磨粉机的产量能提高一倍,那么这6个研磨系统只需要6对磨辊就可以,这样就减少3台复式磨粉机的占地面积。而对规模大于200 t/d的小麦制粉生产线来说,磨粉机的占地面积减少更为显著。基于此,有些小麦制粉厂使用了8辊磨。也有公司推出了高速磨粉机,一般磨粉机快辊转速为550 r/min,而高速磨粉机的转速可达1 500 r/min,磨粉机产量提高了一倍。
与磨粉机一样,高方平筛也在朝提高单机产量方面发展。过去,高方平筛每仓平筛采用24层筛格,筛面格的面积一般为0.28 m2,现在有些小麦制粉企业已采用30层筛格,筛面格的面积一般为0.39 m2。过去,通常使用4仓平筛,现在多为6、8仓,甚至10仓平筛。近年来有的企业推出金属框架筛面格和新型清理块,降低了筛格高度,增加每仓平筛的层数,提高净筛理面积20%以上。另外,通过提高高方平筛的回转速度,也提高了高方平筛的产量。
为提高设备的效率、减少设备占地面积、减少物料提升次数,减少基建投资,设备组合技术也有所突破。设备组合技术主要应用在小麦清理阶段。最早是清理设备与风选设备的组合。如在小麦清理流程中采用打麦机和风选设备组合,可以取消打麦机后的筛理设备,减少一个楼层,简化工艺流程;如碟片精选机和滚筒精选机组合,小麦先进入碟片精选机,分离出具有中等粒度的麦流,不需进一步处理,同时将大杂集中到大粒粮麦流中,将小杂集中到小粒粮麦流中,这两种物料分别进入滚筒精选机中精选,以提高清除燕麦和大麦等长粒和圆粒杂质的效率;又如分级去石机和筛理设备的组合,小麦先经过分级,根据比重、悬浮速度不同将小麦流分成重麦流(约70%)和轻麦流(约30%),比重较大的并肩石集中在较重的麦流中,将重麦流送入去石机处理,提高了去石效率,去石后比较饱满的小麦不再进入打麦机处理,而轻麦流中的麦粒由于成熟程度较差,麦粒表面不光滑,经过打麦机处理,更加科学;如麦筛和风选设备组合的循环风振动筛,减少一道除尘风网,等等。
小麦粉专用化是小麦制粉工业的发展方向,但它是一个逐步发展的过程。面包、饼干、糕点等专用小麦粉的生产,国外已有比较成功的经验,我国可以借鉴。但我国食品消费有其特殊性,专用小麦粉的品种更多,20世纪90年代我国制定了9种专用小麦粉标准,它们只是基础标准,随着市场需求的变化,各地小麦制粉企业组织生产了多种专用粉。据统计,我国目前生产供应的专用小麦粉品种已达40多种,但与发达国家相比,还有很大差距。发达国家和地区的市场上几乎所有面制食品都有相应的专用小麦粉,如美国高达100多种,专用小麦粉的产量占小麦粉总产量的95%以上,所以我国专用小麦粉有着十分巨大的市场发展空间。但我国专用小麦粉的标准还很少,甚至很不完善,很有必要根据我国面制食品的类型和不同使用者的要求,研究制定出更多的专用小麦粉标准。
过去,评价小麦粉质量主要是小麦粉的理化指标,包括加工精度、水分等。从专用小麦粉的角度考虑,采用评价指标的范围应该更大,因此用小麦粉面团流变学特性来评价则更加科学。但现有检测小麦粉面团流变学特性的仪器与方法是从国外引进的,这种评价体系主要针对烘焙食品,指标并不完全适用我国的蒸煮食品。小麦粉面团流变学特性检测仪器与方法需要进一步开发和完善,使其能更加适合于评价蒸煮食品。
工业化生产面制食品对小麦粉质量的稳定性要求很高,而专用小麦粉质量的稳定性主要取决于原粮。我国小麦以容重为定等依据,事实上,小麦容重只是反映麦粒成熟饱满程度,更多的是体现胚乳“量”的情况,不能反映小麦胚乳“质”的情况。随着专用小麦粉的大量生产,对小麦胚乳“质”提出较高要求,在评价小麦等级时,要增加蛋白质含量、降落数值和面团流变学特性等指标。对此,GB/T 17892—1999《优质小麦 强筋小麦》和GB/T 17893—1999《优质小麦 弱筋小麦》中已有体现,2项标准修订的征求意见稿已于2020年6月19日发布,重点提出了我国蒸煮类食品,包括发酵类的馒头、包子等和非发酵类的面条、饺子等食品对小麦的品质需求,将优质小麦分为3类,除了强筋和低筋以外,增加了中筋小麦分类。
我国小麦制粉技术的创新是在引进国外先进技术基础上,经过消化吸收逐步形成的,具有适应我国原粮加工小麦粉的特色,在小麦除荞、在制品分级、物料提纯、主机高产、设备组合和专用粉生产技术等方面逐步得到完善和提高。但与发达国家相比,小麦制粉技术创新力度还有差距。相信在科技工作者的共同努力下,具有中国特色的小麦制粉技术一定能够实现更大的发展。