1、小麦加工环节的清理与流程资料小麦的清理在原料进入制粉工艺过程之前，清除原料中的各类杂质，这种工艺手段称为清理。第一节小麦中的杂质及清除杂质的方法混入原料小麦中的一切非小麦物质及无食用价值的麦粒均为杂质，它们的存在对制粉工艺过程及产品质量都有不同程度的危害。从原料中清除出来的杂质亦称为下脚，其中大部分还可利用。一、小麦中的杂质及除杂目的（一）杂质的分类小麦中的杂质一般是在收割、扬晒、贮存、输送等过程中混入的，杂质的组成较为复杂，通常可按以下形式分类：以化学成份区分可分为无机杂质与有机杂质无机杂质：包括砂石、泥块、灰尘、煤渣、玻璃、金属物等各类无机物。有机杂质：包括各类植物的根、茎、叶及除小麦外各
2、类植物的种子、鼠粪虫尸虫卵、绳带纸屑及无食用价值的生芽变质麦粒。在这两类杂质中，无机杂质及不可食用的有机杂质均称为尘芥杂质，除小麦外各种谷物的种子称为异种粮粒，异种粮粒与无食用价值的麦粒又统称为粮谷杂质。以杂质形态及物理性质区分（）按粒度的大小可分为大、小杂及并肩杂。工厂中常用一定大小的筛孔来衡量物料的粒度，小麦一般可以通过的筛孔且不可通过2左右的筛孔。大杂质的粒度较小麦大，不可通过筛孔；小杂质则可通过2左右的筛孔。并肩杂质的粒度与小麦相仿。（）按悬浮速度及密度的大小可分为轻、重杂。悬浮速度及密度大于小麦的杂质称为重杂，反之称为轻杂。但也有些杂质的悬浮速度与小麦相仿，其中大部分也是并肩杂。以杂
3、质的存在状态区分粘附在小麦表面及麦沟中的各类杂质称为粘附类杂质；与麦粒没有粘连的杂质为混杂类杂质。（二）除杂的目的保护生产的正常进行坚硬的大杂对生产设备特别是作用较强烈的设备易造成损害，因碰撞产生的火花可能引发粉尘爆炸；绳带纸片等柔性杂质很容易缠绕、堵塞设备；原料中的灰尘易外溢而造成污染，危害生产环境。为保护生产的正常进行，必须尽量清除这些杂质。保证产品的纯度与质量各类杂质混入面粉都将使产品的品质下降，其中尘芥杂质的影响最大，这类杂质混入面粉后使产品的含砂量增加、粉色灰暗、灰分增高，对产品、面制品的品质及人体健康都将带来危害。异种粮粒及杂草种子（如：荞子）混入面粉后，也将影响产品的粉色、灰分及
4、食用价值。因此，应在小麦入磨之前清除这些杂质。二、除杂的方法找到指定杂质与小麦的差别，并具备利用此差别除杂的有效手段，就可以在原料中清除该杂质。目前，一般是根据各类杂质与小麦在物理性质上的区别进行除杂的。小麦及部分杂质的性质见表。表 小麦及部分杂质的性质项目数据种类粒 度 mm悬浮速度容重千粒重自然坡角密度长宽厚m/sg/lg度kg/m3小粒小麦4.52.526.56802135-371330大粒小麦843.711.581045大麦114496503420-451230荞子2.0-42-31.6-37-1163015.91240并肩石同小麦10.6-161267322560并肩泥块同小麦9.6
5、-13.6麦壳93.42.41-2.518747-55740麦皮、胚0.5-1.532245900清除杂质的常用方法如下：利用粒度差别，采用筛选可除去原料中的大、小杂质，这种方法简单可靠，是清理过程中最常用的手段，但采用筛选不能清除并肩杂。对于与小麦长度不同但宽、厚度相似的杂质（如：大麦、荞子等）须采用精选设备才可清除。利用悬浮速度或密度的差别，采用风选可以清除原料中的轻杂，采用去石机可清除原料中悬浮速度较大、密度较大的并肩杂（如：并肩石等）。利用导磁性的差别，采用磁选设备可有效地清除原料中的磁性金属杂质。利用粒形的差别，对于外形呈球形的荞子，可以利用其在特定工作面上的运动状态与小麦的差别进行
6、清除。利用强度的差别，采用打麦设备可将原料中强度低于小麦的杂质击碎，打麦的同时还可以清除粘附类杂质，完成表面清理。三、除杂的基本原则（一）为保证入磨小麦的纯度，原料中的各类杂质都应清除，但清除的重点是尘芥杂质，特别是对生产及产品纯度影响最大的各种无机杂质。（二）应首先清除对生产有直接危害的大型尘芥杂质，再清除其他杂质。（三）对于与小麦存在两种以上区别的杂质，应尽量采用较简单有效的方法清除，如对于粒度明显大于或小于麦粒的砂石，采用筛选的效果较用去石机好。悬浮速度类似小麦的并肩杂是除杂的难点，对这类杂质须采用精选或综合多种方法来进行清除。四、除杂效率的计算各类除杂设备清除指定杂质的效果可用除杂效率
7、来衡量，在实际生产中，通常采用下式来计算除杂效率： （式） 式中：除杂效率（）；进机物料中指定杂质的含量（）；出机物料中指定杂质的含量（）。下脚的流量一般很小，因此可忽略下脚流量对除杂效率计算的影响。由于设备、原料等因素的影响，下脚中难免混入少量小麦，为全面衡量设备的工作效果，还应考虑下脚含粮率（）或下脚含粮粒数（粒）。若设备的除杂效率高、下脚含粮率低，则说明设备的工作状态良好。清理设备都有相应的除杂效率及下脚含粮指标，用来衡量设备的综合效果。第二节筛选筛选设备是清理流程中最常见的工艺设备，常用振动筛或平面回转筛来清除原料中的大、小杂质。筛选设备的工作原理在制粉工艺设备中有一定的代表性。一、筛
8、选的原理均布筛孔的工作面称为筛面，是筛选设备的主要工作机构。多数设备的筛面为平面，也有少数设备的筛面为圆筒形，故称其为筛筒。当原料流过筛面时，相对筛孔粒度较小的物料可穿过筛孔，成为筛下物；相对粒度较大的物料沿筛面流下，即成为筛上物，由此完成筛选。（一）物料在筛面上的运动常见筛选设备的筛面倾角一般较小，筛面不动时，筛面上的物料不流动，得不到有效地筛选，因此要求筛面要按一定的要求产生振动，牵动筛面上的物料产生相对运动。因为倾角较小，在振动的影响下，物料可以作多方向的运动，运动轨迹较长，自动分级较好，能得到较好的筛选效果。1物料运动的形式图2-1 物料在筛面上的运动形式振动筛筛面的运动形式为直线往复
9、振动，筛上物料的理想运动形式为往复式下滑，如图2-1(a)所示。物料在筛面上的运动轨迹总长度可以超过筛面长度，运动中有停顿。平面回转筛筛面的运动形式为平面回转运动，筛上物料的理想运动形式为螺旋式下滑，如图2-1(b)所示。物料在运动中不断地改变方向，且可以不停顿地运动。2运动形式对筛选效果的影响当采用6mm的筛孔除大杂或采用2.5mm的筛孔除小杂时，这两种运动形式的筛面的筛选效果没有明显的区别。由于物料在筛面上的运动形式不同，在平面回转筛的筛面上，物料难直立，若采用4-5的筛孔对大粒小麦、小粒小麦进行分级时，平面回转筛筛上物的数量将明显多于振动筛。（二）对筛面运动的要求筛面按一定要求运动，是引
10、起筛上物料产生相应运动的必要条件。*1.物料的运动与筛面运动的关系筛面通常作简谐振动，其位移与加速度的表达式分别为：sint （式2）筛-2rsint （式3）式中：筛面沿振动方向的位移；筛：筛面运动的加速度；：筛面运动的角速度；：筛面振动的振幅。由表达式可知，筛面的位移、筛面的加速度均按正弦函数的关系变化，即方向及大小呈交变状态。加速度的幅值2r。由于振动的频率=/2，即振动频率越高或振幅越大，筛面加速度的幅值则越大。物料在水平振动的筛面上的运动状态如图22 所示，筛面加速度筛为水平方向，筛面的运动与筛上物料产生相对运动的关系如图。由于筛面是水平的，两个方向的运动完全对称并交替出现。 原图2
11、-2图2 物料在水平筛面上的运动分析当筛面产生加速度筛时，由于筛面的牵连作用，物料将产生惯性力，当等于物料与筛面的最大静摩擦力时，物料处于相对筛面的运动临界状态。处于临界状态时：； tg 式中：为物料自身的重力；为静摩擦系数；为静摩擦角。又已知在数值上：（）筛 式中：为重力加速度。设此时筛面的加速度为物料产生相对运动的临界加速度临平，将两式代入式，可得：临平tg （式4）当筛小于对应临界加速度时，物料就会相对筛面静止；两者相等时处于临界状态；筛大于对应的临界加速度时，物料在筛面上就会产生相应的运动。当筛的幅值不同时，物料在筛面上的运动状态如图23所示。 原图2-3图23 物料在水平筛面上几种不
12、同的运动状态由（式24）可知，对于指定的物料与筛面而言，临平为常数；由（式23 ）可知，筛的幅值与或的大小有关，图中的三条曲线对应三种不同的情况：对曲线，当或较小时，筛的幅值小于临平，物料相对筛面保持静止。对曲线，当筛的幅值临平时，物料处于将动未动的临界状态。对曲线，当或较大时，筛的幅值大于临平，一旦筛大于临平，物料即相对筛面产生运动，筛的幅值超过临平越多，物料相对筛面运动的时间就越长，运动越剧烈。由于加速度方向是交替改变的，物料的相对运动为对称滑动。由此可看出，筛面运动的角速度（或振动频率）及振幅的大小将决定物料在筛面上的相对运动状态。物料在倾斜的筛面上时，筛面的倾角为，在往复振动的筛面的牵
13、动下，物料将交替产生向上或向下的运动趋势，如图24，且自身的重力将使得物料向上与向下的运动有区别。其中图（）为筛向右、物料运动趋势向下的情况；图（）为筛向左、物料运动趋势向上的情况。原图2-4图 物料在倾斜筛面上的运动分析与在水平筛面上的运动比较，物料处于图（）所示情况时，重力对物料下行有利，而摩擦力较小，故往下运动的临界加速度临下应比临平小，可以证明：临下tg（） （式25）当物料处于图（）所示情况时，与在水平筛面上的运动相比，重力对物料上行有阻碍，而摩擦力增大，物料向上运动的临界加速度临上比临平大，可以证明：临上tg（） （式26）由于临上临平临下，对于同样的物料与筛面，若筛面加速度的幅值
14、大于临上，在筛面交替运动的过程中，物料可相对筛面上行，也可相对筛面平滑或下滑，且运动的时间及距离更长。物料相对筛面运动的总路程越长，经过的筛孔数越多，自动分级较好，相应筛选效果越好。因此，将指定筛面的临上作为确定筛面运动加速度的下限值，即：2临上。由（式26）：2tg（）；一般可取：2（1.84）tg（） （式27）所取系数越大，加速度幅值超过临界值越多，物料相对筛面的运动时间越长，运动状态越激烈。*2.筛体振动的原理筛选设备的筛体通常采用吊挂或采用弹性结构支撑，本身可以产生自由振动，具有对应的固有频率，一般状态如图2-5所示。原图2-11图2-5 筛面振动的原理常用的筛体振动驱动装置为偏重轮
15、。当偏重轮以一定的角速度旋转时，偏重块的离心惯性力将推动筛体产生受迫振动，且筛体的振动频率与偏重块转动的频率一致。设备正常工作时，偏重轮转速较高，筛体振动为简谐振动，其表达式为： b （式28） sb 式中：x筛体沿X轴向的位移；Gb偏重块的重量；Gs筛体的重量；R偏重块的回转半径；偏重块的转动角速度（亦为筛体的振动角频率）。这时偏重轮的运动方向与筛体的运动方向在X轴向上总是相反，两者的惯性力处于平衡状态，故也称这种状态下的振动为自衡振动。由上式也可得到，工作状态下筛体的振幅为： b r （式29） sb 偏重块的重量或偏重块的回转半径越大，筛体的振幅越大；筛体的重量增大，其振幅将下降。当偏重
16、轮的转动角频率接近筛体的固有频率时，筛体可能产生共振，这时若筛体的振幅很大，将造成设备的损坏。由于设备的工作频率都大于自身的固有频率，传动电机的电源被切断后，偏重块的转速及筛体的振动频率将逐渐下降，一旦接近固有频率时，就可能出现共振现象。有些设备停车后筛体保持自由振动的时间较长，这时就更易产生共振，因此须装置限振保护机构。综合上述内容，由（式2-7）得出，对筛体运动的要求为：2（1.84）tg（）根据（弧度/秒）与偏重轮工作转速n（转/分）的关系，可以将上式转换为：2（16003600）tg（） （式210）根据设备的具体情况，可将此式转换为：（16003600）tg（）2 （式211）或者：
17、 _ /tg（）（4060） （式212） 式中：n筛体振动驱动机构的工作转速（转/分）；r筛体的振幅（米）；物料与指定筛面的摩擦角（度）；筛面的倾角（度）。3对筛面运动的要求可以证明，要筛上物料产生一定形式的运动，对筛体的运动加速度就有对应的要求。筛体及筛面的振幅与筛体振动装置的工作转速是影响筛上物料运动状态的主要因素。筛体的振幅越大，或振动装置的工作转速越高，筛面上物料的运动状态越激烈。（二）筛面1筛面的结构常用筛面有冲孔筛面及编织筛面两类，其结构如图26。 图6 常用筛面的结构（a）冲孔筛面 （b）编织筛面冲孔筛面一般采用低碳钢薄板冲孔而成，强度高，筛孔不易变形，较易在设备上安装，筛面开
18、孔率低。这类筛面在清理用筛选设备上应用较多，较易达到筛面的刚度要求。编织筛面一般用低碳钢丝或镀锌钢丝编织而成，筛面开孔率较高，筛选效率较高，筛孔较易变形，在设备上较难装置，易松驰，强度及耐用性较差。在清理用筛选设备上应用较少。筛面牵连加速度的大小、方向对筛上物料的运动状态有直接影响，因此整个筛面上物料的运动状态是否一致，与筛面的刚度有直接关系，若筛面松弛或钢板过薄时，筛面中部的物料运动状态将与四周的物料不一致。筛孔的形状、大小的选择筛孔一般有圆形、长圆形、等边三角形及矩形等几种，如图27 。前三类主要用于冲孔筛面。原图2-7图7 筛孔及其表示方式圆孔筛面易加工，无应力集中现象，强度较高，应用最
19、广泛，其大小用直径表示。长圆筛孔开孔率较高，筛下物穿孔机会多但分选的精度较低，一般可用来分级或除大杂，其大小用宽长度表示，如图中为。等边三角形筛孔适用于除小杂，由于应力集中，筛面的强度较低，其大小用边长表示，如图中。矩形筛孔的冲孔筛面一般只用来清除特大型杂质。编织筛面的筛孔均为正方形。矩形筛孔的大小一般采用边长表示，如图中，也可用单位长度筛孔数来表示。振动筛的筛面除小杂通常采用22.5mm的圆筛孔，除大杂选用6mm及以上的圆孔；平面回转筛的筛孔一般可适当放大。当采用筛选对小麦进行分级时，参照筛上、下物的分流比要求，分级筛孔一般为3.54.5。在确定筛孔时，应注意各地原料、设备情况的差别，可选用
20、拟定的筛面，模拟指定设备的运动形式进行筛选试验。试验时筛选时间一般为秒，筛面上的物料厚度为1020mm。筛孔的排列与装置筛孔在筛面上一般有正排列与交错排列两种形式，如图28。考虑到筛面的强度，孔与孔之间要留间距，一般不大于筛孔孔径。当采用交错排列时，两行筛孔之间的行距较小，在同样面积的筛面上可具有较多的筛孔，有效筛理面积（筛孔总面积筛面总面积）较大，有利提高筛选效率。筛选设备一般都采用筛孔交错排列的筛面，但装置筛面时须使物料按图中的向通过筛孔，若按向通过时，因行与行之间存在无筛孔通道，将对筛选效率有不利影响。原图2-8图 筛孔的排列形式（）正排列 （）交错排列筛面的组合为使筛选设备结构紧凑并充
21、分地利用设备，通常将除大杂与除小杂的筛面组合在一起，如图29所示。物料通过设备时可同时清除大杂与小杂。因除小杂的难度较大，可在上层筛面前端的下方设一档板，以保证物料在除小杂筛面上的筛选路程。为使小麦及其中的小杂尽早进入第二层筛面，除大杂筛面上端的筛孔可适当放大。 原图 图2-9 常见的筛面组合形式二、筛选设备（一）振动筛型振动筛是应用较多的清理设备。1、振动筛工作过程型振动筛的外形及结构见图10。设备主要由喂料机构、筛体、振动机构、机架及配套风选器组成。物料由进口进入喂料箱，经缓冲匀流后均匀进入上层筛面除大杂，小麦穿过上层筛面进入下层筛面除小杂，由筛面均匀送入风选器，除轻杂后排出。原图2-14
22、图10 型振动筛的外形及结构喂料箱 进料口 可调分料淌板 均布淌板 上层筛面下层筛面 大杂出口 配套风选器 小麦出口 小杂出口空心鼓形橡胶垫 振动电机 可调支架 机架2设备的结构（）喂料机构型振动筛采用振动喂料，结构简单效果好，这种方法目前应用较广泛。喂料箱在筛体的前端，随筛体一起振动，进口与溜管之间采用软联接，通过可调分料淌板可使物料展开后落入箱底，由于均布档板的阻滞作用，物料在喂料箱底部进一步展开，以均匀的状态进入上层筛面。（）筛体筛体为钢板铆焊而成的整体结构，以较高频率振动时仍具有足够的强度，也可减小因振动而引起的噪声；两层筛面均带有橡皮球筛面清理装置，工作过程中通过高弹力橡皮球的撞击，
23、振落筛孔中的堵塞物，使筛面得到清理。停车后将喂料箱放下，可抽出、插入筛面。筛体由对称装在机架上的四个空心鼓形橡胶垫支撑，使筛体可沿任意方向产生自由振动，如图11 。因橡胶垫的特殊形状及材料性质的影响，当筛体以小振幅振动时，胶垫的阻尼较小，对振动影响很小；当振幅有变大的趋势时，胶垫却出现较大的阻尼作用，因而可有效地限制筛体共振状态时的振幅。原图2-15图11 筛体的支撑机构筛体 鼓形橡胶垫 后支架 可调前支架 机架松开筛体进口端两个可调前支架与机架之间的紧固螺栓，可沿垂直方向移动前支架，从而可在020度范围内调节筛面的倾角。（）振动机构筛体由装置在其两侧的振动电机驱动，装置方式如图2-12。图2
24、-12 振动电机的工作状态1筛体 2橡胶垫 3振动电机与偏重块两台电机转速相同、转向相反，装置在同一筛体上，两组偏重块在转动中可自行相对于X轴对称，因此在偏重块产生的惯性力中，垂直于X轴向的分力相互抵消，沿X轴向的合力驱动筛体振动。振动电机的结构与偏重块的调节方式见图2-13。原图2-12图13振动电机及双偏重块的结构（）振动电机的结构 （）双偏重块的结构偏重块 振动电机 接线盒 防护罩 可调园形电机座 筛体通过调节电机两端偏重块的安装角，可改变双偏重块合重心的旋转半径Rs，从而调节筛体的振幅，调节范围为0-5mm，振幅一般为mm左右。松开电机园形机座的固定螺栓后，可调节两侧电机的装置角度，以
25、调节筛体振动方向与筛面的夹角（抛角），抛角的调节范围为045度。两侧电机的调节必须对称。（）吸风机构型振动筛通常与风选设备配套。因振动的作用，物料以稳定均匀的状态从下层筛面进入风选器，风选器不需再设喂料机构。风选器的吸风可使筛体内呈负压状态，对振动筛的除尘有一定帮助。在喂料箱上方还设有吸风口，在此吸风可进一步加强筛体内部的负压，防尘溢出。3、设备的操作（1）设备的操作指标振动筛的除大杂效率应90；第一道筛除小杂效率应65，其它应50。下脚含粮率应低于1。用于原料的初步清理时，因流量较大，其作用主要是除大杂，除小杂效率将明显下降。（2）设备的启动与停止设备启动前须先启动相关风机。振动筛启动运行平
26、稳后才可进料。停机前须先断料再关闭振动电机电源，最后关闭风机。（3）喂料机构的操作应根据筛上物料的分布状态来对喂料机构进行调节，当出现走单边（即筛面两侧流量不等）时，应调节可调淌板使其流量均匀一致。进料流量不应大于设备铬牌标明的设计产量。用于初清时，应重点防止设备发生堵塞。（4）振动状态的控制调节振幅是控制筛上物料流动状态的主要手段。若物料流动困难、自动分级不充分时，应适当增加振幅。通过调节两振动电机的偏重块安装角可改变振幅，安装角越小振幅越大。应注意两侧电机的调节必须一致，否则工作时筛体可能出现不规则扭动。必要时还可调节筛体的抛角。抛角一般为10度左右，用于初清时为25度。选择合适的抛角有利
27、物料的自动分级及小粒物料穿孔，但抛角过大时物料易跳离筛面，反而减少了物料与筛面接触的机会。（5）筛面的调节与维护应根据筛选的效果来选择合适的筛孔，必要时应对筛面进行调整，如除小杂效果不好时，在下脚含粮符合要求的前提下，可采用筛孔较大的筛面。运行过程中应注意筛孔的通畅，筛面须经常进行清理，清理时不得重力打击而使筛面变形。须经常检查筛面下方橡皮球的工作状态，发现卡住或磨损应及时修复或更换。（6）筛面倾角的调节筛面倾角一般为6度左右，流量较小时，可适当调小，使筛上物料运动平稳且筛选时间更长。用于初清时应调为10度，以适应较大的工作流量。3、主要技术参数振动筛及其他麦路工艺设备的主要技术参数见附表2一
28、1。（二）平面回转筛平面回转筛结构简单、运转平稳、噪声低，除小杂效果较好。根据筛体运动轨迹的不同，目前主要有平面回转振动筛与平面回转筛两类。1平面回转振动筛的结构特点平面回转振动筛的结构见图214， 平面回转振动筛的工作过程类似振动筛，其筛体的振幅较大、筛面较长，产量较大。 原图2-18图14平面回转振动筛的结构进口 匀流淌板 上层筛面 下层筛面 筛体 筛面偏心压紧装置 机架 吊挂钢丝绳 钢丝绳调节螺母配套风选器 限振器 大杂出口 小杂出口可调偏重块 塔形三角带轮 电机 吸风口筛体采用钢丝绳吊挂，可以沿水平任意方向产生自由振动。偏重块的轴线垂直，在水平面上转动，所产生的惯性力沿X、Y轴向对筛体都有驱动作用，如图2-15所示。图2-15 平面回转振动筛筛体的运动形式1筛体 2吊挂钢丝绳 3双偏重块驱动机构由于偏重块靠近筛体的进料端装置，使筛面进料端、中部及出料端的运动轨迹不相同，进料端物料相对筛面运动轨迹最长，不停顿地变向运动使物料形成良好的自动分级，小粒度物料充分地接触筛面；在筛面后段增加物料相对筛面停顿的机会，有利物料穿过筛孔。筛面倾角为度左右，一般不调整。通过调节两块偏重块的安装角可调节筛体振幅，振幅调节范围：整个筛面的纵向振幅x5.512.5，相应进料端的横向振幅y9-25；而出料端的y 。偏重块由三槽塔形轮传动，V型传动带选用不同的带槽，可使偏重块的转速分别
