小麦的物理特性上

小麦的物理特性上

小麦根据播种期的不同分为春小麦和冬小麦。根据皮肤颜色的分类，有红皮小麦、白皮小麦和花皮小麦。根据硬度的分类，硬面包和软面包。根据肌肉的分类，有强筋小麦、弱筋小麦和中筋小麦。强筋和弱筋小麦属于特质小麦,中筋小麦则谓为普通小麦。对它们有着不少物理参量描述,从不同角度表达了差异。小麦的物理参量包括皮色、软硬、千粒重、容重、比重、孔隙度、散落性、悬浮速度,等等,认识和懂得它们,目的就是为了应用。无论那种小麦,无不含有杂质,且是多种多样。杂质必须清理干净才能进入制粉过程,否则“病从口入”,产出的面粉就不合格。所以,小麦清理是制粉过程前端的首要准备阶段,或者叫不可轻视的“防疫”工序。被人熟知的学问和技能,往往会在麻痹大意中被忽视。出于这一观点,有必要知识复习,来个警钟长鸣,并把上述短语作为导论,引出下文。1小麦的物理参数和应用1.1小麦的质量指标1粒小麦从中间切开,断面就露出了玻状透明体。这种玻状透明体若占断面的1/2以上称为硬质(也称角质),占断面的1/2以下称为软质(也叫粉质)。(检出的硬质粒数÷100样品粒数)%就是硬质率,同样,(检出的软质粒数÷100样品粒数)%是软质率。一批小麦,硬质率不低于70%、且红皮(或白皮)不低于90%时,叫红皮(或白色)硬质小麦;软质率不低于70%、且红皮(或白皮)不低于90%时,叫红皮(或白皮)软质小麦。一般来讲,冬麦比春麦好,北方小麦比南方小麦好,生长期长的小麦比短期的好,优质小麦比普通小麦好。小麦的这种直观好次比较,主要表现在硬软、红白上,原因来自气候、地理、环境、品种基因、农艺等多元因素影响。例如,土壤缺水和含氮丰富,小麦硬质率就高,硬度也大,其面粉制作的食品口感就好、有咬劲。知道了小麦的软硬品质和百分率,就可以科学分类,分储管理,并为制粉中的选料、配麦、产品质量定位提供依据,以达心中有数。1.2小麦液的用量1000粒小麦的重量叫千粒重。我国小麦的千粒重为20.8~45.9g,它是小麦籽粒饱满程度的表达,值高则饱满,值低则瘦瘪。鉴于这种表达不能反映麦粒的成熟程度,尚需用比重(小麦与水同体积重量之比)修正不足,比重大意味着胚乳发育良好,且富含角质、水分低、结构密实,在制粉中具有高的出粉率。用这种方法评价小麦,质量好坏就一目了然,并为制粉中的配麦找到比例依据。1.3小麦等级的确定小麦容重是单位体积内的重量,被世界普遍采用,表达为g/L、Kg/石、t/m3。我国小麦的容重为681.5~804.0g/L,平均750±29g/L(相当于750±29Kg/m3)。小麦等级就是根据容重制定的,5个等级的容重(g/L)分别是:1等≥790、2等≥770、3等≥750、4等≥730、5等≥710。小麦厚(腹背距离),容重大,反之则小。饱满、光滑的小麦容重大,反之则小。水分低的小麦容重大,反之则小。轻杂(麦壳、麦秆类)使小麦容重降低,重杂(石子、砂粒、磁性金属类)使小麦容重增加。小麦容重的或大或小、或升或降,擦亮人们的眼光和透视能力,既看清了小麦品质的优劣,又知道了它的含杂、含水情况,还能提供仓容设计信息,并能通过体积估算重量。1.4麦粒的孔隙是空气和微细的尘杂麦粒堆积一起,粒粒你压我挤,相互支撑,周边空穴包容。对于这种现象,常用2种方法描述,一是密度[(容重/比重)%],二是孔隙度[(1-容重/比重)%]。通过气压变化研制的仪器测得小麦孔隙率为46%左右(较比重瓶法高6%),相应的密度为54%上下(比重瓶法为60%),那么,麦粒间的孔隙必被空气和细小的尘杂占用。孔隙度的使用价值在于:若发现孔隙度变小,会启发人们从几个角度寻觅原因,或因小麦吸湿膨胀,或因麦堆含杂过多,或因小粒碎粒超标,或因光滑粮粒云集。麦堆孔隙的存在,对小麦种子的呼吸大有好处,也对食用小麦的充氮保管大有好处。另外,孔隙度也有负面效应,表现在小麦储藏过程中的呼吸增强、释放热量,会导致霉变,以此为根据来强化验库意识,确保粮温正常、不“感冒”。1.5小麦散射排汗参数单粒小麦虽为固体,群聚汇拢却显流动性,堆起来自成粮丘,或近似“金字塔”,表现出了自然流散的性质。科学家动用了数学工具,把自然流散形成锥体的斜边与水平面的夹角定为静止角(小麦为23~38℃),又把这个角的正切值(tga)定为内摩擦系数(小麦为0.445~0.560),分别来表示小麦散落性的大小。静止角越大,正切值也大,表明散落性趋差,反之散落性就好。这一参数,一方面为小麦清理车间的溜管安装提供了可靠倾角,另一方面为小麦在毛麦仓、润麦仓内的自动分级敲响了警钟。当晒场上堆积小麦时,自动分级现象便历历在目:混有杂质的小麦群体,在堆积过程中会因散落性的不同“物以群分”,粒小、瘦瘪、轻质、小比重的麦粒和杂质涌向四周,重质、饱满的麦粒和杂质多在中央落足,这对人工清理(俗语撇裕子)创造了有利条件。但是,散落性在润麦仓中的自动分级又是有害的,会破坏小麦的均质稳定性,所以,为防止这种现象出现,小麦尽可能同质入仓,或仓底设计成多出口排放。1.6悬浮速度和运料、除尘在风力作用下,若重力与浮力相平衡,粒麦浮起而不位移,这时的风速叫悬浮速度。由测定得知,当管径(mm)分别为Ф74、Ф100、Ф150时,小麦的悬浮速度依次为8.4~9.2、8.4~9.7、9.5~10.3。低于或高于悬浮速度,气流将成为清理中的风选,吸离轻杂,滤沉重杂,小麦仅仅受到洗尘。当风速为20~25m/s时,小麦就要随风而行,变成气力输送,兼容了运料和除尘。气力输送能代替庞大的输送设备,但风速选择不可过高,否则麦粒易碎、风管弯头易损,所以,输送小麦的风速以悬浮速度的2.5倍左右为宜。2小麦的杂质和清洁2.1粮谷杂质的量化分类及品质的分类小麦是农业产品,含有杂质很是正常。杂质中有泥块尘土、砂石微粒、砖瓷碎片、玻璃碴子、煤渣细屑、矿物残体、磁性金属、塑料遗物等,这些杂质在科学家眼里被看成“无机杂质”。相对应的有机杂质是:根、茎、叶、壳、杂粮、野籽、虫蛹、雀粪、鼠便、虫尸、芽粒、霉麦等。杂质的有机性和无极性统称为尘芥杂质,其中的异种粮粒和带病小麦(如芽麦、瘪麦、虫麦、霉麦)叫做粮谷杂质,清理出来可以再利用。筛选法和比重法能把杂质量化分类。孔径4.5mm的筛上物叫大杂,孔径1.5~2.0mm的筛上物叫并肩杂(与麦粒大小相同),同筛的筛下物叫小杂。比重大于小麦的叫重杂,比重小于小麦的叫轻杂,能发生磁化的物质叫磁化杂质。对于制粉来说,这些杂质都是有害的,例如:坚硬的砂石可使机器表面磨损,金属物能因摩擦、撞击酿成火灾和粉尘爆炸,根茎杂质容易堵塞管道、降低机器效率,尘沙会使面粉牙碜,野草种子及黑孢会改变粉色和气味,毒性及农药感染小麦会引起食物中毒,等等。所以,杂质不除,必有恶果。好在各种杂质都与小麦“阴差阳错”:不是形状有异,就是大小有别;不是磁化有无,就是悬浮速度不一;不是颜色各具特色,就是散落性各有区别;不是比小麦重,就是比小麦轻。这样,启发了分离它们的灵感,清杂筛、打麦机、去石机、洗麦机、磁选机、色选机,等等,各种应对机器就这么发明出来了。2.2粮谷杂质及杂质的净化长期的生产实践,小麦的清杂思路已走向成熟,归纳起来应遵循的原则是:(1)杂质中,无机杂质与有机杂质相提,以清除无机杂质为重点。(2)有机杂质中,纤维杂质与粮谷杂质并论,以清除纤维素杂质为重点。(3)粮谷杂质中,有毒杂质和无毒杂质排序,以清除有毒杂质为重点。(4)异种籽粒杂质中,野草种子与粮谷杂质比对,以清除野草种子为重点。除杂还要先易后难地这么做:与小麦悬殊的杂质先除,与小麦相近的杂质后除;夹杂先除,粘杂后除;坚硬杂质先除,柔软杂质后除。选用的清理设备应先进,既功能多,又高效率。2.3清杂效率公式2.3.1除杂率的计算绝对除杂率,适用于单机性能考核(下脚中不含粮),公式为(1)式中,μ绝—绝对除杂率,G1—含杂的小麦重量(Kg),G2—下脚的杂质重量(Kg)。如用进机前后的流量和含杂率计算,可导出新的计算公式(2)式中,Q1—进机小麦流量(Kg/h),Q2—出机小麦流量(Kg/h),a—进机小麦的含杂率,b—出机小麦的含杂率。2.3.2相对消除杂的公式相对除杂率,适用于单机的实际生产考核(下脚中不含粮),计算公式为2.3.3全除杂率公式设备的全面除杂率,考虑了下脚含粮率和含杂率(c),计算公式为2.4清理流程2.4.1筛去石洗麦机小麦→自动秤→振动筛→磁排(首次磁选)→立式打麦机→平面回转筛→去石洗麦机→水杯着水机→绞龙→润麦仓(完成第1工序)→绞龙→磁排(二次磁选)→立式打麦机→平面回转筛→吸式比重去石机→永磁滚筒(三次磁选)→净麦仓(完成第2工序)→1皮磨。2.4.2石结构单片磁选二次磁选石机粉包法制备龙润麦机盘片磁排二次磁选级皮磨二次磁选级皮磨小麦→刮板输送机→毛麦仓(完成第1工序)→配麦器→绞龙→平面回转筛→磁排(首次磁选)→吸式比重去石机→碟片精选机→磁排(二次磁选)→立式打麦机→平面回转筛→着水绞龙→分配蛟龙→润麦仓(完成第2工序)→分流料箱→绞龙→立式打麦机→平面回转筛→磁排(三次磁选)→净麦仓(完成第3工序)→储柜→1皮磨。2.5粮谷杂质、砂浆质量清杂出的小麦要达到入磨质量要求,即:尘芥杂质不超过0.3%,其中砂石不超过0.02%,粮谷杂质不超过0.5%(已脱壳的异种粮粒暂不计入),灰分降低不小于0.06%,水分应符合制粉工艺和面粉质