2021-4-9 | 食品研究论文
一、小麦加工业的发展要求
（1）食品安全成为新要求
随着经济和社会的发展，人们对食品安全日趋重视。安全食品的要求正在推动粮食加工技术和装备的相应变革和发展，保证最大程度的食品卫生和产品安全已成为发达国家粮食加工行业优先考虑的任务。装备制造企业的新产品特别重视了食品卫生安全设计，采用新型卫生材料和新的卫生标准设计，大大降低了真菌毒素、农药残留、微生物等有害杂质的污染。另外，发达国家的绝大多数粮食加工企业已经实现了自动原粮接收、自动抽样和检测、粮食成品自动包装堆放，以及散运系统，大大提高了工作效率，最大程度地保证产品质量安全。
（2）规模化成为新方向
我国粮食加工企业的规模普遍过小，造成资源利用率低、耗能高、效益差，在与外资大型加工企业的竞争中处于明显劣势。加快我国粮食加工产业规模化的发展进程是必然趋势，相应要求加工装备向大型化发展。同时，随着全球经济一体化的进程加快，粮食加工规模化生产和集约化经营迅猛发展，通过整合资源，国际上出现了许多跨国集团企业，粮食加工产业化能力越来越强。因此，对粮食加工设备也提出了大型化的要求。
（3）创新成为新动力
发达国家的先进装备制造公司十分重视技术和装备的创新研发，具有健全的研发机构和完善的创新体系，建立有研发中心（包括进行基础研究和测试分析的中心实验室，既可以对机械设备材质进行工程、物理和化学测试分析，还可以对加工涉及到的粮食原料、在制品和产品进行系统的理化分析），拥有中试车间，装备齐全精良，为研发新产品及实现工程产业化创造条件。我国也相应地在强化公司研发团队力量，增加研发投入。
二、小麦加工装备业呈现的新技术新装备
为了适应小麦加工业的发展，按工艺流程需要，粮食加工装备应该进行清理、输送、磨粉、筛分、分级、配料、自动控制、包装计量等设备的改进，满足清洁、安全、大型化、自动化的要求。
（1）粮食产后清理关键技术与装备
我国在粮食收获时大型农机具的使用，使粮食收获后粮食杂质多（特别是小麦秸秆段，玉米芯碎块等），入仓粮食易发热、发霉，粮食浪费较严重，加工过程能耗高，清洁生产、卫生安全水平低等问题。因此，研究粮食收获机与粮食清理机集成匹配控制，通过集成创新、设计，研制适合我国农村的粮食高效清理设备，大幅提高我国粮食收获的清理水平，实现提高成品存储质量、减少粮食污染和霉变，提升加工产品的质量和效率，降低能源消耗，实现清洁生产的目的。其研究内容包括小麦联合收割机清粮装置的清理优化设计与配套装置的研究、不同小麦联合收割机清粮装置终端集成清理工艺方案设计研究和小麦联合收割机集成清理装置结构设计研发。
（2）原粮接收自动取样和检测系统的研究
针对我国粮食加工厂原粮接收仍采用人工取样的现状，应研发出原粮接收高效自动取样装置，实现样品的自动扦取和吸入检测室。应研发出在实验室使用的、适合于快速检测粮食样品中杂质的小型组合清理筛，通过集成近红外品质检测仪器，形成一套自动检测系统，实现对原粮样品杂质、容重、水分和基本品质指标的快速检测。
（3）大型高效粮食清理装备
满足粮食清理大型现代化要求，实现高效、节能、清洁安全的生产目标，采用现代理念，集成先进技术，对粮食加工的清理装备进行研制和开发。研制的主要设备包括：①大型高效清理振动筛的研制。针对目前粮食加工规模化发展及大处理量的要求，解决当前设备存在的产量低、稳定性差、振动疲劳断裂等问题，研制大型高效粮食清理振动筛。②大型高效分级去石机的研制。针对目前粮食加工除石工序的大处理量要求，解决当前设备存在的工作稳定性差以及疲劳断裂等问题。采用现代设计手段，研制适用于多种粮食物料需要的大型高效分级去石机。③大型擦打刷组合机的研制。针对目前粮食加工量不断增加的要求，安全、卫生及节能降耗在粮食加工中要求越来越高，解决当前存在的产量低、破碎率高，以及粮食损耗浪费、多道工序耗能等问题，研究组合擦打刷组合机的运动规律，实现占地面积小、工序少、卫生安全、节能的大型擦打刷组合机。
（4）动态粮食真空调质技术研究及装备
针对粮食加工过程中调质时间长、均匀性差、仓容占用多、微生物滋生繁衍难以控制等问题，研究在真空条件下小麦和玉米水分迁移的规律和真空调质机理，确定粮食真空调质的温度、真空度和时间等最佳技术参数；开发能满足日加工小麦300t~500t的新型真空调质装置和设备，设计相应的真空调质清理工艺，实现动态真空调质，使调质时间由传统的常温常压24小时缩短为2小时。
（5）大型高效高方平筛装备
针对粮食加工大型化要求，研制新型的8仓和10仓超大型高方平筛，替代国内普遍使用4仓和6仓式的中小型筛分设备，解决因单机处理量小而制约我国粮食加工大型化发展的瓶颈问题。研究大型化高方平筛可能出现的疲劳强度破坏、轴承易损，以及装卸困难、串漏密封问题；研究不同物料分级的最优化物料运动和筛体振动参数；定量化实验研究筛理效率，获得最佳工作参数，达到提高产量和效率的目的。
（6）面粉自动计量包装和码垛及散运系统
针对面粉计量包装及码垛工序使用人工多、劳动强度大等问题，通过研发和集成国际最新技术，实现25kg袋装面粉的全自动快速计量、套袋、灌包、封口和输送过程。集成袋装面粉码垛机器人最新技术，应用于面粉厂码垛和发运系统，进行示范推广，实现人力节省、降低人工成本、改善劳动环境、提高生产效率。为解决我国当前面粉散存、散发和散运技术与装备的薄弱问题，优化研究散存和发运技术工艺，研制出高效清洁安全的散装和散发装备。
三、研发绿色环保粮食加工装备
提高我国粮食加工水平粮食加工装备是粮食加工实现现代产业化的重要支撑。我国目前的粮食加工装备整体水平落后发达国家约20年，大型化设备、绿色加工设备等方面的研究和实践不足，技术含量高的大型装备基本依赖进口，严重制约了我国粮食加工业的现代化发展进程。通过新设备的研制，能够大幅度提高我国粮食加工水平，实现提高成品质量和出率，提升加工效率，减低能源消耗，减少物料损失，节约土地使用，避免加工污染，实现清洁生产的目的，使我国粮食加工技术达到国际先进水平。
本文作者：曹武军 单位：郑州大学管理工程系、国家粮食加工装备工程技术研究中心