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小麦面粉加工平筛改善的一些实例

2018.11.30

  平筛是面粉厂主要的筛理设备,常用于主流物料的分级、筛选。它的主要特点是筛理面积大,结构紧凑。在单位筛理面积相同的情况下,高方筛具有体积最小,占有空间最少以及分级的种类多等优点,是面粉加工过程中的关键设备。

  1 平筛的历史

  追溯面粉平筛的发展过程,至少已有300多年的历史。

  早期的筛一般是手摇,采用简单的木框结构,并且在筛分的过程中,人的手要不断地接触筛面,起到清理和搅动的作用;筛网大部分采用纸莎草、芦苇、马发、亚麻线、亚麻纤维和棉线等材料做成,筛孔较大。大约在1820年,史维斯开始使用筛布做筛网,直到1835年才逐渐推广使用。这时候的手筛逐渐被手摇的旋转轮代替,然后有了用风和水作为动力的旋转轮加工方法,筛子上、下摇动,进行筛分工作。这些筛基本上是一层筛面。大约在1888年,一位名叫哈根麦克的磨坊主设计了水平回旋运动的多层筛组,避免了早期筛子的过度振动,它是第一个真正地利用反作用力及机械驱动的平衡系统。整个筛是从房顶用芦苇悬吊起来,地面上设置驱动,是第一个机械动力驱动筛。这种类型的筛子在欧洲大约经过20~30年的发展,然后传到美国,并逐渐演变成自由旋转驱动的结构,但那时运行的速度较慢。

  2 平筛设计的改善和发展

  平筛由筛箱、驱动机构、筛体悬吊装置和进料、出料口的软连接料筒组成。

  早期的平筛筛框比较长,也有料流运动通道和机械式的筛网清理刷。那个时候所使用的清理刷,主要是用于清理加工豆类和谷物类的筛网。直到1900年,才用平方筛代替了长方形筛。在那之后,平方筛就成为了基本筛型,一直到现在。因为平方筛的框架结构可以达到最大的柔性,占用最少的地面空间,产量也是最高的。

  驱动系统和平衡重块已经作了许多年的改进,原来采用地板上的动力驱动或群体的线轴式复杂系统,使用皮带、滑轮和油盒,给环境带来了许多污染,见图1;现在,平筛中部自含驱动系统,大大改善了卫生、安全、维修条件,能耗也已降低。目前,国外使用符合FDA标准的油脂来润滑轴承,并且采用新的润滑方法,可以使传动寿命增加3年。

  悬吊装置,早期使用芦苇或者纤维类型的柳杆支撑,在某些地方还要增加一道缆索,作为安全装置;目前,已经不用木质的吊杆,而使用强度高、柔韧性好的高分子合成材料杆,寿命长,运动轨迹较好。

  筛体的结构设计也作了许多改进,原来全部使用木质框,带来的问题是挂粉、吸潮,容易漏粉和繁殖细菌,卫生条件差;目前使用了比较理想的合成材料做衬里,表面光滑、耐磨,与面粉接触的所有构件全是由不锈钢或合成材料做成,主要是为了防止与食品接触的表面被磨损,达到不粘粉,防止昆虫和容易清理的目的。特别是在美国,许多筛箱和支撑使用不锈钢代替木材,外表面采用达到美学要求的保护材料,更平滑,减少了筛箱中的螺栓紧固件,以减少灰尘的沉积。为了进一步保证卫生,装置了隔离门。目前布勒公司研制的sirias高方筛所有的墙板和门都是由高等级的隔绝材料制成,目的是防止冷凝,保证产品中微生物和霉菌的数量较少,见图2.

  传统平筛大多是使用螺栓、棘轮或者手轮锁紧筛仓,目前是利用顶部施压,使用一个曲柄连杆,把筛格堆积起来,形成一个完整的筛分单元。某些产品是用气缸系统代替,这使得移动筛格的工艺既快,又安全,在过去的十多年,筛网主要是用图钉、小钉和U形钉固定在木制的筛框上。筛网及附件的固定,完全依靠人的能力、经验和注意力,所以制造的质量不高。而一个关键的问题是筛网要有合适的张力,而人工很难掌握,所以做起来困难很大,不合格率较高,并且使用图钉和U形钉会造成潜在的不安全、不卫生。目前,利用机械张紧架和气动张紧机构,已经可以通过张力传感器准确、合适地张紧筛网。粘贴筛网的技术已基本成熟,胶粘剂粘贴稳定性好,1 h可以粘贴14块筛网,效率较高。

  目前筛网质量已得到有效改善。国外公司主要的出发点是成本和数量,检查的标准是丝绸筛网、合成筛网和金属筛网筛孔的一致性。除了成本低之外,化纤合成筛网和好的编织线筛网在孔的一致性和耐用性上超过了丝绸筛网[3],所以目前大部分设备均使用合成筛网。

  当食品安全已引起面粉加工企业重视时,再筛分筛的实际使用就成为很重要的一个问题。目前许多面粉厂已经使用由浙江托普仪器有限公司研发生产的圆型检验平筛,它是作为一个工具筛使用。面粉的重新筛分和筛理需要经常进行。当面粉从面粉厂输送到仓库,或者从仓库到包装系统,都要重新筛分,其目的是检查面粉潜在的污染。目前已经实现了在线检测筛分,这样就提高了产品的质量和安全性。

  3 结语

  经过上百年的变化和发展,面粉加工设备改进的主要目的是为了改善面粉加工的质量和满足市场的要求。筛具和筛分的设计改进工作一直在进行,每一次改进和技术的引入,都是面粉加工业的一次进步,并带来了明显的效益。总结以上变化,可以看出筛子的变化与技术发展是分不开的,就是不断地采用新的设计技术和新的材料,从不停留在传统设计的阶段。从国外产品的发展可以看出,就是不停地引入新的概念和设计观念,进行优化设计、绿色设计和优势设计,做到除了结构可靠,还要具有实用、结构柔性化、维修成本低、安全卫生、污染少,这也是国内高方平筛今后设计的方向。


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