小麥面粉加工平篩改善的一些實(shí)例
平篩是面粉廠主要的篩理設(shè)備，常用于主流物料的分級(jí)、篩選。它的主要特點(diǎn)是篩理面積大，結(jié)構(gòu)緊湊。在單位篩理面積相同的情況下，高方篩具有體積最小，占有空間最少以及分級(jí)的種類(lèi)多等優(yōu)點(diǎn)，是面粉加工過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備。
1 平篩的歷史
追溯面粉平篩的發(fā)展過(guò)程，至少已有300多年的歷史。
早期的篩一般是手搖，采用簡(jiǎn)單的木框結(jié)構(gòu)，并且在篩分的過(guò)程中，人的手要不斷地接觸篩面，起到清理和攪動(dòng)的作用；篩網(wǎng)大部分采用紙莎草、蘆葦、馬發(fā)、亞麻線、亞麻纖維和棉線等材料做成，篩孔較大。大約在1820年，史維斯開(kāi)始使用篩布做篩網(wǎng)，直到1835年才逐漸推廣使用。這時(shí)候的手篩逐漸被手搖的旋轉(zhuǎn)輪代替，然后有了用風(fēng)和水作為動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)輪加工方法，篩子上、下?lián)u動(dòng)，進(jìn)行篩分工作。這些篩基本上是一層篩面。大約在1888年，一位名叫哈根麥克的磨坊主設(shè)計(jì)了水平回旋運(yùn)動(dòng)的多層篩組，避免了早期篩子的過(guò)度振動(dòng)，它是第一個(gè)真正地利用反作用力及機(jī)械驅(qū)動(dòng)的平衡系統(tǒng)。整個(gè)篩是從房頂用蘆葦懸吊起來(lái)，地面上設(shè)置驅(qū)動(dòng)，是第一個(gè)機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)篩。這種類(lèi)型的篩子在歐洲大約經(jīng)過(guò)20~30年的發(fā)展，然后傳到美國(guó)，并逐漸演變成自由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但那時(shí)運(yùn)行的速度較慢。
2 平篩設(shè)計(jì)的改善和發(fā)展
平篩由篩箱、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、篩體懸吊裝置和進(jìn)料、出料口的軟連接料筒組成。
早期的平篩篩框比較長(zhǎng)，也有料流運(yùn)動(dòng)通道和機(jī)械式的篩網(wǎng)清理刷。那個(gè)時(shí)候所使用的清理刷，主要是用于清理加工豆類(lèi)和谷物類(lèi)的篩網(wǎng)。直到1900年，才用平方篩代替了長(zhǎng)方形篩。在那之后，平方篩就成為了基本篩型，一直到現(xiàn)在。因?yàn)槠椒胶Y的框架結(jié)構(gòu)可以達(dá)到最大的柔性，占用最少的地面空間，產(chǎn)量也是最高的。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和平衡重塊已經(jīng)作了許多年的改進(jìn)，原來(lái)采用地板上的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)或群體的線軸式復(fù)雜系統(tǒng)，使用皮帶、滑輪和油盒，給環(huán)境帶來(lái)了許多污染，見(jiàn)圖1;現(xiàn)在，平篩中部自含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，大大改善了衛(wèi)生、安全、維修條件，能耗也已降低。目前，國(guó)外使用符合FDA標(biāo)準(zhǔn)的油脂來(lái)潤(rùn)滑軸承，并且采用新的潤(rùn)滑方法，可以使傳動(dòng)壽命增加3年。
懸吊裝置，早期使用蘆葦或者纖維類(lèi)型的柳桿支撐，在某些地方還要增加一道纜索，作為安全裝置；目前，已經(jīng)不用木質(zhì)的吊桿，而使用強(qiáng)度高、柔韌性好的高分子合成材料桿，壽命長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡較好。
篩體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也作了許多改進(jìn)，原來(lái)全部使用木質(zhì)框，帶來(lái)的問(wèn)題是掛粉、吸潮，容易漏粉和繁殖細(xì)菌，衛(wèi)生條件差；目前使用了比較理想的合成材料做襯里，表面光滑、耐磨，與面粉接觸的所有構(gòu)件全是由不銹鋼或合成材料做成，主要是為了防止與食品接觸的表面被磨損，達(dá)到不粘粉，防止昆蟲(chóng)和容易清理的目的。特別是在美國(guó)，許多篩箱和支撐使用不銹鋼代替木材，外表面采用達(dá)到美學(xué)要求的保護(hù)材料，更平滑，減少了篩箱中的螺栓緊固件，以減少灰塵的沉積。為了進(jìn)一步保證衛(wèi)生，裝置了隔離門(mén)。目前布勒公司研制的sirias高方篩所有的墻板和門(mén)都是由高等級(jí)的隔絕材料制成，目的是防止冷凝，保證產(chǎn)品中微生物和霉菌的數(shù)量較少，見(jiàn)圖2.
傳統(tǒng)平篩大多是使用螺栓、棘輪或者手輪鎖緊篩倉(cāng)，目前是利用頂部施壓，使用一個(gè)曲柄連桿，把篩格堆積起來(lái)，形成一個(gè)完整的篩分單元。某些產(chǎn)品是用氣缸系統(tǒng)代替，這使得移動(dòng)篩格的工藝既快，又安全，在過(guò)去的十多年，篩網(wǎng)主要是用圖釘、小釘和U形釘固定在木制的篩框上。篩網(wǎng)及附件的固定，完全依靠人的能力、經(jīng)驗(yàn)和注意力，所以制造的質(zhì)量不高。而一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是篩網(wǎng)要有合適的張力，而人工很難掌握，所以做起來(lái)困難很大，不合格率較高，并且使用圖釘和U形釘會(huì)造成潛在的不安全、不衛(wèi)生。目前，利用機(jī)械張緊架和氣動(dòng)張緊機(jī)構(gòu)，已經(jīng)可以通過(guò)張力傳感器準(zhǔn)確、合適地張緊篩網(wǎng)。粘貼篩網(wǎng)的技術(shù)已基本成熟，膠粘劑粘貼穩(wěn)定性好，1 h可以粘貼14塊篩網(wǎng)，效率較高。
目前篩網(wǎng)質(zhì)量已得到有效改善。國(guó)外公司主要的出發(fā)點(diǎn)是成本和數(shù)量，檢查的標(biāo)準(zhǔn)是絲綢篩網(wǎng)、合成篩網(wǎng)和金屬篩網(wǎng)篩孔的一致性。除了成本低之外，化纖合成篩網(wǎng)和好的編織線篩網(wǎng)在孔的一致性和耐用性上超過(guò)了絲綢篩網(wǎng)[3],所以目前大部分設(shè)備均使用合成篩網(wǎng)。
當(dāng)食品安全已引起面粉加工企業(yè)重視時(shí)，再篩分篩的實(shí)際使用就成為很重要的一個(gè)問(wèn)題。目前許多面粉廠已經(jīng)使用由浙江托普儀器有限公司研發(fā)生產(chǎn)的圓型檢驗(yàn)平篩，它是作為一個(gè)工具篩使用。面粉的重新篩分和篩理需要經(jīng)常進(jìn)行。當(dāng)面粉從面粉廠輸送到倉(cāng)庫(kù)，或者從倉(cāng)庫(kù)到包裝系統(tǒng)，都要重新篩分，其目的是檢查面粉潛在的污染。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)篩分，這樣就提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。
3 結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)上百年的變化和發(fā)展，面粉加工設(shè)備改進(jìn)的主要目的是為了改善面粉加工的質(zhì)量和滿(mǎn)足市場(chǎng)的要求。篩具和篩分的設(shè)計(jì)改進(jìn)工作一直在進(jìn)行，每一次改進(jìn)和技術(shù)的引入，都是面粉加工業(yè)的一次進(jìn)步，并帶來(lái)了明顯的效益。總結(jié)以上變化，可以看出篩子的變化與技術(shù)發(fā)展是分不開(kāi)的，就是不斷地采用新的設(shè)計(jì)技術(shù)和新的材料，從不停留在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的階段。從國(guó)外產(chǎn)品的發(fā)展可以看出，就是不停地引入新的概念和設(shè)計(jì)觀念，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)和優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)，做到除了結(jié)構(gòu)可靠，還要具有實(shí)用、結(jié)構(gòu)柔性化、維修成本低、安全衛(wèi)生、污染少，這也是國(guó)內(nèi)高方平篩今后設(shè)計(jì)的方向。
