小麥面粉加工平篩改善的一些實例
平篩是面粉廠主要的篩理設(shè)備，常用于主流物料的分級、篩選。它的主要特點是篩理面積大，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的種類多等優(yōu)點，是面粉加工過程中的關(guān)鍵設(shè)備。
1 平篩的歷史
追溯面粉平篩的發(fā)展過程，至少已有300多年的歷史。
早期的篩一般是手搖，采用簡單的木框結(jié)構(gòu)，并且在篩分的過程中，人的手要不斷地接觸篩面，起到清理和攪動的作用；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，史維斯開始使用篩布做篩網(wǎng)，直到1835年才逐漸推廣使用。這時候的手篩逐漸被手搖的旋轉(zhuǎn)輪代替，然后有了用風(fēng)和水作為動力的旋轉(zhuǎn)輪加工方法，篩子上、下?lián)u動，進行篩分工作。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)計了水平回旋運動的多層篩組，避免了早期篩子的過度振動，它是第一個真正地利用反作用力及機械驅(qū)動的平衡系統(tǒng)。整個篩是從房頂用蘆葦懸吊起來，地面上設(shè)置驅(qū)動，是第一個機械動力驅(qū)動篩。這種類型的篩子在歐洲大約經(jīng)過20~30年的發(fā)展，然后傳到美國，并逐漸演變成自由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，但那時運行的速度較慢。
2 平篩設(shè)計的改善和發(fā)展
平篩由篩箱、驅(qū)動機構(gòu)、篩體懸吊裝置和進料、出料口的軟連接料筒組成。
早期的平篩篩框比較長，也有料流運動通道和機械式的篩網(wǎng)清理刷。那個時候所使用的清理刷，主要是用于清理加工豆類和谷物類的篩網(wǎng)。直到1900年，才用平方篩代替了長方形篩。在那之后，平方篩就成為了基本篩型，一直到現(xiàn)在。因為平方篩的框架結(jié)構(gòu)可以達到最大的柔性，占用最少的地面空間，產(chǎn)量也是最高的。
驅(qū)動系統(tǒng)和平衡重塊已經(jīng)作了許多年的改進，原來采用地板上的動力驅(qū)動或群體的線軸式復(fù)雜系統(tǒng)，使用皮帶、滑輪和油盒，給環(huán)境帶來了許多污染，見圖1;現(xiàn)在，平篩中部自含驅(qū)動系統(tǒng)，大大改善了衛(wèi)生、安全、維修條件，能耗也已降低。目前，國外使用符合FDA標準的油脂來潤滑軸承，并且采用新的潤滑方法，可以使傳動壽命增加3年。
懸吊裝置，早期使用蘆葦或者纖維類型的柳桿支撐，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，而使用強度高、柔韌性好的高分子合成材料桿，壽命長，運動軌跡較好。
篩體的結(jié)構(gòu)設(shè)計也作了許多改進，原來全部使用木質(zhì)框，帶來的問題是掛粉、吸潮，容易漏粉和繁殖細菌，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，達到不粘粉，防止昆蟲和容易清理的目的。特別是在美國，許多篩箱和支撐使用不銹鋼代替木材，外表面采用達到美學(xué)要求的保護材料，更平滑，減少了篩箱中的螺栓緊固件，以減少灰塵的沉積。為了進一步保證衛(wèi)生，裝置了隔離門。目前布勒公司研制的sirias高方篩所有的墻板和門都是由高等級的隔絕材料制成，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，見圖2.
傳統(tǒng)平篩大多是使用螺栓、棘輪或者手輪鎖緊篩倉，目前是利用頂部施壓，使用一個曲柄連桿，把篩格堆積起來，形成一個完整的篩分單元。某些產(chǎn)品是用氣缸系統(tǒng)代替，這使得移動篩格的工藝既快，又安全，在過去的十多年，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)驗和注意力，所以制造的質(zhì)量不高。而一個關(guān)鍵的問題是篩網(wǎng)要有合適的張力，而人工很難掌握，所以做起來困難很大，不合格率較高，并且使用圖釘和U形釘會造成潛在的不安全、不衛(wèi)生。目前，利用機械張緊架和氣動張緊機構(gòu)，已經(jīng)可以通過張力傳感器準確、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。國外公司主要的出發(fā)點是成本和數(shù)量，檢查的標準是絲綢篩網(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，再篩分篩的實際使用就成為很重要的一個問題。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)的圓型檢驗平篩，它是作為一個工具篩使用。面粉的重新篩分和篩理需要經(jīng)常進行。當(dāng)面粉從面粉廠輸送到倉庫，或者從倉庫到包裝系統(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)實現(xiàn)了在線檢測篩分，這樣就提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。
3 結(jié)語
經(jīng)過上百年的變化和發(fā)展，面粉加工設(shè)備改進的主要目的是為了改善面粉加工的質(zhì)量和滿足市場的要求。篩具和篩分的設(shè)計改進工作一直在進行，每一次改進和技術(shù)的引入，都是面粉加工業(yè)的一次進步，并帶來了明顯的效益。總結(jié)以上變化，可以看出篩子的變化與技術(shù)發(fā)展是分不開的，就是不斷地采用新的設(shè)計技術(shù)和新的材料，從不停留在傳統(tǒng)設(shè)計的階段。從國外產(chǎn)品的發(fā)展可以看出，就是不停地引入新的概念和設(shè)計觀念，進行優(yōu)化設(shè)計、綠色設(shè)計和優(yōu)勢設(shè)計，做到除了結(jié)構(gòu)可靠，還要具有實用、結(jié)構(gòu)柔性化、維修成本低、安全衛(wèi)生、污染少，這也是國內(nèi)高方平篩今后設(shè)計的方向。
