一種新型組合式雜糧磨粉機(jī)的設(shè)計(jì)

來源：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化信息網(wǎng)  作者：《當(dāng)代農(nóng)機(jī)》山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中心 李智勇

小雜糧富含多種營養(yǎng)成分，既是傳統(tǒng)糧食，又是現(xiàn)代保健珍品。山西省小雜糧栽培歷史悠久，雜糧種植面積、產(chǎn)量、種類都居全國之首，有“小雜糧王國”之稱，還有“世界雜糧在中國，中國雜糧在山西”之說。與其他省份相比，山西省具有得天獨(dú)厚的自然條件和地理優(yōu)勢，小雜糧種類多、品質(zhì)優(yōu)、珍品多、產(chǎn)量大，常年種植面積達(dá)2 000萬畝（1畝約等于0.067 hm2），約占全國的10％，占全省糧食作物播種面積的34％，總產(chǎn)量25億kg，占全省糧食總產(chǎn)量的25％，其中谷子總產(chǎn)量居全國第2位，蕎麥總產(chǎn)量居全國第3位，燕麥總產(chǎn)量居全國第4位，馬鈴薯總產(chǎn)量居全國第5位。山西省人民政府于2019年出臺(tái)了《關(guān)于加快有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見》等利好政策，連續(xù)2年將發(fā)展有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)列為實(shí)施鄉(xiāng)村振興若干政策的措施之一。在這些政策的推動(dòng)下，山西小雜糧產(chǎn)量大幅提升。若要把這些營養(yǎng)豐富的小雜糧充分利用起來，就需要進(jìn)行糧食的精加工、精細(xì)作。而精加工精細(xì)作的過程就需要糧食加工機(jī)械設(shè)備不斷改進(jìn)和改良。

1、國內(nèi)磨粉機(jī)械的現(xiàn)狀

磨粉機(jī)械的發(fā)展關(guān)系到雜糧的加工質(zhì)量以及農(nóng)民的收入。以前人們加工雜糧使用的是人推石磨。到20世紀(jì)60年代逐漸發(fā)展到使用錐式磨粉機(jī)（老百姓常說的“一風(fēng)吹”），其雖然提高了生產(chǎn)效率，但是磨頭轉(zhuǎn)速高達(dá)1 000 r/min，生產(chǎn)出的面粉溫度太高，影響了面粉質(zhì)量。到了80年代，市場上大部分使用的磨粉機(jī)械是機(jī)械鋼輥磨粉機(jī)，其主要部件磨輥輥體由雙金屬離心澆鑄而成，主要由磨頭、分級(jí)篩理、氣力輸送系統(tǒng)、地面?zhèn)}、主電機(jī)組成。工作原理是，原糧經(jīng)過清選水潤后，由氣力輸送系統(tǒng)將原糧喂入磨輥中進(jìn)行研磨，經(jīng)過第1次研磨的原糧經(jīng)出料口進(jìn)入分級(jí)篩網(wǎng)，由出麩口流出，篩下物是面粉，篩出物為皮芯混合物，經(jīng)氣力輸送系統(tǒng)再次提到糧倉準(zhǔn)備二次研磨，小麥一般研磨4～6遍。該種機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率較高（每1 h可加工小麥400多kg），缺點(diǎn)是磨輥轉(zhuǎn)速較快，破壞小麥的營養(yǎng)價(jià)值。

2010年以后，隨著人們生活水平的不斷提高，在“綠色、環(huán)?！钡目谔?hào)下，有些人對(duì)原生態(tài)的石磨面產(chǎn)生了興趣，市場上就相應(yīng)產(chǎn)生了機(jī)械石磨磨粉機(jī)（分半自動(dòng)機(jī)械石磨磨粉機(jī)、全自動(dòng)機(jī)械石磨磨粉機(jī)）。機(jī)械石磨磨粉機(jī)是在傳統(tǒng)人工石磨的基礎(chǔ)上增加了機(jī)械傳動(dòng)裝置和篩面篩分裝置而成，省去了人工推磨和人工篩面；磨盤石材選用堅(jiān)硬不風(fēng)化的巖石；轉(zhuǎn)動(dòng)速度由所選減速機(jī)決定，可快可慢；優(yōu)點(diǎn)是對(duì)面粉的營養(yǎng)價(jià)值起到了一定的保護(hù)作用，較人推石磨大大減輕了勞動(dòng)力；缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率較鋼輥磨粉機(jī)低很多，生產(chǎn)的面粉品相不好。

針對(duì)鋼輥磨粉機(jī)和石磨磨粉機(jī)的特點(diǎn)，研究人員研制出了新型組合式全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)合了機(jī)械鋼輥的優(yōu)點(diǎn)和石磨的優(yōu)點(diǎn)，用機(jī)械鋼輥使雜糧快速脫殼，用石磨磨盤完成麥芯粉的研磨，從而提高了生產(chǎn)效率，保證糧食的營養(yǎng)不流失。

2、新型組合式全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)新型組合式全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)的主要目的是提高磨粉效率，提升面粉營養(yǎng)質(zhì)量，提高面粉銷售價(jià)格。

為了把鋼輥磨粉機(jī)高效磨粉的工作原理和石磨磨粉機(jī)低轉(zhuǎn)速保證營養(yǎng)價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，研究人員通過調(diào)研、討論、試驗(yàn)，最終提出以下工作思路：把機(jī)械鋼輥磨頭和石磨組合在一起，讓鋼輥進(jìn)行小麥的脫殼，由石磨來完成麥芯粉的研磨。

2.1 基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

2.1.1 基本結(jié)構(gòu)

該機(jī)主要由鋼輥磨頭、石磨研磨部分、分級(jí)篩理、氣力輸送系統(tǒng)、地面?zhèn)}、主電機(jī)等組成。新型組合式雜糧磨粉機(jī)外形見圖1。

2.1.2 技術(shù)參數(shù)

該機(jī)外形尺寸為3 100 mm×3 800 mm×2 900 mm，整機(jī)質(zhì)量為900 kg，對(duì)輥主機(jī)功率為7.5 kW，石磨主機(jī)功率為3 kW，風(fēng)機(jī)功率為4 kW，對(duì)輥轉(zhuǎn)速為750 r/min，石磨轉(zhuǎn)速為30 r/min，生產(chǎn)率大于300 kg/h。

2.1.3 工作原理

將清選水潤后的原糧倒入吸糧口，由氣力輸送系統(tǒng)將原糧喂入機(jī)械磨輥中進(jìn)行糧食的脫殼，經(jīng)過研磨后的原糧經(jīng)出料口進(jìn)入分級(jí)篩網(wǎng)，殼由出麩口流出，面粉由出粉口流出包裝，篩下的麥芯由氣力輸送系統(tǒng)輸送到石磨進(jìn)行麥芯的研磨。研磨后的面粉進(jìn)入分級(jí)篩網(wǎng)，篩下的面粉即石磨面粉由出粉口流出，殼由出麩口流出，混合物由氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)送到地面?zhèn)}，等待2次脫殼研磨。技術(shù)工藝路線見圖2。

本項(xiàng)目研發(fā)的新型組合式全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)完全能夠達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，每1 h可加工小麥300 kg以上，總功率小于15 kW。

2.2 氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了把機(jī)械鋼輥磨頭和石磨磨粉機(jī)組合在一起，并使2種研磨方法使用同一套氣力輸送系統(tǒng)、同一套糧倉、同一套羅，使鋼輥和石磨有效地配合起來，達(dá)到機(jī)械鋼輥部分專門進(jìn)行糧食的脫殼工作、石磨部分專門用于麥芯的研磨，同時(shí)使氣力輸送系統(tǒng)配合2種研磨方法，實(shí)現(xiàn)磨粉的高效率、面粉的營養(yǎng)不流失、設(shè)備的全部自動(dòng)化，就需要重新設(shè)計(jì)氣力輸送系統(tǒng)。

2.3 對(duì)石磨的設(shè)計(jì)和選擇  

如何使新型組合式全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)能夠高效地生產(chǎn)出石磨面粉，石磨的選擇很重要。為此，研究人員對(duì)國內(nèi)石磨選用的黃崗巖、綠砂石、麥飯石等石材進(jìn)行了研究和試驗(yàn)，確定選用韌性較好的綠砂石，同時(shí)對(duì)石磨的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了試驗(yàn)，將石磨轉(zhuǎn)速確定為30 r/min。

3、結(jié)束語

新型組合式全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)是：使用1套風(fēng)運(yùn)系統(tǒng)、1套糧倉、1套羅，使鋼輥和石磨有效地組合起來，并針對(duì)石磨磨粉機(jī)皮芯分離效果差的問題，讓鋼輥部分專門進(jìn)行糧食的脫殼，石磨部分專門用于麥芯的研磨，達(dá)到占地空間小、共用多個(gè)系統(tǒng)的目的。

新型全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)研制的意義：①促使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收。目前，市場上使用的磨粉機(jī)械主要有鋼輥磨粉機(jī)、石磨磨粉機(jī)2種，生產(chǎn)的面粉售價(jià)分別為2元/kg、4.5元/kg。新型全自動(dòng)雜糧磨粉機(jī)生產(chǎn)的面粉為石磨面粉，生產(chǎn)的面粉售價(jià)為4.5元/kg，能夠使農(nóng)民直接增收。在增收的情況下，會(huì)提高農(nóng)民種植糧食的積極性，間接地使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。②響應(yīng)了中央和山西省委省政府的政策號(hào)召。2017年，國家農(nóng)業(yè)部會(huì)同國家發(fā)展改革委等部門編制印發(fā)了《特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)建設(shè)規(guī)劃綱要》，在黃土高原區(qū)、內(nèi)蒙古及長城沿線區(qū)、東北地區(qū)，因地制宜選擇特色糧豆，集中打造一批特色鮮明、優(yōu)勢聚集、產(chǎn)業(yè)融合、歷史文化厚重、市場競爭力強(qiáng)的特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)，通過加大資金投入、創(chuàng)新金融政策、完善用地政策，促進(jìn)雜糧等優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張俊,劉養(yǎng)沽.山西省小雜糧產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].全國商情(經(jīng)濟(jì)理論研究),2019(13):5-6,41.