工業磨小麥清洗設備的清洗效果研究

杰奧爾杰塔 . 斯托內斯庫，韋爾洛塔 . 埃內斯庫；Arcada 研究中心，羅馬尼亞

艾娜 . 瓦斯林；烏莉娜 . 阿普度；烏莉娜 . 巴努；Dunarea de Jos 大學，食品科學與工程系，羅馬尼亞

工業磨小麥清洗設備的清洗效果研究

杰奧爾杰塔 . 斯托內斯庫，韋爾洛塔 . 埃內斯庫；Arcada 研究中心，羅馬尼亞

艾娜 . 瓦斯林；烏莉娜 . 阿普度；烏莉娜 . 巴努；Dunarea de Jos 大學，食品科學與工程系，羅馬尼亞

產自羅馬尼亞品種為Dropia的小麥清洗后采用工業滾筒磨上的清洗設備進行清洗加工。通過考察不同設備從谷物中去除雜質總量來評價小麥清洗設備的清洗效果。采用組合清洗器和縮進分離器時雜質分離效率分別為83.42%和82.83%。通過清洗，灰分含量減少0.0225%，而破碎的麥粒為0.223%。對清洗設備的物理參數與雜質含量之間的相關性也進行了研究。結果表明，千粒重和雜質含量呈負相關性。

工業磨；小麥清洗工藝；清洗效果

1. 前言

清洗工藝的主要目的是將谷粒從粗和細的雜質分離出來，采用的方法包括篩分、使用去石機除去石塊、通過抽吸的方法除去低密度顆粒和灰塵或者通過擇形預分離器將顆粒按形狀分成圓形或長粒形。根據Godon和Willm的研究結果[1]，采用高效的去石機可以去除98%的大顆粒石塊以及87%的較小石塊。谷物污染物如微生物、真菌毒素、有毒重金屬和其他污物（昆蟲碎片，排泄物，鳥的羽毛等）只能通過清洗的手段去除。采用清洗設備對谷物表面進行高強度處理能夠提高其質量和衛生狀況[2-6]。

本研究旨在探討工業磨上小麥清洗設備的清洗效果并建立清洗設備物理參數與雜質含

量的相關性。

2. 材料與方法

Dropia品種的小麥（2009年采收）產自羅馬尼亞，經清洗后采用工業磨機加工（Buhler，Uzwil，瑞士，加工能力為3300 kg/h）。清洗部分的工藝流程示意圖如圖1所示。磨機的料倉包括兩個儲斗，因此小麥顆粒可以在料斗中停留較長的時間來混合。為使小麥顆粒混合均勻，材料的重量比例采用自動物流平衡器控制（MZAF）。清洗設備包括：帶有空氣回收系統的組合清洗器（MTKB）、磁力分離器（MMUA），縮進分離器（MTRI）、帶有抽吸通道的清洗器（MHXS）。小麥采用分三步被浸濕，采用的設備包括三個單元即，濕度控制器（MYFC）、水比例控制器（MOZF）和浸濕機（MOZL）。

對于圖1中所有樣品（P1～P13）的采集均遵循標準SR EN ISO 13690∶2007（ ASRO 2008）。

圖1 小麥樣品清洗流程圖

小麥的物理特性采用如下方法測定：濕度采用AACC 44-51方法（2000）測定；灰分含量采用SR ISO 2171∶2002 方

法（ASRO 2008）測定；面筋指數和濕面筋含量采用SR ISO 21415-2∶2007方法（ASRO 2008）測定；降落數值采用AACC 56-81B方法（2000）測定；測試重量采用SR ISO 7971-2∶1995方法測定；雜質含量采用SR ISO 7979/2001方法測定。

每個樣品的千粒重（TKW）通過隨機選擇100個顆粒，測定其重量（精確到0.01g）并乘以10確定。

清洗設備的清洗效果通過以下方法來確定：對于組合清洗器，通過比較P3雜質含量與P3～P4雜質含量的差值確定；對于縮進分離器，通過比較P5雜質含量與P5～P7雜質含量的差值確定；對于帶有抽吸通道的清洗器，通過比較P11雜質含量與P11～P13雜質含量的差值確定。

統計分析：2008年11月至2009年7月間，共進行9次實驗，每次實驗重復三次，得出平均值及其標準偏差。標準偏差和相關系數均通過Microsoft Excel確定。

3. 結果與討論

組合清洗器（P3）用于去除所有比麥粒大（如秸稈，繩子和大的石塊）或比麥粒小的雜質（如沙子、碎麥粒和外來種子），按照其比重將樣品分成大比重（P4）和小比重（P5）兩組。此外，低密度的顆粒（如灰塵，谷殼，癟粒和外來種子）通過空氣分級去除。小比重樣品（P5）在縮進分離器中分離得到圓形麥粒。經過這一步驟后，大比重和小比重兩股小麥物流混合，進入浸濕步驟。

小麥經過組合清洗器時，低密度雜質和圓形麥粒的含量可以在P5組得到。如圖2所示，平均雜質含量為2.6%，大比重和小比重兩組樣品的雜質含量

分別為6.2%和0.4%。

圖2 由組合清洗器分離得到9個月份樣品重組分（HF）與輕組分（LF）的物理性質

組合清洗器進料的雜質含量的最高值（3.86%）出現在3月份，該樣品分離出的低比重組分雜質含量為7.27%。低比重組分的雜質含量取決于小麥樣品中的雜質種類。如表1所示，碎麥粒的含量越高，低比重組分的占比就越大。

表1 組合清洗器進料及分離得到的重組分、輕組分的物理參數

統計參數

小麥的物理參數也受雜質含量和種類的影響。我們實驗得到的測試重量和千粒重（如表1所示）顯示這些參數對于大比重組分是增加的，而對于小

比重組分是降低的，同時跟雜質的種類也有關。當小麥原料圓形顆粒（雜草、野豌豆和破碎顆粒）含量較高時，測試重量和千粒重會低得多。對于低比重組分，測試重量和千粒重的標準偏差介于1.302和2.430之間；對于大比重組分，標準偏差介于9.970和1.547，大于組合清洗器入口處的標準偏差（介于1.082和2.308）。標準偏差的大幅變動主要是由于小麥原料中圓形雜質（特別是碎麥粒）含量的大幅變動。

組合清洗器的清洗效果由57.7%（第一個月，2008年11月）增加至98.7%（最后一個月，2009年7月）。采用縮進分離器時，平均清洗效果為82.83%。同時應當指出的是，這種清洗效果受抽提氣流的影響較大。

我們分析了測得物理參數之間的統計相關性。結果表明，TKW與TK之間存在明顯的正相關，而TKW與雜質含量間存在負相關。回歸方程為：TKW=-79.367-0.681×Imp+ 1.538 TW (r2=0.857，p＜0.05)。

表2 組合清洗器和縮進分離器的清洗效果

表3 組合清洗器樣品的技術指標

表4 清洗效果

統計參數

我們分析了組合清洗器原料和分離組分的濕面筋（Gu）、面筋指數（Ix）和降落數值（FN），如表3所示。結果顯示，TKW與Gu、FN之間存在明顯的正相關，而與Ix之間存在負相關。TKW與Gu和Ix、TKW與Gu和FN之間的回歸方程分別為： TKW=23.579+0.328 ×Gu-0.409×Ix (r2=0.64，p＜0.05)和TKW=38.478+ 0.82 ×Gu+0.058×FN (r2=0.422，p＜0.05)。

附著在麥粒表面的雜質通過清洗除去。該操作的清洗效果通常是通過小麥灰分含量和出口處碎粒相對于原料的比例來評估的。當灰分含量降低0.02～0.03%、碎粒含量增加至1%（Godon and Willm，1994）時，該操作被視為有效的。我們的研究結果如表4所示。灰分降低的平均和標準偏差分別為0.022%和0.0044%，而對于碎粒這兩項指標分別為0.223%和0.049%。

4. 結論

組合清洗器和縮進分離器的技術效果分別為83.42%和82.83%。通過清洗，灰分含量降低0.0225%，同時碎粒含量增加0.223%。研究結果表明，TKW與雜質含量呈負相關。小麥的總體物理參數受圓形雜質的影響，尤其是原料中的碎麥粒。

致謝

本研究得到羅馬尼亞項目管理國家中心項目52-132/01.10.2008的支持（優先合作研發項目/國家研究、開發與創新計劃2007-2013）

[1] Godon, B., Willm, C. 1994. Primary Cereal Processing, cap. Break Roller Mill Performances, VCH Publisher, Inc., New York.

[2] Eugster, W. 2002. Reducing grain contamination in the cleaning section, Tecnica Molitoria International. 3:147-153.

[3] Jouany, J.P. 2007. Methods for preventing, decontaminating and minimizing the toxicity of mycotoxins in feed.Animal Feed Science and Technology. 137:342-362.

[4] Kushiro M. 2008. Effects of Milling and cooking processes on the deoxynivalenol content in wheat, International Journal of Molecular Science. 9:2127-2145.

[5] Sarakatsanis, K. 2007. Reducerea substan?elor d?un?toare ?n cur???torie prin decojire superficial? ?i sortare optic? (Bühler GmbH, Braunschweig, Germany). In: Simpozionul International Traditii si Siguranta Alimentara, Sibiu.

[6] Tkachuk, R., Dexter, J.E., Tipples K.H., Nowicki, T.W. 1991. Removal by specific gravity table of tombstone kernels and associated trichothecene from wheat infected with Fusarium head blight. Cereal chemistry.68:428-431.