機(jī)械制曲過程中影響小麥粉碎度的因素探究及調(diào)控

張 明

（舍得酒業(yè)股份有限公司，四川射洪629209）

在白酒釀造過程中，作為糖化發(fā)酵劑的曲藥，其培菌質(zhì)量直接影響著窖內(nèi)發(fā)酵，業(yè)內(nèi)素有“曲為酒骨、好曲出好酒、曲定酒型”之說。20世紀(jì)70年代，機(jī)械制曲開始出現(xiàn)，并逐漸全面替代傳統(tǒng)人工制曲。其中，小麥粉碎度直接影響曲坯成型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到曲坯后期培菌過程的保水性能、升溫狀況、微生物繁殖代謝等，成為機(jī)械制曲過程的一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。

粉碎度是指制曲原料被粉碎的粗細(xì)程度。本研究認(rèn)為，以?2.5 mm、?1.0 mm的標(biāo)準(zhǔn)篩分離磨粉機(jī)出口處麥粉，得到粗細(xì)不同的顆粒，以“皮張、粗粉、粉末”的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示更為科學(xué)。粗粉指直徑在1.0 mm～2.5 mm的麥粉；粉末指直徑≤1.0 mm的麥粉；皮張是指原料種皮和穎殼，直徑≥2.5 mm。小麥粉碎時(shí)要求保留大片種皮，在曲坯培菌過程中起疏松透氣作用，有利于曲坯來火、散熱和排潮，同時(shí)也需要一定比例的粉末，吸水后有較好黏性，利于曲坯成型及培菌期保水。

粉碎度對(duì)于曲坯成型及后期培菌至關(guān)重要，目前的研究中粉碎度是指原料粉碎后通過20目篩的細(xì)粉所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，關(guān)于粉碎度的研究多關(guān)注于對(duì)后期培菌的影響，但對(duì)在實(shí)際生產(chǎn)中曲坯成型過程原料粉碎度影響因素及其關(guān)系的探究較少，以及如何調(diào)整并沒有具體數(shù)據(jù)作為依據(jù)，本試驗(yàn)以某曲藥生產(chǎn)廠家為平臺(tái)，結(jié)合現(xiàn)狀探究粉碎度的影響因素和調(diào)控方式。

1 材料與方法

1.1 材料、設(shè)備

材料：小麥、清水。

設(shè)備：LS300螺旋輸（拌）送機(jī)，LS200螺旋輸（拌）送器，潤(rùn)麥罐，磨粉機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)篩，101-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱，AL204分析天平。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 潤(rùn)麥水分與粉碎度關(guān)系測(cè)定

小麥粉碎前加入一定量65～70℃的溫水潤(rùn)麥，然后將小麥翻勻、攏堆一段時(shí)間，使麥皮吸收適量水分，小麥粉碎時(shí)麥皮不易破碎，而保留足夠的、大小均勻的、梅花瓣?duì)畹钠垼⑹蛊垺⒋址邸⒎勰┑谋壤刂圃谶m當(dāng)范圍。

在小麥質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，其他操作不變的情況下，改變潤(rùn)麥水分，目前正常生產(chǎn)時(shí)的潤(rùn)麥水分為15%～17.5%（以磨粉后的麥粉水分測(cè)定值代替潤(rùn)麥水分），采用單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，研究潤(rùn)麥水分從13%到19%對(duì)粉碎度的影響。

1.2.2 潤(rùn)麥時(shí)間與粉碎度關(guān)系測(cè)定

在小麥質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，其他操作不變的情況下，改變潤(rùn)麥時(shí)間，目前正常生產(chǎn)時(shí)的潤(rùn)麥時(shí)間為25 min左右，經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累，認(rèn)為適當(dāng)延長(zhǎng)潤(rùn)麥時(shí)間有利于皮張的形成，所以采用單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，研究潤(rùn)麥時(shí)間分別為10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、35 min、40 min、45 min時(shí)對(duì)粉碎度的影響。

1.2.3 磨輥溫度與粉碎度關(guān)系測(cè)定

磨輥溫度隨著磨粉時(shí)間逐漸升高并趨于穩(wěn)定，經(jīng)過長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，認(rèn)為磨輥在升溫的過程中會(huì)對(duì)粉碎度造成部分影響，因此，在升溫過程中分段取樣，觀察溫度對(duì)粉碎度的影響。

1.2.4 磨粉速度與粉碎度關(guān)系測(cè)定

在生產(chǎn)中經(jīng)常調(diào)節(jié)磨粉速度來調(diào)節(jié)綜合樣品的粉碎度，在小麥質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，其他操作不變的情況下，單邊磨粉機(jī)料速調(diào)整是否會(huì)影響粉碎度尚不明確，本實(shí)驗(yàn)采用料速由小到大調(diào)整來探究其粉碎度的變化情況。

1.2.5 磨輥輥距與粉碎度關(guān)系測(cè)定

在小麥質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，其他操作不變的情況下，磨輥間距在一定范圍內(nèi)會(huì)直接影響小麥的粉碎度，經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累，認(rèn)為磨輥間距越小，粉末比例越高，皮張比例越小，且皮張面積變小，本實(shí)驗(yàn)通過調(diào)整不同輥距來探究其粉碎度的變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 潤(rùn)麥水分與粉碎度的關(guān)系

在加水潤(rùn)麥之前，小麥含水量在10%左右，加水潤(rùn)麥之后粉碎度的變化如圖1。

圖1 潤(rùn)麥水分與粉碎度的關(guān)系

水分在13%～15%之間時(shí)，隨著水分含量增加，皮張比例逐漸增加，粗粉和細(xì)粉比例逐漸減少；水分在15%～17%之間時(shí)，皮張約占47%，細(xì)粉約占20%，能夠保持相對(duì)的穩(wěn)定；水分在17%～19%之間時(shí)，皮張比例逐漸增加，細(xì)粉和粗粉比例逐漸減少，而且皮張厚度明顯較厚（部分細(xì)粉和粗粉黏在皮張上），在磨粉過程中，易出現(xiàn)細(xì)粉黏輥的現(xiàn)象，不符合生產(chǎn)要求。

分析認(rèn)為，小麥在固定的潤(rùn)麥時(shí)間內(nèi)吸水量相對(duì)固定，當(dāng)加水量小于相對(duì)吸收量時(shí)，水分會(huì)被小麥完全吸收，皮張含量隨加水量增加而增加；當(dāng)加水量等于或稍微大于相對(duì)吸收量時(shí)，水分能充分地被小麥吸收，不至于出現(xiàn)流水現(xiàn)象，皮張中水分含量能保持相對(duì)穩(wěn)定；當(dāng)加水量過大時(shí)，多余水分小麥來不及吸收而附著在表皮，與細(xì)粉接觸后黏性增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)粉黏在輥上。

2.2 潤(rùn)麥時(shí)間與粉碎度的關(guān)系（圖2）

圖2 潤(rùn)麥時(shí)間與粉碎度的關(guān)系

如圖2所示，潤(rùn)麥水分保持在16%～17%之間，隨著加水潤(rùn)麥時(shí)間的延長(zhǎng)，皮張含量逐步增大，細(xì)粉和粗粉含量逐步減少。當(dāng)潤(rùn)麥時(shí)間少于20 min時(shí)，皮張含量較少，單塊皮張面積較小；當(dāng)潤(rùn)麥時(shí)間在20～25 min時(shí)，皮張含量合適，但單塊皮張面積相對(duì)較小；當(dāng)潤(rùn)麥時(shí)間在25～30 min時(shí)，皮張、粗粉、細(xì)粉比例合適，單塊皮張大小合適；當(dāng)潤(rùn)麥時(shí)間超過30 min后，皮張含量較大，單塊皮張面積較大，且皮張厚度明顯增加，不利于后期生產(chǎn)操作。綜合來看，潤(rùn)麥水分保持在16%～17%之間時(shí)，潤(rùn)麥時(shí)間保持在25～30 min較為合適。

2.3 磨輥溫度與粉碎度的關(guān)系

磨輥溫度隨著開機(jī)時(shí)間逐漸升高，并在70 min時(shí)達(dá)到一定溫度后保持相對(duì)穩(wěn)定，見圖3。

在開機(jī)升溫的這段時(shí)間內(nèi)，粉碎度波動(dòng)很小（圖4），能在一定范圍內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，皮張感官稍有變化，隨著溫度升高，皮張略微變大、變薄。

2.4 磨粉速度與粉碎度的關(guān)系

多次測(cè)試結(jié)果顯示，料速調(diào)整前后，細(xì)粉比例增加和減少的次數(shù)各占一半，且變化很小，不超過2%，結(jié)果見圖5，綜合其他不可控的影響因素，過去的經(jīng)驗(yàn)輥距不變，料速降低，細(xì)粉比例增加，并不符合實(shí)際生產(chǎn)情況。

圖3 溫度隨開機(jī)時(shí)間的變化

圖4 粉碎度隨開機(jī)時(shí)間的變化

圖5 磨粉速度與粉碎度的關(guān)系

2.5 磨輥輥距與粉碎度的關(guān)系

隨著磨輥輥距減小，皮張含量比例有減小的趨勢(shì)，單塊皮張面積略微減小，細(xì)粉和粗粉含量比例有增大的趨勢(shì)。總之，輥距在小范圍變化時(shí)，粉碎度也會(huì)隨之變化，但趨勢(shì)相對(duì)較小，見圖6。

通過以上探究，可以得出：

（1）潤(rùn)麥時(shí)間的長(zhǎng)短與現(xiàn)有設(shè)備有很大關(guān)系，隨著潤(rùn)麥時(shí)間的延長(zhǎng)，在一定范圍內(nèi)，皮張含量比例越來越大，皮張厚度逐漸增厚，單塊皮張面積越來越大。

（2）單位時(shí)間內(nèi)小麥的吸水量相對(duì)固定，潤(rùn)麥加水量應(yīng)該根據(jù)潤(rùn)麥時(shí)間的長(zhǎng)短來確定，使其在潤(rùn)麥時(shí)間內(nèi)充分吸水但又不出現(xiàn)表皮附著水分過多甚至流水的現(xiàn)象。

（3）開機(jī)之后，磨輥溫度逐漸升高并在70 min左右趨于穩(wěn)定，在升溫過程中，皮張含量比例基本無影響，皮張略微變薄，單塊皮張面積略微變大。

（4）在一定范圍內(nèi)調(diào)整料速，粉碎度的變化可以忽略不計(jì)。

（5）隨著磨輥輥距減小，皮張含量比例緩慢減小，單塊皮張大小略微減小。

（6）小麥質(zhì)量、其他工藝保持相對(duì)穩(wěn)定，潤(rùn)麥時(shí)間不變，潤(rùn)麥水分在15%～17.5%之間，在磨輥使用的每一個(gè)階段，在一定的范圍內(nèi)調(diào)整“料速”和“輥距”，其細(xì)粉與皮張的變化滿足一定的線性關(guān)系，若以2%為輥距，按細(xì)粉的含量分組，其趨勢(shì)如圖6。

（7）由圖7可見，機(jī)械制曲過程中，皮張和細(xì)粉之間存在一定負(fù)相關(guān)，皮張隨著細(xì)粉比例增加而減少；而粗粉和細(xì)粉存在正相關(guān)，但相關(guān)性不如皮張和細(xì)粉明顯。

圖6 磨輥輥距與粉碎度的關(guān)系

圖7 細(xì)粉、粗粉、皮張之間的關(guān)系

當(dāng)綜合樣皮張含量較少，細(xì)粉含量較多時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)潤(rùn)麥時(shí)間，增加潤(rùn)麥補(bǔ)水量，增加磨輥間距，或者調(diào)整磨粉機(jī)的料速，改變綜合樣的混合比例，可使綜合樣的粉碎度控制在合理范圍內(nèi)。

2.6 小麥粉碎度調(diào)控及效果

2.6.1 小麥粉碎度的調(diào)控

根據(jù)本廠現(xiàn)有的設(shè)備狀況，每班生產(chǎn)前將潤(rùn)麥水分調(diào)至16%～17%的范圍，并將原來的潤(rùn)麥速度30 Hz調(diào)至16 Hz，單罐的潤(rùn)麥時(shí)間調(diào)整為30 min，然后開機(jī)生產(chǎn)，粉碎度變化見表1。調(diào)整后前30 min的變化幅度（最大值5.2%）較調(diào)整前的（最大值10.9%）減小。

磨粉過程中，隨著輥溫升高，根據(jù)粉碎度檢測(cè)結(jié)果，在原有輥距基礎(chǔ)上適度增大磨粉機(jī)輥距1～2 dmm；磨粉結(jié)束前30 min，因罐內(nèi)小麥滯留，導(dǎo)致潤(rùn)麥時(shí)間較長(zhǎng)，適度減少潤(rùn)麥水分，控制在15%～16%，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，適度減小磨粉機(jī)輥距2～3 dmm，以確保粉碎度整體上均勻一致。

2.6.2 粉碎度調(diào)整前后的升溫效果

按照上述粉碎度調(diào)整前后的情況進(jìn)行成型，并嚴(yán)格按照相同的制曲培菌工藝進(jìn)行培菌生產(chǎn)，按每班抽取3批曲坯作對(duì)比驗(yàn)證，其品溫走勢(shì)如圖8、圖9。

調(diào)整前3間汗房曲坯品溫差別比較大，而調(diào)整后曲坯品溫走勢(shì)均勻、穩(wěn)定，為微生物生長(zhǎng)、繁殖、代謝提供十分適宜的培菌環(huán)境。可見，對(duì)粉碎度的合理調(diào)節(jié)有利于控制大曲培菌的品溫均勻性。

2.6.3 粉碎度調(diào)整前后的感官及理化指標(biāo)

根據(jù)以上對(duì)比試驗(yàn)生產(chǎn)的成品曲，進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測(cè)，其感官質(zhì)量、理化數(shù)據(jù)見表2。

粉碎度調(diào)整后，大曲感官質(zhì)量表現(xiàn)為：皮張薄，斷面菌絲灰白，曲香味濃郁，甜香突出；理化指標(biāo)的協(xié)調(diào)性、穩(wěn)定性得到提升。說明粉碎度的合理調(diào)節(jié)有利于穩(wěn)定和提高大曲品質(zhì)。

圖8 粉碎度調(diào)整前曲房溫度走勢(shì)

圖9 粉碎度調(diào)整后曲房溫度走勢(shì)

表2 小麥粉碎度調(diào)整前后成品大曲品質(zhì)對(duì)比表

3 結(jié)論

制曲原料與粉碎度對(duì)大曲質(zhì)量有著直接影響，找出影響小麥粉碎度的因素及變化規(guī)律，根據(jù)企業(yè)設(shè)備狀況和生產(chǎn)實(shí)際，分時(shí)段進(jìn)行跟蹤檢測(cè)調(diào)控，從而保證同班次生產(chǎn)過程中粉碎度的穩(wěn)定性。有利于在其他控制參數(shù)不變的情況下，促使培菌過程中曲坯升溫發(fā)酵均勻一致。控制好小麥粉碎度，使麥粉中皮張、粗粉、細(xì)粉達(dá)到合理比例，可從制曲過程的源頭保障并提高大曲品質(zhì)。