掛面加工工藝設(shè)計

◎ 吳瓊潔，王紀委

（鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450001）

掛面是一種深受廣大消費者歡迎的面制食品，也是一種已經(jīng)成功實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的傳統(tǒng)主食食品。近年來，掛面產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展，規(guī)模化掛面加工已開始形成，同時，人們對掛面質(zhì)量的要求也不斷提高。隨著消費能力的提升，消費者已逐步由購買低端產(chǎn)品轉(zhuǎn)向購買名優(yōu)企業(yè)的中高端產(chǎn)品。掛面產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢，在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)，其產(chǎn)銷呈穩(wěn)步上升趨勢。隨著生活節(jié)奏的加快，城鄉(xiāng)人們生活水平的提高，城鎮(zhèn)化進程的加快，食品工業(yè)將得到快速的增長，營養(yǎng)、健康、便捷的主食面條產(chǎn)品將迎來較好的發(fā)展機遇。因此，不斷提高掛面加工設(shè)備、加工工藝以及生產(chǎn)管理的技術(shù)水平已成為重要任務(wù)。

1 總體工藝流程

某掛面加工企業(yè)需在廠區(qū)內(nèi)擴建1條1 000型掛面生產(chǎn)線，即安裝1條日產(chǎn)50 t掛面生產(chǎn)線及配套包裝設(shè)備，年設(shè)計加工掛面1.5萬t。現(xiàn)有面條行業(yè)1 000型為主力生產(chǎn)線，其具有障率低，質(zhì)量穩(wěn)定，安全可靠，自動化、智能化程度高的特點。該掛面加工企業(yè)使用自產(chǎn)面粉，選擇食品級包裝材料，凈化水源，嚴格控制和面水溫、壓延比例，采用先進的掛面烘干技術(shù)，層層嚴控，保障產(chǎn)品優(yōu)異品質(zhì)及質(zhì)量穩(wěn)定。

制作掛面的基本方法是按照配方，在面粉中加入鹽水，進行一定時間的攪拌混合（和面），再經(jīng)過一定時間的放置熟化，使小麥中的蛋白質(zhì)吸水膨脹而相互粘接形成面筋，同時使小麥中的淀粉吸水浸潤，從而使沒有可塑性的小麥粉成為具有可塑性、黏彈性和延伸性的顆粒狀濕面團；通過軋片把面團軋成一定厚度的面帶；通過切條把面團縱切成為一定寬度的面條，把面條定長切斷，又經(jīng)過懸掛干燥、切斷、計量、包裝等工序，即成為面條。其主要工藝流程為：供粉→和面→均質(zhì)→餳面→復(fù)合、連續(xù)壓延→切條、上架→烘干→下架、截斷→碎頭處理→面條計量和包裝。

2 工藝方案

2.1 供粉系統(tǒng)

2.1.1 供粉流程

將散裝面粉車內(nèi)面粉壓運至掛面車間內(nèi)的面粉原料倉，新建6座面粉原料倉，單倉倉容約35 t，每座粉倉直徑是3 m，可同時裝同一種面粉，也可裝不同規(guī)格面粉，減少換粉頻次及時間。新建2座粗面頭粉倉，2座細面頭粉倉。面粉通過喂料絞龍，匯集絞龍，打板圓篩，連續(xù)計量秤，再進入本新建生產(chǎn)線的和面機內(nèi)；粗碎頭由氣力負壓輸送至絞龍秤中，進入粗碎頭倉內(nèi)，出倉時，由喂料絞龍輸送，經(jīng)色選，金檢儀除雜，再經(jīng)粉碎后，氣力負壓輸送至細碎頭粉倉內(nèi)，由喂料絞龍輸入?yún)R集絞龍中，與原料粉倉中的面粉一起輸送。3座原料倉下有兩條出倉絞龍，可進行切換，既可進入本期生產(chǎn)線和面機中，也可進入原有生產(chǎn)線粉倉中。

2.1.2 供粉系統(tǒng)主要特點

來自散裝面粉車的面粉通過正壓氣力輸送到面粉原料倉中，出倉時，由倉下絞龍輸送，經(jīng)磁選，打板圓篩篩理，連續(xù)計量秤計量，進入連續(xù)和面機中，進入面條生產(chǎn)過程。

碎頭進入和面鍋前，根據(jù)工藝需要，配有磁選器，色選機，金檢儀；所有面粉原料都經(jīng)過打板圓篩，連續(xù)計量稱等，對原料（面粉及輔料）進行金屬磁性雜質(zhì)去除、篩理、混合及計量后，再進入和面鍋。磁選器，色選機，金檢儀和粉篩保證原料在加工前無異物和雜質(zhì)，其保證了食品的安全和衛(wèi)生。連續(xù)計量秤確保原料用量的準(zhǔn)確性，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

根據(jù)《糧食加工、儲運系統(tǒng)粉塵防爆安全規(guī)程》（GB 17440—2008），原料供粉系統(tǒng)配置有脈沖除塵設(shè)備，相應(yīng)區(qū)域設(shè)備應(yīng)采用粉塵防爆電機。粉倉配置有相應(yīng)料位器，控制供粉量，除塵器排風(fēng)口引出室外。

2.2 和面工藝

2.2.1 和面工藝簡述

和面是通過和面機的攪拌、揉和作用，將各種原輔料均勻混合，最后形成面團坯料干濕合適、色澤均勻且不含生粉的小團塊顆粒。

和面是制面的第1道工序，在小麥粉中加入一定數(shù)量的鹽水，通過一定時間的攪拌，小麥粉中的非水溶性蛋白質(zhì)逐漸吸水膨脹，形成面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與此同時，小麥粉中在常溫下不溶于水的淀粉顆粒也吸水浸潤，逐步膨脹起來，并被濕面筋的網(wǎng)絡(luò)組織所包圍。從而使原來松散而沒有可塑性的小麥粉成為具有可塑性、黏彈性和延伸性的顆粒狀濕面團，為軋片、切條成形、干燥準(zhǔn)備條件，為良好的烹調(diào)性能打好基礎(chǔ)。

本項目采用臥式連續(xù)和面機，產(chǎn)量為2.6 t·h-1，配置有穩(wěn)流裝置。和面操作中要做到“四定”。①原料定量。每次加入和面機的面粉量要穩(wěn)定，不能忽多忽少。②加水定量。同一批原料，每次和面的加水量應(yīng)基本保持一致。③確定和面時間。和面時間應(yīng)嚴格控制。臥式連續(xù)和面機的和面時間應(yīng)不少于15 min。④確定水溫。和面用水應(yīng)嚴格控制。一般要保證和面溫度為25～30 ℃。

2.2.2 影響和面效果的因素

小麥粉的選擇。要獲得具有良好工藝性能的面團和具有良好烹調(diào)性能的面條，首先要有良好的小麥粉。制作掛面比較理想的濕面筋含量為28%～32%，評價原料小麥粉的好壞，主要是面筋數(shù)量的多少和質(zhì)量的好壞。

水質(zhì)、加水量的確定。水質(zhì)的軟硬很關(guān)鍵，軟水制面對工藝性能和面條質(zhì)量有利。加水的多少也很關(guān)鍵，如果蛋白質(zhì)吸水不足，無法形成良好的面筋；但如果加水量達到35%以上，面團的濕度和黏度較大，難以軋制成面片，面條過濕，斷條增多，延長烘干時間，耗能較大。所以需要限制加水率，在不影響軋片和懸掛干燥的前提下，和面加水率適當(dāng)多一些對產(chǎn)品質(zhì)量有益。一般加水量為使?jié)衩鎴F含水量達到30%～31%為宜[1]。

溫度的影響。水溫適當(dāng)，蛋白質(zhì)吸水形成面筋較快；水溫過低，延長蛋白質(zhì)吸水時間；水溫過高，蛋白質(zhì)容易熱變性，難以形成面筋。因此，最適宜的溫度為25～30 ℃。

時間與攪拌速度的影響。和面時間的長短，對面筋的形成有密切關(guān)系。和面時間太短，蛋白質(zhì)來不及吸水或吸水不充分，則形成的面筋品質(zhì)較差。如果和面時間太長，使面團的溫度升高，會影響面筋的形成，而且設(shè)備條件也不許可。和面時間一般在15～20 min，比較理想的和面時間為15 min，最少不應(yīng)少于10 min，冬季宜長，夏季較短[2]。和面時間的長短與和面機的攪拌強度有關(guān)，攪拌速度過快，溫升過高，容易打碎逐步形成的面筋網(wǎng)絡(luò)組織，攪拌時間過慢，面團不易和勻打熟，色澤不均勻。

食鹽水濃度的影響。加鹽的主要作用在于改善掛面的質(zhì)地。如果小麥粉中的面筋含量較低，加入適量食鹽可改進小麥粉的吸水能力，增強面團彈性，提高和面效果。但添加過多食鹽反而降低面團的韌性。因此和面時食鹽水的濃度大小必須根據(jù)小麥粉中面筋質(zhì)量高低、生產(chǎn)季節(jié)等多方面因素確定。加鹽應(yīng)采用鹽水，不能用食鹽直接與面粉拌和[3]。

2.3 均質(zhì)工藝

采用雙軸均質(zhì)機，其目的是攪拌面團，使其水分均勻，大小適中。有利于促進面筋的形成，提高產(chǎn)品品質(zhì)，且能均勻喂面，減少壓片時洞孔和破邊等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.4 餳面

和好的面，在進一步加工或烹飪前靜置一段時間，該過程叫作餳面。餳面過程可使和好的面更易加工，做出的面點更加筋道（有嚼勁，抗剪性能較好）、柔軟，口感也更加的細膩和順滑。該工序選取的餳面輸送機皮帶周長14.5 m，寬1 000 mm，厚3.5 mm。

2.5 復(fù)合、連續(xù)壓延

復(fù)合的主要目的是初步將面團壓成面片，使得面團中松散無序的面筋網(wǎng)絡(luò)形成緊實有序的面筋網(wǎng)絡(luò)，提高面條產(chǎn)品的內(nèi)部品質(zhì)。連續(xù)壓延是在面筋網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)充分形成的條件下，在合理的壓延比控制下，對面片依次壓薄，最終面片形成產(chǎn)品要求的厚度。一般采用復(fù)合壓延和異徑輥軋的方式進行，初壓面片的厚度一般不低于4 mm，以保證面片最終承受8～10的壓延倍數(shù)，使面片密實、光潔[2]。

本項目采用跨界主機，輥寬1 000 mm，Ф400×2一組，Ф300×2七組，可自動上片；電動調(diào)整面片厚度，機頭上輥安全護欄（有掀欄停機功能）。配置有拉線急停開關(guān)。

2.6 切條、上架

切條是指面帶通過專用刀具切成規(guī)定長度，通過上架機構(gòu)送入烘干室，本工程采用的給桿機桿長1.3 m，面條長短隨機可調(diào)，帶電動吊刀裝置。

2.7 烘干

烘干是面條生產(chǎn)中的重要工序，它直接影響面條的品質(zhì)。簡單來說，烘干是利用烘干介質(zhì)控制烘房溫濕度從而除去面條中多余水分的過程。通過烘干使?jié)衩鏃l脫水最終達到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的含水量，要求成品含水量控制在13.5%～14.5%，面條內(nèi)部和表面水分一致[3]，要求產(chǎn)品便于儲存，不酸、不酥、不黏、耐煮、耐保存、平直不翹，即使產(chǎn)品具有良好食用品質(zhì)、烹調(diào)性能和商品效果[1]。

2.7.1 烘干系統(tǒng)

本設(shè)計采用自控型烘房（雙鏈?zhǔn)剑ㄒ韵孪到y(tǒng)。①動力。采用變頻調(diào)速。②傳送系統(tǒng)。烘房總長度43 m（展開長度約330 m），6去4回，9道，分區(qū)配置與調(diào)控，共分為5個溫區(qū)，烘干時間約4.5 h，主輸送鏈條為專用鏈條碳鋼鍍鎳，防水、防潮，不銹鋼掛面桿5 000根。③風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。風(fēng)扇60臺，分組，變頻；壓制專用風(fēng)葉。④供熱系統(tǒng)。加熱介質(zhì)為熱水，溫度自動控制。共4組DN40翅片列管，總長度約2 000 m。⑤排潮系統(tǒng)。排潮用風(fēng)機采用變頻電機，含排潮風(fēng)筒、集中排潮風(fēng)筒，電動調(diào)節(jié)閥，分氣缸等。⑥安全設(shè)置。本設(shè)計配備扇葉直連壓風(fēng)扇，避免了三角皮帶磨損造成皮屑污染面條，同時避免了三角帶斷裂產(chǎn)生的安全隱患。按工藝要求配置溫度、濕度感應(yīng)器，準(zhǔn)確反饋溫濕度參數(shù)；能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度自控，管控人員基本不需要進入烘房；進而避免了操作人員頻繁進入烘房調(diào)控操作，既保證產(chǎn)品合格率高，又排除了安全隱患。另外，保證鋁合金軌道、鍍鎳鏈條、定制噴塑扇葉等重要部件不會生銹。烘房風(fēng)扇和照明安裝位置應(yīng)考慮維修空間的安全性，在日常檢維修時的安全空間、間距保護及防護要求，對應(yīng)部位的電源加裝漏電保護，實行分段控制。烘房傳動裝置考慮到食品安全防護要求，接油盤、漏油部位加裝防護裝置，確保食品安全。

2.7.2 烘干工藝設(shè)計特點

本生產(chǎn)線采用國內(nèi)先進的烘干工藝，設(shè)計特點有以下幾點。①全封閉干燥空間。各干燥室相對獨立，互不干擾，進出干燥室的空氣均經(jīng)空調(diào)器處理，消除室內(nèi)的正負壓差，保證干燥環(huán)節(jié)的衛(wèi)生安全。②產(chǎn)品合格率高，品質(zhì)穩(wěn)定。在開車和停車及在發(fā)生故障停機有空掛時，能保證與在連續(xù)生產(chǎn)時同樣的干燥環(huán)境下進行，面條產(chǎn)品品質(zhì)高，質(zhì)量穩(wěn)定均勻。③節(jié)約能耗。通過對排氣的熱能回收，能很精確地控制進排風(fēng)量和溫濕度。④智能化程度高。烘干系統(tǒng)實現(xiàn)了內(nèi)循環(huán)、低排放以及溫濕度的精準(zhǔn)管控和自動調(diào)節(jié)，成為掛面裝備中最具智能化特征的部分。它的智能化主要體現(xiàn)以下幾個方面。溫度自動控制：溫濕度探測器精準(zhǔn)探測烘干區(qū)域溫度，經(jīng)PLC設(shè)定上下限，出現(xiàn)偏差時指令電動閥自動開大或關(guān)小，溫度可控制在±2 ℃以內(nèi)，自動糾偏，保證了溫度按正確曲線自動平滑運行。排潮和補風(fēng)系統(tǒng)：排潮和補風(fēng)系統(tǒng)就像人的呼吸功能一樣，當(dāng)烘房掛載運行時，排潮系統(tǒng)首先將高濕空氣補充到低濕區(qū)之后，確保各溫區(qū)應(yīng)保持正常濕度，有效防止酥條發(fā)生；然后排出多余的濕氣，補風(fēng)系統(tǒng)會自動抽入外界的干燥空氣，經(jīng)預(yù)熱后均勻補充到高濕區(qū)，從而保持了烘房內(nèi)外氣壓的平衡；高精度的溫度檢測手段，可將溫度控制在±4 ℃以內(nèi)，保證了面條均勻脫水。同時，將烘房尾區(qū)相對干燥的熱空氣回排到高濕區(qū)，這樣減少排熱，重點排濕，有效提高熱能利用，每噸掛面耗能約20萬kcal，是目前掛面烘干系統(tǒng)的重要特點。保證了溫濕度分布的正常，維護濕度曲線。烘房內(nèi)裝有一個總閥門，管控烘房內(nèi)的總熱量，使其供需保持平衡，使面條干濕適當(dāng)。當(dāng)面條粗細、氣候發(fā)生改變時，可以在觸摸屏上調(diào)整參數(shù)。烘房內(nèi)各區(qū)裝有電動閥門1個，又叫分配閥門，分配各區(qū)之間熱量大小，溫度高低。烘房內(nèi)各區(qū)裝有排潮風(fēng)機，該風(fēng)機管烘房內(nèi)各區(qū)的總濕度，調(diào)整該風(fēng)機使其烘房內(nèi)各區(qū)濕度滿足面條干燥過程。烘房內(nèi)裝有排潮風(fēng)道及排風(fēng)口若干，該風(fēng)口又叫濕度分配閥門，主要用來分配各區(qū)之間濕度大小，一般只在初始狀態(tài)時使用。保證各區(qū)濕度分布的正常，維護各區(qū)濕度曲線。電器控制：烘房配置有PLC,變頻器，溫濕度儀及電器元件，全線變頻控制，風(fēng)扇自動啟停，溫濕度自控，無需人為操作；帶遠傳以太網(wǎng)模塊，便于上位機對接，能實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和天啟物聯(lián)云遠程監(jiān)控、診斷、調(diào)控。

2.8 下架、截斷

烘干好的面條經(jīng)切面機切成符合產(chǎn)品要求長度的面條。切斷時掛面的溫度應(yīng)逐漸下降到室溫，尤其是在寒冷高濕季節(jié)，應(yīng)保持切斷機處和烘房之間的密閉以及包裝車間的溫差不宜過大，使剛出烘房的掛面降至室溫，讓掛面逐步回涼[2]。

本項目選用1套雙層切面機，長度根據(jù)生產(chǎn)工藝需要可自由設(shè)定，整齊度高，誤差小，選用不銹鋼材質(zhì)及食品級輸送帶，符合食品衛(wèi)生安全要求。

2.9 碎頭處理

該工藝中碎頭回收來自切面機及人工回粉，切面機后配備粉碎機，處理面條截斷后剩余的碎頭。這些面條碎頭經(jīng)過粉碎重新按比例混合到面粉中繼續(xù)使用。

由切面機產(chǎn)生的粗碎頭，經(jīng)剎克龍和關(guān)風(fēng)器負壓輸送至絞龍秤中，再進入兩個粗碎頭粉倉，碎頭粉出倉，經(jīng)倉下圓管絞龍輸送，經(jīng)色選機及金檢儀除雜，再由粉碎機粉碎，負壓輸送至細碎頭粉倉中，經(jīng)倉下圓管絞龍輸送，經(jīng)原料粉倉下同一絞龍匯合，進入打板圓篩篩理，經(jīng)連續(xù)計量秤計量后，進入和面機中，進入主制面工序。

面粉輸送采用負壓氣力輸送，該方案布置靈活，占地面積小，操作及管道走向布置靈活簡便，保證面粉進、出再生粉倉及面粉參兌比例，最終達到環(huán)保、無殘留、不生蟲、無結(jié)塊，能滿足食品工廠要求。

2.10 面條計量和包裝

本項目采用面條自動包裝機保證了稱重的準(zhǔn)確性，同時取代原有手工包裝，采用智能供料系統(tǒng)，三稱立體袋全自動塑包聯(lián)線，塑包平口袋智能裝袋檢重封口一體機，金檢重檢一體機等，實現(xiàn)了自動上料、自動包裝、自動裝袋，大幅降低了人工數(shù)量，提高了設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率，有效節(jié)約了人工成本。

3 方案亮點

①項目設(shè)備選擇國內(nèi)先進設(shè)備，具有動力消耗節(jié)省，清理效率高的特點；除塵器滿足《粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導(dǎo)則》（GB 17919—2008）要求，含壓差、溫感、自動清灰、泄爆、靜電布筒等功能。在防爆分區(qū)中，有防爆要求的設(shè)備均采用粉塵防爆電機。絞龍選用不銹鋼圓管絞龍，面粉輸送設(shè)備、清理設(shè)備，儲存設(shè)備及主機一律采用不銹鋼材質(zhì)，符合食品衛(wèi)生要求。②本項目大量采用自動化、智能化設(shè)備，采用上位機管控，烘房引進智能水分檢測系統(tǒng)，在線控制面條脫水情況，實時了解水分變化，及時調(diào)整，滿足智能化自動烘房要求，保證工藝時效性，完整可控性。烘房壓風(fēng)扇、溫控閥門、補風(fēng)排潮采用上位機進行智能控制，自動調(diào)速，自動上片；電動調(diào)整面片厚度，軸承盒自動加油裝置，光電跟蹤速度。烘房鏈條防護；烘房壓風(fēng)扇采用直連，沒有皮帶磨損粉屑。③鹽水濃度在線檢測，保證鹽添加數(shù)量的準(zhǔn)確性。④本項目壓延設(shè)備增加了防止外界異物落入防護罩的裝置，防止異物落入。⑤碎頭增加色選機，有效滿足食品衛(wèi)生要求；配備了金檢儀，更周全的保證食品安全。⑥粉碎機配置限位開關(guān)及溫度檢測裝置；和面機、熟化機等凡能打開蓋的設(shè)備均配置限位開關(guān)；主機配備拉繩開關(guān)及每道輥安裝急停；車間配備無死角監(jiān)控。⑦包裝設(shè)備采用智能供料、三稱立體袋全自動包裝機，自動裝袋機，減少人員及勞動強度。

4 結(jié)語

本工程采用現(xiàn)有面條行業(yè)1 000型的主力生產(chǎn)線，故障率低，質(zhì)量穩(wěn)定，安全可靠，自動化、智能化程度高。其中，和面是掛面生產(chǎn)的首道工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，和面效果的好壞，對下幾道工序的操作關(guān)系極大。復(fù)合、連續(xù)壓延的工藝要求是保證面片厚薄均勻，平整光滑，無破邊洞孔，色澤均勻，并有一定的韌性和強度[1]。烘干工序是掛面生產(chǎn)中一個關(guān)鍵工序，不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，而且對能源消耗、產(chǎn)量、成本都有重要影響。