淺談正交試驗設計法在提高面粉出機合格率上的應用

□ 劉玉龍 李南東 路 峰 李 喆 王烽凡

（本溪市國家糧油質量監測站，遼寧 本溪 117000）

一、面粉生產加工流程

（一）原料配比

面粉加工的原料為小麥，小麥因生長的自然條件、地點、時節的不同，分為春小麥和冬小麥、紅皮小麥和白皮小麥、軟質麥和硬質麥等。其中所含的水分、雜質、面筋等含量各有不同，要生產出符合標準的等級面粉，就需要將上述不同類型的小麥，按其面筋、皮色、水分、雜質含量情況進行適當的搭配，以求得最佳的比例，這一過程是面粉生產的第一道工序，也是最重要的工藝。

（二）工藝控制

制粉工藝流程大體上可分為以下幾個步驟：原料→除雜→水洗→甩干→潤麥→磨制→成品。

小麥原料中含有一定的泥沙、礦質及其它的異種糧粒，去除雜質需要通過磁選→篩選（初清篩）→風選→去石機→精選清理。清理后的小麥還要再進行水洗。水洗的作用一方面是除雜，另一方面是為下一道潤麥工序作準備。水洗洗程的長短，洗后甩干的水分以及潤麥時間的長短，潤麥倉的溫度濕度在這些工藝環節上都要選取一個適當的控制標準。

（三）磨滾的調整

小麥經過潤麥以后，就可以進行磨制了。在磨制過程中，磨滾的鋒刃、滾間距離的調整，對面粉的出粉率、粉色麩星量有著直接的影響，所以磨滾的調整也是正交試驗設計中重要的工藝環節。

二、應用正交試驗設計方法

為使面粉生產加工的出機合格率達到99%以上。試驗應用了正交試驗設計法，正交試驗方法是研究與處理多因素試驗的一種科學方法。通過試驗設計找到最優量的測試條件，并對其進行分析，找出最優解決方案，從而達到最終的試驗目的。

（一）試驗調查

首先要對面粉生產車間一個月的產品質量情況進行調查，調查情況見表1。

表1 面粉生產車間產品質量調查情況表（單位：袋）

調查結果表明，15萬袋中有8700袋的不合格品，不合格品率占5.8%，由于不合格品的某一指標低于標準，需要降價或回機處理。

（二）試驗調查結果統計

根據實時跟蹤檢驗記錄，對8700袋不合格品作出統計調查表（見表2），對存在問題進行分類，計算百分比和累計百分比。

表2 不合格產品問題分類統計表

根據調查表對存在問題進行分析，出現8700袋不合格的原因大體分為六個方面的問題，而這些問題對產品的影響程度不盡相同，其中粉色低、麩星密問題的影響數量較大，所占比重為55.2%。根據這種情況對調查結果作出排列圖（見圖1），找出主要因素進行分析，為采取對策提供依據。

圖1 調查表的排列圖

經由排列圖看出，前兩項是影響產品不合格的主要原因，對粉色麩星、面筋這兩方面主要因素進行分析。

（三）因素分析

面粉的粉色麩星濕燙樣法檢驗需與國家制發的標準樣品相同。由于粉色低、麩星密的影響因素比較復雜，根據因果關系，作出因素分析，從各個因素的相互制約中，找出影響因素，制定解決對策。

（四）解決方法

根據因素分析結果，找出影響面粉粉色麩星的有關因素，其中原料配比是影響粉色的比較主要的因素，原料的洗程長短及甩干后的水分也對粉色存在比較直接的影響。在生產過程中磨滾鋒刃的選擇及閘距的調整，一方面影響著生產產量，一方面影響著麩星的密度，所以對其的選擇及調整也是影響產品的質量的主要因素。通過分析，找出存在的問題，制定解決問題的措施，確定負責人及完成日期（見表3）。

表3 解決問題落實表

對于二、三、四項問題，依據制定的措施，按具體負責人完成日期逐次落實。

對于第一項問題考慮選取正交實驗表，在不影響其它質量指標的情況下，通過試驗選取最佳條件，以解決粉色麩星的質量問題。

根據存在的問題確定面筋、甩干水分、小麥皮色、潤麥時間四個因素，按三個級別制定因素等級表（見表4）。

表4 因素等級表

按因素等級表選擇正交試驗表，試驗安排及結果（見表5）。

表5 正交試驗表

（五）試驗結果分析：

表6 實驗結果分析表

由結果分析可知C列的極差R較大，所以對于粉色麩星的作用顯著，應把小麥的皮色作為在原料搭配中所要考慮的主要因素，C列的第一等級總和大于第三等級且大于第二等級，所以通過實驗可得最優條件選擇為C1、D2、B3、A2，即小麥皮色選擇搭配比為（紅麥50%、白麥20%、硬麥30%），潤麥時間選為（24小時），甩干后水分為（14.5%）面筋選擇搭配后含量在（25.5%）。

從試驗結果上直觀可以得到第六個試驗合格率最高為99.4%，其組合為A2、B3、C1、D2，如果排除顯著作用因素，與分析計算結果是相吻合的。

通過應用正交試驗設計方法確定了條件的最優組合，使面粉生產加工的出機合格率達到了99%以上，獲得了試驗的預期效果。

三、結語

通過應用正交試驗設計法使面粉生產加工的出機合格率由94.2%上升到99.4%，達到了合格率99%以上。將最優條件整合交付生產使用，使得面粉生產出機合格率提高5.2%，不合格率控制在了1%以下，按日產50噸計算，每月可減少不合格品2600袋，按每噸不合格品回機費用600元計算，可減少經濟損失11.7萬元，實施效果是顯而易見的。目前，我國的糧食加工工藝相對還比較落后，面臨的許多問題還急需工程技術人員去研究解決，如何從改進機械工藝方面保護小麥膠原蛋白不被破壞，進而提高面粉的食用價值；如何應用正交試驗設計保證產品面筋含量控制在指標幅度之內等，都是有待研究的課題。在科學技術不斷發展的形勢下，糧食加工事業的發展方興未艾。