一種新型組合式雜糧磨粉機的設計

來源：中國農業機械化信息網  作者：《當代農機》山西省農業機械發展中心 李智勇

小雜糧富含多種營養成分，既是傳統糧食，又是現代保健珍品。山西省小雜糧栽培歷史悠久，雜糧種植面積、產量、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，山西省具有得天獨厚的自然條件和地理優勢，小雜糧種類多、品質優、珍品多、產量大，常年種植面積達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％，總產量25億kg，占全省糧食總產量的25％，其中谷子總產量居全國第2位，蕎麥總產量居全國第3位，燕麥總產量居全國第4位，馬鈴薯總產量居全國第5位。山西省人民政府于2019年出臺了《關于加快有機旱作農業發展的實施意見》等利好政策，連續2年將發展有機旱作農業列為實施鄉村振興若干政策的措施之一。在這些政策的推動下，山西小雜糧產量大幅提升。若要把這些營養豐富的小雜糧充分利用起來，就需要進行糧食的精加工、精細作。而精加工精細作的過程就需要糧食加工機械設備不斷改進和改良。

1、國內磨粉機械的現狀

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

2010年以后，隨著人們生活水平的不斷提高，在“綠色、環保”的口號下，有些人對原生態的石磨面產生了興趣，市場上就相應產生了機械石磨磨粉機（分半自動機械石磨磨粉機、全自動機械石磨磨粉機）。機械石磨磨粉機是在傳統人工石磨的基礎上增加了機械傳動裝置和篩面篩分裝置而成，省去了人工推磨和人工篩面；磨盤石材選用堅硬不風化的巖石；轉動速度由所選減速機決定，可快可慢；優點是對面粉的營養價值起到了一定的保護作用，較人推石磨大大減輕了勞動力；缺點是生產效率較鋼輥磨粉機低很多，生產的面粉品相不好。

針對鋼輥磨粉機和石磨磨粉機的特點，研究人員研制出了新型組合式全自動雜糧磨粉機。其優點是結合了機械鋼輥的優點和石磨的優點，用機械鋼輥使雜糧快速脫殼，用石磨磨盤完成麥芯粉的研磨，從而提高了生產效率，保證糧食的營養不流失。

2、新型組合式全自動雜糧磨粉機的設計

設計新型組合式全自動雜糧磨粉機的主要目的是提高磨粉效率，提升面粉營養質量，提高面粉銷售價格。

為了把鋼輥磨粉機高效磨粉的工作原理和石磨磨粉機低轉速保證營養價值的優點結合起來，研究人員通過調研、討論、試驗，最終提出以下工作思路：把機械鋼輥磨頭和石磨組合在一起，讓鋼輥進行小麥的脫殼，由石磨來完成麥芯粉的研磨。

2.1 基本結構及技術參數

2.1.1 基本結構

該機主要由鋼輥磨頭、石磨研磨部分、分級篩理、氣力輸送系統、地面倉、主電機等組成。新型組合式雜糧磨粉機外形見圖1。

2.1.2 技術參數

該機外形尺寸為3 100 mm×3 800 mm×2 900 mm，整機質量為900 kg，對輥主機功率為7.5 kW，石磨主機功率為3 kW，風機功率為4 kW，對輥轉速為750 r/min，石磨轉速為30 r/min，生產率大于300 kg/h。

2.1.3 工作原理

將清選水潤后的原糧倒入吸糧口，由氣力輸送系統將原糧喂入機械磨輥中進行糧食的脫殼，經過研磨后的原糧經出料口進入分級篩網，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輸送到石磨進行麥芯的研磨。研磨后的面粉進入分級篩網，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運送到地面倉，等待2次脫殼研磨。技術工藝路線見圖2。

本項目研發的新型組合式全自動雜糧磨粉機完全能夠達到技術指標，每1 h可加工小麥300 kg以上，總功率小于15 kW。

2.2 氣力輸送系統的設計

為了把機械鋼輥磨頭和石磨磨粉機組合在一起，并使2種研磨方法使用同一套氣力輸送系統、同一套糧倉、同一套羅，使鋼輥和石磨有效地配合起來，達到機械鋼輥部分專門進行糧食的脫殼工作、石磨部分專門用于麥芯的研磨，同時使氣力輸送系統配合2種研磨方法，實現磨粉的高效率、面粉的營養不流失、設備的全部自動化，就需要重新設計氣力輸送系統。

2.3 對石磨的設計和選擇  

如何使新型組合式全自動雜糧磨粉機能夠高效地生產出石磨面粉，石磨的選擇很重要。為此，研究人員對國內石磨選用的黃崗巖、綠砂石、麥飯石等石材進行了研究和試驗，確定選用韌性較好的綠砂石，同時對石磨的轉速進行了試驗，將石磨轉速確定為30 r/min。

3、結束語

新型組合式全自動雜糧磨粉機的創新點是：使用1套風運系統、1套糧倉、1套羅，使鋼輥和石磨有效地組合起來，并針對石磨磨粉機皮芯分離效果差的問題，讓鋼輥部分專門進行糧食的脫殼，石磨部分專門用于麥芯的研磨，達到占地空間小、共用多個系統的目的。

新型全自動雜糧磨粉機研制的意義：①促使農業增產、農民增收。目前，市場上使用的磨粉機械主要有鋼輥磨粉機、石磨磨粉機2種，生產的面粉售價分別為2元/kg、4.5元/kg。新型全自動雜糧磨粉機生產的面粉為石磨面粉，生產的面粉售價為4.5元/kg，能夠使農民直接增收。在增收的情況下，會提高農民種植糧食的積極性，間接地使農業增產。②響應了中央和山西省委省政府的政策號召。2017年，國家農業部會同國家發展改革委等部門編制印發了《特色農產品優勢區建設規劃綱要》，在黃土高原區、內蒙古及長城沿線區、東北地區，因地制宜選擇特色糧豆，集中打造一批特色鮮明、優勢聚集、產業融合、歷史文化厚重、市場競爭力強的特色農產品優勢區，通過加大資金投入、創新金融政策、完善用地政策，促進雜糧等優勢特色產業做大做強。

參考文獻

[1] 張俊,劉養沽.山西省小雜糧產業的現狀及發展對策[J].全國商情(經濟理論研究),2019(13):5-6,41.