小麦是世界上重要的谷物之一[1]，主要以小麦粉或面粉食品的形式食用[2]。清粉机作为现代小麦加工生产高等级小麦粉的关键设备[3]，是面粉厂制粉车间的三大核心设备（磨粉机、高方筛、清粉机）之一[4]，在制粉工艺中主要用于对麦渣物料进行分级提纯。目前，清粉机广泛应用于现代面粉厂以生产高精度的低灰分面粉[5-6]，它用于分离从磨后粗麦渣粒到粗麦渣粉的粒度范围内物料中的纯净的胚乳颗粒[7]，将物料按粒度、品质的不同分别进入不同的清粉系统进行处理。整个过程利用往复振动和吸风的联合作用，使物料在筛面上按照物料粒度大小、比重和空气动力学特性进行分级[8-9]。依靠直线往复振动作用，清粉机筛面上的物料作往复相对运动，借助于穿过筛面和物料层的自下而上的空气流作用，使物料颗粒呈半悬浮运动状态，因此吸风量或空气流作用大小和方向会对筛面上物料颗粒的半悬浮相对运动状态乃至清粉效果有直接的影响[10]，所以通过试验验证吸风量对不同性质进机物料清粉效果的影响十分必要。本试验通过对3 种不同性质的磨后物料进行分级处理，研究不同吸风量下粗麦渣、粗麦心以及细麦心3 种进机物料的灰分降低率、筛出率以及清粉效率的变化情况，以确定不同物料吸风量的最佳调节范围，以期为清粉机设计及面粉厂工艺调控提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1B 高方筛流入1P 清粉机的粗麦渣物料、2B 高方筛流入2P 清粉机的粗麦心物料和3B 高方筛流入3P清粉机的细麦心物料。
1.2 仪器与设备
FQFD49×2×3 型清粉机、LS100 绞龙：河北苹乐面粉机械集团有限公司；VFD037CB43A-20 变频器：上海恺李机电设备有限公司；JJSF-Ⅲ 验粉筛：上海嘉定粮油仪器有限公司；KSW-5-12A 马弗炉：天津市中环试验电炉有限公司；101FAR-1 电热鼓风干燥箱：上海树立仪器仪表有限公司；JEA302 电子天平：上海浦春计量仪器有限公司；FA2004 电子分析天平：上海上平仪器有限公司；LTQ-2000 型压力风速风量仪；北京鑫骉腾达仪器设备有限公司；TBLM104 布袋过滤器：常州市东宇环保科技有限公司；筛网：瑞士Safer 公司；G-80可变频离心风机：浙江顶卓电气有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 清粉试验设计系统
FQFD49×2×3 型清粉机及其吸风系统见图1。
图1 FQFD49×2×3 型清粉机及其吸风系统
Fig.1 FQFD49×2×3 purifier and its air volume system
本试验使用FQFD49×2×3 型清粉机、G-80 可变频离心风机、TBLM104 布袋过滤器组成清粉系统。物料通过三角漏斗从清粉机进料口流入筛面进行分级作用，风机提供自下而上的空气作用将进机物料中的细小麸屑作为空气提取物被吸入布袋过滤器中，其中较小的面粉颗粒粘黏在布袋上，细小麸皮穿过过滤器出料口流出。粒度小、比重大的胚乳颗粒穿过筛面作为筛下物流出清粉机，粒度大、比重小的连麸胚乳颗粒无法穿透筛面作为筛上物流出清粉机。
1.3.2 工艺参数的设定调节
1.3.2.1 进机流量的设定
清粉机流量以每小时每厘米筛面宽度清粉物料的质量表示。进机物料的流量大小主要取决于物料的粒度大小、均匀程度及纯度等。进机物料粒度越大，则清粉流量越大，而进机物料粒度越小，流量越小。进机物料的流量应适当并稳定，在进入进料机后，需沿筛面宽度方向平铺[11]。一般物料的流量应控制在以下范围内：麦渣15～20 kg/（cm·h）、粗麦心12～17 kg/（cm·h）、细麦心10～15 kg/（cm·h）、粗粉8～12 kg/（cm·h）[12]。以该范围内流量作为不同粒度大小物料的最佳流量范围进行进机物料流量的标定。本次试验使用螺旋直径为100 mm的绞龙连接变频器，组成清粉机的试验用喂料机构，通过改变变频器频率进而改变进机物料的流量，经预试验，当变频器频率调整为14.5 Hz 时，喂料机构处理物料能力为17.7 kg/（cm·h），此进机流量下筛面上物料始终保持均匀的厚度向前推进，作为本试验粗麦渣物料的标定的最佳流量；将变频器频率调节为10.7 Hz 时，喂料机构处理物料能力为13.2 kg/（cm·h），此进机流量下筛面上物料始终保持均匀的厚度向前推进，作为粗麦心物料标定的最佳流量；将变频器频率调整为9.3 Hz时，喂料机构处理物料能力为11.8 kg/（cm·h），此进机流量下筛面上物料始终保持均匀的厚度向前推进，作为细麦心物料的标定的最佳流量。
1.3.2.2 吸风量的测定与调节
根据进机物料的性质、纯度、流量等的不同选定吸风量的调节范围。一般在清粉过程中麦渣物料所需风量较大，而且风速较大易于调节，而细麦心所需风量较小，风量不易调节。
吸风量的测定：在清粉机吸风管道处打一个15 mm的小孔，使用毕托管连接压力风速风量仪，插入吸风管道内进行风量测定。试验用吸风管道的半径为300 mm，测定距离吸风管道管壁13、44、89、211、256、287 mm 6 个点的吸风量，6 个点吸风量的平均值即为当前清粉机的吸风量[13]。处理不同粒度麦渣物料时清粉机的最佳吸风量范围一般为粗麦渣4 200～5 000 m3/h、粗麦心3 500～4 000 m3/h、细麦心1 800～2 100 m3/h。
1.3.2.3 不同物料的筛网配置
清粉机筛网的配置原则是“同一层筛网前密后疏，同一段筛网上疏下密”。根据来料先配下层，再按下层配上层。下层第一段筛号取进机物料粒度的平均值，即穿过筛网的孔径与留存筛网的孔径的平均值；第四段筛号为进机物料可通过的筛网孔径，中间两段按前后两段筛号的差值平均分配[14]。
粗麦渣物料清粉机筛网配置如表1 所示。
表1 粗麦渣物料清粉机筛网配置
Table 1 Sifter configuration of coarse semolina
注：GG 为分级筛。
第一段筛号18GG（1 180 µm）20GG（1 000 µm）22GG（950 µm）第二段筛号18GG（1 180 µm）20GG（1 000 µm）22GG（950 µm）第三段筛号18GG（1 180 µm）18GG（1 180 µm）20GG（1 000 µm）第四段筛号16GG（1 320 µm）18GG（1 180 µm）18GG（1 180 µm）
粗麦心物料清粉机筛网配置如表2 所示。
表2 粗麦心物料清粉机筛网配置
Table 2 Sifter configuration of coarse middling
注：GG 为分级筛。
第一段筛号30GG（670 µm）34GG（560 µm）36GG（530 µm）第二段筛号28GG（710 µm）32GG（600 µm）34GG（560 µm）第三段筛号28GG（710 µm）32GG（600 µm）34GG（560 µm）第四段筛号28GG（710 µm）30GG（670 µm）32GG（600 µm）
细麦心物料清粉机筛网配置如表3 所示。
表3 细麦心物料清粉机筛网配置
Table 3 Sifter configuration of fine middling
注：GG 为分级筛。
第一段筛号38GG（500 µm）40GG（475 µm）42GG（450 µm）第二段筛号38GG（500 µm）40GG（475 µm）42GG（450 µm）第三段筛号36GG（530 µm）38GG（500 µm）40GG（475 µm）第四段筛号36GG（530 µm）38GG（500 µm）40GG（475 µm）
1.3.3 试验设计
为模拟商业面粉厂清粉工艺，本试验分别使用粗麦渣、粗麦心、细麦心3 种物料，通过调节不同的吸风量进行试验，在风量调节过程中两端补风门打开1/4，保持风道畅通。各个吸风室开度保持不变，靠近总风门吸风室适当开小，从中间端到出料口端依次逐渐增大[15]。试验过程中，对清粉机的筛上物和筛下物分别取样，标定前12 个拨料板筛下物合并作为前段筛下物，标定后4 个拨料板合并作为后段筛下物，分析不同出料口物料的品质变化。通过研究吸风量对清粉机清粉效果的影响，确定不同粒度物料的最佳吸风量范围。
1.3.3.1 吸风量对粗麦渣物料清粉效果的影响
按照面粉厂实测粗麦渣物料进机流量为17.7 kg/（cm·h）进行吸风量调节，固定进机流量保持不变，轻缓调节清粉机总吸风量，将清粉机单边吸风量分别调节为 1 700、2 100、2 500、2 900、3 300 m3/h，待吸风量稳定后分别进行试验。
1.3.3.2 吸风量对粗麦心物料清粉效果的影响
按照面粉厂实测粗麦心物料进机流量为13.2 kg/（cm·h）进行吸风量调节，固定进机流量保持不变，轻缓调节清粉机总吸风量，将清粉机单边吸风量分别调节为1 600、1 800、2 000、2 200、2 400 m3/h，待吸风量稳定后分别进行试验。
1.3.3.3 吸风量对细麦心物料清粉效果的影响
按照面粉厂实测细麦心进机流量为11.8 kg/（cm·h）进行吸风量调节，固定进机流量保持不变，轻缓调节清粉机总吸风量，将单边吸风量分别调节为550、700、850、1 000、1 150 m3/h，待吸风量稳定后分别进行试验。
1.3.4 物料理化指标的测定
水分含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》进行测定；灰分含量参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》进行测定；粒度参照GB/T 5507—2008 《粮油检验 粉类粗细度测定》进行测定。
1.3.5 物料流量占比的测定
待机器工作稳定后，在各个出料口分别接样3 次，第一次接样时间在试验开始后5 min 左右。每次接样10 s，称量后换算成每分钟流量。清粉机对各出口物料的流量占比按下列公式计算。
式中：Ii 为出口i 的流量占比，%，i=1，2，3，4，5；Gi为出口i 单位时间内流量，kg/min，i=1，2，3，4，5；Gh 为5 个出料口单位时间内流量之和，kg/min。
1.3.6 物料筛出率的测定
待清粉机工作稳定后，分别在前后段筛下物出料口进行每次10 s 的接料，称重后折算为kg/min，一次试验重复3 次。清粉机物料筛出率按下列公式计算[16]。
式中：α1 为清粉机筛出率，%；q 为清粉机筛下物流量，kg/min；Q 为清粉机进机物料流量，kg/min。
1.3.7 物料灰分降低率的测定
待清粉机工作稳定后，分别在清粉机进料口和前后段筛下物出料口进行每次10 s 的接料，称重后折算为kg/min，一次试验重复3 次。进机物料和出机物料分别按照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》方法进行灰分含量测定，灰分降低率按下式计算[16]。
式中：α2 为灰分降低率，%；W1 为进机物料灰分含量，%；W2 为清粉机筛下物的灰分含量，%。
1.3.8 物料清粉效率的测定
清粉机分级提纯获得的筛下物数量越多，其灰分与清粉前的物料灰分相差越大，则清粉效果越好。清粉机的清粉效率按下式计算[16]。
式中：β 为清粉机的清粉效率，%；α1 为物料筛出率，%；α2 为筛下物灰分降低率，%。
1.4 数据处理
每个试验重复3 次，利用Excel、SPSS 20.0 进行数据分析和图表制作，采用单因素方差分析显著性。
2 结果与分析
清粉机的清粉效果一般通过观察和比较进机物料与筛下物的品质状态来判断，主要通过各个出料口的灰分含量、筛下物筛出率和灰分降低率判断物料的分级效果。
2.1 粗麦渣物料清粉的效果
粗麦渣物料经清粉机分级后各出料口物料见图2。
图2 粗麦渣物料经清粉机分级后各出料口物料
Fig.2 Materials from each discharge port after coarse semolina separation with a purifier
从左到右依次为粗麦渣进机物料、前段筛下物、后段筛下物、第三层筛上物、第二层筛上物、第一层筛上物。
如图2 所示，本次清粉试验对粗麦渣物料产生了良好的分级提纯效果，筛下物纯度明显好于粗麦渣进机物料和第一层、第二层、第三层筛上物大颗粒连麸胚乳颗粒和麸皮混合物，前段筛下物纯度最好；后段筛下物麦渣纯度次之；筛上物从第三层到第一层品质依次变差。粗麦渣物料来自1B、2B 麦渣混合物，混合物主要以麦渣为主，含有大颗粒胚乳颗粒和一定量的连麸胚乳颗粒。经过清粉机分级处理后，前段筛下物主要为纯净的胚乳颗粒（麦心），含有少量的连麸胚乳颗粒，一般送入1M1 磨进行磨粉[17]。后段筛下物主要为连麸胚乳颗粒和胚乳颗粒混合物，一般送入1S 磨处理[18]。第二层筛上物和第三层筛上物中含大量连麸胚乳颗粒和大颗粒胚乳颗粒，可遵循同质合并的原则送入1S 磨处理。第一层筛上物品质最差，主要为麸皮颗粒，一般送入细皮磨进行再次研磨。
2.2 粗麦心物料清粉的效果
粗麦心物料经清粉机分级后各出料口物料见图3。
图3 粗麦心物料经清粉机分级后各出料口物料
Fig.3 Materials from each discharge port after coarse middling separation with a purifier
从左到右依次为粗麦心进机物料、前段筛下物、后段筛下物、第三层筛上物、第二层筛上物、第一层筛上物。
如图3 所示，粗麦心进机物料来自1B、2B 的麦心混合物，主要以胚乳细颗粒为主，还含有一定量的细渣和细麸皮[19]。前段筛下物主要为纯净细胚乳颗粒，其中含有少量的连麸胚乳颗粒，一般送入1M2 磨进行磨粉；后段筛下物主要为大量胚乳颗粒和少量连麸胚乳颗粒混合物，一般送入1S 磨进行处理；三层筛上物品质由第三层到第一层依次变差，第一层筛上物含较多麸皮颗粒，送入XB 细磨进行研磨；第二层和第三层筛上物主要为大量连麸胚乳颗粒和少量胚乳颗粒的混合物，这两层筛上物纯度品质接近，可同质合并送入1S磨进行研磨。
2.3 细麦心物料清粉效果
细麦心物料经清粉机分级后各出料口物料见图4。
图4 细麦心物料经清粉机分级后各出料口物料
Fig.4 Materials from each discharge port after fine middling separation with a purifier
从左到右依次为细麦心进机物料、前段筛下物、后段筛下物、第三层筛上物、第二层筛上物、第一层筛上物。
如图4 所示，细麦心物料中所含细颗粒一般为硬粗粉，更细的颗粒称为软粗粉。主要由细胚乳颗粒组成，还有较少的小麸屑。清粉后前段筛下物为细小的胚乳颗粒，品质较高，几乎不含有麸皮和连麸胚乳颗粒等杂质物料，一般送入1M3 磨或2M 磨进行磨粉，后段筛下物主要为胚乳颗粒，还含有一定的细小麸屑，一般送入2S 磨处理。第一层筛上物的纯度较差，含有大量的细小麸皮颗粒，胚乳颗粒较少，可送入1T 磨进行处理。第二层和三层筛上物主要为小颗粒的连麸胚乳颗粒与细小的麸皮颗粒混合物，可同质合并送入2S 磨处理。
2.4 不同吸风量对麦渣物料理化指标的影响
3 种不同进机物料的理化指标如表4 所示。
表4 3 种进机麦渣物料的理化指标
Table 4 Physical and chemical indicators of three types of materials
注：W 为粗筛；GG 为分级筛。
样品水分含量/%粒度范围物料来源粗麦渣粗麦心细麦心13.6±0.1 12.8±0.1 12.5±0.2灰分含量（干基）/%0.86±0.02 0.49±0.01 0.50±0.02 20W～36GG 32GG～54GG 54GG～68GG 1B 高方筛2B 高方筛3B 高方筛
不同吸风量下粗麦渣物料经清粉后的指标及清粉效果变化见表5、表6。
表5 不同吸风量下粗麦渣物料经清粉后的指标变化
Table 5 Changes in indicators of coarse semolina after separation at different air volumes
注：同一指标同行不同小写字母表示差异显著，P<0.05。
灰分含量（干基）/%流量占比/%物料前段筛下物后段筛下物第一层筛上物第二层筛上物第三层筛上物1 758/（m3/h）0.59±0.01a 1.42±0.01a 2.13±0.01a 1.65±0.01a 1.61±0.01a 2 114/（m3/h）0.49±0.02d 1.39±0.01b 2.07±0.02b 1.57±0.03c 1.53±0.02b 2 509/（m3/h）0.47±0.02d 1.35±0.02c 2.01±0.02c 1.51±0.01d 1.47±0.02c 2 958/（m3/h）0.53±0.02c 1.39±0.02b 1.98±0.03c 1.57±0.01c 1.53±0.02b 3 389/（m3/h）0.56±0.01b 1.39±0.01b 1.85±0.02d 1.61±0.01b 1.59±0.01a 1 758/（m3/h）72.68±0.39c 16.06±0.28b 6.06±0.22c 2.41±0.06b 3.00±0.15b 2 114/（m3/h）74.29±0.31a 15.05±0.33d 5.64±0.14d 2.02±0.08c 3.00±0.05b 2 509/（m3/h）73.32±0.08b 15.74±0.09c 5.24±0.09e 2.36±0.09b 3.22±0.08b 2 958/（m3/h）70.99±0.29d 16.32±0.11b 6.68±0.19b 2.50±0.14b 3.51±0.22a 3 389/（m3/h）68.36±0.17e 17.40±0.14a 7.95±0.13a 2.68±0.07a 3.61±0.14a
表6 不同吸风量下粗麦渣物料经清粉后清粉效果的变化
Table 6 Changes in the purification effect of coarse semolina after separation at different air volumes
注：同列不同小写字母表示差异显著，P<0.05。
吸风量/（m3/h）1 758 2 114 2 509 2 958 3 389清粉效率/%20.94±0.26e 29.79±0.58b 31.37±1.26a 26.08±0.38c 23.47±1.22d筛出率/%88.64±0.25b 89.34±0.12a 89.06±0.10a 87.31±0.21c 85.77±0.19d灰分降低率/%23.62±0.52e 33.35±0.48b 35.22±1.01a 29.87±0.86c 27.36±1.18d
由表4 和表5 可知，随着吸风量的增加，相较于进机物料的灰分含量0.86%，前段筛下物灰分含量明显降低，后段筛下物灰分含量明显高于前段筛下物灰分含量，且低于三层筛上物灰分含量。随着吸风量增加，第二层和第三层筛上物灰分含量均先显著降低后显著增加，且灰分含量大幅度高于进机物料，第一层筛上物灰分含量最高。测试结果的筛出率高于粗麦渣物料清粉机效果参考指标的最佳筛出率范围75%～80%，而灰分降低率低于粗麦渣物料清粉机效果参考指标的灰分降低率范围45%～60%[20]。分析原因是在粗麦渣物料清粉时，筛网配置过程中加大了前两段筛孔，使胚乳颗粒均可以从前两段筛面中快速筛下，防止大颗粒的胚乳颗粒无法从前段筛面筛下，混入连麸胚乳颗粒中被推到后段筛面作为后段筛下物甚至筛上物流出，造成高品质物料的损失，同时也大幅度提高了清粉机的清粉效率。但与此同时，部分颗粒小的连麸胚乳颗粒也可以从前段筛面流出混入前段筛下物造成灰分含量增加，可以利用粗麦渣物料中的胚乳颗粒和连麸胚乳颗粒在风量的作用下悬浮速度不同，加大前两段筛面的风量，加强物料之间的相互作用能力，易于连麸胚乳颗粒向后段筛面运动。试验数据说明本次试验清粉机分级效果较好，能够有效对粗麦渣物料进行分级提纯。
如表5 所示，随着吸风量的增加，粗麦渣前段筛下物灰分含量呈先降低后升高的趋势。吸风量为1 758 m3/h 时，吸风量较小，粗麦渣物料不易穿透筛面甚至不能穿透筛面，粗麦渣物料中的细小麸皮和麸屑无法被气流带走，因此前段筛下物含麸颗粒较多，并且较小的吸风量使物料在筛面上无法形成良好的悬浮自动分级效果，物料间不易分离[21]，部分连麸胚乳颗粒会粘黏胚乳颗粒穿过筛孔作为前段筛下物流出，此时前段筛下物灰分含量较高。吸风量为2 114～2 509 m3/h时，达到麦渣物料合适的吸风量范围，此时粗麦渣物料中的细麸皮和粉尘等轻质物料作为气流提取物被风充分吸走，同时筛面上的物料群在吸风的作用下呈悬浮状态变得松散，胚乳颗粒和连麸胚乳颗粒易于分离，前段筛下物灰分含量显著降低，但是吸风量达到2 509 m3/h以上后，穿过筛面料层的空气速度过大，使纯净的胚乳颗粒不能接触筛网成为筛下物，使筛出率降低。同时过大的吸风量还使部分小颗粒的胚乳颗粒被风吸走，造成高品质物料的损失，此时前段筛下物灰分含量明显增加。
如表6 所示，随着吸风量增加，粗麦渣物料筛出率呈先升高后降低的趋势。分析其原因是粗麦渣物料在吸风量为1 758 m3/h 时，因风速过低，空气穿筛能力较弱，纯净的胚乳颗粒与连麸胚乳颗粒不易分散，部分堆积物料作为筛上物流出，无法达到分离提纯的作用，此时麦渣物料筛出率较低。当吸风量从1 758 m3/h 增加至2 114 m3/h 时，筛出率明显增加，因为随着吸风量的增大，穿过筛面料层的气流速度增大，粘黏的连麸胚乳颗粒与纯净的胚乳颗粒分离程度加大，物料分级更加充分，筛出率明显增加。但是当吸风量增加到2 114 m3/h 以上时，穿过筛面的气流速度过大，物料在筛面上的运动速度增大[22]，物料不能充分接触筛面或者接触筛面时间短，穿过筛面的物料数量逐渐降低，筛出率明显降低。
2.5 不同吸风量对粗麦心物料理化指标的影响
不同吸风量下粗麦心物料经清粉后的指标及清粉效果变化见表7、表8。
表7 不同吸风量下粗麦心物料经清粉后的指标变化
Table 7 Changes in indicators of coarse middling after separation at different air volumes
灰分含量（干基）/%流量占比/%物料前段筛下物后段筛下物1 611/（m3/h）0.45±0.01ab 0.60±0.01c 1 804/（m3/h）0.44±0.01b 0.65±0.01b 1 978/（m3/h）0.41±0.01c 0.68±0.02a 2 154/（m3/h）0.43±0.01b 0.63±0.01b 2 379/（m3/h）0.46±0.01a 0.64±0.01b 1 611/（m3/h）69.75±0.14b 15.82±0.17c 1 804/（m3/h）70.63±0.24a 15.34±0.14d 1 978/（m3/h）69.86±0.43b 15.40±0.24d 2 154/（m3/h）67.63±0.40c 16.13±0.15b 2 379/（m3/h）64.81±0.23d 16.87±0.30a
续表7 不同吸风量下粗麦心物料经清粉后的指标变化
Continue table 7 Changes in indicators of coarse middling after separation at different air volumes
注：同一指标同行不同小写字母表示差异显著，P<0.05。
灰分含量（干基）/%流量占比/%物料第一层筛上物第二层筛上物第三层筛上物1 611/（m3/h）0.98±0.01a 0.64±0.02d 0.64±0.01c 1 804/（m3/h）0.92±0.02b 0.65±0.01d 0.66±0.01bc 1 978/（m3/h）0.86±0.01c 0.71±0.01c 0.69±0.01a 2 154/（m3/h）0.83±0.01d 0.74±0.01b 0.68±0.02ab 2 379/（m3/h）0.81±0.01d 0.78±0.02a 0.66±0.02bc 1 611/（m3/h）1.59±0.08a 2.03±0.14e 10.80±0.30d 1 804/（m3/h）1.31±0.05b 2.27±0.04d 10.39±0.06c 1 978/（m3/h）1.33±0.06b 2.54±0.06c 10.87±0.14c 2 154/（m3/h）1.35±0.09b 2.84±0.08b 12.19±0.06b 2 379/（m3/h）1.40±0.11b 3.27±0.12a 13.60±0.17a
表8 不同吸风量下粗麦心物料经清粉后清粉效果的变化
Table 8 Changes in the purification effect of coarse middling after separation at different air volumes
注：同列不同小写字母表示差异显著，P<0.05。
吸风量/（m3/h）1 611 1 804 1 978 2 154 2 379筛出率/%85.54±0.08b 85.97±0.12a 85.26±0.20b 83.76±0.25c 81.68±0.17d灰分降低率/%17.14±0.44b 17.15±0.59b 21.71±1.13a 20.48±0.54a 16.80±2.27b清粉效率/%14.66±0.37b 14.74±0.50b 18.50±0.96a 17.15±0.41a 13.72±1.88b
由表4 和表7 可知，随着吸风量的增加，相较于进机物料的灰分含量（0.49%），前段筛下物灰分含量明显降低，后段筛下物灰分含量明显高于前段筛下物灰分含量，且低于三层筛上物灰分含量。三层筛上物灰分含量均高于筛下物和进机物料的灰分含量，第一层筛上物灰分含量最高。测试得出的筛出率高于粗麦心物料清粉机效果参考指标的最佳筛出率范围85%～90%，而灰分降低率低于粗麦心物料清粉机效果参考指标的灰分降低率范围20%～40%[20]。本次试验经过2B 磨粉机研磨后流入2P1 清粉机单元的物料品质较高，含杂量低，灰分含量仅为0.49%，经过清粉机分级处理后，筛下物与进机物料灰分含量虽有显著性变化，但是变化范围较小。综上，说明清粉机分级效果较好，能够有效对粗麦心物料进行分级提纯。
如表7 所示，随着吸风量增加，前段筛下物灰分含量先降低后升高。分析其原因可能为当吸风量为1 611～1 804 m3/h 时，粗麦心物料前段筛下物灰分含量降低，但是变化趋势并不显著。当吸风量较低时，粗麦心物料中的胚乳颗粒、连麸胚乳颗粒和麸皮颗粒不易分离，同时无法将堆积的物料群中的细麸皮充分吸走，前段筛下物灰分含量较高。吸风量为1 804～1 978 m3/h时，细小麸皮颗粒充分被风吸走，物料群分级效果增强，前段筛下物灰分含量显著降低。但是吸风量为2 154～2 379 m3/h 时，吸风量过大，使部分应该从后段筛面落下的筛下物粗麦心从前段筛面穿过，混入细胚乳颗粒中，造成前段筛下物灰分含量显著增加。
如表8 所示，随着吸风量增加，粗麦心物料筛出率呈先升高后降低的趋势，粗麦心筛出率与粗麦渣筛出率的变化趋势一致。吸风量为1 611～1 804 m3/h 时，筛出率增加，但是变化趋势并不明显。吸风量较小时，吸风量的增加虽然可以增加物料在筛面上的推进速度，但是此时吸风量增强物料之间的相互作用力，易于物料群的松散，使物料穿筛的能力增强。后者对于物料群的影响大于前者的影响，粗麦心物料筛出率增加。吸风量为1 804～2 379 m3/h 时，物料与筛面无法充分接触，导致粗麦心物料筛出率显著降低。
2.6 不同吸风量对细麦心物料理化指标的影响
不同吸风量下细麦心物料经清粉后的指标及清粉效果变化见表9、表10。
表9 不同吸风量下细麦心物料经清粉后的指标变化
Table 9 Changes in indicators of fine middling after separation at different air volumes
注：同一指标同行不同小写字母表示差异显著，P<0.05。
灰分含量（干基）/%流量占比/%物料前段筛下物后段筛下物第一层筛上物第二层筛上物第三层筛上物581/（m3/h）0.44±0.01a 0.74±0.02a 1.60±0.02c 1.50±0.01d 1.11±0.02a 763/（m3/h）0.44±0.01a 0.72±0.01a 1.60±0.01bc 1.53±0.01c 1.08±0.02b 881/（m3/h）0.42±0.01bc 0.69±0.01b 1.62±0.01b 1.60±0.01a 1.06±0.01b 1 041/（m3/h）0.41±0.01c 0.66±0.01c 1.60±0.01bc 1.57±0.01b 1.03±0.01c 1 203/（m3/h）0.43±0.01ab 0.65±0.01c 1.64±0.01a 1.55±0.02bc 1.01±0.01d 581/（m3/h）72.36±0.20a 13.41±0.12c 9.19±0.04a 4.19±0.10d 0.84±0.08c 763/（m3/h）72.35±0.12a 13.33±0.10c 9.17±0.03a 4.30±0.12c 0.85±0.04c 881/（m3/h）71.90±0.28b 13.58±0.21c 9.04±0.13a 4.60±0.22c 0.85±0.10c 1 041/（m3/h）70.52±0.25c 14.68±0.25b 8.55±0.14b 5.31±0.12b 0.94±0.08b 1 203/（m3/h）69.01±0.22d 15.72±0.22a 8.10±0.08c 6.01±0.09a 1.07±0.05a
表10 不同吸风量下细麦心物料经清粉后清粉效果的变化
Table 10 Changes in the purification effect of fine middling after separation at different air volumes
注：同列不同小写字母表示差异显著，P<0.05。
吸风量/（m3/h）581 763 881 1 041 1 203筛出率/%85.77±0.08a 85.68±0.24a 85.48±0.10a 85.20±0.28a 84.82±0.05b灰分降低率/%18.60±0.49c 19.32±0.72c 20.45±0.99b 22.89±0.65a 23.63±1.10a清粉效率/%15.95±0.41c 16.55±0.63bc 19.56±0.83a 20.14±0.56a 17.34±0.93b
由表4 和表9 可知，随着吸风量的增加，相较于进机物料的灰分含量0.50%，前段筛下物灰分含量明显降低，后段筛下物灰分含量明显高于前段筛下物灰分含量，且低于三层筛上物灰分含量。三层筛上物灰分含量均高于筛下物和进机物料的灰分含量，第一层筛上物灰分含量最高，并明显高于第二层和第三层筛上物灰分含量。测试结果的筛出率高于粗麦心物料清粉机效果参考指标的最佳筛出率范围80%～85%，而灰分降低率低于粗麦心物料清粉机效果参考指标的灰分降低率范围20%～40%[20]。分析原因为经过前几道研磨工序后，细麦心物料粒度小灰分含量低，本试验增加筛孔尺寸，提高了细麦心物料的筛出率，同时前段筛下物灰分含量0.41%～0.44% 也已达到实际生产过程中的灰分含量要求。综上，说明本试验清粉机分级效果较好，有效对细麦心物料进行了分级提纯。
由表9 可知，吸风量为581～881 m3/h 时，细麦心前段筛下物灰分含量降低，但是变化趋势并不明显，在此较小的吸风量范围内吸风量对于细麦心物料的分级效果几乎没有影响，细麦心物料粒度小品质高，物料本身所含麸屑少，低吸风量时无法吸走堆积的物料群中的细小麸屑杂质，并且较小吸风量对物料的松散性几乎没有影响。吸风量增加至1 041 m3/h 以上时，前段筛下物灰分含量显著降低。随着吸风量继续增加，前段筛下物灰分含量显著增加。与麦渣粒物料相比，麦心物料混合物中胚乳颗粒、连麸胚乳颗粒、麸屑3 种物料悬浮速度接近[23]，吸风量不易调节，物料之间分级效果差。
由表10 可知，随着吸风量增加，细麦心物料筛出率整体呈降低的趋势。当吸风量为581～1 041 m3/h 时，风无法穿透筛面或者穿透筛面能力太弱，对筛面上物料产生的推动作用接近，物料穿过筛面的速度基本相同，同时增加吸风量可以促进物料之间的分级作用，此时吸风量对细麦心物料的筛出率降低，但是由于吸风量较小变化趋势并不显著，但是当吸风量为1 203 m3/h以上时，过大吸风量加快筛面上物料的运动速度，导致筛出率明显降低。
2.7 不同进机物料最佳吸风量的确定
清粉机的主要任务是最大限度地提取数量多、品质好的纯胚乳颗粒（麦心），为后续磨粉提供优质物料。不同粒度大小物料经过清粉机的精选提纯后一般遵循以下原则：1P 清粉机筛下物进入心磨的物料首先要求数量，适当要求其较低的灰分含量；2P、3P 清粉机筛下物进入心磨的物料首先要求其纯度，适当要求其较高的相对筛出率[24]。
不同进机物料的最佳清粉吸风量见表11。
表11 不同进机物料的最佳清粉吸风量
Table 11 Optimal air volume for separation of different materials
原料粗麦渣最佳吸风量/（m3/h）2 114前段筛下物灰分含量/%0.49±0.02粗麦心1 978 0.40±0.01细麦心1 041 0.42±0.01灰分降低率/%33.45±0.48 21.71±1.13 22.89±0.65筛出率/%89.34±0.12 85.26±0.02 85.20±0.08清粉效率/%29.79±0.58 18.50±0.96 20.14±0.56
由表11 可知，粗麦渣在吸风量为2 114 m3/h 时，筛出率最高，粗麦渣物料的吸风量最佳；粗麦心在吸风量为1 978 m3/h 时，灰分降低率最高，粗麦心物料的吸风量最佳，细麦心在吸风量为1 041 m3/h 时，灰分降低率最高，细麦心物料的吸风量最佳。
3 结论
粗麦渣物料最佳吸风量为2 114 m3/h，此时筛出率为89.34%、灰分降低率33.45%、清粉效率29.79%。粗麦心物料最佳吸风量为1 978 m3/h，此时筛出率85.26%、灰分降低率21.71%、清粉效率18.50%。细麦心物料的最佳吸风量为1 041 m3/h，此时筛出率85.20%、灰分降低率22.89%、清粉效率20.14%。同时过大或者过小的吸风量均会使物料清粉效果降低。
不同粒度和纯度的麦渣物料筛出率和灰分降低率两者关系呈现不同的变化趋势，粗麦渣物料和粗麦心物料吸风量较低时筛出率与灰分降低率均增加；当吸风量达到理想范围内时，筛出率降低，而灰分降低率增加；当吸风量过大时，物料筛出率降低，灰分降低率降低。细麦心物料随着吸风量增加，筛出率降低，灰分降低率增加。在实际生产过程中，可根据以上两者的关系来判断并调节吸风量的大小。
粗麦渣物料的清粉效果明显好于麦心物料的清粉效果，表明相较于粒度较大的麦渣粒物料，粒度较小的麦心物料不易于分级提纯。3 种物料吸风量调节范围从高到低依次为粗麦渣物料、粗麦心物料和细麦心物料。
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