三相臥螺工藝生產(chǎn)谷朊粉原料小麥粉的質(zhì)量控制

王志國

(中糧東海糧油工業(yè)(張家港)有限公司，江蘇 蘇州 215634)

1 谷朊粉生產(chǎn)概況

谷朊粉是以小麥粉為原料提取的一種天然蛋白質(zhì)，其產(chǎn)出率對工廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有顯著影響，以不同小麥粉為原料生產(chǎn)谷朊粉其出率一般為10%～15%。三相臥螺工藝是以三相臥螺為主要設(shè)備對小麥粉各組分進(jìn)行分離的加工工藝，自動(dòng)化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)清潔連續(xù)生產(chǎn)，是大型規(guī)模化工廠首先工藝。三相臥螺工藝生產(chǎn)谷朊粉的原料為小麥粉，主要產(chǎn)品A淀粉，出率38%～58%；B淀粉，出率15%～25%；谷朊粉，出率10%～15%。目前國內(nèi)谷朊粉生產(chǎn)向大型化、自動(dòng)化方向發(fā)展，單一工廠谷朊粉年產(chǎn)量最大達(dá)6萬t，谷朊粉分離、干燥工序每班僅需3名操作人員，合理的原料小麥粉質(zhì)量是工廠連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的前提。

小麥粉原料質(zhì)量指標(biāo)是影響三相臥螺處理量的重要因素，在保證谷朊粉出率的條件下，國內(nèi)一般單臺三相臥螺設(shè)計(jì)處理能力在10～12 t/h小麥粉。好的原料小麥粉既能保證三相臥螺以較高的產(chǎn)量運(yùn)行，又能保證產(chǎn)品的出率。受投資成本及運(yùn)行成本影響，一般設(shè)計(jì)時(shí)三相臥螺加工能力取較大值。正常運(yùn)行條件下，三相臥螺產(chǎn)量低一些，其A淀粉和谷朊粉的出率會略高。一般工廠為保證產(chǎn)品出率會降低三相臥螺運(yùn)行產(chǎn)量，因此原料小麥粉的質(zhì)量控制十分重要。

2 原料小麥粉質(zhì)量控制

三相臥螺工藝生產(chǎn)谷朊粉的原料小麥粉指標(biāo)大多以特二粉為參考，對水分、灰分、面筋、粒度等有要求，一般要求水分小于14%，灰分干基小于0.85%，濕面筋質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于28%。工廠一般更看重濕面筋含量，濕面筋含量越高谷朊粉出率越高。大型谷朊粉生產(chǎn)工廠會對原料小麥粉粉質(zhì)、拉伸、吹泡、降落數(shù)值、A、B淀粉含量等指標(biāo)進(jìn)行檢測，但沒有提出指標(biāo)要求，究其原因是沒有明白檢測內(nèi)容對谷朊粉生產(chǎn)有什么影響，不能對谷朊粉原料小麥粉生產(chǎn)提出指導(dǎo)意見。

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在小麥品種相同的條件下，不同加工工藝生產(chǎn)的小麥粉，其谷朊粉和A淀粉的出率是不相同的。通過對比得知，在小麥粉顆粒相對粗一些的情況下，谷朊粉和A淀粉的出率要高一些(見表1)。因此，一般規(guī)模化工廠在原料的控制上對小麥粉粒度有一定要求，但對影響產(chǎn)品出率的最終因素及過程仍不清晰。

表1 2006年某工廠小麥粉粒度與產(chǎn)品出率關(guān)系

3 三相臥螺生產(chǎn)工藝

三相臥螺工藝是目前規(guī)?；入梅蹚S生產(chǎn)使用的首選工藝，小麥粉與水混合均勻后形成面漿，靜置一定時(shí)間進(jìn)入三相臥螺分離成A淀粉、B淀粉和面筋、戊聚糖等幾種主要組分。三相臥螺工藝生產(chǎn)谷朊粉是利用小麥粉中不同組分與水混合作用后，在同一離心場中受到的離心力不一樣，而形成不同的離心層進(jìn)行分級的。密度大的成分受到的離心力大，在離心場的外層，密度小的成分受到的離心力小，在離心場的內(nèi)層。三相臥螺通過對離心場中不同位置的組分進(jìn)行收集而分成三相：重相A淀粉、中相B淀粉(破損淀粉)和面筋、輕相戊聚糖等。正常運(yùn)行狀態(tài)下，三相臥螺離心場描述如圖1所示。

圖1 三相臥螺離心場示意圖

小麥粉的主要成分包括：淀粉(包括破損淀粉)、蛋白質(zhì)、戊聚糖等。小麥粉中不同組分吸水率大致為：正常淀粉40%，破損淀粉200%，蛋白質(zhì)180%～200%，戊聚糖400%～1 000%。

小麥粉不同組分間吸水率相差較大，不同組分吸水后出現(xiàn)密度差，密度差是三相臥螺實(shí)現(xiàn)不同組分分離的基礎(chǔ)。吸水率的差別是小麥粉不同組分在三相臥螺離心場中處于不同位置的根本原因，是三相臥螺工作的基礎(chǔ)。

破損淀粉吸水后相對密度與面筋蛋白吸水后相對密度相差不大，在三相臥螺分離場中所處位置基本相同，因此分離的結(jié)果是破損淀粉與蛋白質(zhì)(面筋)混在一起，帶來的生產(chǎn)直接后果是A淀粉出粉率下降，面筋與B淀粉分離困難，谷朊粉出率降低，噸產(chǎn)品清水用量升高，經(jīng)濟(jì)效益差等。

黏度是影響三相臥螺分離效果的重要因素之一，黏度越大分離越困難。在相同條件下隨著破損淀粉含量的增加，小麥粉黏度也增大，破損淀粉含量與峰值黏度、低谷黏度、最終黏度均呈極顯著正相關(guān)[1]。

4 原料小麥粉中破損淀粉含量的控制

根據(jù)以上理論分析得出，三相臥螺工藝原料小麥粉控制的一個(gè)重要指標(biāo)是破損淀粉含量，破損淀粉含量越低越有利于淀粉與面筋的分離，有利于整個(gè)生產(chǎn)過程的控制與出率的提高。

小麥粉生產(chǎn)過程中破損淀粉含量的控制可通過以下幾種方法。

4.1 加工原糧小麥的品種控制

在相同生產(chǎn)工藝條件下，以硬麥為原料生產(chǎn)的小麥粉破損淀粉含量比軟麥高，因此，建議使用高筋軟麥或軟麥與硬麥搭配的方法生產(chǎn)谷朊粉的原料粉，既控制破損淀粉含量，又保證一定的面筋含量。

4.2 小麥調(diào)質(zhì)控制

合理的小麥調(diào)質(zhì)可以降低麥心強(qiáng)度，減少加工過程中破損淀粉的產(chǎn)生。一般情況下，入磨小麥溫度高，水分高，加工過程中產(chǎn)生的破損淀粉少，反之則高。

4.3 小麥粉粒度控制

小麥粉粒度越細(xì)在加工過程中淀粉受到的損傷程度越高。小麥粉所能穿過的篩孔孔徑每減小14～18 μm，其破損淀粉值增加13%左右[2]。正常情況下，小麥粉生產(chǎn)使用的分級篩孔寬為100～132 μm，生產(chǎn)谷朊粉的原料小麥粉使用的粉篩孔寬可選用132～150 μm的篩網(wǎng)。

4.4 取粉部位的控制

小麥粉加工過程中不同出粉點(diǎn)出來的小麥粉破損淀粉含量相差較大，一般情況下吸風(fēng)粉、尾路粉的破損淀粉含量均較高，原料粉中就不要取該部位的粉。

4.5 磨輥的操作

正常情況下心磨輥軋的越緊，研磨后的片狀物料越多，破損淀粉含量越高。建議縮短心磨輥噴砂處理周期，適當(dāng)降低輥間工作壓力，減少磨下片狀物料含量。

5 原料小麥粉加工工藝的調(diào)整思路

傳統(tǒng)谷朊粉專用原料小麥粉的加工工藝是短粉路，磨輥主要使用齒輥，皮磨出粉，較少使用清粉機(jī)?，F(xiàn)代小麥粉加工工藝一般為中長粉路，皮磨功能是造心、渣，少出粉，心磨出粉，清粉功能完善。

筆者認(rèn)為谷朊粉原料小麥粉的加工應(yīng)使用現(xiàn)代制粉工藝與氣流分級粉碎相結(jié)合工藝，通過皮磨、渣磨及清粉系統(tǒng)將小麥加工成大量優(yōu)質(zhì)麥心，之后通過加水加溫調(diào)質(zhì)軟化麥心，使麥心水分達(dá)到16%，溫度達(dá)到42℃，再通過氣流分級粉碎系統(tǒng)將調(diào)質(zhì)后的麥心加工成一定粗細(xì)度的小麥粉。

氣流分級粉碎的優(yōu)點(diǎn)在于：粉碎過程以撞擊為主，強(qiáng)度低于磨輥研磨，產(chǎn)生破損淀粉含量相對較少。物料達(dá)到一定粒度即離開粉碎室，不存在過度粉碎問題，小麥粉粒度均勻，可根據(jù)要求在線調(diào)整。加工過程中物料輸送性能不受加水、加溫調(diào)質(zhì)影響，粉碎過程中可實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的冷卻，降低產(chǎn)品水分等，有利于產(chǎn)品的儲存，減少磨粉機(jī)與高方篩設(shè)備數(shù)量及廠房的投入。

此工序調(diào)整的核心是麥心的加水、加溫調(diào)質(zhì)，充分利用麥心吸水快，吸水、加溫后物料強(qiáng)度下降，易于粉碎，最大限度控制破損淀粉的產(chǎn)生。原料小麥粉中少量大麩星的混入不影響三相臥螺分離效果，后序可以通過相應(yīng)設(shè)備將大麩星分離出來。建議調(diào)整后的優(yōu)質(zhì)麥心加工流程如圖2。

圖2 調(diào)整后的優(yōu)質(zhì)麥心加工流程示意圖

6 小結(jié)

三相臥螺工藝生產(chǎn)谷朊粉的原料小麥粉常規(guī)檢測指標(biāo)建議在原有水分、灰分、面筋檢測項(xiàng)目上再增加破損淀粉含量檢測，且破損淀粉含量越低越好。小麥粉中破損淀粉含量的控制，對于不論以何種工藝生產(chǎn)小麥淀粉和谷朊粉都有極其重要意義，可以說破淀粉含量的下降直接意味著淀粉出率的增加，面筋提取更為容易。一般情況下，普通小麥粉的干基破損淀粉含量在8%左右；部分中、硬麥品種通過合理控制，破損淀粉含量可下降2～3個(gè)百分點(diǎn)，對提高產(chǎn)品出率，增加經(jīng)濟(jì)效益有一定促進(jìn)作用。對以小麥粉為原料加工谷朊粉和小麥淀粉的企業(yè)應(yīng)對小麥粉中破損淀粉含量提出要求，以引導(dǎo)小麥粉加工企業(yè)控制、改進(jìn)生產(chǎn)工藝，最終獲取最好原料小麥粉。