玉米加工装备

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《中国食品与包装工程装备手册》第42页（6224字）

1 概述

玉米是我国主要的粮食作物之一，总产量仅次于稻谷、小麦而居第3位。它是我国东北、华北、西北等地区人民的主要生活用粮之一。玉米作为粮食，主要是加工成粉，即将玉米提胚、制糁、制粉。

玉米中所含的淀粉和蛋白质主要集中在胚乳中，所以胚乳是加工玉米糁、玉米粉的基本部分。根据对玉米加工成品的加工要求和加工方法不同，可分为玉米联产加工工艺过程，提胚制糁加工工艺过程和提胚制粉加工工艺过程等。由于联产加工能提高产品的出品率，增加产品的品种，提高玉米的利用率等，目前的玉米加工厂大都采用玉米联产加工工艺过程。所谓玉米联产加工是指同一种玉米原粮，可同时生产玉米糁、玉米粉、玉米胚三种产品，其中所涉及的机械设备即是玉米加工装备。本节以玉米联产加工为例，对其加工工艺及关键设备，进行介绍。

2 加工工艺

图1－2－46 玉米联产加工工艺流程图

2．1 玉米的清理

玉米含杂质一般为1．0%～1．5%，因而清理玉米较清理小麦等所用的设备少，清理流程也简单。清理设备分为四类：

(1)筛选设备 它是清理玉米的主要设备，常用振动筛和平面回转筛；

(2)去石设备 一般采用干法去石，常用吸式和吹式相对密度去石机；

(3)磁选设备 一般采用磁钢，在成品打包前可用永磁滚筒；

(4)洗涤设备 采用洗麦机对玉米充分洗涤。

在玉米制糁、制粉前，必须将杂质清理干净，以保证生产过程的正常进行和产品的纯度。清理后的玉米含尘芥杂质不超过0．3%，其中砂石不超过0．02%。

2．2 玉米的水汽调节

水汽调节是指玉米加工时，用水和水蒸气湿润玉米籽粒，使玉米皮吸水后，韧性增加，皮与胚乳易于分离；使胚吸水后，体积膨胀，质地变韧，有利于脱胚时保持胚的完整，不受损伤，以提高提胚效率。水汽调节分着水和润粮两个过程。着水量应根据原粮的水分确定，一般掌握加工玉米的水分为16%～17%。在着水的过程中，可喷入蒸汽即润汽。其目的是提高着水温度，加速水分向皮层和胚的渗透速度，并控制水分不向胚乳内部渗透。润气与室温有关，室温在20℃以上，可不必润气。如在北方的冬末春初，水温低，玉米吸水能力差，则需润气，使水温增至40～50℃，加速着水速度。

着水后的玉米要进行润粮，使水分均匀地渗透入玉米的皮层和胚。玉米润粮时间的长短，要根据原粮工艺品质确定。如玉米角质率在80%以上，润粮时间为10min左右；角质率在80%以下，润粮时间可在5～8min。

着水和润粮的设备，一般可采用水龙头或水杯着水机，经着水和喷汽后的吸玉米进入润粮仓柜润粮。

2．3 脱皮

玉米在破糁脱胚前，应将玉米籽粒的皮大部分脱掉，使生产的糁不粘连皮，以提高糁的纯度，保证糁的质量，同时还便于胚与胚乳分离，提高脱胚效率。

玉米脱皮分为干法脱皮和湿法脱皮两种。经水汽调节预处理后脱皮称为湿法脱皮；不经水汽调节的称为干法脱皮。后者一般适用于新收购玉米的加工，其原始水分在18%左右，皮和胚易脱掉，且胚不易损伤，但产品水分较高。对于加工正常水分的玉米，尤其是加工低水分的玉米，应采用湿法去皮，湿法技术优于干法去皮。

玉米脱皮时，既要求脱皮效率高，又要求尽量减少碎粒。脱皮的设备通常采用横式金刚砂脱皮机和立式金刚砂脱皮机，其基本结构分别与砂辊碾米机和砂臼碾米机相似，但在技术数据上要与之相适应。如横式金刚砂脱皮机与三节砂辊碾米机不同之处是将碾米机碾白室、进出口和螺旋输送头的螺距放大，螺旋齿加深，筛孔放大且转速加快，米刀数要增加，以提高玉米脱皮量，防止堵塞。脱皮时采用2～3机串联进行脱皮。玉米脱皮率不低于70%(指玉米脱掉果皮1／2以上者)，玉米破碎粒不超过15%。

2．4 破糁脱胚

将脱皮后的玉米，破碎加工成大、中、小玉米糁，同时使玉米胚脱落。对破糁脱胚工序的要求：破碎后的玉米糁应近似方形，并破碎成4～6瓣，不需再经整形精制，破碎率一般要达到60%～70%，减少回流的整粒和大碎粒；脱胚率要高，一般应在80%以上，并尽量保持胚的完整，不受损伤；破碎中要尽量减少玉米粉的数量。

目前用于破糁脱胚的设备有横式、辊式和锤片式破糁脱胚机及玉米脱胚机等。

2．5 提糁与提胚

提糁、提胚的要求在于将糁、胚、皮三种物料分离，同时要根据糁的类型进行分级，并保证糁的纯度及提高提胚的效率。糁、胚、皮三种物料的分离，要根据物料的大小，相对密度和悬浮速度方面的差异，选用适当的设备，以达分离的目的。

用于提糁、提胚的设备有振动筛、平筛、圆筛、高方筛、吸风分离器、重力分离机、压胚机等，分离物料一般用筛理的方法，根据物料粒度的大小进行分级，并将胚集中到某一种分级物料中，然后再提胚，通常有90%以上的胚集中在大糁中。糁中提胚可借助它们的悬浮速度、相对密度等方面的差异加以分离。

提糁与提胚的一般流程如图1－2－47所示。该流程是同时提取大、中糁和胚的流程。破糁脱胚后的物料，用平筛筛出粉，并按颗粒大小分级，分出大、中渣，分别经风选器去皮后，进入2台重力分级机，精选出大、中糁和胚。重力分级机分出的糁、胚混合物料，进入压胚机，经两压、两筛后进一步将胚提出。提取的糁，可视糁形情况，进行整形、磨光。

图1－2－47 提糁与提胚流程图

大糁、中糁一般是在玉米磨粉前提出，并分离出一定量的胚；小糁则一般在玉米磨粉中提取。提取大糁、中糁的关键是减少糁中的含胚量，处理好糁、胚的分离；提取小糁的关键是减少小糁中含皮量，处理好糁皮分离。

2．6 磨粉

在联产加工过程中，玉米经提糁和部分胚后，其余的物料则需制成玉米粉，并在制粉的同时进一步提胚。磨粉使用的研磨设备是磨粉机，筛理设备为平筛。一般采用四道磨粉机，其流程有两种：一种为一、二道提胚，三、四道磨粉；另一种为四道同时磨粉提胚。如需提取小糁时，一般在一、二道磨粉时提取。

3 关键设备

3．1 水汽调节机(图1－2－48)

图1－2－48 简易水汽调节机

1－汽阀 2－润汽管 3－进料口 4－散料盘 5－水阀 6－润水管 7－螺旋输料器 8－出料口

水汽调节机用于玉米着水。

工作过程：玉米从进料口3进入，由散料盘4使玉米均匀散开，并压住汽流，防止汽流穿过料层，保证均匀润汽。水和蒸汽分别从润水管6和润汽管2喷入，汽流是从汽管尾端周围所钻的小孔中喷向物料。分别用水阀5和汽阀1控制润水和润汽量。着水完毕由出料口8将物料送入润玉米仓。该机采用水压头润水，亦可采用水杯式润水。

国外某些厂家采用的水汽调节机其结构主要由3条绞龙组成，如图1－2－49所示。玉米由进料口1进入由变速电机9带动的喂料绞龙2，并送至湿润绞龙4。在玉米进入湿润绞龙4的同时，使进水阀和蒸汽阀打开，水源通过流量计从水喷头3喷入，而蒸汽则是从绞龙底部的3只蒸汽喷头5喷入。湿润绞龙4采用橹桨式叶片，一方面使物料不断搅拌，另一方面使物料缓缓向前推进，落入调和绞龙6。湿润的玉米在此得到充分均匀地搅拌，以取得一致的水分。湿润绞龙4和调和绞龙6由减速电机7传动，作业完毕后物料由出料口8流出，玉米温度为40～50℃。水阀和蒸汽阀则在物料中断时自行关闭。

图1－2－49 水汽调节机示意图

1－进料口 2－喂料绞龙 3－水喷头 4－湿润绞龙 5－蒸汽喷头 6－调和绞龙 7－减速电机 8－出料口 9－变速电机

3．2 破糁脱胚设备

3．2．1 横式破糁脱胚机(图1－2－50) 工作过程：将玉米从进料斗1喂入，由螺旋输料器2推向破糁脱胚铁辊3。整个辊体的外围是一个圆形铁筒，筒内壁与辊面留有22．5mm的间隙，组成破糁脱胚室。在铁辊下部的圆形铁筒内壁上装有铁阻刀7，倾斜成一定角度，可人工调节铁阻刀与铁辊的间隙，来控制破糁脱胚程度。玉米在破糁脱胚铁辊和铁阻刀的作用下被破碎。再经磨光砂辊4磨光，最后由排料铁辊5推送到出料口6排出。出料口设有压力门，控制破糁脱胚室的压力大小。该机生产的糁呈长扁形，对胚损伤小，脱下的胚比较完整，且不需另设糁的整形磨光设备，但动力消耗大。

图1－2－50 横式破糁脱胚机

1－进料斗 2－螺旋输料器 3－破糁脱胚铁辊 4－磨光砂辊 5－排料铁辊 6－出料口 7－铁阻刀 8－皮带轮 9－进料调节机构

3．2．2 锤片式破糁脱胚机(图1－2－51) 锤片式破糁脱胚机的工作叶轮是由4根锤片轴2和64片锤片7组成，每个轴上均匀安装16片锤片。4根锤片轴对称安装在盘架6上，3个盘架则固定于主轴4上。工作时叶轮随主轴4高速旋转。玉米进入机内，受锤片的打击而破碎，穿过工作叶轮下部的半圆形筛板3的筛孔，经出料口5排出机外。筛板的筛孔直径8．5～9．5mm，呈交错排列，筛孔中心距为19～22mm。该机生产的糁呈长方形，对胚的损伤也较小。

图1－2－51 锤片式破糁脱胚机

1－进料口 2－锤片轴 3－筛板 4－主轴 5－出料口 6－盘架 7－锤片

此外，还有辊式破糁脱胚机和玉米脱胚机等。辊式破糁脱胚机基本结构同磨粉机。不同之处在于破糁脱胚辊采用经、纬齿，快辊为经齿，慢辊为纬齿，生产的糁呈方形，能耗低，但对胚的损伤大，尤其是加工低水分的玉米时。故应严格控制玉米入机的水分，一般以17%～18%为宜。玉米脱胚机外型则类似卧式打麦机，在钢丝筛网制成的筛筒内装有8块打板。玉米进入筛筒，受打板作用，筛下物为皮与碎屑从底部集料斗排出。而筛上物则由旁侧另一出口排出。其筛网系弹簧钢丝编织而成，要求筛网形成一个粗糙的内表面，以增强玉米在筛筒中运动的阻力，促使玉米脱皮、脱胚。

3．3 吸风分离器

吸风分离器又称圆柱风选器，在玉米加工中主要是从胚、糁中分离玉米皮，也可用于胚、糁分离。其结构如图1－2－52所示。它一般吊装在楼层的天花板上。

图1－2－52 吸风分离器

1－进料管 2－出风口 3－圆锥分配器 4－观察窗 5－集料斗 6－进风口 7－出料口 8－调节手轮

工作过程：物料从中部进料管1进入，经圆锥分配器3分散到四周。风从下部进风口6吹入，对于粉、皮分离其吸口风速为4～5m／s。若用于糁、胚分离，则其吸口风速大于胚的悬浮速度，小于糁的悬浮速度(10～11m／s)。风与物料逆向流动，从而将玉米皮或轻质物料(如胚)带走，并从连接于集中风网的出风口2吸出，清理后的物料则由出料口7排出。可从观察窗4观察分离情况，并用调节手轮8来调节分配器下面的锥体与集料斗之间的距离，以阻止杂质重新落入物料流，达到理想的分离效果。

3．4 重力分离机

重力分离机主要用于从糁中提胚。可根据物料的相对密度不同，将破碎物料分成糁、糁胚混和物、胚三种物料。从破糁脱胚机出来的物料，经平筛、高方筛等筛出玉米粉，并按粒度大小分级，再经风选器提出玉米皮后，进入重力分级机，按不同相对密度，精选胚及玉米糁。

重力分离机的结构形式与相对密度去石机大体相似，主要机构是一个具有倾斜角度的振动台，台面用玻璃钢外罩密封。当物料到达工作台面时，在工作台振动下均布在整个工作台面，并向进料相对方向的落料槽运动。由于玻璃罩子内存在负压，空气即从工作台面冲孔筛网的小孔进入罩内。这股均匀的气流，使筛面的物料呈沸腾状态。轻的物料在气流和振动的作用下，上浮于物料层，按工作台面倾斜方向拥向出口D；较重的物料与工作台面接触，在摩擦力和台面惯性力的作用下沿台面向上爬，混合物料从中间出口排出，重的物料继续向上爬由重的物料出口A排出。C区物料通过打开回料闸门，经回料风门被风吸走，返回本机重新分级。

图1－2－53 工作台面物料分布情况

3．5 压胚机

用重力分级机精选胚、糁，为保证糁和胚的质量，往往要分出一部分胚、糁混合物。这些混合物中，胚、糁的相对密度和几何形状相差极为微小，而且混合物中尚还有胚与胚乳粘连在一起的渣粒，可采用压胚机处理。

压胚机与磨粉机类似，主要工作部件是一对转速不同的压胚辊。物料经压胚辊压轧，使韧性大的胚被压扁，韧性小的胚乳被压成小颗粒，人为地造成两者几何形状的差异，再经筛理，提出较纯的胚，多采用平筛筛理。一般须经2次压胚和2次筛理，也有采用多道压胚的。