典型的批量混合面粉强化工艺流程如图5-1所示。
批量混合的工艺过程如下:
制粉车间生产的不同品质、不同等级的面粉,经过面粉检查、计量、磁选、杀虫等工序后,通过输送设备送入不同的储存仓内暂时存放。
生产营养强化面粉时,首先将需要搭配的几个品种的面粉从储存仓输送到配粉仓,然后按照设定的比例,通过准确计量,将这些面粉分别从配粉仓定量放出,输送到混合机中。微量元素添加机随后添加一个批次的营养素预混料,并将面粉与营养素预混料均匀地混合在一起。配混的过程包括出仓、计量、混合、微量添加等工序。搭配与混合是生产营养强化面粉工艺的中心环节。
经过配粉及添加营养素并混合均匀的面粉,即可送入面粉打包仓,连续地打包向外发放。如果有散装发放的要求,流程中还要设散装发放仓,向面粉散装车装料。
为减少面粉的输送次数,有些工艺中不设储存仓,而是设较多数量的配粉仓,将配粉仓兼作储存仓使用。
图5-1 批量混合生产营养强化面粉工艺流程图
面粉的粒度较小且流散性不好,在散存仓里受压后容易使出仓变得非常困难。因此,要在粉仓的仓底安装振动卸料器,通过一定形式的振动使面粉疏松、活化,从而顺利出仓。
螺旋喂料器连接在仓底振动卸料器下面,控制面粉出仓及出仓的流量,并将面粉输送到指定的地点。
配料秤设置在配粉仓下面,由计算机按配方上的各物料的重量比例,控制各个配粉仓按顺序和设定的重量分别向配料秤放料,达到一定批量后放入混合机。
从配料秤放出的物料是不均匀的,需要进行搅拌混合达到均匀一致后,才能作为成品面粉发放或打包,所采用的设备就是混合机。
当面粉中需要添加某些微量元素时,由于添加的量很小,需要精确控制,所以必须采用专门的设备来完成,这就是多筒式微量元素添加机。微量元素添加机安置在混合机上方,每搭配一个批次的面粉,就同时添加一个批次的微量元素,通过混合机将其和面粉混合均匀。
图5-2 仓底振动卸料器结构图
1——固定法兰;2——密封橡胶带;3——吊杆;4——卸料斗;5——活化伞;6——振动电机
仓底振动卸料器的结构如图5-2所示,主要由固定法兰、卸料斗、活化伞和振动电机组成。卸料斗通过吊杆与固定法兰柔性连接,中间以橡胶带密封。振动电机固定在卸料斗上,使卸料斗受迫振动。活化伞安装在卸料斗内,与卸料斗一起振动。工作时,振动电机产生的激振力使卸料斗及其内的活化伞在水平面方向作椭圆形的振动,活化伞的横向振动使仓内物料受到横向和竖向的振动力,从而变得蓬松,从活化伞周围流向出料口。
1)仓底振动卸料器必须和其下连接的卸料设备同时启、停。当停止卸料或卸料闸门关闭时,千万不能启动电机,否则仓内的物料会振动得更加结实。
2)吊杆支点处的橡胶套使用一定时间后会产生老化现象,需要定期更换。
3)卸料斗与固定法兰间的橡胶密封带使用一段时间后需要更换。
4)振动电机要定期更换润滑油、清除机体内的污垢等。每年更换一次轴承。
螺旋喂料器的结构如图5-3所示,由进料斗、螺旋体、圆管机壳、传动装置等部分组成。为满足食品卫生要求,螺旋体、机壳采用不锈钢制作。
图5-3 螺旋喂料器结构图
螺旋叶片在进料段采用变螺距的结构形式,端部螺距小,往后逐渐变大,直至达到输送段的正常螺距。这样由前段到后段的输送量逐渐加大,进料斗内的物料均匀下落,使出仓均匀。
螺旋喂料器安装在仓底振动卸料器之下,与仓底振动卸料器的出口采用柔性连接,并保证密封以防面粉撒漏。螺旋喂料器的作用:①输送面粉,例如将配粉仓的面粉输送到配料秤中;②启闭粉仓出料口,运转时粉仓出料,停转时粉仓停止出料,相当于一个闸门的作用;③控制流量,通过改变螺旋体的转速,可改变面粉出仓的流量。
1)定期检查螺旋体的运转情况,空载转动时不得有振动、擦碰等现象;轴承不得有异常响声。
2)两端的滚动轴承系采用润滑脂润滑,为使设备运转灵活和延长轴承的使用寿命,要定期换油与清洗轴承。
3)为降低传动时的噪声,减少磨损,须在传动链、链轮处经常加润滑油。
4)如果螺旋喂料器发生堵塞,应首先关闭电源,然后查看是否因出料口不通造成堵塞。如果是出料口不通,则应关闭进料闸门、脱开传动电机、清空出料口的面粉,然后人工盘动螺旋轴,一点一点步进式地转动,使其内的面粉逐渐排出。如果不是出料口的问题,那就有可能是机内有异物卡住了螺旋体。用手盘动螺旋轴,根据盘动的感觉判断是否被卡,如果是,可将进料口的连接管拆下或将喂料器整体拆下,从进料口处将异物取出。
配料秤是营养强化面粉生产工序中的主要设备,结构简单,一般用不锈钢制作,配以称重传感器、料门开启系统及控制系统。配料秤的结构见图5-4。
图5-4 配料秤结构图
配料秤由秤斗、下面的放料闸门、称重传感器等部分组成。料斗是封闭的,顶盖上根据使用需要开多个进料口,进料口与每个配粉仓出口的螺旋喂料器软连接。秤斗的一侧设观察窗,除了用于观察内部情况之外,还可从此处通过人工加入添加剂。秤斗有3条支腿,每个支腿下面安装一个重量传感器,3个传感器共同承受秤斗与斗内物料的重量。秤斗的出口装有气动闸门,控制出料口的启闭,料斗在进料和称量时闸门关闭,称量完成后打开闸门放料。气动闸门的下方,还有一个阻风闸门,用以隔断来自下面混合机的空气波动,保证配料秤的称量精度。阻风闸门与上面的放料闸门同步工作。由于闸门的闸板在移动过程中会带出一些物料,在闸板移动区间的下面接一回粉箱,回粉料与主流物料一起进入下面的混合机。
配料秤每秤的称量值及配方由操作人员输入计算机,由计算机控制配料秤的工作过程。各个配粉仓下的螺旋喂料器按顺序分别向配料秤进料,称重传感器将秤斗的重量转换成电信号送入计算机,由计算机根据配方控制各个喂料器的启停,依次将各种面粉和添加剂送入秤斗中。当完成一个批次的进料后,停止进料,打开下料门放料(放入混合机)。物料排空后关闭下料门,开始下一批次的进料。
在秤斗与下方的混合机之间设有回风管,以便让秤斗放料时混合机内排出的空气返回配料秤斗,避免含尘空气溢出机外。
1)启动配料秤时,应待下方的混合机启动并运转正常后再开机。停机时,应等斗内的物料排空并且螺旋喂料器停止工作后再停机。
2)配料秤属于电子称量设备,称重传感器是关键部件,要经常进行检查并保持清洁。
3)经常检查排料装置的工作状态,保持排料闸门、气动件的灵活、可靠。
4)保持回风管、外接吸风管的畅通。
5)在配料秤的安装现场设有操作仪表,可对配料秤进行现场操作,如开机停机、配比设定等。配料秤在开机前和工作过程中,要注意检查空载时仪表是否回零。
混合机一般和配料秤配合使用,通常置于配料秤下方,与配料秤协同运行,共同由计算机控制。生产过程中,混合机始终保持转动状态,当配料秤将一个批次的面粉放入混合机后,混合机开始混合,混合时间一般在60秒左右。混合完成后,混合机开启放料门放料。混合机下面需配置面粉缓冲斗,以容纳混合机一次性的放出的物料,其有效容积应大于混合机的一次放料量。混合机的物料放空后关闭料门,开始下一批次的进料。
在某些情况下,为了节省空间,也可以将混合机与配料秤斗合二为一,称为一体机。由于称量工序与混合工序不能同时进行,其工作速度比分体机要慢。
常用的混合机有双轴桨叶式混合机和螺旋叶带式混合机两种。
双轴桨叶式混合机的结构见图5-5。
图5-5 双轴桨叶式混合机结构图
在混合机的机槽内,平行布置着两个转速相同、旋转方向相反的转子,转子上焊有多个倾斜的桨叶。桨叶在旋转中一方面横向翻动物料,一方面推动物料沿转子的轴向运动。由于两个转子的转动方向相反,所以,两个转子分别向相反的方向推料。这样机槽内的物料在被翻动的同时也做平面大回环移动。在两个转子的交邻处,两个转子的桨叶均向上运动,此区域的物料被桨叶向上翻动,形成物料间相互交错剪切状态,从而达到快速和均匀混合的效果。
在机体外部的一侧设有回风通道,使机体的上下部相通。放料时,物料快速落入缓冲斗,斗内被排出的空气则经过回风通道回到机槽内,消除了缓冲斗与机槽间的空气压差。
出料门控制由气缸、连杆、摇臂、双连摇杆、联动轴、行程开关等组成。出料门装在联动轴上,联动轴与摇臂连接在一起,摇臂与连杆、连杆与双连摇杆相互交接,气缸往复运动,通过双连摇杆使联动轴转动,从而带动底部的两个出料门开启或关闭。
通过调节转子轴的上下位置,可调节转子与机槽底部的间隙。
螺旋叶带式混合机的结构见图5-6。
螺旋叶带式混合机主要由机体、转子、出料门和出料控制机构组成。
转子由带状螺旋叶片、轴和活套在轴上的圆环以及支撑杆等组成。叶片分为内、外两圈,分别为左旋和右旋。转子转动时,左旋叶片将物料从一端推向另一端,右旋叶片则使物料向相反方向移动,通过这样不断地翻动和对流,导致物料均匀混合。转子两端在靠近机体内壁处的外叶片撑杆上焊有刮料板,使机体内四角的物料都能得到充分的搅拌。
图5-6 螺旋叶带式混合机结构图
机体两端部分有内外两层墙板。内外墙板之间的空间和机体上下部相通,在进出料时被物料排出的空气可在此空间循环,不致溢出机外。机体盖上有观察门及两个进料口。
机壳下部出料门框周围装有密封件,门关紧时,机内物料不致漏出,密封条损坏后可更换。必要时可调整门体上的螺母位置,可以使出料门紧贴机壳底部使其密封。
主轴承座底面和机体上的支撑面之间装有两块垫铁,两垫铁之间的接触面为斜面,移动两垫铁,就可以调节轴承座的高度,即调整转子外径和机槽底部的间隙。调整后两垫铁的两端分别由安装在机体上的螺栓顶紧。
出料门的控制机构与双轴桨叶式混合机相似。
1)启动混合机时,应待下方的输送设备启动并运转正常后再开机;待转子运转正常后再进料。停机时,要等机膛内的物料排空并且配料秤停止之后再停机。
2)出料机构应保持运动灵活,并应经常清除积尘。
3)保持回风通道的畅通。
4)混合机在正常工作中,机体应平稳,转子无擦碰和不正常的振动。如发现有摩擦声,应调整转子的高度或左右位置。
5)定期更换各轴承的润滑脂,保持传动链条的润滑并定期清洗,定期更换减速机机油。
多筒式添加机如图5-7所示,由微量秤、贮料筒、喂料机构、汇集筒组成。贮料筒有好几个,布置在微量秤的周围,每个贮料筒储存一种添加剂,由喂料机构喂出。按照预先设定好的计算机程序,不同贮料筒的添加剂按次序向微量秤进料,微量秤进行累积式的计量,达到一个批次后一起倒入一个批量的面粉中。这种添加机能同时添加好几种添加剂。
图5-7 多筒式微量添加机结构图
在一个微量秤旁边竖立若干个圆柱形储料筒,每筒可以储存添加剂2~20kg,储料筒最多的有15个。每个储料筒底部有螺旋喂料器(或振动喂料器),由计算机控制喂料器的启动或停止,将各种添加剂按顺序送入中央的微量秤进行称量,然后一起倒入混合机,与面粉均匀混合。这种添加机一般安装在混合机上部,用于多种添加剂的添加,是一种间歇式添加设备。
1)多筒式微量添加机的工作程序是由计算机控制,正常工作时不需人工干预。
2)更换添加剂品种时,应将贮料斗内原先的添加剂清理干净,方法与单筒式的清理方法相同。通过现场的操作箱可以对喂料机构的启停进行控制。
3)流散性太差的添加剂不能用添加机添加,可以人工借助天平进行称量,然后倒入面粉配料秤中。需要注意的是:应等到配料秤中的面粉达到1/2以上时再倒入添加剂。