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第二节 设备工艺

  一、设备
    黑龙江地区磨粉最早使用石臼,后来碨(磨)传入黑龙江地区以磨和碾磨粉,取代了石 臼。以后历经渤海国、辽、金、元、明、清各代都沿用石碾、石磨制粉,据出土文物和史料 记载,磨有大有小。小磨直径2.5尺左右。用一头牲畜驱动,有时用人力驱动,日加工小麦 2——3斗。大磨直径3.5尺左右,用两头牲畜驱动,日加工小麦5——6斗,比用石臼有了很 大进步,加工数量有了增加,麦粉质量也好于石臼加工。
    1900年(清光绪二十六年),在城市开始出现机器火磨(包括以后发展的大部分火磨是 沙俄官、商陆续建立的)。火磨设备包括:“磨楼、仓库、动力和制粉设备等。当时大、中 型火磨的磨楼都是砖木结构的五层楼,也有的磨楼下三层是砖木结构,上两层是木结构外嵌 铁皮。动力用蒸汽机或内燃机,功率300—500马力。制粉设备分主要和辅助两种。研磨部分 的磨粉机为主要设备。清理、筛理部分的装置为辅助设备。清理部分有清杂、风选、去石、 磁选、打麦、精选、洗麦等装置;筛理部分有清粉、平筛(又名高方筛)、圆筛、松粉、刷 麸、成品包装、称重等装置。火磨的设备少部分来自俄国,大部分来自德国、瑞士、美国、 波兰。德国的德亚式平辊磨粉机较好,每台40英时,一接时日(24小时)生产面粉6——8袋 。辅助设备临时配置,哪国的都有,性能也不一样。小型火磨日产面粉10——20吨,磨楼大 部分是砖座木结构的,木板墙和上盖嵌铁皮防风雨,也是五层,但高度仅有大、中型火磨楼 高的3/5,低矮阴暗。原料用露天围囤,成品堆放在防风雨棚内。动力和磨粉的主要设备和 辅助设备来源、功能同大中型火磨基本一致。不同的是动力使用的内燃机或蒸汽机功率为18 0——200马力。清理部分去石、磁选用木风车,清杂不够彻底。研磨部分磨粉机数量比大中 型火磨少,筛理部分有清粉机。设备均不配套,规格不统一,只是在建厂安装时临时配置。 虽然设备规格功能不统一,新旧品混杂,但是它标志着黑龙江地区生产面粉使用机器设备的 开始,比传统的石磨制粉向前迈进了一大步。1920年以后,中国民族资本新建火磨的设备主 要从瑞士、德国进口的磨粉机,比以前从波兰、俄国、美国、英国进口的磨粉机效率高。辅 助设备有净麦、去石、磁选、清理、包装等均配套,所用能源少,便于更换零配件。生产的 面粉产量、质量都比以前旧设备有所提高。清理装置可清除麦中杂质总量的70—80%,杂质中 混有完整麦粒2—3%。其中清理麦中的并肩石达80—85%,比木风车提高效率15—20%。经过反 复清理,小麦中并肩石可降低到1%左右。哈尔滨双合盛收买俄商地烈金火磨经营不到5年,淘 汰了旧设备,重新从德国购置德亚式磨粉机,辅助设备有选择地购置瑞士的拣石机、德国的 卧式草籽机、立式刷麸机、立式包装机等。清理部分增加洗麦机和干燥机等配套装置,这些 装置具有原料清杂彻底,润麦、烘麦均匀,磨粉麸皮不碎,效率高,质量好等特点。都是其 他厂家所不及的。双合盛火磨经过更新设备,日产面粉由原来60吨一跃上升到220吨,并能生 产颗粒粉,是全国首家。到1927年,哈尔滨天兴福二、四粉厂所用设备均从美国进口,其产 量都高于老厂。但辅助设备没有精选,配置不尽合理,面粉质量不如双合盛火磨好。还有哈 尔滨成泰益火磨从德国购置的内燃机耗油少、功率大,优于其他老厂。民国时期,黑龙江地 区制粉工业虽然带有半封建半殖民地色彩,但机械化程度较高,标志着制粉设备技术的一次 较大转折。
    东北沦陷时期,日本的日满、康德、日清等财团吞并的火磨设备和辅助设备多数都是原 有的,少数辅助设备是从德国、瑞士进口的。因设备型号、规格、功能都不同,设备技术水 平一般。中国民族资本火磨的设备都是收买俄商倒闭的火磨设备,多数是拼凑的,大部分已 老化,功效不高。火磨设备所需零配件均从国外进口,多数火磨是通过设在哈尔滨德商的德 亚洋行、美商的哈太洋行和瑞士商人的孔士洋行等进货。伪满实行经济统制以后,这些外国 洋行被日商吞并收买,火磨厂家所需主要设备和辅助设备以及零配件,都由日商洋行经营推 销。
    1940年伪满松花江小丰满水电站建成,黑龙江地区铁路沿线和大中城市通电后,火磨开 始淘汰蒸汽机和内燃机,使用日本产电动机作动力,比使用蒸汽机、内燃机作动力又前进了 一步。但哈尔滨双合盛、义昌泰、天兴福四厂仍用德国产的内燃机做动力。非铁路沿线产麦 区的火磨一直沿用蒸汽机作动力,除作为生产面粉动力外,还兼供城镇照明。绥化、海伦、 望奎火磨都兼营电灯厂。
    解放战争时期到中华人民共和国建立后的第一个五年计划期间,黑龙江地区制粉厂仍使 用伪满遗留的老设备,需经常维修和保养才能完成加工任务。有些小型粉厂因缺少配件无法 维修而被迫停工。为了解决这一问题,有些地方在私人工商业社会主义改造时,将一部分私 营小型机械厂公私合营后在粉厂建立机修车间从事设备和配件维修,使设备和零配件紧张状 况得以缓解。
    1956年夏,粮食部组成视察组到哈尔滨、齐齐哈尔、佳木斯等制粉厂实地考察,苏联专 家发现粉厂上料、成品入库仍然用人扛背,劳动强度大,计数不准,影响经济效益。省粮食 厅根据苏联专家建议,从全省制粉厂实际出发,着手解决车间两端设备机械化问题。经过改 造,全省制粉厂在车间入料口普遍建起谷井,安装了检斤装置。有条件的粉厂上料、运成品 安装了输送机。暂时没有条件的小型粉厂利用手推车上料、运成品,减少了工人劳动强度。 据统计,1957年全省制粉厂劳动生产率比1955年提高了7.6%,面粉生产成本降低8.6%。
    1958年,省粮食厅着手解决制粉机械和零配件问题。在国家统一规划的基础上,省粮食 厅和哈尔滨市粮食局相继分别组建了综合粮油机械厂,其他各市、县也建立了单一的小型粮 油机械厂或车间。从此全省有了粮油机械的制造和修配能力。
    同年,省粮食厅针对过去车间动力、输送设备都暴露在外,生产时粉尘飞扬,工人安全 没有保障,且影响车间卫生。省粮食厅提出以“密封为主,通风为辅,结合清扫,积极改变 现状”的办法进行了改造。经过粉厂广大职工的积极努力,对车间动力传动和物料输送装置 都进行了密闭。筛理部分安装了通风装置,并建立健全了车间清扫制度,消除了车间不安全 、不卫生因素,1958年全省制粉厂重伤事故比1957年减少50%。
    1963年,省粮食厅根据全省制粉厂设备陈旧,特别是三年国民经济困难时期,粮食形势 紧张,面粉库存薄弱,工厂常年加工,不能按时维护检修设备更加老化的情况,在全省统一 组织专业工程技术人员对粉厂所有设备进行普查。按规格、型号、数量和使用程度逐机逐台 进行了技术鉴定。这项工作到1964年9月结束。全省设备完好和比较完好的占57%,较差的占 43%。在较差的设备中又分3种情况:一种是有三成使用价值的占20%;二种是经过维修暂时可 勉强维持生产的占55%;三种是已经没有使用价值应报废的占25%。省粮食厅针对这种情况, 提出了制粉设备更新改造的具体要求:在设备选型上,要求按粮食部制定的标准化、系列化 和通用化选择单机便于配套。时间上要分别轻重缓急,分期分批解决。各地根据这一要求, 选用无锡粮机厂制造的FMS型磨粉机。这是国家自行设计制造的磨辊倾斜排列的油压自动复式 磨粉机。在结构上部的接料玻璃筒内安有枝状阀,与油压系统的工作机构相连接,底部中间 有吸风道。磨粉机内部有喂料、轧距调节、传动、清理、油压控制等装置。其特点是台时产 量高,流料匀速稳定,便于操作和检修。到1964年末,全省磨粉机经过更新后达57778厘米/ 353台。使用国产标准磨粉机,加快了设备更新改造进程。省粮食厅根据省内使用磨粉机的特 点和功能,安排在省粮油机械厂制造了小麦清杂机、草籽机、去石机、吸铁机、刷麸机和打 包机等辅助设备,进一步促进了制粉厂对旧的辅助设备的更新改造。全省制粉厂使用新的辅 助设备后,使小麦中的有机杂质和无机杂质都能彻底清除。对难于清理的同麦粒大小相同的 并肩石和铁屑、炉灰渣等,选用了有调节功能的去石机、吸铁机,利用麦粒和相同颗粒的无 机杂质的不同悬浮速度进行清理,使面粉中磁性金属含量和含砂量达到规定标准以内,生产 面粉质量有了明显提高。新制造的刷麸机使麸皮含面率有了明显减少,增加了出品率和减少 了面粉中的麸星,提高了面粉质量,使全省制粉工业设备技术进入了新的阶段,这是第二次 转折。
    是年,省粮食厅针对全省制粉厂车间物料输送机械装置电耗多、噪音大等问题,首先在 宁安制粉厂的制粉车间安装了风力吸运设备,电耗由过去的48度/吨降低到44度/吨。车间 噪音和工作环境有了根本性的改变。接着在哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯、绥化、双 城等23个大中型粉厂推行了风力吸运。但有的粉厂把风力吸运设备安装到清理车间运送颗粒 物料,结果损坏粮食,小麦破碎粒增加了1.5%,增加电耗3—4度/吨。省粮食厅发现后予以 纠正。输送颗粒物料又改用机械动力,减少了麦中破碎粒,降低了电耗。
    从1966年到1976年,在“文化大革命”十年动乱中,全省制粉厂设备未能按时检修。据 统计,全省制粉厂设备完好率为:电动机46%,锅炉设备40%,制粉设备60%。发生重大设备事 故20起。
    中共十一届三中全会以后,全省制粉厂全面推行风力吸运装置有了新的突破。省粮食局 经过调查对比,确认制粉厂制粉车间安装风力吸运装置有效可行。明确规定:车间输送颗粒 物料使用封闭式的机械输送装置;输送粉状物料用风力吸运;下行物料用流管输送。全省大 中小型制粉厂车间输送装置都按这一规定进行了更新改造,使电耗下降,成本降低。1979年 全省生产面粉电耗量为55度/吨,比1976年降低了3度/吨。生产面粉吨加工成本(不包括原 料价值下同)15.95元。比1976年降低了5.7%。通过更新改造,彻底改变了车间面貌。
    1983年,省粮食局为了适应开放搞活需要,依靠科技人员改革了清杂和洗麦装置。增加 了两次温水润麦和分级清理设备,提高了加工特一粉和特二粉的比重。哈尔滨、拜泉、望奎 等市、县还恢复加工颗粒粉。到1984年,全省加工特制等级粉(包括颗粒粉)已达20多万吨 。但也发现有的制粉厂超比例提取精粉,使标准粉质量下降,省粮食局发现后进行了纠正。
    是年,省粮食局根据经济形势发展和人民生活日益提高的需要,吸收国产磨粉机的长处 ,结合省内麦质和对面粉质量的要求,组织省粮食局工程技术人员同哈尔滨国营东安机械厂 工程技术人员合作,共同设计FMS磨粉机(分800和1000两个型号),该机与商业部定型的标 准磨粉机(无锡粮机厂生产)比较,有以下优点:(1)机身缩短170毫米,提高产量25—30 %,有利于老厂技术挖潜。(2)由滑动轴承改为滚动轴承,使磨辊平行度达到0.1毫米。降 低单机单位电耗10%,减少了劳动强度,节省了人力,改变了工作环境。(3)改进了油泵进 出油路,进料筒设观察孔,避免开、停粉磨和瞬间断料时磨损磨辊的弊端。(4)改变链条、 机身墙板,上磨门使用优质钢,下磨门使用铝镁合金铸造,使设备坚固耐用。经过重新设计 的磨粉机最大的特点是:研磨效果好,加工精度高,使用寿命长,造价低,功能和效率比无 锡产标准磨粉机高10—15%。经过试制和鉴定后,在哈尔滨综合加工厂、哈尔滨五粉厂、绥化 粉厂装配25台。投产试验后发现其中有的分流辊齿、链轮调节板、链盒支撑架和皮带轮轴头 等断裂,经改换材质得到解决。最后由省粮油工业食品公司、哈尔滨国营东安机械厂、伊春 市科委、铁力县科委、哈尔滨市面粉厂、哈尔滨市粮油综合加工厂、佳木斯制粉厂、绥化市 制粉厂、铁力县制粉厂等单位工程技术人员17人,组成机械性能鉴定组和图纸技术资料组鉴 定审查,省粮食局同意按图样和技术资料进行批量生产。投产后,受到使用厂家好评。1984 年末获黑龙江省科技成果奖。黑龙江省粉厂有了适合省内实际、比较先进的磨粉设备,对全 省制粉工业设备更新,推进制粉技术不断进步,起到了积极作用。经过更新改造的辅助设备 功能效率都高于旧设备。筛选装置一次清理麦中杂质达到90—95%,然后经过清麦筛即可全部 除净,杂质中基本不含完整麦粒。全省制粉厂磨楼建筑大部分由过去砖木结构改为钢筋混凝 土结构,延长了使用寿命,有利安全防火。这是全省制粉工业设备和技术改造的第三次转折 。
    全省制粉设备经过更新改造,到1985年,大中小型粉厂所用磨粉机有95%是国产通用标准 化磨粉机,辅助设备有97%是国产的。国产磨粉机均已配套,全部机械化。设备维修和零配件 加工80%的粉厂可自行解决。全省制粉工业设备在全国同行业居上中等水平。
    二、工艺
    黑龙江地区最早用石臼生产面粉,先把小麦放在石臼里,然后用杵捣碎成粉,方法简单 ,质量粗糙。以后用石磨加工小麦,先清除麦中杂质,然后上磨研,磨出的粉屑用绢罗筛, 筛下物为粉。筛上物再研磨,循环往复,一直把粉磨净,剩下的为麸皮,可做饲料。石碾加 工小麦工艺与石磨加工小麦工艺相同。到清光绪年间磨粉工艺又有了改进。加工小麦清理尘 杂后浸水将麦粒洗净阴干,保持麦皮一定湿度,然后再上磨研,使麦粉和麦皮容易分离。生 产的面粉口感好,洁白不牙碜。清代,黑龙江地区生产的面粉每年都向宫廷朝贡。宫廷称黑 龙江地区生产的面粉为“磨面胜内地,罗过五六,尘飞白雪,谓朝贡佳品。”
    黑龙江地区手工生产面粉工艺到清末又有了发展。双城县福顺厚、亚洲兴、天兴福磨坊 是全境最大的手工磨坊。其工艺是:清麦用筛和风车,洗麦用大锅,然后用暖炕润麦。研磨 用石磨,筛面用德式或自制卧式方筛。有的地方手工磨面采用风罗筛面,面的质量好。用包 装机打包,比一般手工包装又前进了一步。
    1900年,在哈尔滨出现机器火磨,其生产面粉工艺过程是:小麦上仓、清杂、去石、吸 铁、除草籽、打麦、磨粉、筛理、刷麸、放面、包装等。哈尔滨双合盛火磨在打麦工艺后, 还有洗麦、润麦等工艺,研磨后还有清粉工艺,这是其他火磨所没有的。这一工艺过程对保 证面粉质量起着重要作用。从民国时期到东北沦陷时期以及解放战争时期,火磨制粉工艺没 有更大的改变。
    中华人民共和国成立后,小麦磨粉工艺主要围绕提高质量、增加出粉率进行不断改进。 1952年,黑龙江地区各市、县制粉厂为了提高出粉率,普遍推广了北京市制粉厂“前路出粉 工艺”。“前路出粉”是将过去磨粉机使用的光辊改为齿辊。在研磨工艺上采用缩短粉路, 减少研磨道数,扩大前路皮磨心磨,放粗筛绢,前粗后细,在前路较多地提取面粉,提高出 品率,增加产量,降低电耗。这种工艺适应了当时国家对生产面粉的精度要求不高、节约粮 食、缓解粮食供需矛盾的需要。但由于粉路短、工艺简单,麸皮、面粉、麦心不易分离,含 麸皮多。
    为了提高面粉质量,1956年夏,根据粮食部视察组苏联专家丹尼林的建议,在生产面粉 时把胶质、粉质小麦进行搭配(又名为红白麦搭配)并采用着水润麦工艺。小麦加工搭配是 根据制粉厂加工小麦不同产区、不同品种和不同品质采取不同工艺进行加工。搭配的作用是 使面筋质、精度和灰分等达到质量要求,保证最经济、最合理地使用原料,使成品质量符合 国家规定标准。到年末全省制粉厂普遍推广了小麦搭配工艺。搭配方法有在毛麦仓、润麦仓 和进磨前搭配等3种。大中型制粉厂多采用在毛麦仓、润麦仓搭配,搭配均匀,效果好。小型 粉厂因受条件限制,多在磨前搭配,搭配不均匀,工艺比较落后,费工费时。1956年,全省 小麦加工经过合理搭配,保证了面粉质量,出品率达到78.3%,比化验品率提高了0.30%。 1957年面粉实际出品率为78.44%,比化验品率提高了0.72%。着水润麦工艺,即小麦入磨前 ,利用水、热、时间3种因素的作用改善小麦加工状况以保证生产面粉的出品率和质量。着水 润麦的作用是使小麦皮层和胚乳吸水膨胀产生移位,减少小麦弱皮层和胚乳之间的结合力, 增加麦皮韧性,便于小麦皮层与胚乳分离,研磨时达到麦皮不碎,胚乳完整。着水润麦还可 以使胚乳所含的淀粉和蛋白质在水分调节的作用下,利用淀粉和蛋白质吸水速度的不同,而 促使淀粉和蛋白质颗粒移位,胚乳因遇水结构松散,易于研磨,减少动力消耗。着水润麦工 艺:第一步小麦着水后,通过封闭式平行螺旋输送机搅拌混合,使水分在麦粒上着水均匀。 第二步入润麦仓润麦。为了保证润麦质量,全省大中型制粉厂一般采用两次润麦,能达到均 匀适度,但黑龙江省冬季气温低,有的制粉厂在加工时,先将小麦预热,然后再用温水着麦 ,最后放麦仓润麦。后来,有牡丹江制粉厂、哈尔滨第五制粉厂、尚志县一面坡制粉厂等由 单独着水润麦采用洗麦、润麦两道工艺过程合为一个工艺过程,省时、效果好,面粉精度和 纯度达到了国家规定要求。
    1959年,在小麦加工推广前路出粉工艺中,发现前后磨辊流量分配不匀,特别是一皮磨 辊轧距过紧,速比过大,使加工的面粉麸星过多,影响面筋质和色泽。针对这一情况,省粮 食厅组成工作组到宁安县制粉厂进行了调查试点。经过同粉厂干部、工人、技术人员反复试 验,在前路出粉、二次着水润麦的基础上,设计出“皮(磨)、心(磨)并重,前路出粉” 的加工工艺。经实验证明完全适合黑龙江省小麦质量特点和技术要求,是比较好的粉路。其 优点是,设备负荷平衡,麸、渣、心容易分离,保证质量,增加产量,提高品率,降低成本 。是全省制粉工艺一次重大突破。随后在全省制粉厂普遍推广应用。据统计,全省在1960年 改革为“皮心并重,前路出粉”新工艺,使加工小麦能力达到76.2万吨,比1958年增加了2 2.9%,面粉出品率为78.92%,比化验品率增加0.6个百分点,生产面粉吨费用比1958年降 低了0.20元。黑龙江省采用的“皮心并重、前路出粉”和“二次着水润麦”以及“洗润结合 ”等工艺是比较成熟的做法,一直沿用至今。
    中共十一届三中会以后,全省在改革开放搞活方针指导下,制粉工业逐渐向精加工、深 加工方向发展,增加了面粉分级和生产颗粒粉工艺。到1985年全省已形成具有黑龙江省特点 的制粉工艺流程。原料清理部分有初步清理(包括筛理、称重等工艺),毛麦清理有升温、 入仓、搭配筛理、磁选、平面回转筛理、去石、精选、除草籽、轻打麦、二次平面回转筛理 等工艺;一次着水润麦(24小时)、磁选工艺;光麦清理部分有打麦(重打)、平面回转筛 理、二次着水润麦(半小时)、入净麦仓润麦、磁选等工艺;制粉部分有研磨、筛理、清粉 、刷麸、搅拌、称重、打包、封口等工艺。
    全省生产面粉工艺,经过30多年的改造和不断完善,到1985年同全国兄弟省、市同行业 比较,居中上游。同国际先进水平比较,工艺上还没有计算机控制系统。