玉米選胚技術的探討

張立建，李學強

（河北蘋樂面粉機械集團有限公司，河北 正定 050802）

玉米選胚是玉米經脫皮、脫胚和篩理后將混在玉米渣中的胚與玉米渣分離的過程，經過選胚后的玉米渣可以加工成脂肪含量低，品質好的玉米渣、玉米糝和玉米粉等成品，提取出來的玉米胚可以榨油或飼用，從而提高玉米加工廠的效益。

在食用玉米的加工過程中，選胚是一個至關重要的環節。

首先，選胚效果的好壞直接關系到玉米成品的品質。如果玉米碎胚混入到玉米渣、粉等加工產品中，會造成成品脂肪含量高，口感變差，且含有黑點，影響產品外觀。玉米胚芽宜存儲時間很短，如果不將玉米胚提取干凈，會降低玉米糝和玉米粉存儲時間。

玉米胚的出油率為16%～19%，玉米胚芽油是優質食用油，人體吸收率達97%以上，它不僅具有一般植物油的營養價值，而且其不飽和脂肪酸含量占85%以上，其中油酸占36.5%，亞油酸占47.8%，對心腦血管具有保護作用。另外，玉米胚芽中還含有豐富的蛋白質和維生素[1]。

1 玉米選胚工藝

玉米脫胚選胚工藝流程：

玉米經脫皮、脫胚后，對物料進行篩理分級，按照粒度大小可分為以下幾類：

（1）大碎粒：粒度在4～5 W之間。

（2）大渣：粒度在5～7 W之間，這里面包含了大部分的玉米胚。

（3）中渣：粒度在7～10 W之間。

（4）小渣：粒度在10～14 W之間。

（5）粗粒：粒度在14～20 W之間。

脫落下來的胚分布于在制品中，大渣和中渣的含胚量占玉米胚的90%以上，其中大渣含胚量占65%～75%。所以，主要是在大渣、中渣中提胚[2]。

1.1 強碾式脫胚除胚工藝

工藝見圖1。先對原糧玉米進行清理，去除各類雜質。然后利用著水機進行混合著水，接著進入潤糧倉進行水分調節。玉米加工時的水分含量一般保持在14%～16%之間。玉米破碎、脫皮和脫胚工藝是利用4道立式碾米機對玉米進行連續強碾。這4道米機設置為:第1道砂輥、第2道砂輥、第3道鐵輥、第4道鐵輥。每一道碾米機都配有吸風工藝，將碾碎的玉米胚和皮吸出作為飼料用。4道碾米機之間不用篩理分級。這種工藝的設計是將胚和皮徹底碾碎成粉，被風吸走，以達到去胚的目的。

圖1 食用玉米加工的強碾脫胚工藝圖

這種工藝能夠將大部分的玉米胚除去，但是在玉米糝和玉米粉中還是含有少量玉米胚和黑點，成品的質量不好。

工藝分析：采用強碾式脫胚工藝，雖然將絕大部分的玉米胚和皮碾成粉被吸走。但是畢竟沒有經過選胚過程，所以玉米胚清除地并不徹底，如果加大碾碎的力度，會影響產品得率。所以這種加工工藝效果不理想。

1.2 強碾及選胚機除胚工藝

在第一種強碾工藝的基礎上進行改進，增加了選胚機（如圖2）。對經過4道碾碎后的物料進行篩理分級，將14 W以上的物料（里面含有了絕大部分的玉米胚）進入選胚機選胚。選出來的胚被當做飼料粉收集；提純后的玉米渣進入粉碎機進行制糝。14 W以下的玉米糝進入錐形風選器，利用風選除去皮和少量碎胚達到提純的目的。

圖2 食用玉米加工強碾選胚工藝圖

圖3和圖4分別是未經選胚機選胚的玉米糝和經過選胚機選胚后的玉米糝對比圖。從結果來看，使用選胚機后，能夠有效地提出玉米糝中的胚芽，在很大程度上降低了成品的含胚率，提高了產品品質。

圖3 未經選胚的玉米糝

圖4 經過選胚后的玉米糝

這種工藝雖然提高了玉米成品質量，但是將玉米胚芽和玉米皮同時碾碎成粉被吸走做飼料，不能提取完整的玉米胚芽來榨油或售賣，降低了玉米的利用價值和玉米加工廠的效益。

1.3 選胚機完整提胚工藝

首先利用第一道砂輥碾米機對玉米進行輕碾，將整粒玉米碎成4～6瓣，并將胚和玉米皮分離下來。這個過程配有吸風，將碾出的粉抽走作為飼料。

碾碎后的玉米進行篩選。篩網配備情況是：上層配5 W篩網，將玉米大碎粒分離出去，進入下道工序。下層配10 W篩網，將篩下物的小渣和碎胚分選出去，進壓胚磨壓胚。留下5～10 W之間的大渣和中渣，這里面包含了大部分的玉米胚，然后將其送入選胚機進行選胚。

經過選胚機的分選后，能夠將胚渣混合物中的絕大部分純凈玉米渣提取出來，進入后道碾米機繼續粉碎制糝。剩余的胚渣混合物量很少了，玉米胚芽的純度大大增加，這部分物料再進壓胚磨壓胚，然后再過清粉機精選將胚提出。這個流程可提取出純度較高的完整玉米胚。

壓胚磨粉過程：由于胚渣混合物中，胚和渣的密度和粒度相差較小，而且混合物中含有胚與渣粘連在一起的渣粒，對此須根據強度的不同，采用研壓方式，使韌性大的胚被壓扁，韌性小的渣被破碎，造成兩者粒度上的較大差異，由篩理設備提胚分級。在這個過程中，要求對混合物的研壓力度適中，減少胚的破碎度，使胚膜不嚴重損傷，防止胚中的脂肪滲入粉中，同時要盡量減少胚中含有的胚乳。經過壓胚磨粉后的物料再經過篩理，就可提取出純凈的玉米胚了。

這種增加了完整選胚的玉米加工工藝，可以選出完整且純度較高的玉米胚芽來出售或榨油，這樣可以有效提高玉米的利用率和玉米加工廠的效益。此工藝中，選胚機的使用效果起著關鍵性的作用，直接影響著成品的質量和玉米加工廠的效益。

2 選胚設備

食用玉米加工領域對玉米選胚設備的選用目前處于試驗摸索階段，使用比較有效果的主要有以下三種設備。

2.1 吸式比重選胚機

這種選胚機是由吸式比重去石機改進而來的。它選胚的原理與小麥去石原理基本一致：利用玉米胚與玉米渣比重和懸浮速度的不同。在選胚機前后振動，并輔以向上穿過物料氣流的作用下，玉米胚和玉米渣實現分級。玉米胚呈現懸浮狀態，與篩面脫離，并在自重的作用下，流向前端出胚口。玉米渣下沉到篩面上，在魚鱗篩板的向上推動下，向后部出渣口流動，從而實現玉米胚和渣的分離。圖5為吸式比重選胚機外形，圖6為其結構圖。

圖5 吸式比重選胚機外形圖

圖6 吸式比重選胚機結構圖

該設備正常使用時，出渣口物料內基本不含玉米胚。但是，只使用一道選胚機，玉米胚純度不太理想，出胚口會混有玉米渣。增加了2道選胚機進行復選，可將玉米胚中的渣完全分離出來。經過3道提胚分選后，能夠將5～10 W之間的胚渣混合物中的大部分玉米渣分離出去（約占95%），且里面基本不含玉米胚芽。出胚口的物料占比約占5%，這里面含有了絕大部分的玉米胚芽，純度較高，其中僅含有少量的玉米渣，這部分物料再進到壓胚磨壓胚。

2.2 色選機

色選機進行選胚也很難做到一步分選到位。某大型玉米加工廠采用色選機進行選胚的工藝，一共設置了3道色選工藝，進機物料是5～10 W之間的胚渣混合物。經過3道選胚提胚工藝后的玉米胚中含有的玉米渣很少，這個選胚效果已經比單個一臺吸式比重選胚機提升了不少。這部分物料再進行壓胚磨粉，然后通過清分機進行精選，就可以選出更加純凈的玉米胚了。

2.3 梯形玉米選胚機

梯形選胚機結構外形如圖7，結構如圖8所示：

圖7 梯形選胚機外形圖

圖8 梯形選胚機結構圖

梯形選胚機的工作原理：物料流入到一個有一定傾斜角度的篩面上，篩面處于傾斜上下方向振動的狀態，并有風從篩面由下向上穿過。比重不同的玉米胚和玉米渣流入到篩面后，重質的玉米渣與篩面接觸，在篩板向上振動力的作用下，沿著篩面做上爬運動。輕質的玉米胚，在風的作用下脫離篩面，呈懸浮狀態，并在重力作用下做下滑移動。這樣，重質的玉米渣和輕質的玉米胚芽就被逐漸分離開來。

需要分選的玉米胚渣混合物，通過緩沖斗（1）進入到進料箱（5）中，進料箱具有勻料和閉風的作用。經過初步勻料后的物料流入到篩體（7）的篩面上，物料在振動和上吸風力的作用下鋪滿整個篩面，同時重質的玉米渣和輕質的玉米胚形成分級。重質玉米渣逐漸向出石口方向運動同時橫向向出料口方向運動；輕質的玉米胚向振動電機方向運動，同時橫向向出料口方向運動。這樣在梯形篩面的長縱邊上，從出石口端到振動電機端，就形成了從玉米純渣逐漸過渡到玉米胚渣混合物再逐漸過渡到玉米純胚的物料分布狀態，并同時流向出料口（15）。

這個設備共設置了4個出料口，在每兩個出料口之間設置有1個分料板（20），分料板可以左右轉動調節。從篩面上流下來已經完成分級的物料，根據三種物料（玉米純渣、玉米胚渣混合物和玉米純胚）的分界位置調整3塊分料板的位置，讓每種物料流向各自的出料口。玉米純渣和玉米純胚屬于完成篩選的物料，進行各自收集，玉米胚渣混合物需要回機重新進行篩選。

在入機物料中含有的重型雜質，如石子、玻璃和鐵屑等會沿著篩面繼續向著出石口方向運動，當它們到達反吹風板（22）時，反吹風板會提供一股與物料運行方向相反的風，使混在這些重型雜質中的玉米渣被吹回，而重雜質繼續向前運動，直至通過擋石箱（21）的缺口流入到接石箱（17）中。至此，整個篩選工作基本完成。

將5～10W之間的物料投入到梯形選胚機后，進行分選。結果如下：

D1口（純胚出口）物料占比：1.6%；D2口（胚渣混合物）占比：28.5%；D3口 （胚渣混合物）占比：26.9%；D4口（純渣）占比：43%。

其中D2和D3口的胚渣混合物需要重新返回選胚機進行再次分選，D1口的玉米胚進壓胚磨壓胚，然后通過清粉機精選提純，選出純凈的玉米胚。D4口純渣則進入到下道工序繼續加工。

3 三種選胚設備、選胚效果對比

從選胚效果來看：5～10 W的胚渣混合物料進行分選，梯形選胚機和色選機三選之后的提胚效果比較接近，并且兩者都要好于吸式比重選胚機三選之后的效果。

三種設備提胚后的物料，都要進行壓胚磨壓胚，這樣可以將玉米胚中混有的玉米渣再提出一部分來，提高成品得率，同時也可以提純玉米胚。

而對5～8 W的胚渣混合物料進行分選，梯形選胚機可以選出基本不含玉米渣的純胚。而色選機和吸式比重選胚機雖然達不到這種效果，但是經過分選后的玉米胚中玉米渣含量相比5～10 W的也可以減少很多。

梯形選胚機與吸式比重選胚機的工作原理一樣，兩者產生的選胚效果差異（色選機工作機制與兩者不一致，暫不做討論）：

（1）吸式比重選胚機的篩面是長方形篩面，物料運行軌跡為單一的前后方向運動形式，物料在篩面的停留時間短，使玉米胚、渣無法得到充分地分離。梯形選胚機上的物料會沿著梯形篩面的短縱邊和斜邊快速向出石口方向運動，同時，物料還會會緩慢的橫向向著出料口方向運動。在物料達到反吹風板時，由于反向風力的作用和篩面傾斜角度的影響，物料會沿著篩面的縱向折返流向振動電機，同時，物料也在緩慢地橫向流向出料口，直至物流鋪滿整個篩面。從物料的運行軌跡來分析，物料在篩面的運行軌跡比較曲折，停留時間大大延長，讓玉米渣和玉米胚有充分的時間和空間進行分離。

（2）吸式比重選胚機篩面上的物料運動的方向只有前后一個方向，造成篩面角度調節方式只有前后這一個方向可調，角度調得高一點兒，就可能造成玉米渣流向出胚口；角度低一點，就可能造成玉米胚從出玉米渣口流出。在不同的玉米種類、不同的產量、不同的吸風量等多種因素的影響下，設備選擇合適選胚角度的范圍值非常狹窄，造成調節困難。

梯形選胚機使用的是橫向角度和縱向角度都可調的兩種調節形式。在縱向角度不變的情況下，篩面橫向角度抬升，可以使物料橫向移動速度加快，讓物料快速流向出料口；橫向角度降低，可以減緩物料流向出料口的速度。在橫向角度不變的情況下，抬升縱向角度，可以加快物料向振動電機方向聚集速度；降低縱向角度，可以加快物料向出石口方向聚集速度。

在篩面分選的過程中，可以根據篩面上玉米渣和玉米胚分離的情況，對篩面進行橫向和縱向角度的調節，這樣就有了較大的操作空間，選擇合適的角度，讓篩面上的物料有較好的分選效果。

（3）物料在篩面上的分布情況通常是純渣-胚渣混合物-純胚。而吸式比重選胚機的只有兩個出口，即出胚口和出渣口。針對處于中間位置的胚渣混合物因為比重接近，很難精準控制到玉米渣向出渣口移動，玉米胚向出胚口移動?，F實情況是，這部分物料要么從出渣口排出，要么從出胚口排出（一般是調節到從出胚口排出，避免影響成品質量）。所以造成出胚口含有不少玉米渣。

梯形玉米選胚機設置有4個出料口來排出不同區域的物料（另外還增設一個出石口）。并且在每兩個出料口之間設置1個分料板，將不同物料分離到不同的出口。這樣，篩面上胚渣混合物就有了合理的去處，不會再對出胚和出渣產生影響。

以上三點，就是梯形選胚機的選胚效果好于吸式比重選胚機的原因。

4 結論

首先在工藝上，玉米的第一道碾碎設備要做到輕碾，一般使用砂輥碾，即要使玉米粒破碎，又要盡量保證玉米胚芽的完整性，這對后道的選胚工藝創造有利條件。

其次，對含胚物料的篩選使用8 W或10 W以上的篩上物，這對提出純胚是比較有利的。如果過小粒徑的物料進入到選胚設備，會影響其效果。

第三，選用選胚設備，吸式比重選胚機成本最低，但需要2次復選，使用設備數量較多，占用場地面積較大。選用色選機，也需要2次復選，并且色選機成本更高，一般小型玉米加工廠使用色選機，經濟負擔較重。梯形選胚機成本較吸式比重選胚機略高，但低于色選機，只需要進行一次篩選即可，復選工作依然可以利用本道設備循環進行，因此，目前梯形選胚機是提胚設備比較理想的設備。

完善食用玉米加工過程中選胚工藝，選擇合理的選胚設備，提高玉米胚芽純度和保證玉米產品質量，可大大增加玉米加工企業經濟效益。