这两种新技术使得利用有限的劳动力大规模生产面粉成为可能,并巨使制粉成为一个需要大量资金的行业不过,从那时起,尽管制粉设备与「艺进行了许多改进,但是小麦制粉的基本技术并未发生实质性的变化。 随着制粉科学的快速发展以及计算机技术的进展,建模和模拟等新技术被提议用于分析和评价制粉工艺过程。 我们利用线性和/或非线性建模技术确定小麦和而粉特性之间的关系,并且利用众所周知的随机模型来评价位于堪萨斯州曼哈顿的堪萨斯州立大学谷物科学与工业系的小麦制粉工艺其他研究人员已经利用煤矿行业的粉碎矩阵来描述磨粉机对小麦的磨碎过程。
本文介绍并讨论这些建模和模拟技术中的几种在小麦磨粉工艺中的应用。 绪言 小麦制粉是一个门古老的行业,其历史可追溯到人类文明之初。 人们一旦掌握如何从小麦获得面粉,该行业建立起来在制粉的历史中设备和制粉工艺已经发生了变化。 行业内次而且是的革命是16世纪末期Oliver Evans制造的自动磨粉机。 他的发明使得利用有限的劳动力大规模生产面粉成为可能,并且使制粉成为一个需要大量资金的行业〕他的观念尽管后来被人们进行了改进,但是仍然在应用。 第二次革命发生在17世纪末期,涉及使用磨辊进行逐步磨碎的工艺。 辊式磨粉机是由匈牙利人首先制造出来,但是由美国粉师发展成现代化的形式。 但是,无论行业内发展出多少技术,作为最终产品的面粉本身并无变化,在小麦制粉业中改进最终产品质量所能够做的事情并不多 制粉业的利润很少,因此高质量的原料和制粉操作的效率对每个公司都很关键。 第二类应用基本的工程观点表达输人和输出变量之间的关系。 本文将介绍并讨论这小麦制粉工艺中已经采用的这三种建模技术,所用材料均来自作者或其他人以前的研究,因此,这些工作的全部荣誉都应该给予当初进行研究的科学家们,包括章中的Kim (1992, 1996)和Kim。 因此.一个能够测试原料影响、相互作用以及制粉性能的数学模型对于制粉业来说将是一个有用的决策工具。
而且,一个能够测试不同情况的影响的模型将会更加实用,这些情况包括小麦混配、制粉工艺日程等方面的变化。
如果没有模型,研究制粉工艺中的变化带来的影响将会涉及大量的费用。 本章论述采用回归分析法计算小麦特性与最终,龙品质量之间关系的模拟建模。
已经进行了一些研究从而得到一个能够计算制粉性能的通用性经验回归模型。
仅仅统计评价小麦特性(物理特性,化学特性,试验磨粉特性)不足以评价商业制粉性能(CMp)。
为了改进模拟建模的准确性,客户对面粉灰分和蛋自质含量等方面的要求也应当包含在获得的回归方程中。
方程1可能提供制粉性能和美国谷物标准要素之问关系的有用信息 美国商业面粉厂(USCFM)位于美国中西部,它提供35种硬红冬麦(HRW), 11种硬红春麦(HRS),以及21种HRW和HRS混配小麦。 试验磨粉使用Ross桌面磨粉机,并月来自不同物料流的面粉被混配称重。 从混配的面粉中取样测定水分、灰分、蛋自质含量和粉色。 USCFM提供了统粉和一等粉的出粉率(面粉相对干小麦总量的百分比.%),一等粉灰分含量,蛋白质含量,以及水分和磨制混配小麦的数量 韩国商业面粉厂(RCM)提供了两个月生产的加工数据。 KCM从美国和澳大利亚进口本研究所用的全部小麦,包括来自美国的HRW,深北春(DNS),和软自〔Sw)麦,以及来自澳大利亚的澳大利亚(A匀麦和澳大利亚标准白(A SW)麦。 该商业面粉厂生产厂,种不同类型的面粉,共计40个产品:软麦粉用于糖果点心类,中粒粉用于面条业.通用粉和强力粉用于面包和比萨饼业。 该商业面粉厂一旦确定某一产品所需的小麦类型及每一类型的混配比例,则混配方案通常不再改变。 作为估算准确度的指标,CMP的多重线性决定系数(R2)表明,由于R2二0,仅仅美国谷物标准中的要素(方程1)不能模拟所有的CMP。 这表明SH分钟A是GPY中最有影响的因素。 每家面粉厂采用不同的做法,例如不同的制粉工艺流程和不同的小麦。
所有这些因素可以增加作为输人参数以便得出模型,但是,这将成为一项庞大的任务,甚至不可能收集所有的数据3.随机法建模 确定法和随机法建模之间的不同是输出值的状态。