【2023企业社会责任】中国农机院丨条状米面制品智能干燥系统

  作为致力于保障国家食品安全、推动农产品与食品加工装备技术进步及产业升级的践行者和保障者，中国包装和食品机械有限公司（以下简称中包公司）针对国内传统条状食品加工生产的全部过程中能耗高、自动控制程度低、产品质量很难保证等问题，通过对原料特性、工艺技术、核心装备、产业化应用等方面的融合研究，创新研发了系列智能化干燥工艺系统，有效解决了长期严重制约中国传统条状米面制品品质提升的卡脖子问题，为中粮、克明面业、鲁花、益海嘉里等行业头部企业建造挂面、半干面、米粉智能干燥生产线余条，完全解决了依赖人工经验调节的落后现状，激发了整个行业的创新热情，特色产品、健康需求、小众多元、跨界交叉等行业亮点被逐个点亮，带动了整个行业的技术进步，让中国人民“吃得好、吃得放心”，使这个上科技翅膀的千亿级民生产业实现飞速发展。

  一）技术方案1. 开发多区分段柔性调节梯度脱水工艺，创制全封闭、全天候、系列化、节能型的智能干燥系统。

  针对挂面/半干面在干燥过程中出现的产品的质量不稳定等问题，研究探索干燥全程各阶段梯度脱水最佳速率，利用数字化技术，模拟最佳脱水工况，建立干燥性能模型，明确各阶段最佳工艺参数，发明多区分段品质保证的干燥工艺；突破传统温控为主的干燥方式，创制热风集中处理、均匀布风、柔性移行、自适应监控于一体的节能智能化挂面干燥系统，实现室内空气正负压差平衡，消除季节、天气变化对干燥性能的影响，杜绝结露现象以保证食品安全，明显提升了挂面产品的质量。

  研究面线熟化对面筋网络形成的作用原理，首创低温熟化加工工艺，使挂面在低温条件下实现慢速梯度脱水，避免因干燥速率过快引起面筋断裂，减少膨胀率和烹调损失，改善产品色泽、弹性和耐嚼性，赋予软弹口感的挂面品质，产品的质量超越日本同类技术水平。

  3. 开发高焓杀菌、智能脱水、降温缓苏一体化系统，通过工艺创新延长产品货架期。

  针对鲜面工业化加工关键环节工艺适应性差、装备缺乏等瓶颈问题，重点围绕鲜面脱水环节开展高温杀菌、中温脱水、低温缓苏加工工艺一体化研究，突破鲜面加工精确控温控湿核心关键技术，解决鲜面工业化生产中行业严重依赖添加剂维持保质期顽疾，提高效率和质量，保证食品安全，开创半干面加工工业新篇章。

  4.突破米粉致密表层难于脱水的技术瓶颈，研发保湿循序脱水工艺及干燥系统。

  针对米粉作坊式加工不稳定、装备落后、生产环境恶劣等问题，根据米粉挤丝成型水分迁移规律，研发了保湿循序脱水工艺，首创箱式隧道型多区分段内部循环式米粉干燥系统，解决了目前设备脱水速率无法控制、室内结露严重、负压效应明显、卫生安全隐患等问题，提高了产品品质和成品合格率，产品加工效率提高50%，为米粉加工工业化转型升级奠定了基础。

  针对干燥过程中能耗高、热源损失严重等问题，创新设计全封闭保温干燥室，避免室内结露的同时减少热能损失，保证食品安全；利用热管内部介质遇热汽化相变技术，创制高效热能转换装置与热风机组融合，将高温的排气热量转移给新风预热，实现排气热能回收效率约40%；对热风机组换热后的蒸汽冷凝水进行回收，创新热水循环利用进行二次换热，给室内空气提供补充热量，以减少蒸汽耗量；研发定量供热、定量排潮技术，热风循环与新风利用有效结合，实现随负荷变化对温度和湿度的精准控制，最大限度的提升干燥能源利用率；减少综合热能损失＞15%；助推行业早日实现节能减排、双碳发展目标。

  研发关键装备组合系统的开放式信息集成软件，创建智能化中央监控和网络化远程监控系统SCADA，实现单元装备的数据接入、数据存储及自动处理、远程监控、过程可视化以及广域互联网下的数据集成处理，通过在线监测实时采集各生产环节数据，实现系统运行过程的监测和故障诊断，将国内挂面、半干面、米粉加工系统提升到智能化管控新水平。

  本案例共获得国家专利13项，其中发明专利 4项，登记软件著作权 2项，制定行业标准1项，发表论文10余篇，培养了30余名专业方面技术骨干和研究生。先后完成了“十二五”院所资金项目“热风节能智能干燥技术与装备研究开发”、农业科学技术成果转化项目“GKT系列食品智能干燥系统装备中试”、“十三五”国家重点研发计划“面条制品加工关键技术装备研究与示范”和“特色杂粮精制技术及制粉连续化、规模化加工成套装备研制与示范”等重大科研项目。取得了8项科学技术成果鉴定，获得省部级科技奖励9项，其中，“传统条状米面制品智能化加工关键技术装备研发与集成应用”获得中国机械工业科学技术一等奖。

  建设新型高效节能挂面/半干面/米粉生产线余条，近三年累计新增销售额破亿元。系统节约能耗15%，提高出品率2%，全年为企业增效降本约80万元/线。

  本案例通过工艺技术双重突破，加快了挂面行业的新工艺和新产品研究开发进展，保证了终端品质的稳定性，改善了产品色泽、硬度、软弹性和耐嚼性，减少了膨胀率和烹调损失，大幅度提高挂面的口感和食用品质。工艺创新推进了“鲁花经典”“华夏一面”“日式软弹面”为标志的高端挂面品牌的产生，满足了市场对挂面产品品种多样、定位高端的需求。

  本案例采用多种节能措施综合利用方式，极大的减少了干燥过程中的能源消耗，响应国家节能减排、绿色生产的号召，有利地支撑了国家碳达峰碳中和双碳目标。

  国内的设备生产和挂面加工公司借鉴本案例的思路和想法，对几百条生产线进行了升级改造，开启全封闭生产、智能化管理模式，改变了原有依赖人工和经验的生产方式，减少人员投入，降低劳动强度，保证生产的全部过程的卫生安全。

  本案例所涉及的科技成果服务于全国范围内龙头挂面加工公司，应用本项目科技成果生产的终产品是广大人民不可或缺的重要主食产品，遍布全国各个地区及各类人群，对保障民生、提升我们正常的生活品质起到了积极的推动作用。

  公司以过硬的技术产品和优质的服务成为行业有突出贡献的公司的首选，被中国食品科学技术学会、中国食品和包装机械工业协会和中国粮油学会等评价为推动我们国家食品加工技术装备进步和产业升级的标杆性企业。

  将市场调研贯穿于公司发展的全过程，时刻关注市场动向和政策导向，不断调整产品结构，逐步将大产量、节能化、自动化等元素融入产品，满足多元化的市场需求，使企业准确地、及时地把握信息并制定相应的营销策略。

  在装备开发之初研究温度、湿度等因素对原料成分的影响，探明干燥过程中面条内部与表面水分的迁移规律，创建面条脱水数学模型，为技术装备开发和工艺创新起到了基础和保障作用，扎实的基础研究是公司始终处于领头羊的关键。

  不断完善制度建设，先后制定《知识产权管理办法》、《知识产权奖励办法》等多项制度，为专利的产权申请、保护、成果转化等工作提供保障和指导，实现知识产权的标准化建设、维护和管理。