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我国历来十分重视科技创新工作，早在上世纪就曾先后召开过全国科学大会和科技大会。去年召开的十六届五中全会提出，必须提高自主创新能力，把增强自主创新能力作为科学技术发展的战略基点和调整产业结构、转变经济增长方式的中心环节。2006年初再次召开的全国科技大会，明确作出建设创新型国家的决策，核心就是把增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点，走出中国特色的自主创新道路，推动科学技术和国民经济的发展，不断巩固和发展中国特色的社会主义伟大事业。国务院最近发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》，总的目标是自主创新能力显著增强，进入创新型国家行列。创新，是人类发展的动力，是时代的要求，历史的召唤。制粉设备的创新，是粮机企业提高竞争能力的源泉，生存发展的命脉。我国制粉设备的生产，经过前些年的引进消化吸收取得迅猛发展，总体上已接近国际先进水平，有些设备甚至堪与国外名牌产品媲美。今后发展的重点是增强自主创新能力，研发具有中国特色的制粉设备。
1 创新的类别
创新理论先驱奥地利学者熊比得率先提出，技术创新是生产要素的新组合，其目的是要产生效益，获取利润。可见创新有两个特点：必须首创，必须有经济效益。创新不等于发明，对企业而言，没有采用过的新技术、新方法、新工艺和没有生产过的新产品都是创新。创新有多种不同的分类方法：按创新的内容可分为原始创新和模仿创新；以创新的方式可分为单项创新和集成创新，集成创新又可分为纵向集成和横向集成；也有人将标新立异跨越式发展的创新称为破坏性创新，对现状的改进精益求精的创新称为维持性创新，等等十六届五中全会提出自主创新的类别，是原始创新、集成创新和消化吸收创新。
原始创新顾名思义，就是前无古人地提出创意思想，经过一系列的研究活动最终形成新产品。日本索尼公司率先将半导体应用于便携式收音机，我国北大方正自主开发的汉字激光照排系统，均属于原始创新。五中全会将原始创新列在创新的首位，在于强调其重要意义。在全部创新成果中，原始创新只是极少数，不可能也不应该占有很大比重。
集成创新就是把各个已有的单项有机地组合起来，构成一个新的产品或经营管理方式。例如不断推出形形色色的手机和家用电器产品，即使每个单项并没有新的成分，集成组合起来产生了具有新功能的产品也属于集成创新。神六飞船的某些部件或工艺可能属于原始创新，但飞船本身则属于不同专业领域之间的横向集成创新。制粉设备历经百余年发展己趋于成熟，除非有重大新的技术突破，国内外历年推出的各种新型设备，都是集成创新和跟随创新。
引进消化吸收再创新属于模仿创新和跟随创新，是目前各国特别是发展中国家，追赶先进摆脱落后面貌的主要创新形式。将这类创新称为再创新具有深远意义，因为它不是简单的“翻版仿制”和“按照葫芦画瓢”，而是在原有基础上加以发展提高，“青出于蓝而胜于蓝”。
2 再创新是技术发展的捷径
鲁迅先生在《拿来主义》一文中就曾指出：“没有拿来，人不能成为新人。”新兴国家工业的发展，都是通过引进消化吸收和再创新的途径，大跨步地赶上当代先进水平，甚至取得后来居上的地位。日本的摩托车制造业在二战以前居国际后进水平。上世纪中期异军突起风弥全球，迫使欧美各国多家老牌厂商先后倒闭或转产，甚至执精品牛耳的美国哈雷公司也濒于破产。崛起的主要原因是当时该国通产省组织国内主要生产厂商，分工消化吸收国外同行的先进技术，共享结合日本国情进行创新提高的成果。
工业发达国家的著名企业，为能保持技术的先进和领先地位，也十分重视技术的再创新。国际上著名的车和家电制造商，大都设有分析中心和研发中心，企业的决策者往往更重视前者。它的主要任务是广泛收集分析技术情报，包括购置拆解研究同行业的新型设备，向领导和研发中心提出创新研究的发展方向，以保持本企业产品的先进性。
改革开放以来，我国各行业均大量引进国外先进技术设备，但重引进轻消化吸收的现象极为普遍。九三学社曾提出的一份研究报告表明，引进同等设备，日韩两国用于引进和消化吸收再创新的费用之比为1:10,而我国尚不足10:1，以致有的行业陷入“引进-落后-再引进-再落后”的怪圈。前些年我国共有近300家面粉工厂，耗资数亿美元由国外引进新型制粉及备，重复引进的浪费现象也很严重。吸取教训亡羊补牢必须联系实际，落实五中全会提高自主创新能力的精神，贯彻科技大会建设创新型国家的战略决策，更快更好地推进制粉设备的创新研究工作。
3 自主创新的端倪
制粉设备的引进消化吸收工作，在“七五”和“八五”期间都曾列入国家计划，由商业部组织有关单位进行技术攻关，国产制粉设备的技术水平迅猛提高。现在面粉生产线所有的机电设备均已能在国内生产配套，主机设备的设计方式和工艺效果已接近国际水平，基本上满足了“九五”和“十五”期间国内新建工厂的需要，并开始少量出口外销。值得关注的是近几年生产的新型设备，已经摆脱了简单测绘仿制的设计方式，在自主创新方面呈现良好的端倪。
十余年前消化吸收研制的磨粉机，基本上都是按布勒公司MDDK型和西蒙公司XK2型测绘仿制的。近几年出厂的新型磨粉机，已步入博采众家名牌之长进行集成创新：磨壳结构大多为钢板焊接和“磨辊应力自持”型式，料位传感器为圆孔板重力式，快慢辊传动为双面同步带和齿楔带等。带传动的设计方面则在引进技术的基础上有所创新提高：为防止同步带跑偏改进了带轮的挡边，导轮轴设有可调偏心；优化导轮齿数和位置的设计，以避免传动带因磨辊离轧松驰而爬齿等。中型磨粉机则首创了“磨内接料”的设计型式，可以兼备磨膛提料减少楼层和提料管接料阻力损耗低两者的优点。
在清理设备方面，国内创新研制成功的“沉降与过滤相结合净化循环风去石机”，可谓是集成创新的典范。该机的去石、回风、沉降和过滤4个主要部位，分别吸取了4种国外同类名牌产品的先进经验，特别是首创了具有自主知识产权，用低速电动机直联驱动，由负压气流自动清理的钢丝网过滤滚筒，大幅度提高了循环气流的净化效率，有效地解决了循环风去石机筛面的钢丝网容易被麦毛等轻杂质糊死而失效的弊病。在此基础上开发研制成功的循环风组合清理机，工艺效果良好，结构紧凑轻巧，优于国外的同类名牌产品。
4 技术创新的基础
人才是技术创新最重要的资本，专业院校是培养创新人才的摇篮。国际上设有面粉和粮食加工专业的院校屈指可数，我国则是设有粮食学校最多的国家。早在全国解放以前，由荣氏家族创建的江南大学就设有面粉加工专业。新中国建立不久，南京、无锡、武汉和郑州的高等学府，先后设立粮食加工和粮机制造等专业，各省市普遍设有中等粮食学校。这些院校几十年来培养出成千上万名优秀的专业技术人员，可谓是人才济济雄踞各国。调动发挥这些人才的智慧潜力，是制粉设备技术创新最宝贵的资本。
机电一体化和自动化的水平，标志着机械设备技术的发展。纵观近期国际著名厂商提供的成套制粉设备，通用的自动秤和包装机等辅机设备，机电一体化水平远胜过主机设备，原因是充分借鉴了其他行业创新成果。在制粉主机中仅磨粉机具有简单的自控功能，其他的都是单纯的机械设备，平筛等设备在运行时无法调节和改变工况。主机设备的机电一体化发展缓慢的原因，在于制粉设备生产的批量小，每台产品分摊的研发费用高，国外技术人员的工资高，企业难以承担高额的研发投入。我国粮机行业已经拥有一批成熟的优秀技术人员，他们的工资水平远低于国外同行们，创新开发新型制粉设备时具有良好的经济性，应该也可能承担制粉设备创新发展的重任。
5 磨粉机的创新
磨粉机的机电一体化水平虽然高于其他主机设备，但仍有许多部位有待创新提高，首要的是喂料自控系统的设计需要革新。磨粉机设有喂料自控系统无疑具有许多优点：可以提高磨辊接长的利用率，减少打空磨提高有效运行率，稳定流量改善工艺效果等。而现有的机械式和电气式的两类喂料自控系统，应用效果均不够理想。机械式的结构复杂、灵敏度差，除非精细维护和调整，很难取得喂料量和入磨物的平衡，离轧跑空的现象未能根除。电气式采用变频增减喂料辊转速的方式调节喂料量，具有较高的精度和可靠性，但转速增减时将改变喂料速度和物料进入轧距时的落点，从而影响喂料和碾磨效果。长期操作老式磨粉机者的经验表明，根据流量变化及时精细调节挡板或扇型门与喂料辊的间隙，也可以取得喂料量与入磨物的平衡。因此改变扇型门的设计，增设由料位传感器闭环自动控制的喂料间隙微调机构，应该也能取得变频调速自控喂料同样的效果。由于喂料辊的转速恒定不变，所以不会产生喂料落点偏离的弊端。
磨粉机快慢辊的传动普遍采用同步带和齿楔带后，为磨辊传动创新设计简化为一级传动创造了有利条件。目前广泛采用的电动机隔楼层传动快辊主轴的设计方式不够合理，效果很不理想。由于V带传动的小轮设在垂直下方，带的长度过大，所以不仅不够紧凑，而且传动效率很低。在快慢辊为齿轮传动时只能采用这种二级减速传动方式，当改为带传动后完全可以改为一级传动，由电动机直接驱动快慢两辊。不难设想，现有快慢辊带传动的基本设计形式，快慢辊的带轮和带的长度无需改变，只要将导轮的齿数适当减少，作为主动轮并与低速的8极电动机直联，即可实现磨粉机一级传动。这样不仅可以简化结构提高传动效率，而且可以缩减磨辊一端的轴长，磨粉机的宽度也可适当减小。
磨粉机的磨下物进入提料管，通常有磨膛提料和提料管接料两种基本型式，各自的优点是减少车间楼层和气力输送阻力小。我国粮机厂创新研制成的“磨内接料”的中型磨粉机，将诱导式接料器和电动机均设在磨下，不仅结构紧凑，还有效地取得了兼备提料和接料两者的优点。磨内接料的磨粉机高度略有增加，但不致影响入磨物的自流，而下磨门的提高则更便于操作者检查碾磨效果。如果结合磨辊一级传动增设导轮成为4轮系，将电动机置在磨下贴近地面处，则总体设计形式可进一步优化。这些经验能否适用于大型磨粉机，很值得研究。
磨辊是磨粉机最重要的部件，如何提高耐磨性是人们百余年来不断追逐研究的课题。我国技术人员首创研发成功的用等离子高温电弧，对磨辊表面进行改性处理的“高硬磨辊”，不仅可以成倍提高耐磨性能而且可以改善磨辊表面的技术特性和碾磨效果。由于改性热处理时表面温度激烈变化的时间以毫秒计，铸铁辊面的形状变化、化学成分变化和金相组织变化都十分复杂，所以完善处理工艺研究的难度很大。特别是高硬磨辊与传统磨辊的碾磨效果不同，与牵一发而动全身的制粉工艺相互制约，如何相辅相成就更为错综复杂，因此它的发展势难一蹴而就，需要经过若干年的漫长历程。
磨粉机喂料自控系统逐步发展完善后，运行时喂料量与入磨物可随时取得平衡，基本上不再需要自动离轧而避免磨辊跑空损坏。这将使气动磨粉机的气缸等离合轧机构，配套的空压机和供气管网，仅在生产线开停时才需应用，利用率极低。电动磨粉机的磨辊离合与轧距调节均由一台步进电动机，分别以高低不同的速度驱动丝杠执行，既可用按扭手动，又可用电脑自控，操作性能远优于气动磨粉机。已目有十余年发展历史的电动磨粉机，未能获得广泛应用的主要原因在于价格较贵，维修技术要求较高。如能研究用低速永磁电动机，或设计专用的双速电动机取代步进电动机，简化控制系统和降低设备造价，电动磨粉机有可能取代气动磨粉机。
6 平筛的创新
高方平筛己具有近百年的历史，传动机构、筛格型式和筛网清理等方面的发展日趋成熟，单台平筛的仓数和筛理面积逐步增加，有待创新研究的主要课题，是如何在运行时调节和检测筛理效率。微调平筛的转速是改变筛理效率最简便的方法，需要研究的是如何优选调速装置。根据平筛调速范围小的特点，采用电磁调速或调压调速的电动机，有可能比变频调速具有更好的经济性。电机调速时一台平筛各仓不同的物料的筛理效率同时增减，所以还应研究如何分仓改变筛理效果。古老的扁平式单筛体平筛，采用增减在仓内自动上下循环流动，用于清理筛网的小麦颗粒或皂角子的数量改变筛理效率，可以研究该经验能否跟随创新用于高方筛。国外已研制成功的“磨粉机自动管理系统"0PTILAM，可以实时检测磨粉机和相应平筛的筛下物流量，由电脑计算剥刮率和取粉率，按设定的研磨要求闭环自动调节轧距。未能普及应用的原因是自动称重设备的结构大、选价高，如能按“模糊控制”原理创新研制成小巧专用的流量传感器，有可能解决平筛在线检测筛理效率的难题，并进步实现“磨粉机与平筛联机控制的闭环控制系统”。
高方筛的仓数已由早期的4仓增至10仓，有效筛理面积也由20m左右增至130m以上。多仓和大筛理面积的平筛，可以缩减面粉生产线平筛排列需占用的长度，相应地增加配套磨数粉机的排数。平筛排数与相应磨粉机的排数之比大致是：挑担筛为1:1，4-6仓高方筛为1:2，8-10仓为1:3。可见平筛的仓数增多后，制粉车间的长度可以减少，长宽比有所降低，单位产能需用的建筑面积相应减少。仓数已增至10仓的高方筛是否还能继续增多，值得研究。目前10仓式的高方筛重量约为l0t，仓数再增多吊杆和钢梁的载荷能力都是问题，应该探讨如何减轻吊杆的载荷，能否将筛体直接吊在砼梁上。如果将一台平筛的筛箱沿对角线分解为两个单独悬挂的结构，共同由一根设有两个偏心的主轴传动，运行时两个筛体的惯性矩相互平衡，就可以省去沉重的偏重平衡块。还可以吸取挑担筛的经验，将传动机构设置在钢梁上进一步减轻吊杆的载荷。采用这两项措施后，16仓平筛吊杆悬挂的重量完全有可能控制在l0t以内。如果采用我国创新研制成的高强合金铝筛格，取消高方筛的筛箱、像挑担筛那样用角钢框架和圆钢拉条组装筛格，高方平筛的重量还可以进一步降低。
7 清理设备的创新
国产小麦的杂质含量较多，目前生产高等级面粉对入磨麦纯净度的要求日趋严格，清理设备的效能难以满足制粉工艺需要的矛盾日益突出。如何在消化吸收国外先进技术的基础上，再创新研发适合国情的清理设备是当务之急。根据当前具体情况技术创新的重点，是研发高效节能和多功能的组合清理机。降低能耗建设节约型的社会，是我国经济发展的基本国策。在清理设备总的能耗中，通风除尘风机的耗电能约占一半左右，节约潜力很大。虽然各类循环风清理设备已在国内广泛应用，但设计、制造和应用的水平都有待进一步提高。清理设备的用风量需要根据小麦原料的差异随时调整，目前广泛采用闸阀调节风机流量，由于阻力相应增加节能效果不大。应该研究改变电动机和风机的转速调节风量，根据调节幅度等条件的不同，可分别采用调频、调压等不同的调速装置，以取得更佳的节电效果。还可以进一步研究配用专用的传感器，实时闭环自动调节风机的转速。
降低入磨净麦的灰分含量，是衡量小麦清理工艺的主要量化指标。近年来国内外都在积极研发，适当去除小麦外层麦皮的清理设备。布勒公司己开发了应用“适度碾皮”peeling技术的DC型碾皮机。GBS公司则推荐与BI-MIX型强力着水机配合使用的TPA型表皮去皮机。在我国新建和改建的面粉工厂，许多设计师们祟尚于采用，三叶压力着水机-打麦机-刷麦机三结合的去皮工艺。净麦去皮设备的应用可以提高出粉率，减少麸星含量、改善烘焙特性，从多方面提高面粉质量，效果优良已勿庸置疑。有待深入研究的是如何进一步优化去皮工艺，研发符合节能要求，并能尽多地去除影响面粉质量的表皮、茸毛和果皮，尽少地避免损伤有利于保持麸片完整的内层麦皮。待小麦去皮技术进一步发展成熟后，还可以考虑研发设备更为紧凑的“去皮组合机”。
8 创断前程广阔
综上所述可见，虽然制粉设备历经百余年的发展已趋于成熟，但在采用新技术创新发展方面仍有广阔的前程。前些年我国耗巨资引进了几乎所有国际著名厂商提供的新型制粉设备，其应用为国内的粮机工业的发展积累了极为丰富宝贵的经验。我国的技术人员又具有“价廉物美”的特点，创新研发制粉设备的成本低，因此应该也可能走在世界制粉设备创新的前列。值得关注的是目前政府职能已经转变，行业协会尚待振兴，粮机工业宏观调控力度不够。因此怎样才能深化科技体制改革，落实科学发展观，使企业真正成为科技创新的主体，以市场为导向，建立产学研相结合，合理分工协作共享创新成果的新体系，是振兴制粉设备生产的关健。粮机企业的领导必须充分认识到，“科技兴业，重在创新”，在目前供大于求的激烈市场竞争中，拥有自主知识产权的创新技术，才能避免被淘汰和持久昌盛。 |
