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1、第三章 稻谷加工,胡 永 源 主编,稻谷加工,第一节 概 述 一、砻谷及砻下物分离的目的和要求 稻谷经过清理后，然后脱除稻谷颖壳的工序称为脱壳，也称为砻谷，脱去稻谷颖壳的机械称为砻谷机。砻谷是根据稻谷籽粒结构的特点，对其施加一定的机械力破坏稻壳而使稻壳脱离糙米的过程。由于砻谷机本身机械性能及稻谷籽粒强度的限制，稻谷经砻谷机一次脱壳不能全部成为糙米，因此，砻下物含有未脱壳的稻谷、糙米、谷壳等。砻下物分离就是将稻谷、糙米、稻壳等进行分离，糙米送往碾米机械碾白。未脱壳的稻谷返回到砻谷机再次脱壳，而稻壳则作为副产品加以利用。,稻谷加工,砻下物分离是稻谷加工过程中的一个极为重要的环节，其工艺效果的好坏，
2、不仅影响其后续工序的工艺效果，而且还影响成品大米质量、出率、产量和成本。因此，稻谷砻谷时，在确保一定脱壳率的前提下，应尽量保持糙米籽粒的完整，减少籽粒损伤，以提高大米出率和谷糙分离的工艺效果。具体要求是：稻壳中含饱满粮粒不超过30粒/100kg；谷糙混合物中含稻壳量不超过0.8；糙米含稻谷量不超过40粒/kg；回砻谷含糙量不超过10。,稻谷加工,二、糙米碾白的目的和要求 糙米碾白通常是应用物理方法部分或全部剥除糙米籽粒表面皮层的过程。糙米皮层含有大量的纤维素，作为日常主食直接食用不利于人体正常的消化吸收，另外，糙米的吸水性和膨胀性都较差，用糙米煮饭不仅蒸煮时间长、出饭率低，而且颜色深、黏性差、
3、口感不好。因此，糙米须通过碾白工序将糙米的皮层去除，才能提高其食用品质。同时，根据糙米籽粒的结构特点，要将背沟处的皮层全部去除，势必会造成淀粉、蛋白质等营养物质的损失和碎米的增加，出米率下降。因此，现行的国家标准规定，不同等级的大米宜保留适量的皮层，这不仅有利于减少营养成分的损失，而且可以提高大米的出率。,稻谷加工,三、成品米的分类与质量 以稻谷或糙米为原料经常规加工所得成品大米称为普通大米，其质量应符合国家现行标准。以稻谷、糙米或普通大米为原料，经特殊加工所得的成品大米称为特殊米，主要包括蒸谷米、留胚米、免淘洗米、营养强化米等。 国家现行标准规定：根据稻谷分类方法分为籼米、粳米、糯米三类。用
4、稻谷加工而成的大米即为粳米，米粒多称椭圆形。 各类大米按其加工精度分为特等米、标准一等米、标准二等米、标准三等米，共四个等级。大米的加工精度是指大米籽粒背沟和粒面留皮的程度。大米的分类与质量标准见附录一。,稻谷加工,第二节 砻谷及砻下物分离 一、砻 谷 1稻谷的工艺特性 充分了解稻谷的工艺特性，则有助于提高砻谷机的脱壳率，减少脱壳时的糙碎和糙米表面的损伤，降低胶耗。 （1）粳稻的稻壳比籼稻的稻壳薄而松； （2）稻壳为两片称钩会状包裹在糙米的四周； （3）稻壳与糙米间没有结合力； （4）稻谷两顶端稻壳与糙米间存在空隙。,稻谷加工,2. 砻谷的基本方法与原理 根据稻谷脱壳时的受力状况和脱壳方式，稻
5、谷脱壳方法通常可分为挤压搓撕脱壳、端压搓撕脱壳和撞击脱壳三种。 （1）挤压搓撕脱壳 挤压搓撕脱壳是指稻谷两侧受两个具有不同运动速度的工作面的挤压、搓撕作用而脱去颍壳的方法。,稻谷加工,图3-1,稻谷加工,如图3-1所示，谷粒两侧分别与甲乙两物体紧密接触，并受到两物体的挤压力j1、j2 。假设甲物体以一定速度向下运动，乙物体静止不动，甲物体则对谷粒产生一向下的摩擦力F1，使谷粒向下运动，而乙物体对谷粒产生一向上的摩擦力F2，阻碍谷粒随甲物体一起向下运动。这样，在谷粒两侧就产生了一对方向相反的摩擦力。在挤压力和摩擦力的作用下，谷壳产生拉伸、剪切、扭转等变形，这些变形统称为搓撕效应。当搓撕效应大于谷
6、壳的结合强度时，谷壳就被 撕裂而脱离糙米，从而达到脱壳的目的。 挤压搓撕脱壳设备主要有对辊式砻谷机和辊带式砻谷机。,稻谷加工,（2）端压搓撕脱壳 端压搓撕脱壳是指谷粒两顶端受两个不等速运动工作面的挤压、搓撕作用而脱去颍壳的方法。如图3-2所示，谷粒横卧在甲、乙两物体之间，且只有一个侧面与其中一个物体(甲物体)接触。假设甲物体作高速运动，而乙物体静止，此时谷粒受到两个力的作用，一是甲物体对谷粒产生的摩擦力，另一个是谷粒运动所产生的惯性力，并形成一对力偶，从而使谷粒斜立。当斜立后的谷粒顶端与乙物体接触时，谷粒的两端部同时受到甲、乙两物体对其施加的压力，同时产生一对方向相反的摩擦力。在压力和摩擦力的
7、共同作用下，稻壳被脱去。 典型的端压搓撕脱壳设备是砂盘砻谷机。,稻谷加工,图3-2,稻谷加工,（3）撞击脱壳 撞击脱壳是指高速运动的谷粒与固定工作面撞击而脱壳的方法。如图3-3所示，借助于机械作用力加速的谷粒，以一定的入射角冲向静止的粗糙面，在撞击的一瞬间，谷粒的一端受到较大的撞击力和摩擦力，当这一作用力超过稻谷颍壳的结合强度时，颍壳就被破坏而脱去。 典型的撞击脱壳设备是离心式砻谷机。,稻谷加工,图3-3,稻谷加工,二、典型砻谷设备 目前，我国使用的砻谷设备主要是对辊式砻谷机，它的主要工作构件是一对并列的、富有弹性的辊筒，且做不等速相向旋转运动。谷粒进入两辊筒工作区后，谷粒两侧受到辊筒的挤压力
8、和摩擦力而脱壳。该砻谷机具有产量大，脱壳率高，糙碎率低等性能，目前国内外广泛使用。 对辊式砻谷机按辊间压力调节机构的不同，可分为压砣紧辊砻谷机、液压紧辊砻谷机和气压紧辊砻谷机三种。下面仅介绍常用的压砣紧辊砻谷机和气压紧辊砻谷机两种。,稻谷加工,1MLGT36型砻谷机 MLGT36型压砣紧辊砻谷机的结构如图3-4所示，主要由进料机构、辊筒、辊压调节机构、自动松紧辊机构、传动机构、谷壳分离装置等部分组成。 进料机构由进料斗、流量控制装置和喂料装置等组成。流量控制装置采用齿轮齿条闸板形式。喂料采用短、长淌板结合倾斜喂料装置。 辊筒为双支承座式结构，通过辊筒两边的轴承、轴承座固定在机架上。辊筒用锥形压
9、盖紧定套将其固定在轴上，便于拆装更换。,稻谷加工,图3-4,稻谷加工,辊间压力调节及松紧辊是采用机械自动松紧辊系统，由压砣式辊压调节机构和自动松紧辊机构组成，通过改变压砣的质量改变辊间压力。自动松紧辊机构主要由微型电机、电器元件、杠杆、同步轴和链条等组成。自动松紧辊装置失灵时，可通过手动操纵杆改用人工操作。 传动装置为齿轮变速箱和三角带相结合的多级变速传动机构，可根据原料的加工品质改变线速差，以获得合理的搓撕长度。,稻谷加工,谷壳分离装置主要由进料口、可调节淌板、调风门和吸风管等部分组成。通过合理操作能提高谷壳的效果。 工作时，稻谷由进料斗通过进料机构淌板进入两橡胶辊筒之间，进行脱壳。脱壳后的
10、混合物在砻谷机底座的谷壳分离装置中分离出稻壳，然后排出机体。稻壳由吸风管排出。,稻谷加工,2MLGQ25.4型气压紧辊砻谷机 MLGQ25.4型气压紧辊砻谷机是在消化吸收国外同类产品的基础上结合我国砻谷机的优点设计生产的。它具有产量高、能耗低、噪音低、辊压调节准确、便于自动控制、辊筒结构简单、拆装方便等特点。 MLGQ254型气压砻谷机的结构如图3-5所示，主要由进料机构、辊筒、传动机构、气压松紧辊机构、谷壳分离装置等部分组成。,稻谷加工,图3-5,稻谷加工,进料机构由进料斗、流量控制机构、进料气缸、进料导向装置等组成。进料导向装置可随辊筒的磨耗自行调整位置，从而使谷流始终对准筒工作区。 辊筒
11、为悬臂式支承结构，拆装方便、迅速。更换辊筒时，只需松开紧定螺栓，便可将辊筒连同法兰一起抽出。另外，辊筒两端面不封闭，有利于辊筒散热。,稻谷加工,传动机构与气压松紧辊机构组成一体。电动机安装在可摇动机架上，通过聚氨酯双面平胶带及导向轮带动两辊筒旋转。电动机安装底座可由螺杆进行调节，从而张紧平胶带。活塞杆在正常工作时，一直处于受拉状态，具有较好的稳定性。辊间压力是通过可摇动框架及自动机的自重与气缸压力一同来控制。正常生产时，表压控制在0.20.3MPa。,稻谷加工,3影响砻谷机工艺效果的因素 (1) 原料的工艺品质 品种 粳稻短而圆，壳薄且结构强度大，砻谷时脱壳率高，糙碎率低，胶耗少。籼稻细而长，
12、壳厚且结构强度低，砻谷时脱壳率低，糙碎率高，胶耗上升。 水分 水分的高低主要影响糙米的结构强度、稻壳结合的紧密程度和表面粗糙度。稻谷水分过高时，易造成糙米内部结构松散且强度下降，同时稻壳结合紧密且表面粗糙度增加，因此砻谷时糙碎增加、脱壳率下降、胶耗上升，工艺效果差。稻谷过低的水分时，糙米的脆性增加，砻谷时糙碎也上升，工艺效果下降。,稻谷加工,含杂量 过高的含杂量易造成砻谷机的进料机构发生堵塞现象，影响正常的工作，同时胶辊表面刮痕严重，胶耗上升。 (2)技术参数的配备 线速 在一定流量下，线速主要影响两辊间物料的数量、物料在两辊间的停留时间、砻谷机的振动及噪音和胶耗。一定流量下，适当提高线速，可
13、降低两辊间物料的数量，增加物料接触胶辊，有助于提高脱壳率；过高的线速，则使物料在两辊间停留的时间短，脱壳率降低，胶耗增加，同时振动噪音大；过低的线速，一定流量下两辊间物料增加，接触胶辊的机会降低且物料排列杂乱，因此，脱壳率下降，糙碎率上升，胶耗增加，工艺效果降低。,稻谷加工, 线速差 在一定的线速范围内，线速差增大，胶辊对谷粒的撕搓作用力就强，脱壳率和产量随之而增加。但线速差过大时，碎米率、胶耗及动力消耗则显著上升。此外还会使胶辊温度升高，辊筒表面起槽，易产生机械振动，容易引起糙米表面起毛、染黑，这不但影响胶砻的工艺效果，而且还会影响谷糙分离的工艺效果和成品色泽。反之，如果线速差过小，撕搓作用
14、就过弱，会导致脱壳率下降，同样不利于胶砻工艺效果的提高。,稻谷加工,(3)砻谷机的操作 流量 其他条件一定，流量主要影响砻谷机的脱壳率、糙米的损伤、胶耗的高低和糙米的产量。过高的流量，两辊间稻谷的数量增加且排列无序、稻谷接触胶辊的机会低，所以，砻谷时脱壳率下降，糙碎增加，胶耗上升，产量可能降低。过低的流量，辊间稻谷数量少，接触胶辊的机会多，虽然可提高脱壳率，但产量可能降低，胶耗增加。,稻谷加工,辊压 在线速差一定时，合适的辊压，则具有较高的脱壳率，糙米表面损伤少，糙碎爆腰低，胶耗少；过高的辊压，则可能使脱壳率下降，糙米表面损伤严重，糙碎爆腰上升，胶耗增加；过低的辊压，稻谷在辊间所受挤压力低，从
15、而使搓撕力下降，脱壳率降低，工艺效果差。,稻谷加工,胶辊硬度和安装 合适的胶辊硬度，具有良好的脱壳率，胶耗也低；过高的胶辊硬度，易造成糙米破碎和爆腰；过低的胶辊硬度，胶辊橡胶易老化，脱壳时使糙米表面染黑，胶耗增加；胶辊硬度一般为邵氏8090，加工粳稻或夏天应选硬度高的胶辊，加工籼稻或冬天应选硬度低的胶辊。 胶辊的安装时要求两辊中心线平行、两辊端面要对齐，否则易产生大小头和飞边现象，造成胶辊利用率下降，胶耗增加，同时脱壳率和产量也降低。,稻谷加工,吸稻壳风量 合适的吸稻壳风量，既可保证较高的吸稻壳效率，同时减少跑粮现象发生。过高的吸稻壳风量，虽然可提高吸稻壳效率，但也易造成粮粒被吸走，动耗大；过
16、低的吸稻壳风量，则造成吸稻壳效率下降。因此，应根据不同的砻谷机配备其相应的吸稻壳风量。,稻谷加工,4砻谷机工艺效果的评定 砻谷机的脱壳率、完整率和碎米率是评定其工艺效果的主要指标，同时还应结合台时产量、单位电耗、胶耗等进行综合评定。 脱壳率是指稻谷经砻谷机一次脱壳后，脱壳的稻谷数量占进机稻谷数量的百分率。 完整率是指稻谷经砻谷机脱壳后，完整米粒占脱壳产品中整米和碎米总和的百分率。 碎米率是指稻谷经砻谷机脱壳后，碎米占脱壳产品中整米和碎米总和的百分率。,稻谷加工,根据碾米工厂操作规定： 胶辊砻谷机的脱壳率：粳稻8090，籼稻7585。 砻下物碎米含量：早籼稻谷不超过5，晚籼稻、粳稻谷不超过2。 胶辊砻谷机带有稻壳分离的，谷糙混合物中含稻壳量不应超过0.8，每千克稻壳中含饱满粮粒不应超过30粒。,稻谷加工,三、谷糙分离 1谷糙混合物的工艺特性 谷糙分离是稻谷加工工艺中一个非常重要的环节，也是实际生产过程中出现问题较多的部位，所以充分了解各方面的因素是确保良好谷糙分离效果的必要条件，而谷糙混合物的工
