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1、专业课程设计说明书题 目：日产50吨蒸谷米工艺设计 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 目录目录2第一章 概述21.1蒸谷米的优点21.2蒸谷米发展前景4第二章 蒸谷米生产工艺流程及工艺论证42.1 工艺流程42.2 工艺论证5第三章 工艺物料衡算83.1国家标准及稻谷各部分质量比83.2 物料衡算9第四章 工艺设备124.1 设备选型124.2 设备属性表19第六章 参考文献20第八章 附录21第一章 概述 1.1蒸谷米的优点蒸谷米(parboiled rice), 俗称“半熟米”, 是国际大米贸易的新兴品种。蒸谷米实际上是一种营养强化米, 它通过水热处理, 使皮层、胚中的
2、一部分水溶性营养素向胚乳转移, 达到营养强化目的。由于烹饪和营养价值的改善, 蒸谷米逐渐受到人们的青睐。蒸谷米是以稻谷为原料, 经清理、浸泡、蒸煮、干燥与冷却等水热处理后, 再按常规稻谷加工方法生产而得的产品。与同等级普通白米相比, 具有以下许多优点：1.1 .1 营养价值高稻谷在水热处理过程中，皮层和胚中丰富的B族维生素和无机盐等水溶性物质大部分随水分渗透到胚乳内部而不会像普通大米那样在加工中流失,胚部的维生素B1有50%90%进入到胚乳内部，白米中维生素B1的含量达1.83.3 mg/kg, 使维生素B1和B5的含量提高了近1倍，钙、磷及铁的含量与同精度普通大米相比也有不同程度地提高。1.
3、1.2 容易被人体消化吸收稻谷经热处理, 部分淀粉链断裂而成糊精, 其糊精含量( 1.80%2.20%) 是普通大米( 0.40% )的5倍左右, 根据人体消化实验, 蒸谷米蛋白质的人体消化吸收率高于普通白米4.5%左右, 因而特别适宜于婴幼儿、康复病人和老年人的食用。1.1.3 籽粒结构紧实, 出米率高稻谷经过蒸煮处理使稻壳变脆，容易脱壳，籽粒的结构力学性质也得以改善，因此碾制时碎米率明显降低，出米率提高，而且加工后的米粒透明，光泽好。1.1.4 米粒胀性好, 出饭率高稻谷经蒸煮后, 改善了米粒的蒸煮特性, 蒸谷米的胀性比普通大米好， 蒸煮时残留在水中的固形物少，米粒表面有光泽，饭粒松散，同
4、时具有蒸谷米的特殊风味。1.1.5 米糠出油率高稻谷经水热处理后, 籽粒内部酶的活动被破坏,减少了油的分解和酸败作用, 同时由于米糠在榨油前多经1 次热处理, 糠层中的蛋白质变性更为完全,使糠油容易析出，因而蒸谷米米糠出油率高于普通大米米糠的出油率。1.1.6 耐储存, 易保管稻谷在水热处理过程中, 大部分微生物和害虫被杀死, 酶失活且丧失了发芽能力，所以在储存时,不易生虫、霉变, 不会发芽, 易于保管。1.2蒸谷米发展前景 由于蒸谷米具有普通大米无法比拟的特点和营养价值，越来越多的国家开始生产蒸谷米。目前全世界每年有20%的稻谷被加工成蒸谷米。泰国、美国、印度、乌拉圭、巴西、马里等是蒸谷米主
5、要生产国。据统计, 目前蒸谷米全球年贸易量在350万t左右, 约占世界大米贸易量的15%。蒸谷米主要出口国家为泰国、印度、美国和中国, 其中泰国和印度是全球最大的两个蒸谷米出口国家。2006 年蒸谷米出口量分别为180万t和135万t, 占全球蒸谷米贸易量的85% 以上。近年来, 随着蒸谷米国际需求量平均每年4% - 5%的增长,其价格也相对坚挺, 国际市场蒸谷米价格通常比同规格的白米高出10% 15%, 经济效益显著。一直以来, 蒸谷米由于加工成本高、米色较深、米饭黏性较差以及口味习惯不符等原因, 始终未被国内消费者普遍接受, 国内市场消费量极小。目前我国蒸谷米加工主要用于出口。随着我国广大
6、人民群众健康饮食意识的不断加强, 蒸谷米的营养价值将逐渐被人们认知, 蒸谷米会逐渐走进国内千家万户, 成为我国未来主流的健康主食。蒸谷米也适应了现代人的快节奏生活, 满足人们对时尚、营养、健康食品的追求。预计在不久的将来, 国内市场将成为全球最大的蒸谷米消费市场之一, 我国蒸谷米加工也将呈现快速发展的趋势。第二章 蒸谷米生产工艺流程及工艺论证2.1 工艺流程与普通白米相比, 蒸谷米生产工艺是在清理和碾米工序之间，增加了浸泡、蒸煮、烘干、缓苏四项工艺环节。如下图所示：2.2 工艺论证 2.2.1 清理分级原粮稻谷中杂质的种类很多, 浸泡时杂质分解发酵将会污染水质, 谷粒吸收污水会变味、变色, 严
7、重时甚至无法食用。虫蚀粒、病斑粒及损伤粒等不完善粒, 汽蒸时将变黑, 使蒸谷米质量下降。因此, 稻谷清理过程中, 在做好除杂、除稗及去石的同时, 应尽量清除原粮中的不完善粒。根据蒸谷米的生产特点, 要获得质量良好的蒸谷米, 必须按稻谷的粒度和密度进行分级。分级出来的轻质稻可用于加工普通白米或用作饲料, 粒度均匀一致饱满的稻谷用于加工蒸谷, 可生产出品质好的蒸谷米。2. 2.2 浸泡浸泡是水热处理的第1 道工序, 是稻谷吸水并使自身体积膨胀的过程, 它为下一道稻谷的蒸煮工序创造必要的条件。根据生产实践, 稻谷中的淀粉全部糊化所需的水分必须在30%以上, 如稻谷吸水不足, 则汽蒸过程中稻谷蒸不透,
8、 影响蒸谷米质量。浸泡的目的是让稻谷充分吸收水分, 以使自身膨胀, 为后道蒸煮工序的淀粉充分糊化创造必要的条件; 同时使外部营养物质向内部渗透。稻谷中淀粉充分糊化所需的水分必须在30%以上, 为了缩短浸泡时间, 多采用高温浸泡法。浸泡时, 稻谷受水、热和时间三大组合因素有限度的“外浸和内渗”。高温浸泡法主要为: 将浸泡水预先加热后加入装有一定数量稻谷的浸泡罐内进行浸泡; 浸泡过程中水温根据原粮品种及品质不同进行相应调整, 一般调整范围为55-70，浸泡时间为3. 5-4. 5h, 最后稻谷含水量控制在34% -36%为宜。本工艺对高温浸泡法进行了改进。在稻谷加入浸泡罐后, 抽真空, 再加入热水
9、, 并对浸泡罐加压, 进行高温高压浸泡, 在短时间内使稻谷吸水充分, 使后期蒸煮中的淀粉能充分糊化。2.2.3 蒸煮稻谷经过浸泡以后, 胚乳内部吸收了相当数量的水分,采用一定温度、压力的蒸汽对稻谷进行加热, 使淀粉糊化, 即为汽蒸。该操作对蒸谷米成品质量、色泽口感有较大影响。汽蒸可增加稻谷籽粒的强度, 提高出米率, 并改变大米的储存特性和食用品质，使蒸谷米具有不易生虫、不易霉变、易于储存的特性。在汽蒸过程中，必须掌握好汽蒸的温度、时间及均一性，使淀粉能达到充分而又不过度的糊化，是蒸谷米加工过程的关键一环。研究表明，采用不同的温度及时间进行蒸煮, 可以生产出不同颜色、不同口感的蒸谷米。稻谷在汽蒸
10、过程中的变化：a 淀粉糊化。 b 爆鹰率下降。淀粉糊化后产生粘性，弥补了爆腰的裂缝。c 米色加深。加速糖类和氨基酸的反应，引起脂肪分解和扩散，氧化和聚合，使米色加深。本工艺采用先进的自动化控制系统, 可对蒸煮环节的温度、压力、时间等做出精确控制, 并根据原粮品种及客户需求, 调整相关工艺参数, 生产出浅色、次深色及深色的蒸谷米。2.2.4 烘干经浸泡和汽蒸之后的稻谷, 不仅水分含量很高( 34%-36% )，而且温度也很高( 约100摄氏度左右) , 既不能储存, 也不能进行加工。必须经过烘干操作, 将稻谷水分降到14%的安全水分以下, 以便储存与加工, 同时保障碾米时能获得最高的整米率。降低
11、水分, 可采用高温炉气直接干燥、汽蒸间接加热干燥和电能转化空气热能干燥三种方法。无论哪种方法, 都要注意二次干燥脱水。第一次为快速式, 使稻谷水分由34%-36%快速降到18%-22%; 然后在暂存仓内缓苏4-6 h, 开始二次干燥脱水。第二次为低温( 60摄氏度以下)慢速式, 一般使用蒸汽间接加热, 在较长时间内把水分降到14%。快速烘干和慢速烘干之间的缓苏是一个必不可少的过程。稻谷干燥脱水设备有“流化槽干燥机”，由孔板吸入的热风使流化槽内的稻谷不断翻动、脱水, 并沿着3-5度斜面排出机外。一种设备是“ 滚筒干燥机”，稻谷先在内转筒受到烟管的远红外辐射加热和筒壁的间接加热；之后, 被推入外层
12、转筒, 受到夹层筒壁的间接加热和辐射加热。此外, 还有“塔式干燥机”，该设备需与皮带输送机、提升机等输送设备配合使用, 稻谷在塔式干燥机内部均匀受热脱水。本工艺采取热空气快速烘干、蒸汽热交换成热空气再慢速烘干两步干燥方法, 可调节并优化干燥脱水和缓苏过程, 保证了烘干稻谷的加工品质。2. 2.5 缓苏与冷却稻谷干燥脱水后, 粮温较高, 需被送往缓苏仓中缓苏和冷却。缓苏仓安装有轴流风机, 可将剩余的热量排出, 并使稻谷水分均匀, 使稻谷的内应力得以释放, 为后续的加工和储存奠定基础。2.2.6 砻谷蒸谷稻缓苏结束后, 即可进行砻谷操作。稻谷经过蒸谷加工后, 颖壳开裂、变脆, 容易脱壳。因此在砻谷
13、时, 可适当降低砻谷机的作用力, 以提高产量, 降低电耗和胶耗。2.2.7 碾米和抛光稻谷经过蒸谷加工后, 皮层与胚乳结合紧密, 粒籽变硬,同时皮层脂肪含量高, 造成蒸谷糙米的碾白操作较普通白米困难, 且米糠易将米筛筛孔堵塞。应将碾辊转速适当提高10%, 同时增加碾白道数, 加强喷风排糠。2.2.8 色选经过碾米、抛光后的蒸谷米, 呈半透明的蜂蜜色。为提高蒸谷米的商品价值, 需剔除成品米中混杂的少量黑粒米、黑头米及黄粒米。因蒸谷米较白米色泽深, 在实际操作中应根据成品米的要求调整色选机参数。第三章 工艺物料衡算3.1国家标准及稻谷各部分质量比本工艺设计将国家标准一级早籼稻谷加工成蒸谷米，物料衡
14、算根据国家标准和稻谷各部分质量比来计算。表3-1是国家标准GB1350-2009稻谷，规定了早籼稻米、晚籼稻米、籼糯稻米的质量指标、稻谷的相关术语和定义、检验方法、检验规则、标签标识，以及包装、储存和运输要求。表3-2是稻谷籽粒各组成部分质量比，用于计算毛谷量。表3-3是国家标准GB1354-2009大米，规定了大米的质量指标，用于计算稻谷加工中的质量损失。表4-1 国家标准1350-2009稻谷等级出糙率%整精米率%杂质含量%水分含量%黄粒米含量%谷外糙米含量%互混率%色泽、气味179.050.01.013.51.02.05.0正常277.047.0375.044.0473.041.0571.0380等外71.0不要求表3-2 稻谷籽粒各组成部分质量比例种类稻壳%果皮+种皮%珠心层+糊粉层%胚%胚乳%稻谷201.54.5272糙米-2.14.72.590.7表3-3 国家标准GB1354-2009大米四级籼米质量指标碎米/% 不完善粒/% 杂质最大限量/% 总量其中小碎总量糠粉矿物质带壳稗粒稻谷粒水分黄粒米互混色泽、气味302.56.00.40.20.027814.51.05.0无异常色泽和气味3.2 物料衡算3.2.1 物料衡算方法概述本物料衡算是计算生产过程中的理论值，严格
