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1、前 言碾米工业是一个历史久远，与人民生活息息相关的重要行业。碾米工业技术含量的高低，从一个侧面反映了国家的生活状况和科技水平。建国以来，在很长一段时间里我国的碾米工业一直停留在粗加工水平上，工艺落后，设备陈旧，技术进步迟缓。而随着人们生活水平的提高，等级米的区分越来越细，进而碾米机得到了迅速发展。民以食为天，国以粮为本。粮食是人类最宝贵的资源，是国民经济的基础，是粮食工业的主要原料。小麦和稻谷是我国主要的粮食作物，小麦的年产量1亿多吨，稻谷年产量2亿多吨。将稻谷加工成大米的工艺过程称为碾米，通过碾米，可是农产品转化为食品行业的使用原料及家庭的主要原料，既保证了市场的供应，丰富了人们的生活，又实
2、现了产品的增值，为国家积累了财富。本文设计的碾米机主要用来把稻谷直接碾成白米，并将米、细糠、小碎米分离。本次设计碾米机与同类型其他碾米机相比较，具有高产量，低电耗的优点。本机结构紧凑，操作简便，安装轻易，性能优越，工作可靠，是广大农村、集镇稻谷加工的优良机械。 关键词：米辊；米刀；米筛；米糠分离目 录1绪论11.1课题研究的意义11.2国内外碾米机发展状况12碾米的基本原理及机型22.1碾米的基本原理22.2碾米机的分类33参数选择43.1碾白压力43.2单位产量碾白运动面积53.3向心加速度54碾米机的结构设计64.1进料装置64.2碾白室94.3排料装置124.4传动部分12总 结15致
3、谢16参考文献17塔里木大学毕业设计1绪论1.1课题研究的意义碾米工业是粮油工业的重要组成部分。我国稻谷产量占世界第一位，全国约有三分之二的人口以稻谷为主要食粮。稻谷含有大量淀粉，还含有脂肪、蛋白质、纤维素、钙、磷等无机物及各种维生素，是生活的必需品。稻谷加工后得到的副产品也有多种用途，如：稻壳可以做燃料、酿酒辅助材料、包装和保温填充料，以及生产稻壳板等，米糠可以酿酒等。可见，碾米工业对保障供给，保证人民身体健康，提高人民生活水平,促进中国的现代化建设起着重要的作用。碾米工业是一个历史久远，与人民生活息息相关的重要行业。碾米工业技术含量的高低，从一个侧面反映了国家的生活状况和科技水平。建国以来
4、，在很长一段时间里我国的碾米工业一直停留在粗加工水平上，工艺落后，设备陈旧，技术进步迟缓。2而随着人们生活水平的提高，等级米的区分越来越细，进而碾米机得到了迅速发展。民以食为天，国以粮为本。粮食是人类最宝贵的资源，是国民经济的基础，是粮食工业的主要原料。小麦和稻谷是我国主要的粮食作物，小麦的年产量1亿多吨，稻谷年产量2亿多吨。将稻谷加工成大米的工艺过程称为碾米，通过碾米，可是农产品转化为食品行业的使用原料及家庭的主要原料，既保证了市场的供应，丰富了人们的生活，又实现了产品的增值，为国家积累了财富。1.2国内外碾米机发展状况1.2.1国外碾米机发展现状日本的碾米机械在世界同行业中发展最为成熟和先
5、进。2000年日本在研削式、摩擦式、加湿碾米等方式的微观研究上,新开发了特殊的免淘米处理装置(NTWP),该装置除本机碾白系统外并增设给水系统和干燥系统,本机碾白系统由湿式加压碾米、热附着式低压搅拌机构、分离干燥机构等3个部分组成由于不需要排水处理装置,这种新开发的特殊免淘米加工装置(NTWP)的运行成本低,并具有成品得率高,白米光泽度好,食味佳,微生物数量少,保质期长,成饭后放置食味不下降等优点6。近几十年来，世界各国对碾米的工艺方法进行了许多的探索，如:溶剂浸提碾米先用米糠油软化糙米皮层，然后在米糠油己烷混合液中碾白，最终产品为白米、脱脂米糠和米糠油的工艺方法;利用生物酶去皮工艺方法;冷冻
6、碾米法;碱液去皮法;水热处理碾米法等。采用不同的工艺技术的目的是为了改善米质和提高出米率。由于上述方法不同程度地存在工艺过程复杂、生产成本、设备投资等多方面的问题和原因，难以形成工业化生产，至今仍然主要运用碾米机碾米。1.2.2国内碾米机发展现状新中国成立后碾米机械工业的发展很迅速，1974年碾米机械的标准化、系列化选型定型工作奠定了在国际上的地位；20世纪80年代后期，水稻生产发展大规模的引进、消化并吸收国外先进技术，碾米设备的技术向前迈进了一大步，与有关发达国家相比，工艺设备水平、产品结构以及资源利用方面的差距在逐步缩小10。目前我国碾米工业正在向集团化、大型化和资源全利用的方向发展。国内
7、现有碾米机械制造企业100多家，比较上规模的有20多家，主要分布在湖南、湖北、江苏、浙江、山东等省；碾米机械的规格齐全，有适合农民家用的小型设备，也有适应不同规模大米加工企业的成套设备。 国内大多数米厂的工艺流程为： 稻谷（原料）平面回转清理筛选进行除杂吸式比重去石机去石压轮紧辊砻谷机脱壳单臂连杆重力谷糙分离机谷糙分离多级碾米机轻碾厚度分级精选配米吸式比重去石机去石抛光厚度分级精选长度分级精选包装。图1-1 国内米厂工艺流程 根据大米的不同要求，可适当减去其中相关工序3。 但是中国的碾米机械工业同瑞士布勒和日本佐竹等国外先进企业的水平相比，还有相当大的差距，仍然存在着生产规模较小、技术装备落后
8、、加工制造精度较低、技术含量不高等问题，制约着行业的发展。2碾米的基本原理及机型2.1碾米的基本原理碾米机的碾白方式有摩擦型擦离碾白和碾削型碾白。（1）摩擦型擦离碾白简单地说，就是靠强烈的摩擦作用而使糙米去皮的碾米方法。也就是在碾米机的碾白室里，米粒和碾白室构件之间以及米粒与米粒之间的相对运动，使之产生互相间的摩擦，当强烈的摩擦作用深入米粒皮层的内部，使米皮沿着胚乳的表面产生相对滑动，并被拉伸、断裂、擦离。利用这种作用碾制白米的方法谓之摩擦擦离碾白。摩擦擦离碾白，必须在较大压力的擦离下进行，因为较小的压力只对米皮层起光洁作用。为了提高碾米的工艺效果，摩擦擦离碾白所需的摩擦力应该大于米粒皮层的结
9、构强度和米皮与胚乳的结合力，而小于胚乳自身的结合强度。摩擦压力要适当，过大容易产生碎米，过小起不到碾白作用和效果。（2）碾削型碾白借助于金刚砂辊筒表面含有无数密集尖锐的金刚砂砂刃，会对米粒皮层不断的运动碾削，使米皮破裂、脱落，达到糙米去皮的目的。为了提高碾削碾白的工艺效果，必须保持碾辊表面的砂粒的锋利，并使碾辊具有较快的线速度，以增加米粒在单位时间内的碾削次数。碾米中产生的碎米少，但是成品米表面的光洁度和色泽均比较差5。2.2碾米机的分类碾米机按照碾米的基本原理应该分成擦离型、碾削型、和混合型三类。擦离型碾米机具有压力较大的特点，所以又称压力式碾米机。碾削型碾米机根据其转速较快的特点，又称速度
10、式碾米机7。（1）擦离型碾米机均为铁辊碾米机，碾辊线速度较低，一般在5米/秒左右。由于碾白压力较大，米粒在碾白室内的密度较大，即单位碾白室容积的米粒数较多，在碾削相同的大米时，其碾白室容积较其他类型的碾米机要小。因此擦离型碾米机的机形较小。擦离型碾米机由于碾白压力较大，还可以用于稻谷的直接碾米，但会出现碎米严重现象，动力消耗比较大大。此外，它还可以用于碾轧饲料等，具有一机多能的特点，而且结构简单，价格便宜，维修方便等特点。 （2）碾削型碾米机均为砂辊碾米机，碾辊线速较高，一般在15m/s左右，但由于碾白压力较小，米粒在碾白室里密度较小，相应的碾白室应该较大11。（3）混合型碾米机均为砂辊或砂铁
11、辊结合的碾米机，碾辊线速介于擦离碾米机和碾削型碾米机之间，一般为10m/s左右，碾白平均压力和米粒密度比碾削型碾米机稍大，机形适中。混合碾米机由于具备擦离和碾削型碾米机两者的优点，工艺效果比较好，还能一机出白，可以减少碾米的道数和时间。碾米机还可以根据碾米机碾辊主轴的装置形式，分为立式碾米机和横式碾米机两大类。3参数选择3.1 碾白压力横式碾米机的碾白压力是碾削碾白压力，它不同于擦离碾白压力，碾削碾白时，米粒在碾白室里密度小，基本上呈悬浮状态。所以碾白过程实际是米粒在碾白室进行碰撞的过程。这个过程包括米与砂辊、米与米、米和米筛之间的相互碰撞，当然米粒和碾辊的碰撞是主要因素。1当米粒与碾辊碰撞的
12、时候，米粒受到碰撞作用而吸收能量，产生切割和碾削皮层的作用。所以碾削碾白压力可以参照气体分子对撞器壁所产生的压强公式，进行近似计算。 (3-1)式中： P碾削碾白压力； m每粒米的质量； v米粒平均运动速度； V碾白室容积； N碾白室内的米粒总数；上式表明了米粒动能对碾白压力的作用，因为米粒的质量和速度不完全相同，式中的是每颗米粒的平均动能。碾白室米粒流体密度可以用下式表示： （3-2）米粒流体密度米粒在静止的状态下的密度R米粒在运动状态下的容重系数所以，碾白压力可表示为： (3-3）米粒流体密度是反映碾白压力的重要参数。碾白室内各区的米粒流体密度是不同的，使得碾白室内压力不断变化。米粒流体密
13、度的变化直接影响碾削压力，而碾削压力是影响碾米工艺效果的一个重要因素。在碾米过程中，当碾削压力或碰撞冲击力超过米粒抗压、抗剪折强度时米粒就要破碎，碎米就会增加。对于碾削碾白来说，碾白安全压力主要是指既能防止米粒在碰撞碾白中产生碎米、又能使米粒碾白的碾白压力。3.2单位产量碾白运动面积单位产量碾白运动面积，体现了碾米机的碾辊直径、转速、碾辊长度和碾米机台时产量的综合关系，它反映了碾米机工作参数和碾米工艺效果的关系。 （3-4）式中： A单位产量碾白运动面积； F碾辊在每小时内所旋转的总面积； (3-5) Q碾米机台时产量； (3-6) n碾辊转速； D碾辊直径； L碾辊长度 ； 所以，式中：v碾辊表面圆周速度。3.3 向心加速度向心加速度的碾白效果，是借助碾米机碾辊所具有一定的向心加速度对米粒产生碾白作用。它是米粒均匀碾白的重要条件。同一类型的碾米机碾制同种品种同种精度大米，在辊径不同、线速相差较大时，只有它们的向心加速度相接近，才能达到相同的碾白效果。测试表明，碾白能力随着碾米机碾辊的圆周线速的增加而直线上升；而碾白能力随着碾辊向心加速度的上升出现了阶段性的直线关系。即向心加速度在某一定值的上、下增大或减小，则其碾白能力为不同倾向的二条直线。这说明一定类型的碾米机对碾制一定品种和精度大米时，碾辊的向心加速度是一个常量，可用下列式表示： （3-7） 化简得：
