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课件 粮油加工1


第一章

稻谷制米技术

本章重点和学习目标 稻谷品种与大米品质的关系;稻谷的工艺性质;稻谷加工的工艺;稻谷清理的方法及其 原理;砻谷对稻谷的作用;砻下物的分离;碾米的过程及碾米机的工作原理;成品和副产品 的整理及其目的;稻壳和米糠的综合利用途径和方法。

第一节

稻谷的工艺性质

/>稻谷的工艺性质主要是指稻谷所具有的影响稻谷加工工艺效果的特性, 其中包括稻谷的 籽实结构、化学成分、物理特性等。 不同的品种、 不同等级的稻谷具有不同的工艺性质, 这些性质直接影响到成品的质量和 出米率的高低。不同的加工方法,不同的加工精度对稻谷的工艺性质亦有不同的要求。 只有了解掌握稻谷的工艺性质, 选择确定合适的加工方式及设备, 才能使稻谷资源得到 充分合理的利用,获得最佳的经济效益。

一、稻谷的分类、形态结构
1、稻谷的分类 、 我国稻谷种类多,种植区域广,多达 6 万种以上。 ① 按稻谷生长期长短不同分早稻(90-120d) 、中稻(120-150d) 、晚稻(150-170d) ; 一般早稻品质较差、米质疏松、耐压性差,加工时易产生碎米,出米率低,晚 稻米质坚实,耐压性强,加工时碎米少,出米率高。 ② 按粒形粒质分籼稻、粳稻、糯稻。 粳稻谷籽粒短形,呈椭圆形或卵圆形。米粒强度大,耐压性能好,加工时不 易产生碎米,出米率高。米饭胀性较小,粘性较大。早粳稻谷腹白较大,硬质较少; 晚粳稻谷腹白较小,硬质较多。 籼稻谷籽粒细长,呈长椭圆形或细长形。米粒强度小,耐压性能差,加工时 易产生碎米,出米率低。米饭胀性较大。粘性较小。早籼稻腹白较大,硬质较少, 晚籼稻谷腹白较小,硬质较多。 糯稻按其粒形,粒质分为籼糯稻谷和粳糯稻谷。籼糯稻谷籽粒一般呈椭圆形 或细长形。米粒呈现乳白色,不透明,也有呈半透明的,粘性大。粳糯稻谷籽粒一 般呈椭圆形。米粒呈现白色,不透明,也中有呈半透明的,粘性大。 一般情况下,晚稻加工工艺品质优于早稻,粳稻优于籼稻。 2、稻谷的形态结构 、 稻谷籽粒包括颖(外壳)和颖果(糙米)两部分。 a 颖 ( 稻壳 稻壳) 稻谷的颖包括外颖、内颖、颖尖(谷称芒)和护颖四部分。颖的表面粗糙,生有许多 颖 形状和长短不同的茸毛,一般粳稻茸毛密而长,籼稻则稀而短,粳稻颖比籼稻薄,早稻的颖 比晚稻的薄;粳稻颖的质量占谷粒的 18%左右,籼稻占 20%左右。 内外颖都有纵向脉纹,外颖有五条,内颖有三条。 ① 内外颖 ② 稻谷的护颖 护颖生长在内外颖基部的外侧,起托住稻谷籽粒和保护颖壳的作用. 护颖 ③ 稻谷的芒多生于外颖的顶端,内颖极少长芒。一般粳稻有芒的居多。籼稻则大多无 芒 芒。稻芒给稻谷清理造成一定的麻烦,往往使机器堵塞,影响清理效果。由于稻谷种子的不 断改良,目前有芒的稻谷品种已逐渐减少。 稻谷经砻谷机脱壳后,内外颖便脱落,脱下的颖壳通称稻壳 稻壳,俗称大糠或砻糠。 稻壳

b 糙米 稻谷去壳后的果实称为颖果 颖果(糙米) ,它是由皮层,胚乳和胚三部分组成。 颖果 糙米的主要部分是胚乳,其质量约占整个谷粒的 70%左右。随稻谷品种和等 级不同而变。 胚位于颖果腹部下端,与胚乳连接不很紧密,碾米时容易脱落,其质量约占整 个谷粒的 2%~3.5%。 颖果的皮层由果皮、种皮、外胚乳和糊粉层等部分组成,总称为糠层。皮层的 质量占整个谷粒的 5.2%~7.5%。 果皮和种皮叫外糠层 外糠层,果皮可分为外果皮、中果皮和内果皮,果皮约占整个谷粒质 外糠层 量的 1.2%~1.5%。外胚乳和糊粉层称为内糠层 内糠层。 内糠层 碾米时,颖果皮层依大米精度而不同程度地被剥落成米糠。 皮层的厚薄随稻谷品种的不同而有较大的差异。质优的稻谷,皮层软而薄,质劣的 则厚,碾除也较困难,出米率也低。因此,皮层的厚薄直接影响着出米率。 糙米表面光滑,有蜡状光泽,并且具有纵向沟纹五条,背上的一条叫背沟 背沟,两侧各有两 背沟 条。纵沟的深浅随稻谷的品种不同。沟纹对出米率有一定影响。目前鉴别大米的精度 精度以米粒 精度 表面和背沟留皮的多少为依据, 而纵沟内的皮层往往很难全部碾去。 在其它条件相同的情况 下, 如果要达到同一精度, 则纵沟越浅则皮层越易碾去, 胚乳的损失就越小, 出米率就越高。 反之,出米率就低。 3、稻谷和糙米各组成部分所占百分率(见 1—1 表和 1—2 表) 、稻谷和糙米各组成部分所占百分率(
表 1-1 稻谷籽粒各组成部分的厚度和重量百分比 表 1-2 糙米粒各组成部分重量百分比

名称 颖 果皮 种皮(包括外 胚乳) 糊粉层 胚乳 胚

厚度(微米) 24-30 7-10 3-4 11-29

重量(%) 18-20

名称 糙米 果皮十种皮 糊粉层 内胚乳 胚

重量(%) 100 2.1 4.7 90.7 2.5

1.2-1.5 4-6 66-70 2.0-2.5

二、稻谷的物理性质
稻谷的物理性质是指稻谷与加工工艺,设备、操作有密切关系的物理特性,包括:稻谷 的颜色、气味和表面状态,稻谷的粒形与大小,千粒重与容重,籽粒强度与爆腰率等。

1、稻谷的色泽和气味
新鲜的正常稻谷是鲜黄色或金黄色,表面富有光泽,无不良气味。未成熟的稻谷籽粒, 一般都呈淡绿色。凡是不新鲜的稻谷,其米质较差,加工时易产生碎米,出米率低。

2、稻谷的粒形与大小
稻谷籽粒大小是指稻谷的长度,宽度和厚度。一般称为粒度。稻谷的粒形可以根据长宽 比例不同分为三类:长宽比大于 3 为细长粒 细长粒,小于 3 而大于 2 为长粒形 长粒形,小于 2 为短粒形 短粒形。 细长粒 长粒形 短粒形 一般籼稻谷均属前两类,粳稻谷大部分属于后一类。 稻谷籽粒形状和大小因稻谷的类型和品种不同而差异很大。 即使是同品种的稻谷, 其籽 粒大小也有差异。 在加工过程中, 籽粒的形态和大小是合理选用筛孔和调节设备操作的依据 之一。如果形态和大小不同的稻谷混在一起。就必然会给清理、砻谷和碾米带来困难。以致 影响生产效果。所以形态和大小相差悬殊的稻谷要严防混杂,应分批加工。对于混杂比较严

重的稻谷,最好采用分级加工。

3、容重和千粒重
1) .容重:稻谷的容重是指单位容积中稻谷的重量,以 kg/m3 为单位。实践证明,凡是 粒大而饱满坚实的籽粒,容重就大,出糙米率就高。因此容重是评定稻谷工艺品质的一项重 要指标。一般稻谷及其加工产品的容重见(表 1-3) 。

表 1-3
名 称 无芒粳稻 普通有芒粳稻 长芒粳稻 籼稻 粳稻 籼糙米

稻谷及其加工产品的容重
名 粳米 籼米 大碎米 小碎米 米糠 稻壳 称 容重(kg/m3) 800 780 675 365 274 120 560 512 456 584 770 748

容重(kg/m3)

2) .千粒重:稻谷的千粒重是一千粒稻谷的重量,以克为单位。一般粳稻的千粒重的大 小,直接反映出稻谷的饱满程度与质量的好坏。千粒重大的稻谷,籽粒饱满坚实,颗粒大, 质量好,胚乳占籽粒的比例高,所以出米率高。千粒重越大,单位重量中稻谷的粒数越少清 理和砻碾时所需的时间就越短。因此,加工时产量高,电耗低。 (表 1-4) 。

表 1-4
千粒重(g) 25.58 出糙率(%) 82.57 25.39 82.06

稻谷千粒重与出糙率的关系
25.08 81.90 23.32 81.07 21.65 80.21 21.43 79.72 20.51 79.50

4、腹白度和爆腰率
1) 、腹白度:米粒腹白指米粒腹部不透明的粉质斑。腹白度是米粒腹部乳白色不透明部 分的大小。腹白度大的米粒,其角质含量少,强度低,加工时易碎,出米率低。一般晚稻米 粒的腹白较小,胚乳组织紧密坚硬,籽粒几乎全为透明体,籼稻中的早籼则几乎全为不透明 的白粉质体。 2) 、爆腰率:糙米的腰部有横向裂纹,称为爆腰。糙米中的爆腰粒数占糙米总数的百分 率称为爆腰率。米粒在产生爆腰后,其强度大大降低。加工时易产生碎米,出米率低。对于 爆腰率高的稻谷,不适宜加工高精度的大米。

5、米粒的强度: 、米粒的强度
米粒受到压缩、拉伸、弯曲、剪切等力的作用时,便会引起变形,同时内部产生相应的 抵抗力,当外力增加到使抵抗力达到强度极限时,籽粒即破碎。这种抗变形和破碎的能力称 为米粒的强度,其大小以每粒米粒所能承受的千克数表示。 米粒的强度随稻谷的类型、品种、胚乳结构、水分和温度不同而有差异。通常粳稻谷的 抗压强度比籼稻谷大,晚稻谷比早稻谷大;胚乳组织紧密、角质率高的米粒强度最大;稻谷 水分增加则糙米籽粒强度降低。据测定,米粒温度在 0~5℃时,米粒强度最大,温度愈高, 米粒强度愈低。

6、稻谷的散落性
稻谷的散落性是稻谷从空中自由落下在水平地面形成圆锥体的性能。 可用静止角 (是圆

锥斜面与地面的夹角)来表示,一般在 33-40 度之间;糙米为 27-28 度,白米为 23-33 度。 散落性小的稻谷,其流动性差,在加工过程中,需要有较大的自流管和筛面斜度,并容易堵 塞机器和输送管道等。 影响散落性的因素:表面光滑程度、颗粒的形状、含水量的大小,夹杂物的多少等。

三、稻谷的化学成分
稻谷籽粒中含有的化学成分有水分、蛋白质、碳水分合物、纤维素和灰分等(表 1-5) 。

表 1-5 稻谷籽粒及其各组成部分的化学成分(%)
化学成分 碳水化合物 名 称 稻 糙 胚 胚 米 稻 糠 壳 谷 米 乳 64.52 74.53 78.8 29.1 35.1 29.38 8.09 9.13 7.6 21.6 14.8 3.56 1.8 2.0 0.3 20.7 18.2 0.93 8.89 1.08 0.4 7.5 9.0 39.05 5.02 1.10 0.5 8.7 9.4 18.59 11.68 12.16 12.4 12.4 13.5 8.5 蛋白质 脂肪 纤维素 灰分 水分

1、水分 :稻谷水分的高低对稻谷加工的影响很大.水分过高会造成筛理困难,影响 清理效果;使籽粒强度降低,碎米增加,出米率低,还会增加碾米机的动力消耗及加工成本.但水 分过低,使稻谷籽粒发脆,也易产生碎米,降低出米率.为了保证大米质量, 提高出米率, 国家对 原粮稻谷和成品大米的含水量都有严格规定。 2、蛋白质 :稻谷中蛋白质含量不高,糙米约含 7-8%左右,白米约含 6-7%左右。稻 谷籽粒的蛋白质含量越高,籽粒强度越大,耐压性能越强,加工时碎米越少。 3、脂肪:稻谷中脂肪含量一般在 2%左右。大部分集中在胚和皮层中,糙米碾白时, 胚和糠层大都碾去,故白米中脂肪含量很少。 米糠中含脂肪较多,它是一种很好的油料,含油率一般在 18-20%,随稻谷品种不同而 异。为提高经济效益,物尽其用,米糠应该先榨油,然后再作饲料或综合利用。但米糠中若 混有淀粉,出油率会降低,碾米时必须防止过碾,以利提高出米率和米糠出油率。 4、碳水化合物(淀粉) :稻谷中淀粉含量最多,一般在 70%左右,大部分在胚乳中, 它是人体所需热量的主要来源,加工时应尽量完整保留,以提高成品大米的出米率。 5、矿物质 :稻谷籽粒中不能燃烧的物质为矿物质,又称灰分。灰分大部分集中在稻 壳、果皮及胚中,所以大米中的灰分含量可间接反映白米的精碾程度。 6、维生素 :稻谷籽粒中主要含有 B 族维生素及少量的维生素 A 和 E。它是人体必 须的营养物质,为了避免维生素溶于水而损失,要求在加工过程中加强稻谷清理,提高大米 纯度,以便食用时尽量减少淘洗。 7、粗纤维 :稻谷中粗纤维的含量约为 10%,主要分布在稻壳中,其次是皮层,胚 乳中仅含 0.34%,它对人体无营养价值,不能被人体消化吸收。稻谷加工目的就在于去除含 粗纤维较多的稻壳和皮层,提高米粒的食用价值。

第二节
一、稻谷清理的目的与要求

稻谷的清理

1 目的: 稻谷在生长、收割、贮藏和运输过程中,都有可能混入各种杂质。在加工过程中,如 果不先将这种杂质清除,不仅会混入成品,降低产品的纯度 纯度,影响成品大米的质量;而且在 纯度 加工过程中, 还会影响设备的工作效率 损坏机 效率; 坏机 坏机器; 污染车间的环境 环境卫生, 危害人体的健康; 效率 环境 严重的甚至酿成设备事故和火灾 火灾危险。因此,清除粮食中的杂质,是稻谷加工过程中的一项 火灾 首要任务。 2 要求:在清理稻谷中的杂质时,第一要根据稻谷中的含杂种类和含杂量,合理的选用 除杂设备,以充分发挥设备的除杂效率;第二,要根据各种杂质的物理特性,本着先易后难 的原则,加以清除;第三,清除的杂质要分别归类,以便集中处理;第四,稻谷经过清理后 (即净谷) ,其含量应符合下列要求:含杂总量不应超过 0.6%,其中含砂石粒数不应超过 1 粒/千克;含稗粒数不应超过 130 粒/千克。

二、稻谷的含杂种类
稻谷杂质按其化学性质可分为: 无机杂质:泥土、砂石、砖瓦块、并肩石(其形状大小与稻谷相仿)及其它无 机物质。 有机杂质:无食用价值的稻谷粒、黄粒米(胚乳呈黄色) 、稗子(形状近似半 球形,断面呈三角形) 、异种粮粒及其它有机物质(虫尸、虫蛹、虫 卵、稻草等)。 按其粒度大小可分大、中、小型杂质和并肩石杂质。 大杂是留存在直径为 5mm 圆孔筛上的杂质 中杂是留存在直径为 2mm 圆孔筛上的杂质 小杂是通过直径为 2mm 圆孔筛上的杂质 按其比重不同可分为轻型杂质、重型杂质 轻型杂质:如绳头、布片、秸杆、杂草、纸屑) , 重型杂质:如石块、金属等以及细小杂质(泥砂、尘土) 在这些杂质中,以稗子和粒状、大小与稻谷相似的“并肩石”“并肩泥”最难清除。 、

三、清除的基本方法及机理
清理杂质的方法很多,主要是借助杂质与稻谷的物理性质的不同进行分选。 风选法: (一)风选法 1、机理:风选是根据稻谷与杂质在悬浮速度等空气动力学性质方面的差异,利用一定 形式的气流使杂质与谷粒分离。 (表 1-6)

表 1-6
物料名 称 悬浮速 度 m/s 7.7-7.9 6.7-7.7 11.3-12.6 粳 稻 谷 籼 稻 谷 粳糙米

稻谷、糙米及有关物料的县浮速度
籼 糙 米 大米 小碎 米 米 糠 稻 壳 带芒 稗子 无芒 稗子 并肩 石

9.6-11

11-14

10-13

1-2

2-3

3-4.5

5-7

11-14

2、种类:按气流运动方向不同可分为垂直气流风选法`倾斜气流风选法和水平气流风选 法。

①垂直上升气流去杂: 垂直气流风选就是利用两种物料间悬浮速度的差异, 选取一定的 气流速度,使一种物料向上运动,一种物料向下运动,从而使二者分离。 由于垂直风道, 一般都与其它作业机组合, 以节省占地位置, 如与筛选可组合成振动筛, 与去石机组合成密度去石机等。大多用于清除灰尘、芒、瘪谷等轻杂质。 ②倾斜气流去杂:不同质量的物质处在倾斜气流中时,能被气流带走的距离互不相同, 物料重被吹得近,物料轻被吹得远,因此,生产中,通常采用向上倾斜(约 30 度左右)的 气流来分离杂质,能比水平气流的飞行差距拉得更远,分离效果更好。工厂中常用的风选设 备主要有风箱,吸风分离器和去石风车等。 ③水平气流去杂: 利用横向水平气流可将不同质量的稻谷与杂质分开。 不同质量的物质 处在水平中时,能被气流带走的距离互不相同,物料重被吹得近,物料轻被吹得远。

(二)筛选法:
1.筛选原理:主要根据稻谷与杂质宽度,厚度和长度以及形状的差别,借助筛孔分离 杂质或将物料进行分级的方法称为筛选。 2.筛选的基本条件: ①选择适当的筛面和筛孔; ②筛面上料层不宜超过一定厚度,应使物料有充分接触筛面的机会; ③保证物料与筛面之间有适宜的相对运动速度; 3.筛面形式:有冲孔筛和编织筛。 冲孔筛开孔率低,质量大,刚度好不变形。 编织筛开孔率高,质量小,筛孔变形。 一般筛面层数少时使用冲孔筛,而筛面层数多时通常使用编织筛。 4.筛面孔形状: ①圆形孔:主要用于分离与稻谷宽度不同的杂质。只有当筛理物的宽度小于圆孔 直时,才能使筛理物穿过筛孔。 ②长形孔:主要是根据稻谷和杂质厚度的差别进行分离,只有当筛理物的厚度小 于孔的宽度时,才能穿过筛孔。 ③三角形孔:主要用于清理稻谷中形状近似于三角形的杂质,当杂质的粒形呈三 角形,且每边长小于三角形筛孔边长时,才能穿过筛孔。 如谷、稗分离采用三角形筛孔,有利于稗子的分离。 ④鱼鳞孔:主要用于比重去石机,其主要作用是改变气流方向,便于物料悬浮, 阻止石子向下滚动,使谷、石得以分离。 5.筛孔表示方法: 筛板:筛板的筛孔以实际尺寸表示。 例如:φ6 毫米表示直径为 6 毫米的圆孔: 长方形 1.5×20 毫米表示宽 1.5 毫米,长 20 毫米的长孔; 三角形 3 毫米表示边长为 3 毫米的三角形孔。 筛网:筛网的筛孔呈方正形和长方形。 英制以每英吋筛网宽度上的筛孔数表示筛的号数,以“W“表示金属网的 代号。如每英吋 7 孔则筛网号为 7W。 公制以每 50 毫米筛网宽上的筛孔数表示筛的型号。Z10,表示镀锌低碳 钢丝方孔每 50 毫米 10 孔的筛;Z8×7,表示每 50 毫米经向筛孔数 8, 纬向筛孔数为 7 的镀锌低碳钢丝筛。 6.筛选设备 ①初清筛:初清筛是专门清除稻草,稻穗、破布、麻绳、大泥块和大石块等大型杂 质以及泥灰、草屑等轻杂质的初步清理设备。它对提高以后各道清理设

备的除杂效率,防止设备的堵塞事故和灰尘污染车间,有很好的作用。 目前许多米厂,在毛稻进车间前都设置了初清筛,收到了很好的效果。 ②振动筛 : 是筛体作纵向往复动作的筛选设备,在进口和出口均装有吸风装置,是典 型的风筛结合、以筛为主的清理设备,常用于稻谷的第一道清理,分离 大、中、小和轻型杂质。 振动筛按照筛体的传动方式,可分自动平衡传动筛和偏心传动振动筛两 种,筛面振动频率一般为 500-600 次/分。 振动筛工作原理:振动筛主要是利用作往复运动的筛面使物料在筛面上 产生相对运动,物料层形成自动分级,轻的物料浮于上层,小而重的物料 沉于底层而穿过筛孔,从而达到分离的目的。 ③平面回转筛:此筛可作为第二、第三道筛选设备,用于分离中、小杂和轻型杂质。 工作原理:平面回转筛在筛理过程中,筛面上的物料由于轻重、大小不 一,经过与筛面的相对运动,物料便产生自动分级;底层物料由于所受 磨擦阻力大,加之受到上层物料的压力,在筛面上移动速度慢,接受筛 理的机会多, 浮于上层的物料由于磨擦阻力小, 能较快的从筛面上排出, 从而达到分离目的。 ④高速振动筛:在碾米厂中,此种设备广泛用于稻谷除稗,效果较好。 高速振动筛的工作原理:高速振动筛采用惯性振动机构,筛体支持或悬挂 在弹簧上,作高速振动,物料在筛面上作小幅度跳跃,翻滚运动,其运动 轨迹为圆或椭圆, 稻谷与稗子在这种运动形式下, 增加了接触筛面机会, 根据它们在粒度上的差别,得到高效率的分离。

(三)密度分选法(比重分选法)
密度分选法是根据谷粒与杂质在密度、容重、磨擦系数、悬浮速度等物理性质的不同, 利用运动过程中产生的自动分级的原理,采用适当的分级面使之分离。 密度分选法根据所用介质的不同,分为干式和湿式两类。 湿式以水为介质, 利用物料间的相对密度和在水中的沉降速度的不同进行分离 (如洗谷机) 。碾米厂只适用于加工蒸谷米时稻谷的清理。 干式是以空气为介质。 在碾米厂应用较为普遍。 干法去石的的主要设备为比重 去石机。 比重去石机的工作原理 比重去石机主要利用 利用稻谷和石子比重和悬浮速度的不同, 使稻谷和石子分离。 当物料由 利用 进料斗落在去石筛面中部时, 由于机体作往复运动而产生自动分级, 使比重大的而表面光滑 的石子沉到料层下面,比重小的而表面粗糙的稻谷浮在上层,形成物料的初步分层。同时由 于稻谷和石子的悬浮速度有一定的差别, 在自下而上的气流作用下, 进一步促进了自动分级, 以致使石子下层,接触筛面,稻谷则进一步上浮并呈半飘浮状态。随着物料不断进入去石筛 面, 处在上层的稻谷由于受进口物料的推力及本身重力的作用, 逐渐向出料口下滑而排出机 外,紧贴筛面的石子,当机体作向上加速运动时,由时于受鱼鳞孔凸出边缘的阻挡,不能下 滑,而当机体作反向加速运动时,石子在惯性作用下,爬过鱼鳞孔的背面向上滑动,最后进 入砂石检查装置。在砂石检查装置反向气流的作用下,把混在石子中的稻谷吹回筛面,石子 则得到净化,连续不断地从出石口排出从而达到谷石分离目的。

(四)磁选法
磁选是利用金属杂质和稻谷的磁性不同 (稻谷为非磁性物质, 混入稻谷中的各种磁性杂 质如铁钉、铁片铁屑等磁性物质) ,用磁钢的磁力将稻谷中的金属杂质吸除,从而达到与稻 谷分离的目的。通常使用永久磁铁作磁场。常见磁选器有栅式、栏式和滚筒式。

(五)精选法
精选法是根据谷粒与杂质长度的不同,利用有一定形状和大小的袋孔的工作面进行分 离 的方法。 精选法中分离工作面形式有滚筒和蝶片两种形式。 当物料进入旋转的滚筒中, 不断地与 滚筒内表面接触,促成短物料进入袋孔内,当滚筒转到一定角度,短物料就依靠自身重力脱 离袋孔,落入滚筒中部的收集槽中,长粒物料在滚筒底部运动,从而使长短分离,蝶片分离 工作同滚筒相似。工作时,蝶片下部插入粮堆中,由于物料与蝶片接触,短粒物料进入袋孔 之内,随蝶片转至一定位置时,短物料脱离袋孔进入收集槽而与长粒物料分离。

四、清理工艺效果的评价
评价清理工艺效果的指标有净粮提取率和杂质去除率。 清理后净谷量 1、净粮提取率= ×100% 清理前稻谷量 清理前物料含杂量一清理后物料含杂量 2、杂质去除率= 清理前物料含杂量

×100%

第三节

砻谷及砻下物分离 砻谷及砻下物分离

一、砻谷及砻下物分离的目的和要求
用稻谷直接进行碾米,不仅能量消耗大、产量低、碎米多、出米率低而且成品色泽差, 纯度和质量都低。因此,在碾米厂中,都是先将颖壳去掉,制糙米后再碾米。 在稻谷加工中,去除稻谷颖壳的过程称为砻谷,使稻谷脱壳的机器称为砻谷机,砻谷工 砻 艺效果的好坏,不仅直接影响后继工序的工艺效果,而且与成品质量、出品率、产量和成本 都有密切关系, 要求砻谷时,应尽量保持米粒完整,减少米粒的破碎和爆腰,以利于提高出米率;应尽 量避免糙米的光滑表面遭到破坏, 以利于提高谷糙分离的效果; 应保持较高而稳定的脱壳率, 以利于提高砻谷机台时产量;同时必须节省动力和减少物料的消耗,以利于降低生产成本。

二、砻谷机理
砻谷是根据稻谷结构特点, 由砻谷机施加一定的机械力而实现的。 根据脱壳时的受力和 脱壳方式,稻谷脱壳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:是指谷粒两侧受两个不等速运动的工作面的挤压,搓撕而脱去颖壳 的方法。胶辊砻谷机就是应用此机理的典型的设备。 2.端压搓撕脱壳:是指谷粒长度方向的两端受两个不等速运动的工作面的挤压,搓撕 而脱去颖壳的方法,砂盘砻谷机是应用此机理的典型设备。 3.撞击脱壳:指高速运动的粮粒与固定工作面撞击而脱去颖壳的方法。离心砻谷机是 应用此机理的典型设备。

三、砻谷机
我国目前使用的砻谷机械,主要是橡胶辊筒砻谷机和少量的砂盘砻谷机。 1 橡胶辊筒砻谷机 橡胶辊筒砻谷机简称胶砻,它的主要工作构件是一对并列的,富有弹性的胶辊,两辊异

速相向旋转,稻谷进入两辊间,受到胶辊的挤压和磨擦所产生的搓撕作用,稻壳破裂,与糙 米分离。 2 砂盘砻谷机: 砂盘砻谷机的主要工作构体是上、下两个平卧的砂盘,上砂盘固定不动,下砂盘作平面 旋转运动,当稻谷由上砂盘中心进口落入转动的下砂盘时,在惯性离心力的作用下,便迅速 进入金刚砂盘工作区(轧距)内当谷粒在工作区内与盘作相对运动时,由于谷粒本身受惯性 力和下砂盘磨擦力所形成的力偶的作用, 有坚立起来的趋势, 但由于砂盘轧距小于谷粒长度, 大于谷粒厚度,谷粒竖起至倾斜位置时,其两顶端与上、下砂盘发生冲击、碰撞、挤压、撕 搓等作用,使稻壳破裂,达到脱壳目的。 砂盘砻谷机具有结构简单、取材方便。造价低廉等优点。由于它受气温影响较小,适用 于南方气温较高的地区。但由于砂盘砻谷机的作用力较强,对谷粒损伤较大,出碎米较多, 而且脱壳率较低,同时维修时劳动强度大,目前我国粮食加工厂很少使用。

四、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, 同样还应结合台时产 量,单位电耗、胶耗等进行综合评定。 1、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。 胶辊砻谷机的脱壳率:粳稻 80-90%籼稻 75-85%。 2、 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。 3、碎米率是指稻谷经砻谷机脱壳后,碎米粒占脱壳产品中整米和碎米总和的百分率。 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%。

五、谷壳分离
1.谷壳分离的目的 稻谷经砻谷后,砻下物为稻谷、糙米和稻壳的混合物。由于稻壳的容积大、比重小、散 落性差,若不把它分离开,则将影响以后工序的工艺效果。如在谷糙分离中,若混有大量的 稻壳,必然会影响谷糙混合物的流动性,使之不能很好地形成自动分级,将会降低其分离效 果;又如回砻谷中若混有较多的稻壳,将会使砻谷机产量降低,动力及胶耗增大,因此,砻 谷后必须及时将谷壳分离干净。 2.稻谷分离的质量标准 砻下物经谷壳分离后,每 100 公斤稻壳中含饱满粮粒不应超过 30 粒,谷糙混合物中含 稻壳不超过 1.0%,糙米含稻壳量不应超过 0.1%。 3.谷壳分离的基本原理 由于稻壳的悬浮速度为 2-2.5 米/秒, 而稻谷的悬浮速度为 8-10 米/秒左右, 糙米更大。 根据上述物理特性的不同,可利用风选法,从砻谷后的混合物中分离出稻壳。 4.稻壳的收集: ①离心沉降:是将带有稻壳的气流进入离心分离器内,利用离心力的作用,使稻壳 沉降。 ②重力沉降:是利用沉降室,稻壳在气流突然减速时依靠自身的重力而沉降。

六.谷糙分离
1 谷糙分离的目的要求 将未脱壳的稻谷与糙米分开的过程称为谷糙分离。 在谷糙分离中, 糙米的纯度和回砻谷 中糙米含量的多少对工艺都会产生一定的影响, 糙米中含稻谷粒越少, 碾米过程中精度的均 匀性越易掌握, 而且越能保证成品质量。 回砻谷中如含糙米多, 不仅降低砻谷机的台时产量,

增加胶耗和动力消耗,而且还会使糙米受到损伤,表面起毛,发黑、爆腰或折断,既降低出 米率,也影响谷糙分离本身的效率和产量。 要求是:糙米中含谷不超过 40 粒/千克;回砻谷中含糙米不超过 10%。 2 谷糙分离设备 谷糙分离设备大致可分为稻谷分离筛(选糙溜筛,59 型选糙溜筛,选糙平转筛,平筛) 及谷糙分离机(巴基机、袋孔式振动谷糙分离机)两大类。我国目前常用的有溜筛和平面回 转筛两种,溜筛用作谷糙分离结构简单,不耗用动力,分离效果好,但设备道数多,占地面 积大,且回流量大,不利于简化米厂工艺设备,近年来很少使用,选糙平转筛是我国目前定 型的谷糙分离设备。 3 谷糙分离筛的工作原理 由于稻谷与糙米在粒度,比重及表面组成等特性存在一定差异,当它们与筛面有相对运 动时会产生良好的自动分级现象。其结果是颗粒大而长,比重小,表面粗糙的稻谷上浮,糙 米沉于底层, 与筛接触,配备适当的筛孔,则粒度稍小, 比重大, 表面光滑的糙米穿孔而过, 成为筛下物,浮于上层的稻谷由于糙米层的阻挡,不易穿孔从筛面上层流过,成为筛上物。 这样就达到谷糙分离目的。 4 谷糙分离工艺效果的评定 净糙含谷量:部颁标准,一千克净糙的含谷量不应超过 40 粒。 回砻谷含糙:不超过 10%。 回流量:除了糙米和稻谷外,还有一部分返回设备本身的物料。即谷糙混合物,这 部分物料的多少称为回流量。 它是衡量设备利用率高低的一个指标, 回流量一般为 净糙产量的 40-50%。 净糙米质量标准:净糙米含杂总量不超过 0.5%。

第四节
一、碾米的目的要求

碾米及成品整理

运用物理机械的方法将糙米皮层去掉,使之成为符合食用要求的白米的过程称为碾米。 它是稻谷加工最主要的一道工序,是保证大米质量、提高出米率,降低电耗的重要环节。 糙米皮层内含有大量的粗纤维、脂肪以及维生素 B1-B2 等。粗纤维是人体不能吸收消化 的物质,而且还会影响成品大米的色泽和气味,因此必须通过碾米过程将皮层除去,除去的 皮层称为米糠。米糠具有较高的经济价值,从中可提取米糠油和谷维素、植酸钙等产品,也 可用作饲料。 碾米是稻谷加工的最后一道工序,而且是对米粒直接进行碾制,如操作不当,碾削过强 时,会产生大量碎米,影响出米率和产量;碾削不足时,又会造成糙白不均的现象,影响成 品质量,所以,碾米工序工艺效果的好坏,直接影响整个碾米厂的经济效益。 对碾米的要求是:在保证成品精度等级的前提下,提高产品纯度,减少碎米,提高出米 率,提高产品,降低成本和保证安全生产。

二、碾米的基本原理
机械碾米主要是依靠碾米机碾白室构件与米粒间产生的机械物理作用,将糙米碾白。 根据在碾去糙米皮层时的作用性质不同,一般可分为擦离碾白、碾削碾白和混合碾白三种。 1.擦离碾白:碾米时依靠米机棍筒对米的推进和翻动,造成米粒与米粒,米粒与碾白 室构件发生碰撞、挤压和磨擦,使糙米皮层与胚乳脱离而达到碾白的目的。 这种碾白方式由于米粒在碾白室内受到较大的压力, 碾米过程中容易产生碎米, 故不 宜用来碾制皮层干硬,籽粒极脆,强度较差的籼米。 这种碾白方式制成的成品表面光洁、色泽明亮,擦离碾白由于米机内部压力较大,也 称压力式碾白。 2.碾削碾白:碾米时,借助高速转动的金刚砂碾辊表面无数坚硬、微小、锋利的沙粒,

对米粒皮层进行不断碾削,使米粒皮层分割、剥落、将糙米碾白。 这种去皮方式称为碾削碾白。由于它去皮时所需压力较小,产生的碎米较少,适宜于 碾削皮层干硬、结构松弛,强度较差的粉质米粒。 但碾削碾白会使米粒表面留下砂粒去皮洼痕。 因此碾制的成品表面光洁度和色泽较差。 同时,这种碾白方式碾下的米糠往往含有细小的淀粉粒,如用于榨油,会降低出油率。 3.混合碾白,是一种以碾削去皮为主,擦离去皮为辅的混合碾白方法。它综合了以上 两种碾白方式的优点。我国目前普遍使用的碾米机大都属于这种碾白方式。 化学碾米是先用溶剂对皮层进行处理,然后对糙米进行轻碾,获得白米。其方法出米率 高,米质好,投资大,成本高,溶剂来源、损耗、残留等不易解决。

三、碾米机
(一)碾米机的主要工作构件:有进料机构、碾白室、出料机构、传动机构以及座机等 部分。组合碾米机还有擦米室,米糠分离机构等。喷风米机还有喷风机构。其中碾白室是碾 米机的心脏,是影响碾米工艺效果的关键因素。碾白室由螺旋输送器、碾辊和米筛组成。我 国碾米定型设备有 NS 型碾米机。 (二)碾米机的种类 碾米机按碾白方式可分为擦离式,碾削式和混合式三类 1.擦离式碾米机:采用擦离碾白,碾米机的碾辊为铁辊,碾米机的线速度一般在 5 米/ 秒左右。 碾制相同数量大米时, 其碾白室容积比其它类型的碾米机小, 常用于高精度米加工, 多采用多机组合,轻碾多道碾白,碾白压力大而常用于饲料碾轧,菜籽磨泥,小麦剥皮等。 2.碾削式碾米机:采用碾削碾白,碾辊为圆锥形或截圆锥形砂辊。碾辊线速度一般在 15 米/秒左右。机形较大,碾白压力较小。 3.混合式碾米机:采用混合碾白方式,碾辊为砂辊或砂铁辊结合,碾辊线速度一般在 10 米/秒左右。其碾白作用以碾削为主,擦离为辅。机型中等。工艺效果较好。 (三)碾米工艺效果的评定 1.精度:用感官鉴定法观察米粒的色泽、留皮、留胚、留角的情况是否符合标准。 2.碾减率:糙米在碾白过程中,因皮层及胚的脱落,其体积重量均有减少,而减少的 百分数称为碾减率,又称脱糠率。米粒精度越高,其碾减率越大。一般重量减少约 5-12% 3.糙出白率:是指出机的白米数量占进机糙米数量的百分率,精度越大,出米率越低。 因此在评定碾米机的出米率时,首先应要求精度评定一致,然后再评定出米率。 4.含碎米:指出机白米中,含碎米的百分数。 5.糙白不均:指碾制的白米精度不一致的程度。 6.完整率:指出机白米内完整籽粒所占的百分率。 7.含糠率:指白米或成品米试样中,糠粉占试样重量的百分数。 8.经济指标:米机的产量、电耗等。

四、成品整理
1.成品整理的目的要求:糙米碾白后要将白米的米糠等分开的过程称为成品整理和副 产品整理。刚碾压后的白米,其中混有米糠和碎米,米温也较高,既影响成品质量,也不利 于成品贮存,因此必须经过整理。要求将粘附在米粒上的糠粉去除干净,并设法降低米温使 适于贮藏,还须根据国家规定的成品含碎标准,进行分级。 2.成品整理包括擦米、凉米、成品分级三个基本工序。 1)擦米,擦除白米表面的糠粉以及米粒间混杂的糠块。大都采用轻微的磨擦作用将它 们除去使米粒光洁,提高成品质量,便于保管。擦米过程中,作用力不应强烈,以免产生碎 米。 擦米一般采用擦米机,常用的有两种。 铁辊筒碾米机,在加工高精度大米时,一般将铁辊筒碾米机安排在末道工序,使其

发挥碾,擦两种作用,目前使用的 305A 型米机,NS 型米机的铁辊筒部分主要起擦 米作用。 卧式胶带擦米机,其主要工作部件为一旋转的擦辊,上面装有螺旋橡皮条,牛皮条 或尼龙刷, 擦辊外围为圆筒形的冲孔筛板。 白米从进口进入工作区, 借擦辊的转动, 受橡胶及筛壁的磨擦,将米粒表面附着的糠层擦去,糠屑穿过筛孔排出,米粒在倾 斜胶带的推动下由末端排出。 其特点是: 米粒经过工作区的时间较长, 作用力较轻, 擦米效率高,产生碎米少。 2) .凉米:目的是降低米温,使大米便于贮藏。方法可采用自然冷却或通风冷却,一般 用通风冷却,常用设备有吸式风选器和溜筛晾米箱。 3) .成品分级,目的主要是根据成品质量要求分离出超过标准的碎米。成品分级一般采 用的设备有溜筛,平面转筛.对于分级要求较高的成品,常用平面回转筛. 我国大米质量国家标准中有关碎米的规定是: 留存在直径 2 毫米的圆孔筛上,不足正常整米的三分之二的米粒为大碎米 大碎米; 大碎米 通过直径 2 毫米圆孔筛,留存在直径 1 毫米圆孔筛上的碎粒为小碎米 小碎米. 小碎米 各种等级的早籼米,籼糯米含碎总量不超过 35%,其中小碎米为 2.5%;各种等级的晚籼 米、早粳米的含碎总量不超过 30%,其中小碎米 2.5%;各种等级的晚粳米,粳糯米的含碎总 量不能超过 15%,其中小碎米为 1.5%。 世界各国把大米含碎量作为区分大米等级的重要指标,美国一等米含碎率为 4%,而六 等米含碎米为 50%;日本成品大米的含碎为分 5%、10%、15%三个等级。 3.副产品整理 主要是分离米糠中的碎米、米糠及漏入米糠中少量整米,分门别类整理出米,将各种副 产品合理利用。 米糠整理一般采用风选和筛选,常用的筛选设备有振动筛、圆筛、平面回转筛等。风选 设备有木风车,吸式风选器,糠粞分离器等。

思考题
1.稻谷品种与大米品质的关系。 2.描述稻谷的物理性质有哪些指标? 3.稻谷的结构力学性质如何影响大米的加工强度? 4.稻谷加工的工艺有哪些组成部分? 5.稻谷加工时为什么要进行清理? 6.稻谷清理的方法有哪些?各种方法采用什么原理? 7.为什么要砻谷?不经砻谷而直接碾米行否?为什么? 8.砻谷时稻谷的受力方式有哪些?能否用铁辊砻谷机?为什么? 9.砻下物有哪些?为什么要进行分离? 10.糙米的营养价值优于精白米,为什么还要碾米? 11.碾米机的工作原理是什么? 12.稻壳有哪些用途? 13.米糠有哪些用途?试写出由米糠为原料加工的主要产品的工艺。 参考文献 1 吴加根主编.谷物与大豆制品工艺学.北京:中国轻工业出版社,1995 2 姚惠源主编.谷物加工工艺学.北京:中国财政经济出版社,1999 3 顾尧臣.粮食加工设备:工作原理、设计和应用.武汉:湖北科学技术出版社,1998 4 EC比格尔著.稻壳变能源.北京:中国对外翻译出版公司,1984


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