碾米工艺与设备

（五）爆腰率 稻谷受剧烈撞击和经日光曝晒或高温快速干 燥后，常在糙米籽粒的内部产生裂纹，这种现象 称为爆腰。爆腰米粒占试样米粒的百分数称为爆 腰率。稻谷的爆腰率越大，加工时产生的碎米就 越大，出米率就越低。
三 稻谷的化学成分
稻谷的化学成份主要有： 水分、蛋白质、脂肪、淀粉、粗纤维和 矿物质、微量元素等。
（二）稻谷的形状与大小 稻谷籽粒的大小，是指稻谷的长、宽度和厚 度，一般称为粒度。 稻谷的粒形可根据稻谷长宽比例的不同分成 三类：长宽比大于3的为细长粒形；小于3大于2 的为长粒形；小于2的为短粒形。
（三）容重和千粒重 1 容重：单位容积内稻谷的重量，以克/升或千克/立 方米表示。 容重在一定程度上反映籽粒的大小和饱满程 度。凡是粒大、饱满坚实的籽粒，其容重大，出 糙率也高。
1 振动筛 （1）工作原理 振动筛工作时筛面作往复运动，在进口和出 口均有吸风装置，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、中小杂质和轻杂质。
（2）总体结构 进料机构、筛体、吸风除尘机构、筛面清理 机构、传动机构等。
（3）振动筛的工作过程 稻谷进入进料斗后，借压力活门的作用，沿 筛面宽度均匀地流入前吸风道，经吸风除去部分 轻杂质和灰尘后，落到第一层筛面上进行筛理。 筛上物为麦秆、草屑、泥块等大型杂质，由出口 排出；筛下物沿斜板流到第二层筛面上继续筛理。 第二层筛面的筛上物为被分离出的中型杂质，由 出口排出；筛下物继续流到第三层筛面上筛理。 第三层筛面的筛上物经后吸风道再次吸出轻杂质 和灰尘，即为净谷；筛下物为泥沙及杂草种子等 细小杂质，从底板出口排出。空气由吸风口吸出 后排出机外。
二 砻谷及其产品分级
稻谷加工中，剥除稻壳的过程称为砻谷 或脱壳。使稻谷脱壳的机械称砻谷机。现 有的各种砻谷机，由于受机械和工艺性能 的限制，不可能使稻谷一次全部脱壳，因 此，砻谷后的产品不全部是纯糙米，而是 包括一部分尚未脱壳的稻谷和已脱壳的糙 米以及稻壳等混合物，所以在进入碾米工 序之前，必须对它们进行分级。分离稻壳 的过程称为谷壳分离；分离稻谷和糙米的 过程称为谷糙分离。
四 大米的质量标准
根据国家标准规定，各类大米按加工精度可 分为特等、标准一等、标准二等和标准三等。
第二节 稻谷加工的主要过程
一 清理 二 砻谷及其产品分级 三 碾米及成品、副产品整理
一 稻谷清理
（一）清理目的 稻谷在生长、收割、储藏和运输的过 程中，都可能混入一定数量的杂质，加工 时应首先将它们清除。否则，不但会降低 成品质量，危害人体健康，而且会影响加 工效率，损坏机器，甚至造成事故。
第三节 碾米及成品、副产品整理
一 碾米的目的 砻谷后得到的糙米表面附有皮层，这种 皮层易吸收水份,蒸饭时间长，出饭率低， 且皮层中含粗纤维，不利人体消化，所以 还要把糙米碾成白米，除去皮层。但皮层 中也含有大量的维生素和脂肪，如皮层除 去越多，养分损失越大，因此碾米的次数 应尽量减少，以保持大米的养分。
1.2 稻谷籽粒的结构
颖（稻壳） 20％ 稻谷籽粒 皮层 6％
颖果（糙米）
胚乳 72％
胚
2％
二 稻谷的工艺品质
稻谷的工艺品质是指稻谷与加工工艺、 设备、操作等有密切关系的理化特性、生 化特性和结构力学特性，其中包括颜色与 气味、形状与大小、容重与千粒重、强度、 爆腰率等。
（一）稻谷的颜色与气味 正常的稻谷应是鲜黄色，表面富有光泽，无 不良气味。未成熟的稻谷，籽粒一般呈淡绿色。 发热发霉的稻谷，不但颜色变黄，失去正常的光 泽，而且还具有霉味甚至苦味。一般情况下，陈 稻谷的色泽和气味均比新稻谷差。凡是颜色、气 味不正常的稻谷，不但加工的成品质量不高，而 且加工中易产生碎米，出米率低。
4 磁选设备 （1）原理 根据物料磁性不同分离出铁钉、铁片、铁屑 等磁性杂质。
（2）永磁滚筒磁选机的结构组成 进料机构、永磁滚筒、传动机构、机壳等。
（3）工作过程 工作时，稻谷经压力门均匀流入机内，其中 的磁性杂质被吸附在外筒表面，并随外筒转至磁 场作用区外自动落入小盒内，稻谷则从出料口流 出。
（一）胶辊砻谷机 胶辊砻谷机简称胶砻，具有结构紧凑、操作 方便、脱壳率较高、产生碎米较少等优点，是目 前使用较为广泛的一种砻谷设备。
（2）胶辊式砻谷机的脱壳原理 胶辊砻谷机的主要工作部件是一对并列的橡 胶辊筒。当谷粒单层而无重叠地进入两胶辊时， 由于两胶辊间的距离（称为轧距）小于谷粒的厚 度，谷粒两侧便嵌入胶层，同时受到挤压的作用。 此外，由于两只胶辊转速不同，转向相反，从而 使谷粒两侧受到方向相反的摩擦力作用。这样， 稻壳就在挤压力和方向相反的摩擦力所形成的搓 撕作用下被撕裂、剥开。
（七）维生素 维生素主要存在于稻谷的胚和皮层里，其中 以维生素B1、维生素B2等B族维生素为最多。维 生素B1具有预防和治疗脚气病、促进发育等功能， 是人体所必需的营养物质。维生素B2能增进人体 健康，可避免口角炎、皮肤炎、眼角炎等疾病。 为了尽量保留上述维生素，大米加工精度不宜过 高。同时，在加工工艺中要加强稻谷的清理，提 高大米纯度，以便食用时尽量减少米粒的淘洗， 避免维生素溶于水中而流失。
（一）水分 稻谷的水分的高低对加工的影响很大。水分 过高，会造成筛理困难，影响清理效果；会使籽 粒强度降低，因而碎米增多，出米率降低；还会 增加碾米时的动力消耗。水分过低，会使籽粒发 脆，也容易产生碎米，降低出米率。根据实践经 验，加工时稻谷水分一般以13～15％最为适宜。
（二）蛋白质 蛋白质是一切生物生命活动所必需的物质基 础。蛋白质构成人体组织、调节生理机能，也能 供给热能。稻谷中的蛋白质主要分布在胚及皮层 中，胚乳中含量较少。稻谷籽粒强度与蛋白质的 含量有关，蛋白质含量越高，则籽粒的强度越大， 耐压性越强，加工时产生的碎米也少。
（三）脂肪 脂肪的主要功能是提供热能和 构成人体的脂 肪组织。稻谷中脂肪含量一般在2％左右，大部分 集中在胚和皮层中。经碾制后的白米，由于胚和 皮层大部分被碾去，因而脂肪的含量很低。但是， 米糠中脂肪的含量则很多，所以米糠可用于制油。
（四）淀粉 淀粉是人体所需热能的主要来源，它能促进 人体的发育。稻谷中淀粉含量最多，一般在70％ 左右，大部分存在于胚乳中。
3 比重去石机 （1）原理 稻谷与并肩石（粒度和稻谷基本相仿的石子、 泥块）在比重、表面状态等物理特性上的差异比 较显著，比重去石机就是利用这些差异，将并肩 石去除的设备。
（2）吹式比重去石机的结构组成 去石工作面，通风机，偏心传动机构及清选室等
（3）比重去石机的工作过程 当物料（含有并肩石的稻谷）由进料斗落至 工作面中部时，由于机体作往复运动而产生自动 分级，使比重大的，表面光滑的石子沉到料层下 面，比重小的、表面粗糙的稻谷浮至上面，形成 物料的初步分层。同时，由于稻谷和石子的悬浮 速度存在一定的差别，因此，在自下而上的气流 作用下，这种自动分级更加明显，以致使石子沉 到最下层，完全落到工作面上，稻谷则进一步上 浮并呈半漂浮状态。随着物料不断进入工作面， 处在上层的稻谷受进口物料的推动以及本身的重 力作用，沿倾斜工作面向下运动，直至出料口排 出机外。
Ⅱ 按糯性分：糯性、非糯性 籼稻与粳稻均有糯性与非糯性。 糯性粳稻：形状呈椭圆形，较硬、易加工； 糯性籼稻：形状呈长椭圆形，易碎，不易加工。
Ⅲ 按生长期不同：早稻、中稻、晚稻 早稻：生长期为90～120天； 中稻：生长期为120～150天； 晚稻：生长期为150～170天。 同一稻形，一般都是早稻的品质比晚稻差。 早稻米质松散，加工时易产生碎米；晚稻米质坚 硬，加工时产生碎米较少，出米率较高。
2 构造 进料、砻谷、调节机构、传动机构等
3 工作过程
（三）谷糙分离平面回转筛 1 原理 利用筛体的平面回转运动，物料由于粒度、 比重不同，在筛面上自动分级，从而达到谷糙分 离的目的。
2 构造 进料斗、筛体、筛面倾角调节机构、出料斗、 偏心回转机构和调速机构等。
3 工作过程 当谷糙混合物由进料斗落至筛体内筛面上时， 在摩擦力、筛面惯性力及进口物料的拥挤作用下， 呈螺旋线状地朝出口端前进。由于稻谷和糙米在 粒度、比重、表面状况等方面的差异，谷糙混合 物在运动中产生自动分级，“下沉”的糙米穿过 适当的筛孔，使稻谷和糙米得到分离。
与工作面直接接触的石子，当机体作正向加速运 转时，由于受鱼鳞口凸出边缘的阻挡，不能下滑； 而当机体作反向加速运动时，石子在惯性力作用 下以及气流的吹动下，通过鱼鳞孔背面向上滑动， 进入精选室。在精选室内反向气流的作用下，把 混在石子中的稻谷吹回去石工作面，石子则得到 净化，并在惯性力的作用下克服反向气流的阻力， 连续不断地从出石口排出，从而达到谷石分离的 目的。
2 千粒重：稻谷的千粒重是指1000粒稻谷的重量， 以克为单位。 千粒重大的稻谷，其籽粒饱满坚实，颗粒大， 质量好，胚乳占籽粒的比例高，所以出米率比千 粒重小的稻谷高，反之则差。
（四）强度 物体抵抗外力破坏作用的最大能力称之为强 度。米粒的强度可用每粒米所能承受的外力大小 表示。 米粒的强度，因籽粒的饱满程度与结构力学 特性、水分和温度等因素的不同而异。通常蛋白 质含量高、透明度大的籽粒（玻璃质粒），其强 度要比蛋白质含量低、胚乳组织松散、不透明的 籽粒（称粉质粒）大，粳稻比籼稻大，晚稻比早 稻大，水分低的比水分高的大。据测定，米粒在5 度时，强度最大，随着温度的上升，其强度逐渐 降低。
2 高速筛 高速筛是筛体振动频率比振动筛高得多的筛 选设备，一般在1500次/分左右。它结构紧凑、流 程简短、筛孔不易堵塞等特点，是当前较好的除 稗设备。
（1）结构组成 筛体、振动传动机构、进料和吸风装置、分 料机构、小筛（副筛）分料机构、机架等。
（2）除稗工作过程 含稗稻谷经过主筛上半部分和下半部分共四 张筛面的一次筛理，筛上物合并为净谷，二、四 层筛下物集中进入副筛，连续经两道副筛筛理后， 其筛上物即为净谷，并与主筛净谷合并；第一道 副筛筛下物为净稗，第二道副筛筛下物则为谷稗 混合物，回主筛处理。
（五）矿物质 矿物质是构成人体某些组织系统（骨、齿、 血和肌肉等）所不可缺少的成分，并能调节生理 机能。稻谷中所含矿物质大都在颖、皮层及胚中， 胚乳中含量很少。大米的精度越高，矿物质的含 量就越少，有的甚至大约为10％，主要分布 在稻壳中，其次是皮层，胚乳中仅含0.34%。粗 纤维对人体无营养价值，不能被人体消化，食用 过多会影响人体健康。稻谷加工的目的也就在于 去除含粗纤维较多的皮层，提高米粒的食用价值。