大学粮油加工学讲义

设备：沙盘砻谷机。
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3.撞击脱壳
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。
设备：离心砻谷机
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二、谷壳分离
1.概念：谷壳分离是指从砻下物中将稻壳分离出来的过程。
2.原理：谷壳分离主要利用稻壳与谷糙在物理性质上的差异使之相互分离。
稻壳与谷糙在悬浮速度上存在较大的差异，风选法是谷壳分离的首选方法。
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一、稻谷的分类、子粒结构和化学组成
1.稻谷的分类
按稻谷的生长方式分为水稻和旱稻；
按生长的季节和生长期长短不同分早稻（90-120 d)、中稻（120-150d)、晚稻（150一170 d)；
按粒形粒质分有粳稻、籼稻、糯稻。
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籼稻：子粒细长，呈长椭圆形或细长形，米饭胀性较大、黏性较小。早籼稻腹白较大，硬质较少；晚籼稻腹白较小，硬质较多。
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第五章稻谷制米
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第一节稻谷的工艺品质
稻谷的加工受很多因素影响，稻谷本身所具有的影响加工工艺效果的特性称为工艺性质，这些性质直接影响到成品的质量和出米率。
稻谷的工艺品质主要是指稻谷子粒的形态结构、化学成分、物理性质等。
不同品种、等级的稻谷具有不同的工艺性质，不同的加工方法和加工精度对稻谷的工艺性质亦有不同的要求。
稻谷的化学成分主要有水分、蛋白质、脂肪、淀粉、粗纤维、矿物质和维生素等。各种成分的含量，因稻谷的品种及生长条件的不同而异。
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水分：稻谷含水量的高低对稻谷加工影响很大。
水分过高，则籽粒的流动性差，造成筛理困难，影响清理效果。
高水分的稻谷，强度低，碾米时碎米增多，出米率降低。
稻谷水分过低会使籽粒发脆，也容易产生碎米，降低出米率。
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胚乳的细胞壁薄，分布在基质蛋白质网络中的淀粉具有较大程度的结晶结构，有较大的刚性，胚乳的结构力学性质对碾米工艺的影响占主导地位。
胚有着很薄的细胞壁，内容物原生质具有胶体性质，细胞的韧性较强，能被压扁而不破裂。
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影响稻谷和糙米结构力学性质的因素：
稻谷的类型、子粒的水分含量、胚乳的组成以及温度。
磁筒
永磁滚筒
典型磁选设备
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（五）精选法
根据谷粒与杂质长度的不同，利用具有一定形状和大小的袋孔的工作面进行分离的方法。
滚筒式，碟片式
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分离原理
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（六）光电分离法
光电分选法是利用谷物和杂质对光的吸收或反射、介电常数的不同进行分离的方法，这种方法是近几年开发的，其中工业上已经使用的有色选法。
密度分选法有干法、湿法之分。
干法密度去石机是典型设备之一有吸式和吹式两种类型。
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吸式比重去石机
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循环风比重分级去石机
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SQSX双层去石机
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（四）磁选法
根据磁性的不同利用磁力分离混入谷物中的磁性金属杂质的方法.
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粳稻：子粒短，呈椭圆形或卵圆形，米饭胀性较小、黏性较大。早粳稻腹白较大，硬质较少；晚梗稻腹白较小，硬质较多。
糯稻按其粒形、粒质分为籼糯稻和粳糯稻。籼糯稻子粒一般呈长椭圆形或细长形。长粒呈乳白色，不透明，也有呈半透明状，黏性大。粳糯稻子粒一般呈椭圆形。米粒呈现白色、不透明，也有呈半透明状，黏性大。
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粗纤维：稻谷中粗纤维的含量大约为10％，主要分布在稻壳中，其次是皮层，胚乳中仅含0.34％。
不能被人体所消化，稻谷加工的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。
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二、稻谷子粒的物理性质及结构力学性质
1.稻谷子粒的物理性质
稻谷子粒的物理性质包括千粒重、密度、容重、谷壳率、爆腰率、出糙率、散落性和自动分级等性质。
按气流运动方式不同又分为吸式风选法、吹式风选法及循环式风选法等。
物料在受到垂直上升的气流作用时，其运动状态由本身大小、比重和空气速度决定。
物料在水平或倾斜气流（通常方向侧向上方）中，受到重力、空气作用力和浮力的联合作用，其运动轨迹呈抛物线状，物料大小、比重和空气速度也决定其水平方向的运动距离。
向上的倾斜气流比水平气流对分离更加有效。
（2）胚：约占稻谷重量的2%－3.5%，碾米时常被碾去，与皮层合称为米糠。
（3）胚乳：胚乳约占颖果重量的70%左右。米粒中心不透明部分称为心白，而腹部不透明部分称腹白。心白及腹白的大小称为心白度及腹白度。腹白度及心白度大的稻谷其胚乳结构疏松，耐压性差，加工中易成碎米，出米率低。
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3.化学组成
16、内稃
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稻谷籽粒
稻壳20%
糙米（果实，颖果）
胚பைடு நூலகம்
颖果皮
胚乳
珠心层
种皮
果皮
内胚乳（88%-93%）
糊粉层
盾片
胚轴
胚芽
胚根
米糠层（7%-8%）
稻谷籽粒的结构
去壳的稻谷称为颖果，俗称糙米。颖果由皮层、胚、胚乳３部分组成。
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（1）皮层：又称糠层。约占稻谷重量的5.2%~7.5%，其厚薄因品种不同而异。在加工同一精度大米时，皮层薄时去皮较易，出米率高，反之则出米率低，去皮较难。目前，我国对大米精度的等级鉴别，是以米粒背沟和粒面留有多少皮层来决定的。
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谷壳率：是指稻壳占净稻质量的百分率。一般粳稻壳率小于籼稻，同类型稻中则是早稻的谷壳率小于晚稻。
爆腰：米粒上的横向裂纹。爆腰率是指爆腰米粒占试样的百分率。
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出糙率：指一定数量稻谷全部脱壳后获得全部糙米质量（其中不完善粒折半计算）占稻谷质量的百分率。出糙率是评价商品稻谷质量等级的重要指标。
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砻谷工艺流程
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1.挤压搓撕脱壳
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。
设备：胶辊砻谷机
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2.端压搓撕脱壳
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。
2.子粒结构
2.子粒结构
稻谷子粒由颖（外壳）和颖果（糙米）两部分组成，制米加工中稻壳经砻谷机脱去而成为颖果，工艺上称为糙米。
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稻谷颖果的
纵剖面示意图
1、糊粉层
2、胚乳
3、种皮
4、珠心层
5、果皮
6、盾片
7、胚根
8、外胚叶
9、胚芽
10、胚根鞘
11、中胚轴
12、腹鳞
13、侧鳞
14、胚芽鞘
15、外稃
一般砻谷机的下部均带有谷壳分离装置，即砻下物流经分级板产生自动分级，稻壳浮于砻下物上层由气流穿过砻下物时带起，从而使稻壳从砻下物中分离出来。
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（二）筛选法
筛选法是根据杂质与谷粒在粒度大小、形状等方面存在的差异，选择合适筛孔尺寸的筛面组合，使杂质和谷粒的混合物通过筛面时，分别成为筛上物和筛下物，从而达到稻谷和杂质分离的目的。
筛选法必须具有3个基本条件：①过筛物必须与筛面接触。②选择合适的筛孔形状及大小。③筛选物料与筛面应有相对运动。
籼稻谷和糯稻谷的米粒强度小，耐压性能差，加工时易产生碎米，出米率低。粳稻谷米粒强度大，耐压性能好，加工时不易产生碎米，出米率高。
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胚乳的角质粒的强度最大，粉质粒的强度最小，心白粒的强度较腹白粒的强度小。
在一定的范围内，水分增加会糙米的机械强度减弱，为了保证稻米的安全储藏和加工的机械强度，水分应控制在15％以下。
大米蛋白质以米谷蛋白为主，约占总蛋白的80%。其他3种为清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白。。
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脂肪：稻谷中一般含脂肪2％左右，大部分集中在胚和皮层中。
糙米碾白时，胚和皮层大部分被碾去，故白米中基本不含脂肪。
米糠中含脂肪较多，一般含油量在18％-20％，因此米糠可用于榨油。
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2.稻谷子粒的结构力学性质
颖的主要成分是粗纤维和二氧化硅，具有较硬的质地，有较强的机械力承受能力，保护米粒不受破坏。
皮层主要由细胞壁物质纤维素、半纤维素和木质素构成，其中还结合了较多的矿物质，胞壁较厚，而内容物较少。由于皮层处于种子的外层，其韧脆性受水分的影响较大，加工时为了提高皮层的完整性可以在表面着水，使其软化。
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第二节稻谷的清理
一、清理的目的与要求
稻谷中的杂质分为大杂、中杂和小杂质。大杂：>5.0mm；中杂：>5.0mm但<2.0mm；小杂：<2.0mm。按化学性质分为有机杂质（杂草籽、虫卵等）、无机杂质（砂石、金属）。
稻谷中的杂质，不仅影响稻谷的安全储藏，更重要的是给稻谷加工带来很大的危害。
稻谷的水分为13％一14％，其中谷壳的水分含量为10％，这对稻谷脱壳是很有利的。
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蛋白质：稻谷的蛋白质含量并不多，糙米的蛋白质含量为8％左右，白米含7％左右，主要分布在胚及糊粉层中，胚乳中含量较少。
稻谷籽粒的蛋白质含量越高，籽粒的强度越大，耐压性能强，加工时产生的碎米少。
是谷物蛋白质中生理价值最高的一种，其氨基酸组成比较平衡，赖氨酸含量约占总蛋白的3.5%。
谷壳率高的稻谷一般加工脱壳困难，出糙率低；谷壳率低的稻谷加工脱壳容易，出糙率高。
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散落性：是指谷物颗粒具有类似于流体且有很大局限性的流动性能。
自动分级：固体颗粒群体在流动或受到振动时，由于颗粒之间在形状、大小、表面状态、密度和绝对质量等方面存在差异，性质相同的颗粒向某一特定区域集聚，造成颗粒群体的重新分布即自然分层，这一现象称之为自动分级。
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清理要求：
稻谷清理要力求做到净谷上砻。进入砻谷工段的净谷含杂总量不应超过0. 6 %，其中，含沙石不应超过1粒/kg；含稗不应超过30粒/kg。
稗bài:一年生草本植物，长在稻田里或低湿的地方，形状像稻，是稻田的害草。果实可酿酒、做饲料。
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二、稻谷清理方法及机理
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三、常规稻谷加工清理流程
清理效果评价：
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第三节砻谷及砻下物分离
稻谷加工中脱去稻壳的工艺过程称为砻谷。
稻谷砻谷后的混合物称为砻下物，主要有糙米、未脱壳的稻谷、稻壳及毛糠、碎糙米和未成熟粒等。
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一、砻谷
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。根据脱壳的受力和脱壳方式，分为挤压搓撕脱壳、端压搓撕脱壳和撞击脱壳。
淀粉：稻谷中淀粉含量最多，一般为70％左右，大部分存在于胚乳中。加工时应尽量完整地保留，以提高大米产率。
糯米淀粉几乎都是由支链淀粉组成，不含直链淀粉；粳米中直链淀粉要多一些（约占淀粉总量的20％)，而籼米胚乳中的直链淀粉则更多。
含直链淀粉多，则米质松散，食用品质低，但它特别适合用来加工米粉。
糯米所含的直链淀粉少或没有，米质较黏稠，食用品质好，除供直接食用外，还可用来加工年糕。
清理杂质的方法很多，主要是借助杂质与谷粒物理性质的不同进行分选。
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（一）风选法
原理：风选是根据谷粒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的方法。
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按气流的运动方向不同，有垂直气流风选法、倾斜气流风选法和水平气流风选法等
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千粒重：是指1000粒稻谷的质量，以g为单位，一般都以风干状态稻谷子粒进行计量。
密度：是指稻谷子粒单位体积的质量，以g/cm3或g/L为单位表示。我国稻谷的密度为1.17-1.22g/cm3。
容重：是指单位容积内稻谷的质量，用g/L或kg/m3表示。稻谷的容重一般为450-600 g/L。
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编织筛筛面示意
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筛面层数少时使用冲孔筛，筛面层数多时使用编织筛。筛孔一般有长形和短形。
短形筛孔筛采用竖立方式过筛；长形筛孔筛采用侧转方式过筛。
常见筛选设备有溜筛、圆筛、振动筛、平面回转筛等。
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（三）密度分选法
借助谷粒与杂质密度的不同，利用运动过程中产生自动分级的原理，采用适当的分级面使之分离。
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矿物质：稻谷中矿物质的含量大多在颖、皮层和胚中，胚乳中含量很少。大米的精度越高，矿物质含量越少，有的甚至全部损失。
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维生素：稻谷籽粒中含有人体不可缺乏的B族维生素，它主要集中于胚和大米皮层中，其中以维生素B1(硫胺素)、维生素B2 (核黄素)等B族维生素最多。因此为了尽量保留这些维生素，大米加工精度不宜过高。