试验用砻谷机的性能与使用方法的研究

毕业论文题目:试验用砻谷机的性能与使用方法的研究学院(直属系):生物工程学院年级、专业: 2010 级食品质量与安全学生姓名:何泽林学号: 312010081407223指导教师:刘建伟完成时间:2014年5月25日目录摘要本试验使用试验用砻谷机，对其工作原理和影响工作性能的因素进行研究，找出最佳的使用方法。

以四川产冈优83、川优6203、桂朝2号和东北产通丰13四种稻谷为试验原料，测量其平均长宽厚之后，通过试验用砻谷机进行脱壳，调整砻谷机胶辊间隙，使其一次脱壳率达到最佳要求，同时破碎率小于等于爆腰率。

稻谷加工工艺过程可以分为清理、砻谷、碾米三个工序，其中砻谷是非常重要的一个环节，砻谷工艺效果的好坏，对成品的质量、产量出米率及电耗都有着十分密切的关系。

试验采用胶辊砻谷机。

【关键词】：试验用砻谷机、脱壳率、稻谷、爆腰率AbstractOpeKeywords:paddy; hulling rate; crack rate;rice huller1 前言1.1 稻谷的概述稻谷，是指没有去掉稻壳的子实。

人类总共确认出二十二类稻谷，但是唯一用于大宗贸易的是Olyza Sativa L.类稻谷，即普通类稻谷，是一种50-130cm高的年生性植物，主茎在底部分叉成数个分蘖，分蘖的末端可以长出圆锥状花簇，每个花簇能够生长出五十到五百个穗状花序，每个穗状花序能够结一个核质仁，即果实；果实收获以后不会和花簇植物结构完全分离。

水稻作为我国最主要的粮食作物之一，播种面积大约占所有粮食作物总面积的25%，产量约占全国粮食总产量的50%，在商品粮中占一半以上，产区遍布各地。

我国是稻作历史最久远、水稻遗传资源最丰富的国家之一，稻作栽培至少已经有七千年以上的历史，是世界栽培稻起源地中的一个。

同时稻谷作为中国第一大粮食作物，其种植面积、单产和总产均占据粮食作物首位，年产量常年保持在1.8～2亿吨。

中国又是世界最大的稻谷消费国和生产国，产量和消费量约占世界稻谷消费量和产量42%和30%。

稻谷的加工作为农产品面向市场的主要后续加工产业，在国民经济中有着十分重要的地位，对推动农业产业化具有重要作用。

[9]1.1.1 稻谷的外形结构及其特点稻谷籽粒的外形结构主要由稻壳（颖）和糙米（颖果）两个部分组成。

稻壳由外颖、内颖、颖尖和护颖四个部分组成。

内颖比外颖略小而短；内外颖沿边沿卷起成钩状，相互钩合包住颖果，起到保护的作用。

颖的表面生有钩状或针状的茸毛，茸毛的长短和疏密因品种而异，有的品种颖面光滑无毛。

一般籼稻的茸毛稀而短，散布生长在颖面上。

粳稻的茸毛多，密集生长于棱上，并且从基部到顶部渐渐增多，基部的茸毛也比顶部的长，因此粳稻的表面一般比籼稻更粗糙。

颖的厚度约为25-30微米，粳稻颖的质量占谷粒质量的18%左右。

籼稻颖的质量占谷粒质量的20%左右。

颖的质量和厚薄与稻谷的品种、类型、生长条件、栽培方法、成熟和饱满度等因素有关。

一般饱满、成熟的谷粒，颖轻而薄。

粳稻的颖比籼稻的薄，并且结构更疏松，容易脱除。

早稻的颖比晚稻的颖更轻更薄。

未成熟的谷粒，其颖富有韧性和弹性，不易脱除。

[1]稻谷经过砻谷机脱去谷壳后即可得到糙米。

糙米属于颖果，它的表面平滑并且有光泽。

在糙米米粒中，有胚的一面称为腹白，无胚的一面称为背面。

糙米米粒的表面一共有五条纵向沟纹，背面的一条称为背沟，两侧各有两条称为米沟。

糙米沟纹处的皮层在碾米时很难全部去除，对于同一品种的稻谷，沟纹处留的皮越多，可认为加工精度越低，所以大米加工精度常常以背沟和粒面的留皮程度来表示。

有的糙米在米粒中心部位或腹部表现出不透明的白斑，这就是心白或腹白。

心白和腹白是稻谷生长过程中因肥料、雨量、气候等不适宜而造成的。

糙米的结构：糙米由种皮、果皮、胚乳、外胚乳及胚五个部分所组成。

果皮包括中果皮、外果皮、管状细胞和横列细胞，总厚度大约10微米。

种皮非常薄，厚度大约为2微米，结构不明显，有的糙米种皮因内含有色素而呈现颜色。

胚乳是米粒中最大的部分，包括淀粉细胞和糊粉层。

糊粉层细胞中充满了微小的糊粉粒，含有维生素、脂肪、蛋白质等，不含淀粉。

淀粉细胞中充满了淀粉粒。

外胚乳是粘连在种皮下的簿膜状组织，厚度l-2微米，与种皮很难区分开来。

胚位于米粒腹面的基部，呈椭圆形，由胚根、胚茎、胚芽和盾片组成，盾片与胚乳相连，种子发芽时分泌的酶分解胚乳中的物质用以供给胚养分。

糙米再经过加工碾去胚和皮层，留下的胚乳，即为食用的大米。

碾米过程中脱落的糙米外表部分为米糠，包括种皮、果皮、胚芽、糊粉层及少部分的胚乳等。

1.1.2 稻谷的营养价值谷类蛋白质含量在8-12%之间，由于谷粒外层蛋白质较里层含量高，因此精制的大米和面粉因过多的去除外皮，使蛋白质含量较粗制的米和面更低。

谷类蛋白质中赖氨酸、苯丙氨酸和蛋氮酸含量较低，尤其是小米和面粉中赖氨酸最少。

玉米中既缺乏赖氨酸又缺乏色氨酸。

因此，应将多种粮食混合食用或将谷类与动物性食物混合食用，以提高谷类蛋白质的生理价值。

[2]谷类脂肪含量较少，大约为2%，但玉米和小米可达到4%，主要存在于糊粉层及谷胚中。

大部分为不饱和脂肪酸，还有少量磷脂。

胚芽油中含有较多的维生素E，具有抗氧化的作用。

谷类中含碳水化物含量多(大约70-80%)，且大部分为淀粉。

谷类的淀粉按其分子结构分为直链淀粉和支链淀粉两种，由于二者的溶解度、粘度、易消化程度的差别，以及在不同谷类中所占的不同比例，直接影响它们的加工特点与食用风味。

谷类碳水化物的利用率较高，在90%以上，是人体热能堆经济的来源。

谷类是B族维生素的重要来源，其中维生素B1、B2和尼克酸较多。

小米、玉米中含有胡萝卜素。

谷类胚芽中含有较多量的维生素E，这些维生素大部分集中在胚芽、糊粉层和谷皮里。

因此，精白米、面中维生素含量很少。

谷类的无机盐的含量为1.5%左右，其中主要是磷和钙。

此外，还含有较多的镁。

谷类的无机盐也大都集中在谷皮和糊粉层，粗制的米和面由于保留了部分轶皮，无机盐的含量较精制的高。

谷类所含的钙和磷，绝大部分以植酸盐形式存在，植酸盐不易为机体吸收利用。

据一国外学者研究，谷类中含有植酸酶，可分解植酸盐释放出游离的钙和礴，增加钙、确的利用率。

这种植酸酶在55℃的环境中活性最强，谷类制品经过烹饪之后，超过一半的植酸盐能够水解从而被人体吸收利用。

[2]1.1.3 稻谷的加工工艺脱去稻谷谷壳（颖壳）和皮层（糠层）的过程。

稻谷子粒由谷壳、皮层、胚和胚乳组成。

稻谷加工的目的是以最小的破碎程度将胚乳与其他部分分离，制成有较好食用品质的大米。

稻谷加工分为清理、砻谷和碾米三个主要工序。

[10]清理：稻谷中混有砂石、泥土、煤屑、稻秆和杂草种子等各种杂质。

加工的过程中如果不清除干净，不仅影响安全生产,降低稻米质量,还对人体的健康有潜在危害。

可以通过筛选、精选、风选、磁选等方法清除，这个过程称为清理，是稻谷加工的第一道工序。

砻谷：剥除稻谷的外壳使之成为糙米的过程。

砻谷用的机械称砻谷机，常用的有胶辊砻谷机和砂盘砻谷机两种。

胶辊砻谷机的主要构件为1对并列的橡胶辊筒,两辊相向转动而圆周速度不同，谷粒通过二者之间的轧距时，因受撕搓作用而脱壳。

砂盘砻谷机具有上下两片圆形金刚砂盘，上砂盘固定，下砂盘转动，谷粒在两个砂盘间隙中受作用力而脱壳。

调节砻谷机两胶辊或砂盘间的轧距，可获得合宜的脱壳效率，减少米粒损伤。

稻谷经砻谷后仍有约20％的未脱壳，因此需将砻谷后的物料(糙米、稻谷与谷壳的混合物)先经风选将谷壳分离，再用谷糙分离设备将稻谷与糙米分开。

并将未脱壳的稻谷重新回入砻谷机加工。

常用的谷糙分离设备有选糙溜筛和选糙平转筛等。

碾米：稻谷经脱壳和谷糙分离而成的净糙米，表面的皮层含纤维较多，影响食用品质。

碾米即将糙米的皮层碾除，从而成为大米的过程。

利用机械作用碾除皮层的称机械碾米；用化学溶剂浸泡糙米，使皮层软化，并将皮层与胚内所含脂肪溶于溶剂内，再经较轻的机械作用碾除皮层的，称化学碾米。

但后者在实际生产中应用不多。

机械碾米靠碾米机的摩擦和碾削等作用碾除皮层。

碾米机的主要工作机构为碾白室，即将糙米碾成白米粒的空间，内有转动碾辊和局部增压装置(米刀、压筛条)，外围米筛，用以排除从米粒上碾除的米糠。

擦离型碾米机（如铁辊碾米机）的碾白室内压力较大，主要利用米粒与碾米机构件之间以及米粒与米粒之间的相对运动产生摩擦作用而碾除皮层，其中，喷风碾米机可从碾辊中不断向碾白室喷出空气流，以提高碾白效率。

碾削型碾米机（如砂辊碾米机）的碾白室内压力小，碾辊有较高的圆周速度，主要利用砂辊表面金刚砂无数密集锐利的砂刃，产生碾削作用而碾除皮层。

为降低米粒在碾制时所受的压力，减少碎米和从糙米到高精度的大米一般需经2～4道碾米机加工，逐渐碾除皮层。

碾出的白米需经成品整理，包括用筛选机、精选机将整粒米和碎米分离，合规格的成品经擦米机除去粘附在米粒表面的糠屑，有时还要经凉米机借吸风作用使之降温，才成为成品大米。

中国大米按国家精度标准分为特制米、标准一等米、标准二等米、标准三等米。

一般粳稻加工成特制米时出米率为65％左右，加工成标准一等大米的出米率为69％左右。

[5]1.2 砻谷的意义稻谷的加工过程一般包括：清理、砻谷、碾米三个工序，稻谷清理后，须采用砻谷机进行脱壳，脱去颖壳的工序称脱壳，俗称砻谷。

砻谷是一个非常重要和关键的工序，它不仅对后续工序的工艺效果有影响，还直接影响着成品的出率、产量和质量。

[6]1.2.1 砻谷机的种类及其工作原理和特点常见的砻谷机设备有胶辊砻谷机、离心砻谷机和砂盘砻谷机等。

胶辊砻谷机主要工作部件是一对在铸铁圆筒上粘结或套装胶层的水平橡胶辊筒或塑料辊筒。

两辊轴线位于同一水平面内或略有高度差，以不同的转速相向转动，其中一辊的位置固定，另一辊可以移动，使两辊间的轧距可调。

两辊线速之差为2～3．2m/s，线速之和不宜超过30m/s。

稻谷经淌板（在胶辊全长上均匀地喂入两辊之间，等径辊筒以不同的线速逆向回转，通过压砣的压力使通过辊间的稻谷受到挤压和搓撕。

由于受到两辊的挤压和由两辊速度差产生的搓撕作用，绝大部分稻谷达到脱壳的目的，进入谷壳分离装置，再经吸风口以4～5m/s的风速吸除稻壳。

谷糙混合物与稻壳分离后，谷糙混合物从出料淌板排出。

轧距调节机构有定压调节和定距调节两类。

定压调节可借气压、液压或压铊进行，其中压铊式自动紧辊（轧距调节）机构是中国在20世纪60年代首先发展的。

为了使两胶辊保持正确的线速度的线速度差，中国还发展了齿轮变速箱和三角胶带相结合的传动方式。

胶辊砻谷机的脱壳率高，糙米表面光滑，碎米少，但在气温高时胶辊损耗快，糙米爆腰较多，生产成本较高。

砂盘砻谷机借助上下两片圆形金刚砂盘，上盘固定，下盘转动，线速为20～25m/s。

稻谷在两砂盘中，因受到端压搓撕作用而脱壳。