538 顺流式糙米加湿调质装置的设计(SW建模)

前 言新疆是全国粮食主产区之一，天山北坡准格尔盆地更是国家的商品粮基地， 粮食的生产 加工关系全区的发展大计。

新疆主要粮食作物以小麦、水稻为主，在全国，主要粮食作物水 稻的生产加工是重中之重。

在我国东北以及华北、南方城市，水稻的种植面积日益扩大，水 稻产销量也大幅度增长。

大米销量的增长极大地促进了粮农收入水平的提高，与大米生产加 工销售相关的行业蓬勃发展，很大程度上拉动了我国农业经济的发展。

在这种形势下，对水 稻生产加工等一系列问题的研究就具有十分重要的意义， 迫切需要与大米生产加工相关的科 学技术有新的发展和进步。

本课题主要研究大米加工过程中，如何减少大米中的精裂纹、减少碎米、提高出米率、 改善米质、降低能耗等问题。

这些问题的解决可提高大米加工企业效益、增强竞争力、增加 农民收入、改善人民生活。

关键词：水稻；糙米加湿；加湿调质。

目录1 绪论 (1)2 糙米着水调质技术的应用与发展 (2)2.1 国外糙米着水调质技术的应用与发展 (2)2.2 糙米着水调质技术在我国的应用 (2)3 糙米着水调质的作用机理 (3)3.1 润糙工艺 (3)3.2 喷雾着水加湿装置参数及要求 (3)4 喷雾着水加湿装置工作部件的选用 (3)4.1 泵及电机的选用 (3)4.2 流量计的选用 (4)4.3 喷头的选用 (6)5 糙米加湿调质装置内部结构的设计 (7)5.1 糙米散料装置的设计 (7)5.2 管接头及软管的选用 (8)总 结 (10)致 谢 (11)参考文献 (12)1 绪论新疆是全国粮食主产区之一，天山北坡准格尔盆地更是国家的商品粮基地，粮食的生产加工 关系全区的发展大计。

新疆主要粮食作物以小麦、水稻为主，在全国，主要粮食作物水稻的生产 加工是重中之重。

在我国东北以及华北、南方城市，水稻的种植面积日益扩大，水稻产销量也大 幅度增长。

大米销量的增长极大地促进了粮农收入水平的提高，与大米生产加工销售相关的行业 蓬勃发展，很大程度上拉动了我国农业经济的发展。

在这种形势下，对水稻生产加工等一系列问 题的研究就具有十分重要的意义，迫切需要与大米生产加工相关的科学技术有新的发展和进步。

这对农业科技人员提出了更高的要求，水稻产量提高的同时，水稻的质量也应上一个台阶，加工 出优质的大米才能满足市场的需要。

经过众多农业科技人员的努力，新的水稻品种相继问世，新 的加工方法及工艺不断出现，原有的加工方法及工艺也获得了很大的提高。

所有这些为加工优质 大米提供了可靠保证。

本课题主要研究大米加工过程中，如何减少大米中的精裂纹、减少碎米、提高出米率、改善 米质、降低能耗等问题。

这些问题的解决可提高大米加工企业效益、增强竞争力、增加农民收入、 改善人民生活。

业内人士都知道。

稻谷的安全贮藏水分是 14%，而稻谷的最适宜加工水分含量为 16%—17%。

这是因为稻谷在低水分条件下硬度和脆性较大，在磨米加工过程中易被磨碎或出现精裂纹，有精 裂纹的大米做成米饭时，在精裂纹处会产生淀粉沉积，使口感下降；同时，硬度和脆性较大的稻 谷会使磨米机的功耗增加，加工成本增高，如何将稻谷的水分加湿调质到最优值显然具有重要意 义。

随着我国加入ＷＴＯ，将来我省的大米如何进入国际市场，是值得我们思考和研究的问题， 目前，韩国、日本及东南亚地区的大米价格是我国的好几倍，而我国的大米出口受到限制就是因 为大米的品质不高。

如果这项工作做好了，就可以保证将水稻加工成优质米，可以为我省大米打 开国门、进入国际市场创造有利条件。

为了提高成品白米的整米率，改善白米外观，提高米粒的光洁度，同时改善米饭食用品质， 根据有关文献报导，当今世界各国大米加工界都在不断优化稻谷加工工艺，除了广泛采用稻谷分 级、多级轻碾、白米分级、色选配米等工艺外，还普遍增加了糙米调质和白米调质工序。

所谓糙米调质即是在一定的温度下对糙米进行喷雾着水，并将着湿的糙米在仓内进行一段时 间的润糙调整，喷雾着水的着水量以及润糙所需的时间视稻谷品种，原粮水分而异。

在润糙的过 程中，米粒内部的水分形成梯度分布，使糠层的水分含量大于胚乳，既保证干枯的糙米层得到充 分的湿润，又能使胚乳保持最高的机械强度，这样的糙米在进入米机碾白时，仅用较轻的碾白压 力就能脱皮，从而大大提高了成品大米的整米率；另一方面在碾削过程中，内部湿润的米粒之间， 米粒余碾棍和米筛之间的摩擦，能对大米起到抛光的作用，在米粒表面形成一层极薄的凝胶膜， 使出机大米外观光洁如玉，晶莹剔透，还可以提高成米的储藏性能，防止大米在储存，运输，销 售等环节中的米粉脱落，保持大米的口味新鲜度。

糙米调质是改善米饭食用品质的需要。

米饭食 用品质的研究表明：影响米饭食用品质的主要因素是大米的化学指标和物理指标，如直链淀粉含 量、水分含量、陈米化程度、大米的粒度、光泽以及爆腰率、碎米含量等等当原料品种一定是， 水分及碎米含量对米饭的食用品质其极为重要的作用。

这是因为水分高的大米在做米饭时，浸泡 的吸水速度慢，不易产生水中龟裂，米饭的食用品质好。

糙米调质是提高经济效益的需要。

调质后的糙米进入米机碾白时如同加入了润滑剂，在相同 的剥刮效果的条件下，调质后的糙米碾白机所需电流要比未经调质的糙米碾白机所需的电流约 10%。

吨米加工耗电量相应减少，成本降低；而米糠和碎米减少，大米的出米率相应提高，因此 设置糙米调质工艺也能为提高大米加工厂的经济效益做出贡献。

烘干稻米的加工工艺中，设置糙米调质工序尤为重要。

为防止高水分稻谷在储存过程中变质 很多粮库、米厂设置稻米烘干工序是非常必要的，但经过烘干的稻米其加工特性发生了明显的变 化，如不采取调质工艺，则加工出的成品大米其外观、色泽以及米饭食用品质均会明显变差。

总 之，糙米调质的必要性主要有：糙米调质是提高出米率，改善大米外观品质的需要；糙米调质是 改善米饭食用品质的需要；糙米调质是提高经济效益的需要；烘干稻谷的加工工艺中，设置糙米 调质工序尤为重要。

根据当前我国稻米加工行业的现状及稻米加工企业的经济状况，本文设计了适合中小型企业 使用的日处理２４吨糙米的喷雾着水加湿装置。

2 糙米着水调质技术的应用与发展2.1 国外糙米着水调质技术的应用与发展国际上糙米流通加工以日本的技术最先进，糙米调质的研究起步较早，日本研究人员从味道 测试和品尝试验结果中发现，白米水分在１４％以下味道明显不好，而水分在１４％～１７％的 白米味道良好。

北海道大学研究人员通过糙米调质研究发现， 碾白时糙米硬度的理想范围是６８～ ７８Ｎ。

在日本,采用糙米碾白前微量调质的方法来改善糙米的加工特性已有近 20 年的历史.针对日本 糙米品种的特点, 日本在碾白前微量调质技术方面进行了实验室糙米薄层和厚层通风加温、加湿 研究，并在现代化精米厂得到应用。

起初，日本糙米调质技术采用直接喷雾着水方式进行调质， 在２０世纪８０年代末９０年代初，日本糙米调质的技术开发研究进度迅速，采用多种方式及装 置对糙米调质技术获得多项专利，并逐渐趋向采用超声波加湿的方式对糙米调质。

超声波加湿器 产生的水粒子以其他方式如蒸汽加湿、气化式加湿相比是最细的，利用超声波产生的水雾能很快 与空气混合，糙米吸收水分速度很快、水分更均匀。

由于超声波加湿器雾化量有限及价格昂贵， 对于碾米厂投资较大，不适合于我国国内的多数中校碾米企业。

日本的稻米加工分为两个阶段，前一阶段是从稻谷收获、干燥、脱壳到糙米。

白米加工是以 糙米作原料，糙米集中储存在自动控温、控湿的储存仓中。

工艺流程如下：碾白 刷白糙米 → 初清 → 计量 → 着水调质 → 去石 → → →色选（多道碾白） 湿式抛光精碾分级 精白米→ → 计量 → 混米 → 包装 → 营养米（多流程） 胚芽米2.2 糙米着水调质技术在我国的应用我国是世界上第一大稻谷生产国，碾米工业技术及装备在国际碾米工业界占有一席之地。

但目 前国内很少有专用的糙米微量调质设备， 只有部分米厂设置调质工艺而且大都采用小麦着水设备由 于从国外引进的糙米调质器价格昂贵，至今国内应用很少。

为了保持稻谷的食用品质,我国通常采用常温通风储藏的方式储存稻谷以降低储藏温度和水 分，达到安全储粮的目的，长期储存稻谷水分降低更多,一般为 11%～13%，甚至更低,虽有效地延 缓稻谷的陈化过程，但是稻谷水分偏低，糠层和胚乳、胚部分结合更加紧密,脆性增加，在加工过 程中，由于米糠难剥离，故碾米机使用的碾削力大，因而碎米率升高、出米率降低、电耗增加，而 且食味有所下降，严重地影响了碾米企业的经济效益，糙米微量调质技术的研究开发已迫在眉睫。

国内常用的着水润谷的工作原理是： 将需要加工的低水分稻谷通过斗式提升机进入润谷仓顶向 上倾斜的稻谷着水混合机内， 与此同时， 水泵供应的具有一定压力的清洁水经过调整好流量的阀体， 进入着水混合机内的自动喷水装置，想在四周洒落的稻谷表面均匀的喷水。

经过着水混合后的稻谷 不断地从该机的出料口排入下方的水平螺旋绞龙内，再作进一步的搅拌混合后，进入稻谷润谷仓内 储存一定的时间，使稻谷表面附着的水分。

逐步渗入到稻谷壳和糙米的内部，实现水分的再分配，最终达到稻谷加工所需的最佳工艺品 质的要求，从而大大减少碎米率，提高出米率和大米的品质。

清 选 干式碾白 稻谷（原粮）→计量→ → 砻谷 → 谷糙分离 → 碾白（去杂、去石、去铁） 着水碾白湿式 普通米→ 精碾 → 白米分级 → 计量包装 → 精洁米干式（刷白） 营养米3 糙米着水调质的作用机理3.1 润糙工艺润糙设在谷糙分离机后，头道米机前，设置润糙仓，采用喷雾着水。

糙米着水调质的作用机理：(1) 在加水或使用蒸汽后，由于糙米皮层与胚乳中各种成分的不均匀分布，其吸水速度和能力 也就不同、吸水后的膨胀先后不同、使皮层与胚乳结合状态发生变化，在界面上产生一定程度的位 移，使皮层与胚乳结合力下降，皮层易碾。

(2) 皮层吸水后变得湿润和松软， 在较低的碾白压力下即能被碾除， 使碾白过程中的电耗降低， 整米率提高，出碎米率降低。

同时，皮层变软碾削下来的糠片比较大，粘附在白米表面的糠粉少， 划痕少，为后一段的抛光工艺表面质量打下了基础。

(3) 米皮湿润后，糙米表面的摩擦系数增加，使米机所施的擦离作用减小，更易碾白。

(4) 通过水分调节，大米内部的蛋白质分解酶活性、脂肪分解酶活性、游离子氨基酸含量、糖 化活性、蔗糖和各种还原糖含量都有一定程度的变化，对大米的食用品质改善有较大的作用。

(5) 通过水分调节，入碾糙米有较为稳定的水分，使碾米工艺过程和操作得以稳定进行，从而 确保稳定大米的质量、出米率和生产效率。

(6) 保证大米的水分含量合乎国家标准，不会因糙米的水分过低而造成大米的水分过低，从而 使国家和企业免受经济损失。