大米抛光机

武汉轻工大学科研训练论文题目抛光米机设计研究综述院（系）机械工程学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名文飞飞学生学号 100301420 指导教师张永林侯传亮2013 年 12 月 25 日抛光米机设计研究综述摘要：本文主要叙述大米抛光机的工作原理、结构特点、主要作用以及主要工作参数的设计计算，同时指出国内外两种代表性抛光米机的特点。

关键词：抛光米机；抛光；设计Polished Rice Machine Design Research Were ReviewedAbstract:This paper mainly described the rice polishing machine, the working principle, structural characteristics, main functions and main parameters calculation, design work, also points out the characteristics of two kinds of representative polished rice mill at home and abroad.Key words:Polished rice machine;Polishing;design引言中国是世界上最大的稻谷生产国和大米消费国，长期以来政府非常重视稻谷的加工与转化，在农业机械工业“十五”发展规划中把农副产品精深加工成套技术装备作为主要攻关课题，并明确提出了重点支持“精米加工成套设备”的研发[1]。

从国家发展方面考虑来说随着粮食加工向集约化、规模化、精细化方向的发展，大处理量的、以高新技术集成融合为标志的、设备性能优良的碾米机械的主流市场需求已成为碾米机械设备制造企业面临的重要技术课题[2]。

而在工业化碾米生产线中，精碾精抛工段是最终决定大米成品质量的终端环节，也是在线设备中复杂性和技术性最高的环节。

因此，自主开发具有技术原创性、知识产权自主性和高科技含量的大型精米抛光机对于提高中国碾米机械技术水平和大米的国内外市场竞争力具有积极的意义。

从国民日常生活方面来说随着我国的国民经济不断发展，人们的生活水平不断提高，人们对大米消费，不但要求品质、口感好，而且要求表面光洁、卫生。

品质优良、外表晶莹光滑的精米，受到了人们的青睐。

大米抛光是大米精加工工艺流程中必不可少的一道工序,所以加强对白米抛光机的设计研究十分必要[3]。

一、大米抛光机的简单介绍（一）、大米抛光机定义大米抛光机主要用于清洁米加工，是糙米精加工的关键工序之一。

由于抛光可去除米粒表层的糠粉，适当的抛光能使米粒表面淀粉胶质化，呈现一定的亮光，因而外观效果好，商品价值也得到提高[4]。

（二）、大米抛光机工作原理首先糙米经过多机碾白后，去除碎米和糠片，经喷雾着水、润米后（使胚乳和米糠的结合力减小，由于添加的水很少，仅在米粒的表面形成一层薄薄的膜，加之抛光时间不长，对大米的含水率没有影响），再进入抛光机的抛光室内，在一定的压力和温度下，通过摩擦使米粒表面上光[5]。

通过抛光处理，不仅可以清除米粒表面浮糠，还起到使米粒表面淀粉预糊化和胶质化作用，淀粉糊化弥补裂纹，从而获得色泽晶莹光洁的外观质量，提高大米的储藏性能和实用品质，因而大米抛光处理十分有必要[6]。

（三）、大米抛光机主要结构特点及其作用以及对设计的要求各种类型抛光米机主要结构大同小异，主要有由喷雾着水部分、抛光部分、供水系统和喷风机构组成[7]，本文认为进料装置和排料装置也是各种类型抛光米机的重要装置。

1、喷雾着水部分喷雾着水部分由喷嘴、喷嘴清理器、混水器、喂料螺旋、搅拌辊等组成。

当物料通过流量计时, 流量被测出, 由此控制加水量[8]。

从这里我们可以看出，单位时间内一定量的物料加多少水是一个十分重要的问题，现如今设计时一般采用智能化检测及控制很好的解决了这个问题。

2、抛光部分抛光部分是抛光米机的核心部分，由喂料螺旋、抛光辊、八片米筛组成的八角筛筒、出料压力门等组成[8]。

其中抛光辊按材料性质分为铁辊和砂辊，设计时应该明确砂辊线速度比铁辊线速度要高（铁辊线速度为5m/s左右，抛光压力较高，平均值为0.1MPa。

砂辊线速度为15m/s左右，抛光压力较低，平均值为0.02MPa）[9]，本文认为设计者也可以考虑综合两种抛光辊，可使抛光辊线速度介于其它两种抛光辊线速度之间，一般为10m/s左右，其平均压力比采用砂辊的抛光机稍大。

关于抛光辊在外国布勒公司又推出新一代BSPC 型抛光机, 该机对BSPA 型的抛光室进行了改型, 将抛光辊延长至原长的两倍, 可使抛光精度更高, 增碎率更低, 台时产量高[10]。

按抛光辊轴的布置形式可分为卧式抛光米机，其中卧式抛光米机按设计出抛光辊数量不同又可分为单辊抛光米机和双辊抛光米机。

立式抛光米机按米粒流体沿抛光辊轴与重力方向不同，又可分为顺向立式抛光米机和逆向立式抛光米机[11]。

3、供水系统供水系统由流量计、减压阀、电磁阀、控制盒等组成。

用来向着水部分供水并根据物料流量调节供水量。

4、喷风机构喷风机构由高压风机、进风套等组成。

风机直接安装在进风套上，从风机吹出的风经进风套由轴面孔入空心轴内，再从抛光辊喷风槽喷向抛光室[12]。

（四）、大米抛光机设计主要工作参数的分析与确定1、米粒流体在抛光室内的运动分析米粒受到喂料螺旋推进器的推动而进入抛光室，高速旋转的抛光辊带动米粒流体作圆周运动，而喂料螺旋推进器使米粒作轴向运动，因此，米粒流体在抛光室内作近似螺旋运动[13]。

所以本文认为设计时应计算：①运动方程和运动轨迹，②运动速度，③运动加速度，④运动时间，⑤运动距离。

2、米粒流体的分层运动由前述可知，抛光室一般为环形圆柱空间，可容纳3至6层的米粒，当米粒流体在抛光室内运动时，由于米粒与抛光辊、米粒与米粒、米粒与米筛及其他构件的碰撞，米粒流体在抛光室的横截面上，各层米粒圆周速度不等，存在速度差[14]。

设计时应计算米粒分层运动的圆周运动和米粒分层运动的复合运动。

3、抛光室内米粒流体受力分析文献[13]认为横式抛光米机的抛光压力是磨削抛光压力，它不同于擦离抛光压力，磨削抛光时，米粒在抛光室里密度小，基本上呈悬浮状态。

所以抛光过程实际是米粒在抛光室进行碰撞的过程。

本文经查找其它相关技术杂志认为这个过程包括米粒与砂辊、米粒玉米粒、米粒和米筛之间的相互碰撞，当然米粒和抛光辊的碰撞是主要因素。

当米粒与抛光辊碰撞的时候，米粒受到碰撞作用而吸收能量，产生切割和磨削皮层的作用。

所以磨削抛光压力可以参照气体分子对撞器壁所产生的压强公式，进行近似计算。

()V N m V N P 22312m 32υυ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 式中：P —磨削抛光压力m —每粒米的质量v —米粒平均运动速度V —抛光室容积N —抛光室内的米粒总数上式表明了米粒动能对抛光压力的作用，因为米粒的质量和速度不完全相同，式中的2m 2υ是每颗米粒的平均动能。

抛光室米粒流体密度可以用下式表示：ρ=N ·m/V=γ·Rρ—米粒流体密度γ—米粒在静止的状态下的密度R —米粒在运动状态下的容重系数所以，抛光压力可表示为：()()2222/g 2941/31cm m N ρυρυ==P 米粒流体密度是反映抛光压力的重要参数。

抛光室内各区的米粒流体密度是不一样的，使得抛光室内压力不断变化。

米粒流体密度的变化直接影响抛光压力，而抛光压力是影响抛光大米米工艺效果的一个重要因素[14]。

在抛光大米过程中，当抛光压力或碰撞冲击力超过米粒抗压、抗剪折强度时米粒就要破碎，碎米就会增加[9,15,16]。

因此本文认为对于磨削抛光来说，抛光安全压力主要是指既能防止米粒在碰撞抛光中产生碎米、又能使米粒抛光的抛光压力尽可能的大。

4、单位产量运动面积单位产量抛光运动面积，体现了抛光米机的抛光辊直径、转速、抛光辊长度和抛光米机台时产量的综合关系，它反映了抛光米机工作参数和抛光米工艺效果的关系[17]。

A=F/Q式中：A—单位产量抛光运动面积F—抛光辊在每小时内所旋转的总面积Q—抛光米机台时产量生产实践证明，单位产量抛光运动面积大的抛光米机抛光大米时产生的碎米少，米温较低，出米率高。

但如果过大时，会发生过抛光现象，反而使得出米率下降，台时产量减少等不良效果[18]。

本文认为单位产量抛光运动面积虽然在一定程度上揭示了各类抛光米机工艺效果和抛光辊运动面积的关系，但由于在单位产量抛光运动面积相同的情况下，抛光辊转速、直径和长度可以互变。

所以这个参数来反映抛光大米工艺效果，有一定的局限性。

二、国内外抛光米机设计典型代表图1所示国内常用的MP18/15型大米抛光机采用双辊叠置组合结构主要结构特点为[7]：主要由预抛光室、抛光室、着水装置等组成。

预抛光室是由螺旋推进器、铁辊筒及米筛等组成,具有较强的摩擦作用。

能够使白米在此预抛光室内擦除大部分释糠,并得到一定的升温。

抛光室由螺旋推进器、尼龙抛光辊(铁质辊体上镶数组尼龙毛刷)及米筛组成。

着水采用水滴形式,通过医用输液装置将机器顶部水液箱中的液体,直接滴入抛光室内进行着水加工。

经过预抛光的白米,在抛光室内湿式摩擦作用下,表面淀粉胶质化产生明显的光泽,得到抛光。

图2所示为日本的一种大米抛光机[19]。

其抛光室结钩由螺旋推进器和较长的铁辊筒及米筛组成。

铁辊筒具有良好的摩擦作用,抛光室内压力较小，抛光辊较长,藉此延长米粒在机内的逗留时间。

使米粒既不受到损伤,又能得到较长时间的抛光作用。

着水是利用空气压缩机,通过超声波喷嘴将含一定水份的湿风经空心主轴喷问米粒，使米粒表面润湿糠层软化。

排风机用以吸出穿过米筛的慷粉和水气[20]。

结束语大米抛光机能提高米的表面光洁度,减少糠粉的含量,达到免淘洗的目的。

随着人民生活水平的提高,对高精度米的需求量将愈来愈大，而且大米抛光技术的开发还刚刚起步,而外国已经做到了碾米与抛光大米一体化[21]，因此有必要吸收国外产品的优点,将国产大米抛光机的机械性能和工艺性能进一步提高。

我相信随着人们对大米抛光机的深入了解与认识,不断总结经验,集各家之所长,必将研制和开发出更新、更好的大米抛光设备。

图1 MP18/15型大米抛光机结构示意图图2 日本大米抛光机结构示意图参考文献[1] 涂乐，大米抛光机，粮食加工，2006（12）。

[2] 陈伯平，大米抛光几点看法，粮食加工2005,30(3)。

[3] 阮竟兰阮少兰,白米抛光机结构及其特点,郑州粮食学院学报,1995(2)。

[4] 夏建桥，大米抛光机，粮食与饲料工业，1997年第3期。

[5] 欧文生，白米抛光技术的探讨，粮食与饲料工业，2002(6)。

[6] 熊洪波，陈友玉，抛光机与免淘米生产，西部粮油科技，2002年第3期。