第三章碾米工藝與設備第一節概述第二節稻谷加工工藝流程第三節稻谷加工的主要設備第四節碾米及成品、副產品整理第一節概述1稻谷的種類、結構1.1稻谷的種類及特性(1)

按粒形和粒質分：秈稻、粳稻秈稻：籽粒細長，強度小，耐壓性能差，加工時容易產生碎米，出米率較低；米飯漲性較大，粘性較小。粳稻：籽粒短而寬，強度大，耐壓性能好，加工時不容易產生碎米，出米率較高；米飯漲性較小，粘性較大。(2)

按糯性分：糯性、非糯性秈稻與粳稻均有糯性與非糯性。糯性粳稻：形狀呈橢圓形,較硬、易加工；糯性秈稻：形狀呈長橢圓形,易碎,不易加工。(3)

按生長期不同：早稻、中稻、晚稻早稻：生長期為90～120天；中稻：生長期為120～150天；晚稻：生長期為150～170天。

同一稻形，一般都是早稻的品質比晚稻差。早稻米質松散，加工時易產生碎米；晚稻米質堅硬，加工時產生碎米較少，出米率較高。1.2稻谷籽粒的結構稻谷籽粒穎(稻殼)20％穎果(糙米)皮層6％胚乳72％胚2％2

稻谷的工藝品質

稻谷的工藝品質是指稻谷與加工工藝、設備、操作等有密切關系的理化特性、生化特性和結構力學特性，其中包括顏色與氣味、形狀與大小、容重與千粒重、強度、爆腰率等。2.1稻谷的顏色與氣味正常的稻谷應是鮮黃色，表面富有光澤，無不良氣味。未成熟的稻谷，籽粒一般呈淡綠色。發熱發霉的稻谷，不但顏色變黃，失去正常的光澤，而且還具有霉味甚至苦味。一般情況下，陳稻谷的色澤和氣味均比新稻谷差。凡是顏色、氣味不正常的稻谷，不但加工的成品質量不高，而且加工中易產生碎米，出米率低。2.2稻谷的形狀與大小稻谷籽粒的大小，是指稻谷的長、寬度和厚度，一般稱為粒度。稻谷的粒形可根據稻谷長寬比例的不同分成三類：長寬比大于3的為細長粒形；小于3大于2的為長粒形；小于2的為短粒形。2.3容重和千粒重

容重：單位容積內稻谷的重量，以g/l或kg/m3表示。容重在一定程度上反映籽粒的大小和飽滿程度。凡是粒大、飽滿堅實的籽粒，其容重大，出糙率也高。千粒重：稻谷的千粒重是指1000粒稻谷的重量，以克為單位。千粒重大的稻谷，其籽粒飽滿堅實，顆粒大，質量好，胚乳占籽粒的比例高，所以出米率比千粒重小的稻谷高，反之則差。2.4強度

物體抵抗外力破壞作用的最大能力稱之為強度。米粒的強度可用每粒米所能承受的外力大小表示。米粒的強度，因籽粒的飽滿程度與結構力學特性、水分和溫度等因素的不同而異。通常蛋白質含量高、透明度大的籽粒（玻璃質粒）,其強度要比蛋白質含量低、胚乳組織松散、不透明的籽粒（稱粉質粒）大，粳稻比秈稻大，晚稻比早稻大，水分低的比水分高的大。據測定，米粒在5℃時，強度最大，隨著溫度的上升，其強度逐漸降低。2.5爆腰率

稻谷受劇烈撞擊和經日光曝曬或高溫快速干燥后，常在糙米籽粒的內部產生裂紋，這種現象稱為爆腰。爆腰米粒占試樣米粒的百分數稱為爆腰率。稻谷的爆腰率越大，加工時產生的碎米就越大，出米率就越低。

3稻谷的成份

稻谷的成份主要有：水分、蛋白質、脂肪、淀粉、粗纖維和礦物質、微量元素7大類。水分：稻谷的水分的高低對加工的影響很大。水分過高，會造成篩理困難，影響清理效果，會使籽粒強度降低，因而碎米增多，出米率降低，還會增加碾米時的動力消耗；水分過低，會使籽粒發脆，也容易產生碎米，降低出米率。根據實踐經驗，加工時稻谷水分一般以13%～15％最為適宜。蛋白質：蛋白質是一切生物生命活動所必需的物質基礎。蛋白質構成人體組織、調節生理機能，也能供給熱能。稻谷中的蛋白質主要分布在胚及皮層中，胚乳中含量較少。稻谷籽粒強度與蛋白質的含量有關，蛋白質含量越高，則籽粒的強度越大，耐壓性越強，加工時產生的碎米也少。脂肪：脂肪的主要功能是提供熱能和構成人體的脂肪組織。稻谷中脂肪含量一般在2％左右，大部分集中在胚和皮層中。經碾制后的白米，由于胚和皮層大部分被碾去，因而脂肪的含量很低。但是，米糠中脂肪的含量則很多，所以米糠可用于制油。淀粉：淀粉是人體所需熱能的主要來源，它能促進人體的發育。稻谷中淀粉含量最多，一般在70％左右，大部分存在于胚乳中。礦物質：礦物質是構成人體某些組織系統（骨、齒、血和肌肉等）所不可缺少的成分，并能調節生理機能。稻谷中所含礦物質大都在穎、皮層及胚中，胚乳中含量很少。大米的精度越高，礦物質的含量就越少，有的甚至全部損失。粗纖維：稻谷中粗纖維的含量大約為10％，主要分布在稻殼中，其次是皮層，胚乳中僅含0.34%。粗纖維對人體無營養價值，不能被人體消化，食用過多會影響人體健康。稻谷加工的目的也就在于去除含粗纖維較多的皮層，提高米粒的食用價值。但粗纖維可以促進腸道蠕動,利于排便。維生素：維生素主要存在于稻谷的胚和皮層里，其中以維生素B1、維生素B2等B族維生素為最多。維生素B1具有預防和治療腳氣病、促進發育等功能，是人體所必需的營養物質。維生素B2能增進人體健康，可避免口角炎、皮膚炎、眼角炎等疾病。為了盡量保留上述維生素，大米加工精度不宜過高。同時，在加工工藝中要加強稻谷的清理，提高大米純度，以便食用時盡量減少米粒的淘洗，避免維生素溶于水中而流失。4大米的質量標準

根據國家標準規定，各類大米按加工精度可分為特等、標準一等、標準二等和標準三等。第二節稻谷加工工藝流程

稻谷加工工藝流程，是指稻谷加工成大米的整個生產過程。它是根據稻谷加工的特點和要求，選擇合適的加工設備，按照一定的加工順序組合而成的生產作業線。稻谷加工的一般工藝流程稻谷→初清→除稗→去石→礱谷→谷殼分離→谷糙分離→碾米→成品整理→大米（白米或精米）主要加工工序及作用

清理→礱谷→碾米→副產品清理清理：風選、篩選、磁選、去石、去稗，與面粉加工清理類似。礱谷：去掉稻殼，有礱谷機。作用：使糙米與殼分離。碾米：去掉糙米的外皮，成為白米（精米）。有碾米機。副產品清理：糙米與殼分離，殼的收集，碎米與粉分離，白米與皮的分離，收集外皮，作為飼料。稻谷加工的兩種方式稻出白：將稻谷直接碾成（多次碾白）白米的加工方法。糙出白：先礱谷把稻谷的外殼脫去，稻谷變成糙米，再經過多次碾白去掉糙米皮成為白米的加工方法。為什么要除掉糙米皮：因為糙米表面附有的皮層易吸收水份，蒸飯時需要時間長，出飯率低，且皮層中含粗纖維，不利于人體消化，所以還要把糙米皮層除去。但皮層中也含有大量的維生素和脂肪，如皮層除去越多，養分損失越大，因此碾米的次數應盡量減少，以保持大米的養分。糙出白的特點：糙出白是一種較為合理、科學的加工方法，出米率高（比稻出白高2%～3％），碎米率低（比稻出白低一倍多），但由于設備投資大，礱谷后的大糠需再次加工才能作飼料，故僅在大型米廠得到了廣泛的應用。稻出白的特點：稻出白加工法具有設備簡單、投資少、使用管理方便、適應零星的、數量不等、品種多變的口糧加工。所得到的糠屑可以直接作為飼料。盡管這種加工方法存在出米率低，碎米率高，米中含谷問題不易解決等缺點，但在原材料和設備供應有困難的地方，仍被廣泛采用。第三節稻谷加工的主要設備1稻谷清理1.1清理目的稻谷在生長、收割、儲藏和運輸的過程中，都可能混入一定數量的雜質，加工時應首先將它們清除。否則，不但會降低成品質量，危害人體健康，而且會影響加工效率，損壞機器，甚至造成事故。稻谷清理過程與面粉、飼料加工中的清理相似，不同之處是多了一道去稗過程，不再詳講。稗子：長在稻田里形狀似稻，但葉片毛澀，需除掉。除稗工藝過程中采用的設備是溜篩。層層撤谷法：連續篩（多層），上下篩孔由小到大，篩下物逐層得到稻稗混合物，篩上物為稻谷。層層除稗法：把篩下的混合物進入連續篩，篩孔由大到小。得到篩上物→稻谷，篩下物→全為稗物。1.2稻谷清理除雜的方法篩選：選擇一定尺寸的篩孔，將形狀和大小不同的物料加以分離的方法；風選：根據稻谷與雜質在比重、空氣動力學性質上的差別，用風力進行分離的方法；比重分選：利用比重不同分離雜質的方法。1.3稻谷清理的主要設備

振動篩、高速篩、比重去石機、篩選去石組合機、磁選設備等。(1)振動篩工作原理:

振動篩工作時篩面作往復運動，在進口和出口均有吸風裝置，是典型的“風篩結合，以篩為主”的清理設備。常用于稻谷的第一道清理，分離大、中小雜質和輕雜質。總體結構：進料機構篩體吸風除塵機構篩面清理機構傳動機構振動篩的工作過程：稻谷進入進料斗后，借壓力活門的作用，沿篩面寬度均勻地流入前吸風道，經吸風除去部分輕雜質和灰塵后，落到第一層篩面上進行篩理。篩上物為麥稈、草屑、泥塊等大型雜質，由出口排出；篩下物沿斜板流到第二層篩面上繼續篩理。第二層篩面的篩上物為被分離出的中型雜質，由出口排出；篩下物繼續流到第三層篩面上篩理。第三層篩面的篩上物經后吸風道再次吸出輕雜質和灰塵，即為凈谷；篩下物為泥沙及雜草種子等細小雜質，從底板出口排出。空氣由吸風口吸出后排出機外。（2）高速篩高速篩是篩體振動頻率比振動篩高得多的篩選設備，一般在1500次/min左右。它結構緊湊、流程簡短、篩孔不易堵塞等特點，是當前較好的除稗設備。結構組成篩體振動傳動機構進料和吸風裝置分料機構小篩（副篩）分料機構機架除稗工作過程

含稗稻谷經過主篩上半部分和下半部分共四張篩面的一次篩理，篩上物合并為凈谷，二、四層篩下物集中進入副篩，連續經兩道副篩篩理后，其篩上物即為凈谷，并與主篩凈谷合并；第一道副篩篩下物為凈稗，第二道副篩篩下物則為谷稗混合物，回主篩處理。（3）比重去石機原理：稻谷與并肩石（粒度和稻谷基本相仿的石子、泥塊）在比重、表面狀態等物理特性上的差異比較顯著，比重去石機就是利用這些差異，將并肩石去除的設備。吹式比重去石機的結構組成比重去石機的工作過程

當物料（含有并肩石的稻谷）由進料斗落至工作面中部時，由于機體作往復運動而產生自動分級，使比重大的，表面光滑的石子沉到料層下面，比重小的、表面粗糙的稻谷浮至上面，形成物料的初步分層。同時，由于稻谷和石子的懸浮速度存在一定的差別，因此，在自下而上的氣流作用下，這種自動分級更加明顯，以致使石子沉到最下層，完全落到工作面上，稻谷則進一步上浮并呈半漂浮狀態。隨著物料不斷進入工作面，處在上層的稻谷受進口物料的推動以及本身的重力作用，沿傾斜工作面向下運動，直至出料口排出機外。（4）磁選設備

目的：除去原料中的磁性鐵質雜物（鐵釘、鐵片、鐵屑等）。磁選設備根據磁性不同又分為永磁式和電磁式兩大類。根據結構形式不同又分為滾筒式、斜面式和輸送帶式等類型。本節以永磁式為例介紹一下磁選設備的結構與特點。永磁滾筒磁選機的結構組成工作過程

工作時，稻谷經壓力門均勻流入機內，其中的磁性雜質被吸附在外筒表面，并隨外筒轉至磁場作用區外自動落入小盒內，稻谷則從出料口流出。2

礱谷及其產品分級

稻谷加工中，剝除稻殼的過程稱為礱谷或脫殼。使稻谷脫殼的機械稱礱谷機。現有的各種礱谷機都不可能使稻谷一次性全部脫殼。因此，礱谷后的產品不全部是純糙米，而是包括一部分尚未脫殼的稻谷和已脫殼的糙米以及稻殼等混合物，所以在進入碾米工序之前，必須對它們進行分級。達到谷殼分離、谷糙分離。2.1膠輥礱谷機

特點：膠輥礱谷機簡稱膠礱，具有結構緊湊、操作方便、脫殼率較高、安全可靠、產生碎米較少等優點，是目前使用較為廣泛的一種礱谷設備。缺點是造價高，消耗橡膠多，對潮作物適應性差。（1）膠輥式礱谷機的脫殼原理膠輥礱谷機的主要工作部件是一對并列的橡膠輥筒。兩膠輥相向轉動U1＞U2，當谷粒單層而無重疊地進入兩膠輥時，由于兩膠輥間的距離（稱為軋距）小于谷粒的厚度，谷粒兩側便嵌入膠層，同時受到擠壓的作用，谷粒在擠壓力、摩擦力所形成的搓撕作用下皮被撕裂而脫殼。一般快輥固定不動，慢輥移動調軋距。（2）礱谷機結構組成進料機構橡膠輥筒軋距調節機構傳動機構谷殼分離機構（3）膠礱機的工作過程當稻谷由進料斗經淌板落入兩只膠輥之間時，稻殼被撕裂剝開。礱谷產品（俗稱礱下物）落入緩沖槽，經谷殼分離淌板，進入氣流區域，借助氣流作用經由吸風管將稻殼吸走，糙米與未脫殼的稻谷（谷糙混合物）由出口排出機外。2.2砂盤礱谷機（1）工作原理砂盤礱谷機的主要工作部件是上下平行配置的一對砂盤。上盤固定不動，下盤作平面旋轉運動，兩盤之間的軋距可以調節。工作時，谷粒由上砂盤中心落入轉動的砂盤時，在離心力的作用下，便迅速擴散到整個砂盤工作面上。谷粒受到上下砂盤的壓力、摩擦力、離心慣性力等的作用，使谷殼破裂，完成脫殼任務。（2）構造與特點

砂盤礱谷機主要有進料、礱谷、調節機構、傳動機構等組成。砂盤礱谷機的優點是結構簡單，取材方便，成本低，對潮濕谷物適應性好。缺點是谷粒損傷大，破碎率較高，脫殼率較低。2.3谷糙分離平面回轉篩（1）原理利用篩體的平面回轉運動，物料由于粒度、比重不同，在篩面上自動分級，從而達到谷糙分離的目的。（2）構造進料斗、篩體、篩面傾角調節機構、出料斗、偏心回轉機構和調速機構等。（3）工作過程

當谷糙混合物由進料斗落至篩體內篩面上時，在摩擦力、篩面慣性力及進口物料的擁擠作用下，呈螺旋線狀地朝出口端前進。由于稻谷和糙米在粒度、比重、表面狀況等方面的差異，谷糙混合物在運動中產生自動分級，“下沉”的糙米穿過適當的篩孔，使稻谷和糙米得到分離。3

影響砂盤式礱谷機性能的因素3.1稻谷的品質影響礱谷效果

稻谷籽粒整齊，水份合適（粳稻含水14%~16%，秈稻含水13%~15%），殼與糙米間隙大（空隙大），殼薄結合松，則脫殼率高，碎米少，電耗也較低，反之效果變差。3.2砂盤轉速n影響產量、脫殼率砂盤轉速n增加，離心力增大，進入的稻谷量增加，產量提高，谷粒受的沖擊力大，脫殼率高。但砂盤對谷粒損傷也增加，碎米率增高。因此不同稻谷要用不同的轉速。如加工殼厚、結構緊密的晚稻，n要高。對谷殼結構松的早稻和外殼薄的粳稻，n要低

。3.3砂盤的工作表面形狀影響膠殼率、碎米率表面砂粒粗，粗糙，作用力增加，脫殼率提高，碎米也增加；表面砂粒細，光滑，作用力減小，脫殼率下降，碎米也低。要求砂粒粘結有一定強度，磨鈍后能自行脫落，重新露出新的砂粒，保持鋒利。如果砂盤粘結劑過多，則表面磨損后越光滑，砂鋒不突出，粘的太牢不易自脫；反之，表面太粗糙，很容易脫落，反而壽命降低，成本高。所以必須按一定的比例控制膠結劑的數量。3.4砂盤之間的軋距影響礱谷效果

軋距增加，脫殼率下降，碎米率低。軋距減小，脫殼率可提高，碎米率也增加。軋距過小，稻谷在工作區內處于平列狀態，不能立起。糙米表面起毛，碎米率增加，產量降低。一般說，易脫殼稻谷軋距可大一些，難脫的軋距小一些。軋距大小：稻谷寬＜軋距＜稻谷長3.5流量

應與軋距配合，隨軋距增加而增加。軋距一定，流量也保持穩定，若軋距調小，雖能提高脫殼率，但谷粒受撞擊力會增加，碎米也高；若提高流量，谷粒在工作區內相互重疊，互相干擾，脫殼率下降。若流量增加過多，會產生堵塞，出現故障。第四節碾米及成品、副產品整理

1碾米的目的

礱谷后得到的糙米表面附有皮層，這種皮層易吸收水份,蒸飯時間長，出飯率低，且皮層中含粗纖維，不利人體消化，所以還要把糙米碾成白米，除去皮層。但皮層中也含有大量的維生素和脂肪，如皮層除去越多，養分損失越大，因此碾米的次數應盡量減少，以保持大米的養分。

糙米經碾制后便得到成品大米和副產品米糠兩種產品。米糠中往往含有整米、碎米和米粞。為物盡其用，必須將它們分離。這個過程稱為副產品整理。2主要碾米機械碾米機的種類主要有:橫式鐵輥碾米機、鐵筋砂輥碾米機、立式砂輥碾米機、螺旋砂輥碾米機、雙輥式碾米機（大型碾米機）等。碾米的實質：保證糙米基本完整，利用外力使皮層與胚乳籽粒聯接破壞，全部或部分除去皮層。除去糙米皮層的方法：

機械法：摩擦擦離作用（鐵輥筒、鐵筋砂輥）；

化學法：用酶或化學藥劑浸泡米→變軟→輕碾→皮層與胚乳分離；特點：籽粒完整，工藝復雜，成本高，加工出來的米較干凈，不需要淘米。淘米1~2次以上，維生素損失40%以上。2.1鐵輥式碾米機(1)工作原理

橫式鐵輥碾米機是利用摩擦擦離作用將糙米或稻谷加工成白米的糧食加工機械。此外，還可用于飼料粉碎、大麥剝皮和花生剝殼等。(2)構造進料部分碾白部分（上蓋、鐵輥筒、米刀、米篩等）機座糠米分離進料部分進料部分由進料斗、料斗座、進料調節板等組成。進料斗由鐵皮制成，用螺栓固定在料斗座上，而料斗座用螺釘固定在上蓋上，它的下面留有間隙，可插入進料調節板調節進料量，它對控制碾米機的負荷起主要作用。碾白部分

由上蓋、鐵輥筒、機箱、米刀、米篩等組成。碾米部分是碾米機的主要工作部件。上蓋：

由鑄鐵制成，呈半圓形，與機械共同組成碾白室。左端頂面有一進料口，上面裝有料斗座，右端半圓下面有一長方出口，上面裝有出米嘴，加工好的成品由此流出機外。

上蓋進口的內壁A處有一過渡擴散形曲面，其作用是減少進料阻力，便于導料。整個上蓋的內壁是左端大，右端小，中間有一逐漸縮小的過渡斜坡，其目的是使米粒在機內所受的壓力隨著碾白室容積的逐漸縮小而逐漸增加，不斷增強碾白效果。內壁的右端又增大，便于米順利從出口拋出。輥筒：輥筒是米機的主要工作部件，由冷模澆鑄而成，表面為白口鐵，質硬耐磨。輥筒一般為兩段，也有整體鑄造的，通過中心鍵和兩端悶蓋固定在軸上。輥筒靠近入口端有2～3條筋成30～40°傾斜角，起推送米粒作用，稱為推筋（推進齒）；出口端有2～6條筋，傾斜角度小，約為0～6°，起翻動精白米粒作用，稱為精筋（精白筋）。米刀：用扁鋼制成，夾在上蓋和機箱之間，通過裝在機箱兩側的調節螺釘可以調節米刀與輥筒的間隙，起控制碾米精度的作用。一般靠近進口端的間隙為出口端間隙的1/2~1/3，因為稻谷或糙米在初碾時需要較多的摩擦力來破殼去皮,故進口端間隙小些。出口端間隙變大,使出米通暢。米篩:

用薄鋼板制成，上面沖有很多狹長的孔眼，并彎成弧形。米篩的作用主要是排糠，其次是增加摩擦阻力，起輔助碾白作用。篩孔的大小對碾米效率及質量有一定影響，過小排糠困難，易于堵塞；多大米粒易穿過篩孔或插入篩孔被折斷，故應按需要選用。

機座部分

是整個機器的骨架，它由左右兩塊墻板、拉桿螺栓、前遮板、防塵板和出糠板組成。左右墻板用拉桿螺栓連成一體，上平面與低面成一30°斜角，支承著軸承、機箱、上蓋等整個機身。前遮板和防塵板是為了防止糠粉飛揚，出糠板是使糠粞溜下便于接糠。糠米分離部分

由米糠分離器、風機和集塵器組成。它利用風機產生的吸力，將流經傾斜淌板的米糠混合物中的糠屑吸出，送至集塵器集糠，純凈的白米由分離器的淌板流出機外。這樣加工后的稻谷就不需要專門的風車來分離米糠。（3）工作過程

當稻谷或糙米由進料斗進入米機后，在旋轉輥筒推筋的作用下，作螺旋運動。米粒受到碾白室內各部件的摩擦及本身的相互摩擦，當摩擦力克服米粒皮層與胚乳之間的聯接力時，皮層和胚乳之間便產生滑移，致使皮層延伸、斷裂以致脫落。由于碾白室容積逐漸縮小，米粒間密度即隨之加大，碾白室內擠壓力增加，再加上輥筒碾筋不斷翻拔和推進，使米粒進一步碾白，碾白后的米粒由米嘴排出，糠屑由米篩、集塵器排出。若直接碾稻谷則往往需要反復2～3次，才能得到純凈的白米。2.2立式砂輥碾米機

立式砂輥碾米機適于北方地區高梁、谷子、玉米、大麥等雜糧的加工，也適于“糙出白”的