稻谷加工過程主要分為初清存儲、礱谷前清理、礱谷脫殼、碾白涼米、拋光色選分級及成品整理打包6個工段,每個工段都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。下面河南中瑞糧油機(jī)械就對水稻加工工藝流程,稻谷加工工藝流程各個工段做一些分析探討。
大多數(shù)大米加工企業(yè)原料稻谷均來自外購,外購的原料稻谷質(zhì)量存在差異,因此需要對采購的原料稻谷進(jìn)行清理,除去大型雜質(zhì)、稻草桿和繩頭等纖維雜質(zhì),再經(jīng)過計量后送入立筒倉暫存。如果收購的稻谷水分較高,還要經(jīng)過烘干系統(tǒng),使得稻谷的水分降低到14%左右,再送入到立筒倉暫存。立筒倉作為糧食加工和周轉(zhuǎn)之用, 一方面可以保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性,另一方面可以實現(xiàn)原料采購入廠與加工生產(chǎn)聯(lián)系緊密又互不影響的效果, 可有效地提高作業(yè)效率和節(jié)約人工。原料稻谷初清工藝流程圖見圖1。
由于稻谷流動性差,比較難清理,因此初清工段初清篩設(shè)備選型要大,與原糧進(jìn)倉產(chǎn)量要求相匹配,主要去除大型雜質(zhì)及草桿、繩頭等。實際生產(chǎn)中初清篩篩孔配置很關(guān)鍵,直接關(guān)系到清理效果,按傳統(tǒng)配備篩孔大小是達(dá)不到理想效果的,必須適當(dāng)縮小篩孔,一般以14mm×14mm方孔/(或Φ14mm圓孔或12mm×12mm 方孔/(或Φ12mm圓孔)為宜,可根據(jù)產(chǎn)量大小進(jìn)行選擇,初清篩清理出的稻穗可以集中使用打芒機(jī)處理。為了保證稻谷加工工藝流程的穩(wěn)定性和連續(xù)性,通常進(jìn)倉前還要設(shè)置一道清理篩,去除大雜,小雜和輕雜;目前的清理篩主要有平面回轉(zhuǎn)篩、自衡振動篩和旋振篩三種形式,自衡振動篩大雜容易糊上層篩面,平面回轉(zhuǎn)篩清理效果好但產(chǎn)量小,旋振篩是結(jié)合了振動篩和平面回轉(zhuǎn)篩的優(yōu)點,清理效果最佳,篩孔配置上層Φ14mm/Φ12mm,下層Φ2.2mm/Φ1.8mm為宜。
此工段稻谷清理的目的是盡可能將稻谷中各種雜質(zhì)去除干凈,以達(dá)到凈谷的質(zhì)量要求,保證后路各工藝流程連續(xù)性,提高設(shè)備的工藝效果,確保產(chǎn)品質(zhì)量和加工車間的環(huán)境衛(wèi)生。其工藝流程見圖 2。
此工段稻谷清理所起的作用與初清所起的作用不同,初清設(shè)備選型大,與原糧進(jìn)倉速度相匹配,主要去除大、中型雜質(zhì);礱谷前清理設(shè)備選型小,與車間生產(chǎn)相匹配,主要將稻谷中95%以上的雜質(zhì)去除干凈;清理篩選用效果較好的旋振篩,篩孔配置上層Φ10 mm/Φ9 mm,下層Φ2.0mm/Φ1.8mm為宜。去石機(jī)選用帶有復(fù)選機(jī)構(gòu)的去石機(jī),去石率大于99%。
該工段工藝流程見圖 3。
3.1
礱谷機(jī)的參數(shù)控制
稻谷脫殼主要是靠一對富有彈性的膠輥, 兩只膠輥相向不等速旋轉(zhuǎn), 給稻谷兩側(cè)實施以擠壓力和摩擦力,使谷殼破壞與糙米分離,從而達(dá)到脫殼的目的。實踐證明,快輥線速應(yīng)控制在14.5~17m/s,慢輥線速應(yīng)控制在12~14.5m/s, 線速差控制在2.5~3.3m/s為宜;兩輥軋距控制在0.78mm為宜。膠耗是衡量礱谷機(jī)效率的重要指標(biāo),為了減少膠耗,減少糙米爆腰和糙碎的產(chǎn)生, 應(yīng)根據(jù)原料和生產(chǎn)季節(jié)的不同選用不同硬度的膠輥。一般冬季春季選用較軟的膠輥,夏季秋季選用較硬的膠輥;加工秈稻時選用較軟的膠輥,加工粳稻選用較硬的膠輥。
3.2
糙米精選
糙米中未成熟粒的粒形與飽滿粒在長度和寬度上基本接近,而在厚度上有明顯區(qū)別,厚度選別機(jī)就是根據(jù)這一特點,利用特制的寬度為1.55~1.65mm的長形篩孔的篩筒,使糙米進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的篩筒后有充分接觸篩面的機(jī)會,可將糙米中含量在2%左右的未熟粒分離出來,提高糙米中完善粒的含量,既改善了大米品質(zhì),又降低了碾米電耗。
3.3
糙米調(diào)質(zhì)
糙米調(diào)質(zhì)主要是對糙米進(jìn)行著水潤糙, 這樣可以軟化皮層,使皮層與胚乳結(jié)合力降低,也可以降低 糙米溫度(通常水溫低于室溫),使碾白室壓力減小, 從而減少碾米過程產(chǎn)生的碎米,增加出米率。糙米的碾米最適水分14.5%~15.5%,如低于這個水分,碾米的工藝效果不會最好, 不利于減少碎米和節(jié)省碾米動力。另一方面,水分含量過低時加工出的大米, 其食用品質(zhì)不佳,增碎率高。對糙米進(jìn)行著水潤糙,其關(guān)鍵在于控制著水量大小和潤糙時間長短,稻谷水分低,著水量可適當(dāng)提高,加水量一般控制在0.2%~0.6%,潤糙時間60~90 min為宜,此時糙米達(dá) 到恰當(dāng)水分梯度,碾米能耗和碎米率都會下降,氣溫較低時時間可以長一點, 氣溫高時潤糙時間要短一點。據(jù)統(tǒng)計,著水潤糙可降低電耗10%~15%,降低碎米率1.5%~3.5%。
雖然糙米比大米更有營養(yǎng),但是糙米皮層的纖維素含量遠(yuǎn)高于胚乳,直接制作米飯口感不好;碾米的目的就是除去糙米皮層,并在保證成品大米符合國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下,盡量保持米粒完整,減少碎米,提高出米率及大米純度,降低能耗。粳稻和秈稻碾米 涼米工藝流程分別見圖4和圖5
4.1
粳稻碾米工藝
北方地區(qū),特別是東北三省,氣溫較低,稻谷生長期較長,品種多為粳稻,米粒為短圓形,膠質(zhì)率較高,米?箟耗芰(qiáng),在碾米過程中能承受較大的碾白室壓力,加工時米粒不容易碎,出米率較高,適合用立式碾米機(jī)組,減少提升次數(shù),降低碎米,碾米機(jī)組可選擇2砂3鐵多機(jī)輕碾;在工藝組合中,根據(jù)糙米的工藝特性,粒面光滑,采用砂輥米機(jī)開糙,金剛砂比較鋒利,砂刃容易使糙米破損,所以第一道采用砂輥米機(jī)碾白進(jìn)行開糙是最理想的,由于砂輥米機(jī)機(jī)內(nèi)壓力小產(chǎn)生碎米少,經(jīng)過第一、二道碾白開糙米粒,再用鐵輥米機(jī)碾制,可使米粒在保持原形態(tài)的情 況下進(jìn)行碾白,將砂輥開糙留下的痕跡磨去,從而得到米粒表面光潔、色澤美觀的白米。
4.2
秈稻碾米工藝
南方地區(qū),由于稻谷品種多為秈稻,米粒為長橢 圓形或細(xì)長形,加工時比較易碎;砂輥碾米機(jī)屬于“研削式;鐵輥碾米機(jī)屬于“擦離式,內(nèi)壓大;因此加工秈稻應(yīng)選擇以砂輥為主的工藝流程,就可減少碎米率;在我國對臥式米機(jī)多次更新?lián)Q代后,普遍認(rèn)為適合加工長粒秈稻的米機(jī)為MNMS18×2/MNMS25×2臥式雙輥噴風(fēng)碾米機(jī),該機(jī)型由帶斜孔篩板、米刀 和三角篩架組成的篩筒與碾米輥同向低速旋轉(zhuǎn),這 種獨特的新型碾米室結(jié)構(gòu)有強(qiáng)化碾白,加速排糠,降低米溫,改善工藝的效果,能在較短的碾米室達(dá)到較大的產(chǎn)量與較高的精度,其“流態(tài)化”碾白作用輕緩、 均勻,故成品含碎較少,易耗工作部件磨損均勻,碾白輥可根據(jù)碾白精度的要求換成砂輥、聚胺脂輥。加工長粒秈稻, 采用3道或4道臥式砂輥碾米機(jī)的多機(jī)輕碾工藝最為適合。
4.3
涼米工藝
在經(jīng)過幾道碾米后,米溫會比室溫高出很多,如果不進(jìn)行冷卻就進(jìn)入后面的拋光工段,勢必會使米 粒爆腰,增加碎米,影響成品品質(zhì),涼米就是為防止 因米粒溫度和濕度變化劇烈從而產(chǎn)生爆腰, 減少碎米,除此之外,涼米后,拋光工藝的米溫不**于很高, 更適合米粒表面淀粉糊化,形成晶亮的膠質(zhì)膜,使得米粒外觀更漂亮;因此拋光前設(shè)置較大的涼米倉有利于降低米溫,減少拋光過程產(chǎn)生碎米。實踐證明,采用涼米倉底部加正壓通風(fēng),頂部抽 風(fēng)的方式,效果最佳;此方式經(jīng)過12h冷卻后,拋光效果最佳,產(chǎn)生的碎米和爆腰也較少。
經(jīng)過碾米機(jī)碾制的白米還含有糠粉、碎米及異色粒,它們影響成品大米的品質(zhì),必須除去,以確保成品大米的質(zhì)量。拋光色選工藝流程見圖 6。
5.1
拋光技術(shù)
拋光是去除粘附在白米表面的糠粉,使白米表面光潔,提高成品米的外觀色澤,改善大米的食用品質(zhì),同時延長大米的貨架期,保持米粒的新鮮度,特別是加工優(yōu)質(zhì)稻通過精碾拋光加工后, 其產(chǎn)品更加具有市場競爭力。其工作原理主要是使水霧化成微小水珠粘附在白米表層,通過米粒與米粒之間以及米粒與拋光輥、篩筒之間的摩擦作用,使大米拋光后產(chǎn)生淀粉預(yù)糊化和膠質(zhì)化,達(dá)到去除糠粉使白米光潔的目的。
白米拋光時應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求, 合理選擇拋光工藝。目前大部分廠家采用三道拋光,第一道拋 光去除糠粉,避免糠粉對色選機(jī)效果的影響,后面二 道拋光在實際操作時采用頭道輕、 二道重的拋光工藝,拋光效果比較好。頭道輕拋將糠粉除凈且米粒表面已修復(fù)較為完整, 二道重拋則將米粒表面淀粉糊化,形成晶亮的膠質(zhì)膜。如頭道重拋則易將米機(jī)未除凈的糠粉黏附于米粒表面,二道輕拋時,糠粉不易脫落,在米粒表面形成白色斑點;但拋光后會新增1.0%~1.5%的碎米,因此在保證拋光效果前提下,盡量降低轉(zhuǎn)速,減小米粒受到的碰撞力。
5.2
色選技術(shù)應(yīng)用
色選機(jī)是利用光、電及氣動相結(jié)合的高科技產(chǎn)品,物料由振動喂料器均勻地喂入拋光機(jī)進(jìn)料通道,并以一定速度進(jìn)入色選區(qū),從傳感器和背景板間通過,光電傳感器在熒光燈的照射下通過背景板折射的光線不同,對大米進(jìn)行觀察,根據(jù)比較色差產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號,經(jīng)放大處理后傳到CPU**處理器,并作出分析辨別產(chǎn)生輸出電信號,給驅(qū)動電路板進(jìn)行放大處理,驅(qū)動噴射電磁閥的動作,將好米中的異色;虬讏琢4党**接料斗的廢料腔內(nèi),而正常的被選物料繼續(xù)下落**接料斗成品腔內(nèi),從而達(dá)到選別異色粒的目的。根據(jù)物料質(zhì)量及色量要求,操作者可設(shè)定不同參數(shù)進(jìn)行選別,提高精米外觀品質(zhì)。
隨著電子工業(yè)發(fā)展,色選機(jī)光電傳感技術(shù)發(fā)展更新較快,由可控硅光電傳感器發(fā)展到彩色CCD傳感器技術(shù),又發(fā)展到畫像處理技術(shù)傳感器,使分辨率和準(zhǔn)確率都得到提高,由溜槽發(fā)展到平板無溜槽,色選效果得到了很大提高,色選工藝技術(shù)得到普遍發(fā)展和應(yīng)用。目前在大米加工廠,色選機(jī)是碾米廠最終質(zhì)量控制的一道工序,去除黃米粒、病斑粒及堊白粒等變色米和碎玻璃等異色雜質(zhì), 保證了大米純度和質(zhì)量。
成品包裝是生產(chǎn)流程的最后一道工序,該工段工藝流程見圖 7。
為了保證包裝成品不含有任何雜質(zhì),要在打包之前設(shè)置溜篩、色選和磁選3道工序;由于成品倉經(jīng)過一段時間生產(chǎn)運(yùn)行,倉內(nèi)糠粉可能會結(jié)成塊,脫落混進(jìn)成品米,經(jīng)過溜篩可以去除糠塊(有些大糠塊色 選機(jī)無法去除);再經(jīng)過色選機(jī)可以去除異色雜質(zhì), 對成品起到最后一道把關(guān)的作用;再經(jīng)過磁選,除去 成品米中經(jīng)過機(jī)械設(shè)備混入的金屬雜質(zhì), 最后成品米進(jìn)入包裝機(jī)包裝;成品大米的包裝越來越受到重視,產(chǎn)品的包裝形式也多種多樣,以滿足不同消費群體的需求,目前,產(chǎn)品包裝以小包裝為主,真空包裝因可有效延長儲存時間和保持大米的新鮮度,而受到人們的歡迎。
總之,隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,碾米工藝技術(shù)也不斷得到創(chuàng)新和完善,新技術(shù)新設(shè)備也不斷得到應(yīng)用。從**碾米工業(yè)技術(shù)狀況看,目前應(yīng)完善大米拋光、色選技術(shù)應(yīng)用,逐步向大米調(diào)質(zhì)技術(shù)、配米技術(shù)應(yīng)用方向發(fā)展,提高我國碾米工業(yè)技術(shù)整體水平。
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