提高海南地區(qū)稻谷整精米率的工藝研究與應用

鄒 易，張玥琳，鄭聯(lián)合，陳運飛

1.海南省糧油科學研究所 （瓊海 571400）

2.襄陽市公共檢驗檢測中心 （襄陽 441000）

3.海南定安嶺口程意富硒米專業(yè)合作社 （定安 571200）

2009年新修訂的GB 1350—2009《稻谷》標準將整精米率定義為：糙米碾磨成加工精度為國家標準（GB1354）三級大米時，長度達到試樣完整米粒平均長度四分之三及以上的米粒。整精米率是整精米占凈稻谷試樣的質(zhì)量分數(shù)［1］。以整精米率作為加工指標既可以及時發(fā)現(xiàn)稻谷低質(zhì)量高等級的問題，還可以防止陳化稻谷充當新稻谷，保證稻谷加工最終產(chǎn)品的出品率和質(zhì)量［2］，很好的體現(xiàn)了稻谷品質(zhì)及加工出品率的高低［3］。提高稻谷整精米率，對于提高糧食收購質(zhì)量，改善大米外觀及食品品質(zhì)都能起到積極作用［2］。

生產(chǎn)實踐表明，影響稻米整精米率高低的因素有稻谷品種、栽培條件、儲藏環(huán)境、加工工藝等［2－5］。海南，地處熱帶北緣，長夏無冬，稻谷一年可收三季，高溫、多雨、生長周期短等特點造成本地稻谷化學成分與內(nèi)地不同，又因為生產(chǎn)工藝及設備均照搬內(nèi)地，使得整精米率較低于內(nèi)地。定安富硒大米是海南本地具有代表性的特色大米，營養(yǎng)豐富、市場前景廣闊，但整精米率低是制約定安富硒大米進一步發(fā)展的關鍵。

本文以定安富硒大米為原料，研究改善海南地區(qū)稻谷加工的工藝流程及參數(shù)，提高海南地區(qū)稻谷的整精米率，為提高海南地區(qū)大米加工企業(yè)的經(jīng)濟效益提供技術支持。

1 材料與方法

1.1.1 試驗材料

稻谷樣品：樣品取自定安嶺口程意富硒米專業(yè)合作社嶺口洋牌富硒米生產(chǎn)基地倉庫。

1.1.2 試驗儀器

除雜機；米碎篩；分離篩；除沙機；提升機；礱谷機風機；礱谷機；碾米機；粉碎機；風機；水分快速檢測儀；天平；谷物選篩。

1.2 試驗方法

1.2.1 加工工藝流程

試驗通過稻谷加工前水分控制、碾白工藝研究提高大米加工中整精米率、降低成本能耗的技術參數(shù)。加工工藝流程如圖1。

圖1 加工工藝流程示意圖

1.2.2 研究稻谷加工前水分含量對整精米率的影響

將當季收購的用于本試驗的稻谷在太陽下曬干，進行水分調(diào)制，至含水量分別為12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%，常溫下按照以上加工工藝流程進行加工，通過測定加工后整精米率及加工過程中的每噸米電耗確定稻谷最佳水分含量。

1.2.3 研究糙米調(diào)制工藝對整精米率的影響

以單次加濕量、潤糙時間為影響因素，按照以上加工工藝流程進行加工，研究兩個糙米水分調(diào)制因素對整精米率和每噸米電耗的影響，確定最佳試驗參數(shù)。

1.2.4 研究多機碾米工藝條件及相關參數(shù)對整精米率的影響

按照最佳稻谷加工前水分含量、最佳糙米調(diào)制工藝，按照以上加工工藝流程進行加工，糙米在碾米過程中分別用不同碾米機組合進行碾米作業(yè)：砂輥碾米機（簡稱“一砂”）、砂輥碾米機＋鐵輥碾米機（簡稱“一砂一鐵”）、鐵輥碾米機＋鐵輥碾米機（簡稱“二鐵”）、砂輥碾米機＋砂輥碾米機＋鐵輥碾米機（簡稱“二砂一鐵”）、砂輥碾米機＋砂輥碾米機（簡稱“二砂”）、砂輥碾米機＋砂輥碾米機＋砂輥碾米機（簡稱“三砂”），通過測定加工后整精米率及加工過程中的每噸米電耗確定最佳碾米機組合工藝條件。

1.2.5 稻谷水分測定方法

用快速水分測定儀進行測定。

1.2.6 整精米率計算方法

整精米率根據(jù)國標GB／T21719—2008稻谷整精米率檢驗法進行檢驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 稻谷加工前水分含量對整精米率的影響結(jié)果

4不同含水量的稻谷按照大米加工工藝流程進行加工，其整精米率及每噸米電耗見表1。

指標水分含量／%12 13 14 15 16 17 18整精米 率／% 34.2 40.5 45.6 37.9 24.1 22.3 21.1噸米電耗／（kW·h／t） 79.8 78.3 76.9 75.8 74.4 73.5 73.2

由表1可知，隨著定安富硒稻谷水分含量的升高整精米率先升高后降低，在水分達到14%時，整精米率的含量達到最大45.6%。這是因為定安富硒稻谷屬于秈稻，且在海南特殊條件下，生長周期短，粘性較弱，米粒長而細，當?shù)竟人趾可邥r，籽粒強度增加，爆腰率降低，但當水分超過14%后，稻殼韌性增加，脫殼時破碎多，而且此時秈稻的籽粒強度開始下降，導致碎米增加。隨著水分含量的升高，噸米耗電量逐漸下降，在水分達到17%時逐漸平緩，這是由于，水分升高，稻殼強度降低，礱谷時受到的阻力減小，耗能減少。因為回礱谷中的糙米第二次進入礱谷機，易形成碎米，爆腰粒進入碾米機易形成碎米［6］，因此，對礱谷而言，降低爆腰率至關重要，綜合能耗及整精米率，選擇14%為稻谷的最佳含水量。

2.2 單次加濕量對整精米率的影響

將14%含水量的稻谷進行礱谷，谷糙分離后的糙米在潤糙60 min的條件下按照不同單次加濕量進行潤糙，不同加濕量對整精米率和總能耗的影響見表2。

指標 單次加濕量／%0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8整精米 率／% 44.3 45.77 47.26 49.43 50.22 48.12 45.44噸米電耗／（kW·h／t） 76.91 76.44 75.35 74.56 73.12 71.47 69.56

由表2可知，隨著糙米單次加濕量的增加，整精米率先升高后降低，在加濕量達到1.2%時，整精米率達到最大50.22%。碾米是米廠最重要的工序，同時也是最易產(chǎn)生碎米的位置，定安富硒稻谷屬于秈稻，直鏈淀粉含量較高，當糙米水分含量低時，糙米硬度和脆性較大，在碾米加工過程中易被折斷。當加濕量增加，水分含量升高，糙米中的淀粉因為吸水強度開始降低，當加濕量過高，糙米的強度過低，在碾米的磨削過程中易被壓碎。隨著加濕量的增加，耗能逐漸降低，這是因為水分含量升高，糙米表面強度降低，碾米時受到的阻力減小，耗能下降。綜合能耗和整精米率，選擇1.2%作為最佳的糙米單次加濕量。

2.3 潤糙時間對整精米率的影響

將14%含水量的稻谷進行礱谷，谷糙分離后的糙米按照1.2%加濕量，在不同的潤糙時間下進行潤糙，不同潤糙時間對整精米率和總能耗的影響見表3。

指標 潤糙時間／min 0 20 40 60 80 100 120整精米 率／% 44.37 46.47 48.68 50.22 49.24 49.01 48.87噸米電耗／（kW·h／t） 77.38 75.24 73.87 72.31 71.03 70.78 70.29

由表3可知，隨著潤糙時間的延長，整精米率先升高后降低，但降低的幅度不大，趨于平緩。這是因為，潤糙時間是形成恰當水分梯度的重要因素，最佳的水分梯度可以獲得最佳的強度梯度［7］，在壓力磨削過程中不易被折斷壓碎，得到最高的整精米率。而隨著時間的延長，能耗逐漸降低，這是因為時間越長，水分含量越大，糙米的強度逐漸增加，當水分含量達到臨界值時，時間延長，糙米強度變化降低，能耗趨于平緩。

2.4 多機輕碾工藝條件及相關參數(shù)對整精米率的影響結(jié)果

按照14%含水量進行礱谷，以1.2%的加濕量潤糙60 min，糙米在碾米過程中分別用“一砂”“一砂一鐵”、“二鐵”、“二砂一鐵”、“二砂”“三砂”碾米機組合進行碾米作業(yè)，通過測定加工后整精米率及加工過程中的總能耗確定最佳碾白工藝條件。結(jié)果如表4。

指標碾米機組合一砂 一砂一鐵 二鐵 二砂一鐵 二砂 三砂整精米率／% 48.73 50.22 45.64 51.15 52.56 54.62噸米電耗／（kW·h／t） 74.56 80.34 81.79 87.08 79.87 85.23

碾米機是稻谷加工過程中最關鍵的設備之一，基本上可分為兩大類：鐵輥碾米機和砂輥碾米機。鐵輥碾米機輥筒平均線速度在300 m／min以下，對米粒的壓力可達到0.2～0.5 MPa，但砂輥的輥筒平均線速度在600 m／min以上，而對米粒的平均壓力卻較小，一般在0.05 MPa左右［8］，因而砂輥的碎米比鐵輥的少，所以整精米率二砂一鐵＞一砂一鐵＞二鐵，因為砂輥壓力小，多機輕碾可提高整精米率，所以整精米率三砂＞二砂＞一砂。碾米是整個大米加工工段最耗電的過程，海南本地年均氣溫高，濕度大，大米加工過程中每增加一道碾米約增加耗電5～7 kW·h／t，所以三砂、二砂一鐵的耗能最大，結(jié)合整精米率和耗能，優(yōu)選二道砂輥碾白工藝。

3 結(jié)論

整精米率是稻米加工品質(zhì)的優(yōu)劣指標，本實驗以定安富硒稻谷為原料，研究稻谷水分、糙米加水調(diào)制工藝、不同碾米工藝對整精米率和總能耗的影響。結(jié)合工廠實際生產(chǎn)需要和能耗要求，通過單因素實驗得到最佳工藝條件為：稻谷水分14%，以1.2%的加濕量潤糙60 min，在碾米過程中經(jīng)由兩道砂輥碾米機進行碾白，最后得到整精米率為52.56%，能耗為79.87 kW·h／t。