JY-800A智能留胚碾米機(jī)的研制

任洪忱 趙忠良 姚朝

摘 要：介紹了一種胚芽米加工設(shè)備，著重介紹了設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)效果等，并針對(duì)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)、應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出了進(jìn)一步研究的建議。

關(guān)鍵詞：胚芽米;碾米機(jī);留胚率;胚芽完整度

中圖分類號(hào)：S226.8 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.007Open Science Identity（OSID）

0 引言

稻谷最重要的部分為胚芽，胚芽質(zhì)量只占整粒大米質(zhì)量的3%左右，而其營(yíng)養(yǎng)成分卻占整粒大米的60%以上，胚芽中含有豐富的維生素、植物纖維和人體所必需的微量元素。胚芽米也叫留胚米，是保留米的胚芽部分，而其它部分與白米相近的一種米，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為留胚率（保留胚芽的米數(shù)量占成品米總數(shù)量的百分比）在80%以上的米方可稱為真正意義上的胚芽米。

隨著人們健康飲食觀念及對(duì)營(yíng)養(yǎng)認(rèn)知的提升，胚芽米作為具有高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的食品，會(huì)逐漸被廣大消費(fèi)者認(rèn)可，市場(chǎng)前景看好，研制高性能胚芽米加工設(shè)備意義深遠(yuǎn)。

1 基本工作原理的確定及整機(jī)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)精白米碾米技術(shù)，采用石磨、砂輥、鐵輥等結(jié)構(gòu)，為了得到精米，需經(jīng)反復(fù)碾軋，在去除糠皮的同時(shí)，把米之精華——胚芽也隨之去除了。采用傳統(tǒng)碾米技術(shù)顯然不適合胚芽米加工。胚芽米的加工過(guò)程實(shí)際就是磨削掉糙米表層同時(shí)較為完好保留胚芽部分的過(guò)程，對(duì)加工效果要求較高，故而胚芽米的加工較精白米加工難度要大得多。

JY-800A智能留胚碾米機(jī)基本工作原理可歸納總結(jié)為“輕量磨削，多道碾白”，采用輕量磨削防止胚芽受到損傷與破壞;采用多次磨削工藝，獲得接近精白米的碾白度，提升胚芽米產(chǎn)品感官及食用品質(zhì)。

碾米機(jī)碾米室設(shè)計(jì)采用磨削砂帶與多單元彈性刀組為主要磨削部件，利用磨削砂帶直線運(yùn)動(dòng)與彈性刀組在其運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)靜止的速度差實(shí)現(xiàn)對(duì)原料糙米的磨削，與傳統(tǒng)磨米方式相較，磨削過(guò)程柔和，利于保留胚芽。設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。

磨米過(guò)程中，磨削砂帶與其支撐托板、磨削砂帶與原料米、原料米與刀組各部分之間的摩擦都會(huì)產(chǎn)生熱量，若不及時(shí)散熱，大量的熱量會(huì)使稻米糊化，品質(zhì)劣變，行業(yè)通用做法是采用風(fēng)扇散熱，散熱效果差強(qiáng)人意，但其工作噪音較大，處理不好粉塵也會(huì)較多。JY-800A智能留胚碾米機(jī)設(shè)計(jì)有一套循環(huán)的水冷系統(tǒng)（如圖2），主要對(duì)熱量集中區(qū)域及周邊散熱，在儲(chǔ)液槽內(nèi)注入清水就可使得冷卻效果較為理想，注入專用冷卻液，效果更佳。

胚芽米碾米加工是一個(gè)精量磨削的過(guò)程，磨削量主要受碾米室工作高度控制，對(duì)常用米品種按原料米米徑大小預(yù)設(shè)碾米室工作高度。碾米作業(yè)中對(duì)碾米室高度調(diào)節(jié)采用智能化控制，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)高減速比升降機(jī)對(duì)碾米室實(shí)現(xiàn)精量調(diào)節(jié)，智能控制系統(tǒng)閉環(huán)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)量實(shí)時(shí)補(bǔ)償，自動(dòng)化程度高。同時(shí)設(shè)計(jì)了磨削砂帶糾偏系統(tǒng)，通過(guò)感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，監(jiān)控磨削砂帶跑偏情況，并根據(jù)其反饋驅(qū)動(dòng)糾偏機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)在線糾偏。糾偏與碾米室高度調(diào)節(jié)均設(shè)置了自動(dòng)與手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，切換相應(yīng)開(kāi)關(guān)，即可調(diào)換模式。

該設(shè)備按碾米機(jī)構(gòu)在單機(jī)空間上單層或多層分布可分為單層留胚碾米機(jī)與多層留胚碾米機(jī)，依據(jù)“輕量磨削，多道碾白”原則，實(shí)際應(yīng)用中，胚芽米加工過(guò)程可根據(jù)碾米次數(shù)需要及廠況等因素，采用數(shù)臺(tái)單層設(shè)備串聯(lián)或數(shù)臺(tái)多層設(shè)備串聯(lián)，亦或單層設(shè)備與多層設(shè)備混布等多種形式，碾米次數(shù)一般以3～5次為佳，設(shè)備形式及工藝設(shè)備布置示意參考圖1、圖3所示。

2 設(shè)備的試驗(yàn)測(cè)試

經(jīng)黑龍江省機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢驗(yàn)測(cè)試，該設(shè)備加工的胚芽米產(chǎn)品經(jīng)黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院食品檢測(cè)，詳細(xì)數(shù)據(jù)如下表。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

衡量胚芽米加工設(shè)備性能的重要指標(biāo)主要有生產(chǎn)效率、留胚率與胚芽完整度（胚芽保留量占全胚芽量的平均百分比）等，本機(jī)生產(chǎn)效率在國(guó)內(nèi)外處于較高水平;留胚率較國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備不遑多讓;其胚芽米加工過(guò)程對(duì)米胚損傷小，成品米胚芽完整度高。較高的留胚率與胚芽完整度的實(shí)現(xiàn)，得益于先進(jìn)的碾米室磨削結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

該設(shè)備整機(jī)結(jié)構(gòu)獲得了國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)，設(shè)備產(chǎn)品通過(guò)了黑龍江省工業(yè)和信息化廳組織的專家會(huì)議鑒定，鑒定結(jié)論認(rèn)為該設(shè)備綜合性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

3.2 建議

胚芽米加工設(shè)備研究仍將繼續(xù)，根據(jù)研究、試驗(yàn)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)下一步研究建議如下：

（1）雖然本設(shè)備加工效率在同類產(chǎn)品中已屬較高，但相對(duì)于一般農(nóng)產(chǎn)品加工設(shè)備而言，并不算高，要研究如何進(jìn)一步提高碾米效率，降低胚芽米加工成本，使百姓花費(fèi)較低的價(jià)格就能享用到真正的高端營(yíng)養(yǎng)米，造福于民;

（2）設(shè)備刀組加工胚芽米效果非常好，但存在長(zhǎng)時(shí)間工作夾碎、夾糠問(wèn)題，清理費(fèi)時(shí)，可以考慮增加高壓風(fēng)力配套裝置及刀組結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì);

（3）優(yōu)化磨削結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低碎米率，提升成品率、留胚率及胚芽完整度。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊海錚，張寧，孫健，等. 水稻留胚米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、加工技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2012（7）：1031-1036.

[2]朱一帆，馮亞斌，林軒，等.胚芽米營(yíng)養(yǎng)成分研究[J].科技通報(bào)，2013（9）：51-54+60.