稻米加工工藝分析

周鵬云，李繼英

（揚(yáng)州牧羊糧食機(jī)械有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127）

稻谷是我國(guó)單產(chǎn)最高、最穩(wěn)定的糧食，2018年我國(guó)稻谷總產(chǎn)量達(dá)2.1213億t，生產(chǎn)大米達(dá)1.05805億t；隨著稻谷產(chǎn)量的增加和科技水平不斷提升，我國(guó)大米加工業(yè)也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。稻谷加工過(guò)程主要分為初清存儲(chǔ)、礱谷前清理、礱谷脫殼、碾白涼米、拋光色選分級(jí)及成品整理打包6個(gè)工段，每個(gè)工段都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。下面就對(duì)各個(gè)工段做一些分析探討。

1 原料稻谷初清存儲(chǔ)工段

大多數(shù)大米加工企業(yè)原料稻谷均來(lái)自外購(gòu)，外購(gòu)的原料稻谷質(zhì)量存在差異，因此需要對(duì)采購(gòu)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(guò)計(jì)量后送入立筒倉(cāng)暫存。如果收購(gòu)的稻谷水分較高，還要經(jīng)過(guò)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(cāng)暫存。立筒倉(cāng)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(shí)現(xiàn)原料采購(gòu)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(jiàn)圖1。

圖1 稻谷初清工藝流程

由于稻谷流動(dòng)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(cāng)產(chǎn)量要求相匹配，主要去除大型雜質(zhì)及草桿、繩頭等。實(shí)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14 mm×14 mm方孔/（或φ14 mm圓孔）或12 mm×12mm 方孔/（或 φ12 mm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(cāng)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(dòng)篩和旋振篩三種形式，自衡振動(dòng)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(dòng)篩和平面回轉(zhuǎn)篩的優(yōu)點(diǎn)，清理效果最佳，篩孔配置上層φ14 mm/φ12 mm，下層 φ2.2 mm/φ1.8 mm 為宜。

2 礱谷前清理工段

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(chē)間的環(huán)境衛(wèi)生。其工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 礱谷前清理工藝流程

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(cāng)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(chē)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 φ2.0 mm/φ1.8 mm 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%。

3 礱谷脫殼、谷糙分離工段

該工段工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 礱谷脫殼、谷糙分離工藝流程

3.1 礱谷機(jī)的參數(shù)控制

稻谷脫殼主要是靠一對(duì)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(shí)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(shí)踐證明，快輥線速應(yīng)控制在14.5～17 m/s，慢輥線速應(yīng)控制在12～14.5 m/s，線速差控制在2.5～3.3 m/s為宜；兩輥軋距控制在0.78 mm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(shí)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(zhǎng)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(diǎn)，利用特制的寬度為1.55～1.65 mm的長(zhǎng)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(huì)，可將糙米中含量在2%左右的未熟粒分離出來(lái)，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(duì)糙米進(jìn)行著水潤(rùn)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(guò)程產(chǎn)生的碎米，增加出米率。糙米的碾米最適水分在14.5%～15.5%，如低于這個(gè)水分，碾米的工藝效果不會(huì)最好，不利于減少碎米和節(jié)省碾米動(dòng)力。另一方面，水分含量過(guò)低時(shí)加工出的大米，其食用品質(zhì)不佳，增碎率高。對(duì)糙米進(jìn)行著水潤(rùn)糙，其關(guān)鍵在于控制著水量大小和潤(rùn)糙時(shí)間長(zhǎng)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(rùn)糙時(shí)間60～90 min為宜，此時(shí)糙米達(dá)到恰當(dāng)水分梯度，碾米能耗和碎米率都會(huì)下降，氣溫較低時(shí)時(shí)間可以長(zhǎng)一點(diǎn)，氣溫高時(shí)潤(rùn)糙時(shí)間要短一點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，著水潤(rùn)糙可降低電耗10%～15%，降低碎米率1.5%～3.5%。

4 碾白涼米工段

雖然糙米比大米更有營(yíng)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(guó)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(jiàn)圖4和圖5。

圖4 粳稻碾米涼米工藝流程

圖5 秈稻碾米涼米工藝流程

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(zhǎng)期較長(zhǎng)，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(guò)程中能承受較大的碾白室壓力，加工時(shí)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(kāi)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(kāi)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(guò)第一、二道碾白開(kāi)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(kāi)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(zhǎng)橢圓形或細(xì)長(zhǎng)形，加工時(shí)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(guó)對(duì)臥式米機(jī)多次更新?lián)Q代后，普遍認(rèn)為適合加工長(zhǎng)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(dú)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(zhǎng)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(guò)幾道碾米后，米溫會(huì)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(shì)必會(huì)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，拋光工藝的米溫不至于很高，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(cāng)有利于降低米溫，減少拋光過(guò)程產(chǎn)生碎米。

實(shí)踐證明，采用涼米倉(cāng)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(guò)12 h冷卻后，拋光效果最佳，產(chǎn)生的碎米和爆腰也較少。

5 拋光色選分級(jí)工段

經(jīng)過(guò)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(jiàn)圖6。

圖6 拋光色選分級(jí)工藝流程

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(shí)延長(zhǎng)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(guò)精碾拋光加工后，其產(chǎn)品更加具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guò)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(shí)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(duì)色選機(jī)效果的影響，后面二道拋光在實(shí)際操作時(shí)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(shí)，糠粉不易脫落，在米粒表面形成白色斑點(diǎn)；但拋光后會(huì)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(dòng)相結(jié)合的高科技產(chǎn)品，物料由振動(dòng)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(guò)，光電傳感器在熒光燈的照射下通過(guò)背景板折射的光線不同，對(duì)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(hào)，經(jīng)放大處理后傳到CPU中央處理器，并作出分析辨別產(chǎn)生輸出電信號(hào)，給驅(qū)動(dòng)電路板進(jìn)行放大處理，驅(qū)動(dòng)噴射電磁閥的動(dòng)作，將好米中的異色粒或白堊粒吹出至接料斗的廢料腔內(nèi)，而正常的被選物料繼續(xù)下落至接料斗成品腔內(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(huà)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(wú)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。

6 成品整理打包工段

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(jiàn)圖7。

圖7 成品整理包裝工藝流程

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(cāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間生產(chǎn)運(yùn)行，倉(cāng)內(nèi)糠粉可能會(huì)結(jié)成塊，脫落混進(jìn)成品米，經(jīng)過(guò)溜篩可以去除糠塊（有些大糠塊色選機(jī)無(wú)法去除）；再經(jīng)過(guò)色選機(jī)可以去除異色雜質(zhì)，對(duì)成品起到最后一道把關(guān)的作用；再經(jīng)過(guò)磁選，除去成品米中經(jīng)過(guò)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(lái)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(fèi)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(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間和保持大米的新鮮度，而受到人們的歡迎。

總之，隨著社會(huì)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。從全國(guó)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(guó)碾米工業(yè)技術(shù)整體水平。