降低礱谷工序中稻谷破碎的探討

陳時(shí)龍，徐金勇，李維強(qiáng)*

（上海海豐米業(yè)有限公司，江蘇 大豐 224153）

隨著稻谷加工原料品質(zhì)的多樣化和加工工藝的日趨復(fù)雜，在加工過程中碎米越來越多，如何控制大米在加工過程中增碎是提高大米加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，也是衡量加工設(shè)備、工藝技術(shù)水平之所在。

本文從稻谷品質(zhì)、加工設(shè)備的操作水平及設(shè)備性能等幾方面對(duì)礱谷工序中碎米增多的原因進(jìn)行分析，并對(duì)降低碎米方法進(jìn)行討論。控制礱谷工序增碎措施包括嚴(yán)格控制稻谷原料，分級(jí)加工，調(diào)節(jié)稻谷含水量，控制稻殼中的含糙率，同時(shí)要合理安排礱谷工藝，改善礱谷機(jī)的操作、管理等。

常規(guī)稻谷加工的過程是由清理、礱谷、碾米和白米處理四個(gè)工段組成，而其中礱谷是直接產(chǎn)生碎米的第一道工序，數(shù)據(jù)顯示，70%以上的碎米產(chǎn)生在礱谷脫殼和碾白工序中，因此礱谷工序是控制碎米產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)之一。造成該工序碎米增多的原因有很多，稻谷本身的品質(zhì)和質(zhì)量、礱谷工藝，技術(shù)參數(shù)的配備和操作管理水平等，尤其是稻谷的質(zhì)量和設(shè)備技術(shù)參數(shù)的配置，對(duì)碎米的產(chǎn)生影響更大。

根據(jù)稻谷脫殼的受力和脫殼方式，礱谷脫殼可分為擠壓搓撕脫殼，端壓搓撕脫殼和撞擊脫殼，其中擠壓搓撕式的礱谷機(jī)是輥帶式礱谷機(jī),端壓搓撕式的礱谷機(jī)是砂盤礱谷機(jī),撞擊脫殼式的礱谷機(jī)是離心式礱谷機(jī)。但相對(duì)來說，擠壓搓撕脫殼造價(jià)高但具有出碎率低，糙米表面光滑，脫殼率高等良好工藝性能，所以得到廣泛使用。膠輥礱谷機(jī)主要工作部件是一對(duì)在鑄鐵圓筒上粘結(jié)或套裝膠層的水平橡膠輥筒或塑料輥筒。兩輥軸線位于同一水平面內(nèi)或略有高度差，以不同的轉(zhuǎn)速相向轉(zhuǎn)動(dòng)，其中一輥的位置固定，另一輥可以移動(dòng)，使兩輥間的軋距可調(diào)。兩輥線速之差為 2～3．2 m／s， 線速之和不宜超過30 m／s，軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有定壓調(diào)節(jié)和定距調(diào)節(jié)兩類。定壓調(diào)節(jié)可借氣壓、液壓或壓鉈進(jìn)行，其中壓鉈式自動(dòng)緊輥（軋距調(diào)節(jié)）機(jī)構(gòu)是中國在20世紀(jì)60年代首先發(fā)展的。為了使兩膠輥保持正確的線速度差，中國還發(fā)展了齒輪變速箱和三角膠帶相結(jié)合的傳動(dòng)方式。近幾年發(fā)展了自動(dòng)變速智能化礱谷機(jī)，操作和維護(hù)起來更為方便，礱谷工藝效果的好壞直接關(guān)系后道工序的正常工作，而且與成品米質(zhì)量，出米率和加工成本息息相關(guān)，所以如何選擇合適礱谷機(jī)、合理配置工作參數(shù)以及規(guī)范操作維護(hù)等都十分重要。

1 膠輥礱谷機(jī)的工作原理

礱谷是通過一對(duì)相向且轉(zhuǎn)速不等的膠輥間的壓力和剪切力，使落入膠輥間的稻谷受到線速差的撕剝而脫殼，稻谷經(jīng)淌板（或經(jīng)喂料輥和淌板）在膠輥全長上薄厚均勻地喂入兩輥之間，等徑輥筒以不同的線速相向運(yùn)轉(zhuǎn)，通過壓砣的壓力或氣缸壓力使通過輥間的稻谷受到擠壓和搓撕，谷粒兩側(cè)受到兩個(gè)不等速運(yùn)動(dòng)的工作面擠壓和搓撕而脫去穎殼，由于受到兩輥的擠壓和由兩輥速度差產(chǎn)生的搓撕作用，絕大部分稻谷達(dá)到脫殼的目的，并進(jìn)入谷殼分離裝置，經(jīng)吸風(fēng)口以4～5 m／s的風(fēng)速吸除稻殼。谷糙混合物與稻殼分離后，谷糙混合物從出料淌板排出，借助風(fēng)力將更小的稻糠分出，得到糙米和稻谷混合物。

2 礱谷工序碎米產(chǎn)生的原因

2.1 稻谷品質(zhì)

稻谷品質(zhì)主要表現(xiàn)在粒形、千粒重、容重、飽滿成熟度、心白率、腹白率及粉質(zhì)率等指標(biāo)上，另外還有爆腰率、原糧的均勻度、糙率及水分含量等。

2.1.1 爆腰率

爆腰又稱裂紋，是指糙米?；虼竺琢Ｉ铣霈F(xiàn)一條或多條紋橫向裂紋的現(xiàn)象，爆腰產(chǎn)生的原因很多，米粒產(chǎn)生爆腰后，就易破碎而產(chǎn)生碎米。

2.1.2 稻谷均勻度

稻谷在收購入倉時(shí)用皮帶輸送機(jī)及拋糧機(jī)輸送易產(chǎn)生自動(dòng)分級(jí)，雜質(zhì)會(huì)自然聚集，這樣會(huì)造成稻谷質(zhì)量不均勻，礱谷機(jī)操作參數(shù)不好控制，影響軋距大小的調(diào)節(jié)，為了保證礱谷機(jī)的脫殼率勢(shì)必緊軋，增加輥間壓力，這樣就會(huì)有大粒稻谷承壓過大而爆腰使糙碎增加。

2.1.3 稻谷的含水量

稻谷的水分直接影響稻殼的韌性、糙米皮層與胚乳之間的結(jié)合力以及胚乳的抗破壞強(qiáng)度等。水分含量偏高時(shí)，生產(chǎn)工序不通暢，同時(shí)籽粒的抗拉、抗壓強(qiáng)度會(huì)下降。要保證脫殼率，礱谷時(shí)勢(shì)必減少軋距，增大輥間壓力，從而造成碎米增多。水分過低，糙米的皮層與胚乳的粘結(jié)非常緊密，難于脫落，同時(shí)糙米的脆性增加了很多。如果采用較大的摩擦力與壓力把干燥的糙米皮去掉，易造成米粒斷裂或產(chǎn)生裂紋，易出現(xiàn)碎米。

2.2 礱谷機(jī)工藝的設(shè)置

從礱谷機(jī)原理上講，稻谷純度越高，粒度越整齊飽滿，其加工工藝效果越好，現(xiàn)實(shí)加工中，進(jìn)礱谷機(jī)的稻谷大部分是粒度完整，還有小部分是經(jīng)谷糙分離設(shè)備分離出來的回礱谷。由于回礱谷已經(jīng)過一次礱谷，受礱谷機(jī)的輥間壓力，扯撕作用等影響，其爆腰機(jī)率增多，若進(jìn)機(jī)原料稻谷中再次進(jìn)行擠壓扯撕，其糙碎率會(huì)大大提高，形成了礱谷及谷糙分離工藝中惡性循環(huán)現(xiàn)象。由此可見，礱谷工藝安排的是否合理也會(huì)影響到稻谷加工的破碎率。

2.3 礱谷機(jī)工作參數(shù)的選擇

實(shí)際生產(chǎn)中，礱谷機(jī)的輥間壓力、流量、線速差及軋距等的調(diào)節(jié)直接影響著礱谷的工藝效果，并且在目前的稻谷加工中越來越重要。若速度增大，軋距減少，則輥間壓力增大，膠輥對(duì)谷粒的扯撕作用增強(qiáng)，相應(yīng)地爆腰和破碎增多。若提高了流量，脫殼率會(huì)降低，回礱谷會(huì)增加，而回礱谷再脫殼就使碎米增多。大流量情況時(shí)，線速、軋距一定的條件下，稻谷橫臥進(jìn)入工作區(qū)的數(shù)量會(huì)增加，從而造成糙碎的增多。

3 礱谷工序控制增碎的措施

3.1 對(duì)稻谷原料品質(zhì)嚴(yán)加控制，合理加工

3.1.1 按成品要求加工

根據(jù)原糧的爆腰率，合理加工不同含碎米要求的成品大米，提高稻谷加工的綜合效益。

3.1.2 稻谷原料分級(jí)加工

不同品種的稻谷籽粒性質(zhì)不同，即使同一品種的稻谷也存在著粒形、粒度、水分含量、爆腰率及雜質(zhì)含量等方面的差異，因此，對(duì)粒形、粒度不均勻的稻谷必須分級(jí)后分別加工，有利于降低碎米的產(chǎn)生。

3.1.3 控制稻谷中的含糙率

針對(duì)原料稻谷中的含糙率增多產(chǎn)生的原因，采取合理的方法，使其控制在盡可能低的水平。

3.1.4 稻谷含水量的調(diào)節(jié)

稻谷水分的過高、過低都會(huì)造成稻谷加工的增碎，一般稻谷最佳加工水分為13.5%～15.5%之間，因此對(duì)低水分稻谷在加工前進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥幚?潤谷，使其水分達(dá)到13.5%～15.5%后再加工，可以較好地解決因稻谷水分過低加工而引起的增碎這一問題。相反，水分過高則要按大米國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)糧食進(jìn)行低溫慢速干燥與高溫快速干燥，干燥后稻谷應(yīng)慢慢進(jìn)行緩蘇冷卻，防止吸濕性裂紋與干燥性裂紋的產(chǎn)生，減少稻谷爆腰率。

3.2 合理安排礱谷工藝

針對(duì)糙米循環(huán)回礱谷重碾，造成爆腰增多、碎米增多的惡性循環(huán)問題，比較合理的方法就是分級(jí)礱谷和復(fù)式谷糙分離工藝。分級(jí)加工是用一臺(tái)礱谷機(jī)專門處理原糧稻谷，而另一臺(tái)專門處理回礱谷，這樣用不同的輥間壓力來分別處理以上兩種結(jié)構(gòu)不同的谷粒，避免了糙米回礱重碾而引起碎米增多的問題。復(fù)式谷糙分離是用二道谷糙分離設(shè)備串聯(lián)起來進(jìn)行谷糙分離，物料分離后較好地達(dá)到兩頭凈，即回礱谷“斷”糙，凈糙“斷”谷，具體是用第二道谷糙分離設(shè)備來處理第一道谷糙分離設(shè)備回篩物料。目前有些廠家用色選機(jī)對(duì)回礱料進(jìn)行色選，目的是為了降低碎米率，提高成品的出率，還有把礱谷機(jī)出來的谷糙料的分選，把其中未成熟粒和雜草稻、紅糙米以及稻谷、病斑粒、黑頭糙米、草籽等和優(yōu)質(zhì)糙米進(jìn)行分選，提高后道工序中糙米純度，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)證明它們都是減少稻谷礱谷工序增碎的一個(gè)重要措施。

3.3 改善礱谷機(jī)的操作水平和參數(shù)配置

無論使用何種礱谷機(jī)，操作要求都較高，生產(chǎn)中應(yīng)按照稻谷原糧品質(zhì)的不同，正確配置礱谷機(jī)技術(shù)參數(shù)。

3.3.1 嚴(yán)格控制脫殼率

防止盲目追求高的脫殼率使碎米增加，一般脫殼率以90%左右為佳，膠輥線快慢輥速差設(shè)置在2.0～3.2 m/s之間。

3.3.2 合理控制輥壓

人工調(diào)節(jié)軋距的礱谷機(jī)，其軋距控制在0.7 mm左右,壓砣重量一般掌握在10～20 kg。液(汽)壓礱谷機(jī)單位輥長壓力為4 990～5 880 N/M。實(shí)際生產(chǎn)過程中,軋距與壓力都應(yīng)根據(jù)稻谷的強(qiáng)度、品種、脫殼的難易程度不同而合理掌握,調(diào)整是否合適,還應(yīng)根據(jù)脫殼率來判斷。氣壓式礱谷機(jī)進(jìn)入脫殼率調(diào)節(jié)閥的空氣壓力控制在5～6 MPa，調(diào)整減壓器將輥間壓力調(diào)節(jié)為0.2 MPa，輥壓不足，脫殼率低，要調(diào)高氣缸壓力,使脫殼率達(dá)到要求，為不傷米皮使用膠輥。礱谷機(jī)要求脫殼率一般粳谷80%～90%，秈谷75%～85%。如果脫殼率低，糙米中含稻谷過多，會(huì)增大米機(jī)壓力，大米中含稻殼；相反如果脫殼率高，必定是增大了輥間壓力，糙米增碎多，回礱谷中糙米較多，增碎大。一般應(yīng)保證谷糙混合物中含稻糠不應(yīng)超過0.8%，稻糠中含飽滿糧粒每百千克不應(yīng)超過30粒，谷糙分離后，糙米中含稻殼量不應(yīng)超過0.1%，同時(shí)結(jié)合谷糙分離工藝指標(biāo)保證回礱谷中糙米不超過10%，凈糙中含谷粒不超過40粒/kg，當(dāng)?shù)竟戎形词炝］^多時(shí)，操作中應(yīng)根據(jù)稻谷籽粒的飽滿程度、水分情況以及稻谷籽粒的整齊度調(diào)整好礱谷機(jī)的壓力和流量，以保證最佳的脫殼效果；尤其是當(dāng)籽粒整齊度較差時(shí)，不能追求過高脫殼率，礱谷機(jī)輥間壓力過大或流量過大都將使碎米率增加，同時(shí)增加膠耗。

3.3.3 控制合適的流量、進(jìn)料穩(wěn)定性和均勻性

保持兩輥間合適的物料數(shù)量和稻谷良好的位置型態(tài)，以減少膠輥大小頭產(chǎn)生的機(jī)會(huì)，降低糙米爆腰率和破碎率。通過不斷的對(duì)礱谷機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究和參數(shù)優(yōu)化，在確保良好的工作參數(shù)的條件下，使礱谷機(jī)各項(xiàng)工藝指標(biāo)達(dá)到最佳。

3.4 選擇合適膠輥

根據(jù)加工稻谷的類型和品種選擇硬度恰當(dāng)?shù)哪z輥。 膠輥硬度有 85°、90°(邵氏)兩種。 溫度低、易脫殼的選擇低硬度膠輥,溫度高、難脫殼的選擇高硬度膠輥，聚氨酯膠輥在耐磨性能、摩擦系數(shù)方面優(yōu)于橡膠膠輥，但是聚氨酯膠輥在使用時(shí)機(jī)體振動(dòng)大，并且脫殼率低，橡膠膠輥在脫殼率及糙碎率方面都優(yōu)于聚氨酯膠輥，不過耐磨性差。一般而言，加工粳稻使用聚氨酯膠輥，加工秈谷使用橡膠膠輥。

3.5 提高設(shè)備操作人員綜合素質(zhì)

加強(qiáng)和培養(yǎng)操作工工作責(zé)任心，不僅要提高員工技術(shù)素質(zhì)，更重要培養(yǎng)他們工作責(zé)任心。注意前后道工序之間的配合，務(wù)必做到凈稻谷上礱，斷糙米回礱，以保證礱谷機(jī)穩(wěn)定作業(yè)。每周檢查零部件狀況，傳動(dòng)帶松馳需要調(diào)整，運(yùn)動(dòng)部件間注意添加潤滑油，為使汽缸和電磁閥運(yùn)行平穩(wěn)，在空氣調(diào)節(jié)裝置安裝空氣過濾器排除壓縮空氣中雜質(zhì)，要定期將其中雜質(zhì)放出。檢查氣路是否漏氣，我們?cè)趯?shí)踐中曾發(fā)現(xiàn)礱谷機(jī)脫殼率很低，檢查才發(fā)現(xiàn)一隱蔽處氣管漏氣，更換后運(yùn)行正常。總之再先進(jìn)設(shè)備如果不及時(shí)保養(yǎng)也會(huì)出故障，礱谷機(jī)也不例外，軸承不及時(shí)加潤滑油，軸承會(huì)損壞，如果還一直強(qiáng)行使用軸也會(huì)受損傷，對(duì)設(shè)備及時(shí)保養(yǎng)才可更好發(fā)揮設(shè)備效率，作好設(shè)備預(yù)防性維修保養(yǎng)，變被動(dòng)維修為計(jì)劃性修理，將設(shè)備故障隱患消滅在萌牙狀態(tài)，延長使用壽命，檢查皮帶張緊度，若皮帶打滑，脫殼率就會(huì)降低，應(yīng)張緊皮帶。

總之，影響稻谷礱谷增碎的因素有很多。稻谷加工企業(yè)要根據(jù)本企業(yè)的原糧情況、工藝設(shè)備情況、操作水平等做出具體分析和調(diào)查對(duì)比，探索出降低碎米的有效方法和途徑，增加稻谷的利用率，減少資源的浪費(fèi)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。