稻谷加工原理讲稿

稻谷加工原理概论周显青佳木斯亿海米业河南工业大学粮食学院二零零七年十月第一章稻米概述第一节稻米生产一、世界稻米的生产1.世界人口食物热量的21%取自稻米。2.世界三大产稻国集中在亚洲，分别是中国、印度和印度尼西亚。3.亚洲是世界稻米贸易的主要市场。第一章稻米概述二、中国稻米生产1.中国稻米年均总产量居世界第一位。2.中国水稻播种面积占世界20％，仅次于印度。3.我国杂交水稻的产量占全国稻谷总产量的57％～59％。第一章稻米概述第二节稻米的分类及其籽粒形态结构一、稻米的分类1.早籼稻谷2.晚籼稻谷3.籼糯稻谷早籼稻谷、晚籼稻谷、籼糯稻谷按出糙率和整精米率分等级，质量指标如表1－01所示。第一章稻米概述一、稻米的分类3.粳稻谷5.粳糯稻谷粳稻谷、粳糯稻谷按出糙率和整精米率分等级，质量指标见表1－02所示。第一章稻米概述二、稻米的籽粒形态结构稻壳是由内颖、外颖、护颖和颖尖(颖尖伸长为芒)四部分组成第一章稻米概述三、糙米的籽粒形态结构糙米是由果皮、种皮、外胚乳、胚乳及胚所组成。第一章稻米概述第三节稻米的物理特性一、稻米的气味与色泽1.气味新收获的稻谷具有特有的香味，无不良气味。2.色泽稻谷颜色多为土黄色，糙米颜色多为蜡白色或灰白色，无论是稻谷还是糙米均富光泽。第一章稻米概述二、稻米的粒形、粒度与均匀度1.粒形及粒度粒形:常用长度、宽度和厚度三个尺寸来表示。粒度:常用粒长、粒宽、粒厚的变化范围或平均值来表示。均匀度：指籽粒的粒形和粒度等一致的程度。我国稻谷籽粒大小如如表1－03。第一章稻米概述三、稻米的千粒重、相对密度与容重千粒重：一千粒稻谷的质量，以克(g)为单位。相对密度(旧称比重)：稻谷的密度与4℃时水的密度之比。容重:单位容积内稻谷的质量，单位为g／cm3或kg／cm3。稻谷及其产品的容重如表1－04。第一章稻米概述四、谷壳率与出糙率谷壳率:稻壳占整个籽粒的质量百分率。出糙率:一定数量稻谷全部脱壳后所得糙米质量(其中不完善粒折半计算)占稻谷质量的百分率。五、散落性散落性是指稻谷自然下落至平面时，有向四面流散，并形成一圆锥体的性质。第一章稻米概述第一章稻米概述六、自动分级自动分级不是单一谷粒所具有的特性，而是谷粒群体(粮堆)的性质。在移动或振动过程中，谷粒和杂质混合的散粒群体出现的分级现象。第一章稻米概述第四节稻米的加工品质一、出糙率出糙率是指净稻谷脱壳后的糙米质量(其中不完善粒折半计算)占试样质量的百分率。二、整精米率整精米率是指一定量净稻谷脱壳后，糙米再经碾制成标一米(精度)，除去糠粉后整精米占稻谷质量的百分率。第一章稻米概述三、大米加工精度检验是指籽粒皮层被碾磨的程度，即背沟和粒面留皮的程度。四、大米中碎米稻谷在加工过程中产生的低于允许长度和规定筛层下的破碎粒称碎米。第二章稻谷加工第一节概述常规稻谷加工：主要包括清理、砻谷、砻下物分离、糙米碾白、成品处理及副产品整理等工序。第二章稻谷加工一、清理的目的与要求1.杂质可分为大杂、中杂、小杂、轻杂、磁性金属杂质、并肩石、稗子等，其中以稗子和并肩石等最难清除。2.稻谷清理的要求：稻谷清理后，其含杂总量不应超过0.6％，其中含砂石不应超过1粒·kg－1，含稗不应超过130粒·kg-1。第二章稻谷加工二、砻谷、砻下物分离的目的与要求1.砻谷是指脱除稻谷颖壳的工序，又称脱壳。2.砻下物分离就是将砻下物含有末脱壳的稻谷、糙米、谷壳等进行分离，糙米送往机械碾白。第二章稻谷加工二、砻谷、砻下物分离的目的与要求3.砻谷具体要求：稻壳中含饱满粮粒不超过30粒·kg－1，谷糙混合物中含稻壳量不超过0.8％；糙米含稻谷量不超过40粒·kg-1，回砻谷含糙量不超过10％。第二章稻谷加工三、糙米碾白的目的与要求1.糙米碾白:利用物理方法部分或全部剥除糙米籽粒表面皮层的过程。2.糙米碾白目的:糙米须通过碾白工序将糙米的皮层去除，以提高其食用品质。3.糙米碾白要求:不同等级的大米宜保留适量的皮层，这不仅有利减少营养成分的损失，而且可提高大米的出率。第二章稻谷加工四、成品米的分类与质量1.普通大米是指以稻谷或糙米为原料经常规加工所得的成品大米，其质量应符合国家现行标准。2.特制米是指以稻谷、糙米或普通大米为原料经特殊加工所得的成品大米，主要包括蒸谷米、留胚米、不淘洗米、营养强化米等。第二章稻谷加工四、成品米的分类与质量3.根据稻谷分类方法，大米分为籼米、粳米和糯米三类。4.按其加工精度分为特等米、标准一等米、标准二等米、标准三等米，共4个等级。第二章稻谷加工第二节砻谷及砻下物分离一、砻谷(一)砻谷的基本方法1.挤压搓撕脱壳挤压搓撕脱壳是指稻谷两侧受两个具有不同运动速度的工作面的挤压、搓撕作用而脱去颖壳的方法。第二章稻谷加工一、砻谷(一)砻谷的基本方法1.挤压搓撕脱壳图2－1挤压搓撕脱壳示意图第二章稻谷加工一、砻谷(一)砻谷的基本方法2.端压搓撕脱壳指谷粒两端受两个不等速运动工作面的挤压、搓撕作用而脱去颖壳的方法。第二章稻谷加工一、砻谷(一)砻谷的基本方法2.端压搓撕脱壳图2－2端压搓撕脱壳示意图第二章稻谷加工一、砻谷(一)砻谷的基本方法3.撞击脱壳撞击脱壳是指高速运动的谷粒与固定工作面撞击而脱壳的方法。第二章稻谷加工一、砻谷(一)砻谷的基本方法3.撞击脱壳图2－3撞击脱壳示意图第二章稻谷加工(二)砻谷设备主要构成部件1．进料机构(1)进料斗与流量控制机构进料斗和流量控制机构是用来贮存一定数量的稻谷，稳定和调节稻谷流量。常用的流量调节机构有手动闸门、齿轮齿条传动闸门和气动闸门等。如图2－4和图2—5。第二章稻谷加工(二)砻谷设备主要构成部件1．进料机构(2)喂料及调节机构常见的喂料及调节机构有短、长淌板组合喂料、喂料辊与淌板结合喂料和导向淌板喂料三类。如图2－5，图2－6，图2－7，图2－8所示。第二章稻谷加工(二)砻谷设备主要构成部件2.脱壳装置(1)辊筒:在铸铁圆筒上覆盖一层弹性材料而制成的。辊筒(安装形式):双支承座式和悬臂式。如图2－05，图2－06所示。辊筒的排列形式:倾斜排列和水平排列。第二章稻谷加工(二)砻谷设备主要构成部件2.脱壳装置(2)辊间压力调节及松紧辊系统①机械自动松紧辊系统LT型胶辊砻谷机，主要由压砣和杠杆组成。如图2—9所示。第二章稻谷加工(二)砻谷设备主要构成部件2.脱壳装置(2)辊间压力调节及松紧辊系统②气压自动松紧辊系统气压自动松紧辊系统总体结构见图2—10。第二章稻谷加工(二)砻谷设备主要构成部件3．传动装置(1)双皮带传动与齿轮变速箱相结合方式，如图2—11所示；(2)单皮带传动方式。第二章稻谷加工(三)典型砻谷设备我国常用砻谷设备——对辊式砻谷机，工作构件是一对并列的、富有弹性的辊筒，且作不等速相向旋转运动。谷粒进入两辊筒工作区后，谷粒两侧受到辊筒的挤压力和摩擦力而脱壳。第二章稻谷加工(三)典型砻谷设备1.LT型砻谷机LT·36型压砣紧辊砻谷机,结构如图2—12。2.MLGQ型砻谷机MLGQ·25.4型气压砻谷机，结构如图2—13。第二章稻谷加工(三)典型砻谷设备3.NCBl00CA型砻谷机日本20世纪90年代出产的新产品，主要由进料斗、流量调节机构、胶辊冷却系统、传动系统、稻壳风选分离系统等部分组成。如图2-07。第二章稻谷加工(三)典型砻谷设备4.国外设备日本佐竹制造的砻谷机，如图2－001。技术参数如表2－002。第二章稻谷加工(四)砻谷工艺效果的评定1.脱壳率脱壳率是指稻谷经砻谷机一次脱壳后，已脱壳稻谷占进机稻谷的质量百分比。计算公式：第二章稻谷加工(四)砻谷工艺效果的评定2.脱壳率波动度脱壳率波动度是反映砻谷机脱壳率稳定性的重要指标。计算公式：第二章稻谷加工(四)砻谷工艺效果的评定3.糙碎率糙碎率是指砻下谷糙混合物中含碎糙米的质量，占已脱壳粮粒(包括整糙米和碎糙米)质量的百分率。计算公式：第二章稻谷加工(四)砻谷工艺效果的评定4.产量是指砻谷机单位时间内加工成糙米的稻谷数量。计算公式：5.电耗电耗是指砻谷机生产1t糙米所耗用的电能。计算公式：第二章稻谷加工(四)砻谷工艺效果的评定6.胶耗胶耗是指砻谷机每加工100kg净谷所耗胶辊的橡胶质量。计算公式：第二章稻谷加工(五)影响砻谷工艺效果的主要因素1.稻谷的工艺品质稻谷粒型、籽粒强度、水分、饱满程度（成熟度）及新鲜度等都直接影响砻谷机的工艺效果。第二章稻谷加工(五)影响砻谷工艺效果的主要因素2.砻谷机的工作参数(1)辊间压力辊间压力是用单位辊长压力的大小来表示，一般为40～60N/cm，对于易脱壳的稻谷取小值，难脱壳的稻谷取大值。第二章稻谷加工(五)影响砻谷工艺效果的主要因素2.砻谷机的工作参数(2)线速辊筒线速度不宜过大或过小，一般快辊线速为14.5～17m·s－1，慢辊线速为12.5～14m·s-1。计算公式：第二章稻谷加工(五)影响砻谷工艺效果的主要因素2.砻谷机的工作参数(3)线速差线速差取2.0～3.2m·s－1为宜。计算公式：(4)搓撕长度搓撕长度一般取稻谷平均长度的3/5～4/5。计算公式：第二章稻谷加工(五)影响砻谷工艺效果的主要因素3.胶辊温度胶辊砻谷机正常工作时，胶辊温度通常为40～60℃，但实际生产中胶辊温度会更高。4.流量适当加大流量，有利于提高产量、降低胶耗。但流量不可过大。第二章稻谷加工二、稻壳分离与收集(一)稻壳分离1.稻壳分离的目的、要求和方法稻壳分离的目的：从砻下物中分离出稻壳。稻壳分离的工艺要求：稻壳分离后谷糙混合物含稻壳率不应超过1％、每100kg稻壳中含饱满粮粒不应超过30粒。分离方法：用风选法将稻壳从砻下物中分离出来。第二章稻谷加工二、稻壳分离与收集(一)稻壳分离2.典型稻壳分离设备(1)FL·14型稻壳分离器结构如图2－011所示。(2)循环式稻壳分离机结构如图2－012所示。第二章稻谷加工二、稻壳分离与收集1.重力沉降—是使稻壳在随气流进入沉降室后突然减速的情况下，依靠自身的重力而沉降的方法。2.离心沉降—是使带稻壳的气流直接进入离心分离器(刹克龙)内，利用离心力和重力的综合作用使稻壳沉降的方法。第二章稻谷加工三、谷糙分离(一)谷糙分离的基本方法与原理1.筛选法筛选法是利用稻谷和糙米间粒度的差异及其自动分级特性，配备以合适的筛孔，借助筛面的运动进行谷糙分离的方法。常用的设备：谷糙分离平转筛。第二章稻谷加工三、谷糙分离(一)谷糙分离的基本方法与原理2.比重分离法利用稻谷和糙米比重的不同及其自动分级特性，在作往复振动的粗糙工作面板上进行谷糙分离的方法。常用设备：重力谷糙分离机。如图2－013。第二章稻谷加工三、谷糙分离(一)谷糙分离的基本方法与原理3.弹性分离法利用稻谷和糙米弹性的差异及其自动分级特性而进行谷糙分离的方法。常用设备：撞击谷糙分离机(巴基机)。如图2－014。第二章稻谷加工三、谷糙分离(二)谷糙分离设备主要构成部件1．进料装置2．分离装置3．调节装置4．传动装置第二章稻谷加工三、谷糙分离(三)典型谷糙分离设备1.谷糙分离平转筛(1)GCP－1型谷糙分离平转筛主要产品有：GCP·63×3－1型、GCP·80×3－1型、GCP·100×3－1型和GCP·112×3－1型四种，其总体结构如图2-20和图2－015.第二章稻谷加工三、谷糙分离(三)典型谷糙分离设备1.谷糙分离平转筛(1)GCP－1型谷糙分离平转筛筛理流程，如图2－016所示。第二章稻谷加工三、谷糙分离(三)典型谷糙分离设备1.谷糙分离平转筛(2)GCP·Φ85X4型与GCP·Φ106X4型谷糙分离平转筛，如图2－21所示。第二章稻谷加工三、谷糙分离(三)典型谷糙分离设备1.谷糙分离平转筛(3)主要工艺指标与主要技术参数回砻谷中含糙米量≤10％。净糙含谷粒数≤40粒·kg-1。回筛物料流量为净糙流量的40％～50％。主要技术参数见表2—22。第二章稻谷加工三、谷糙分离(三)典型谷糙分离设备2.重力谷糙分离机最大特点：对品种混杂严重、粒度均匀性差的稻谷原料的加工有较强的适应性，谷糙分离效率高，操作管理简单等。第二章稻谷加工三、谷糙分离(三)典型谷糙分离设备2.重力谷糙分离机（单体和双体）(