2、稻谷制米

粮油加工技术稻谷小麦玉米植物油大豆小麦制粉、面制食品加工淀粉生产、淀粉制糖、玉米食品植物油脂制取、精炼与深加工稻谷制米、稻谷精深加工大豆制品加工与植物蛋白提取稻谷是禾本科草本植物栽培稻的果实，仅次于小麦的世界第二大粮食作物。我国稻谷播种面积占谷物播种面积的30％，产量占粮食总产的40％以上，播种面积和总产量均居粮食作物之首。全国约有2/3的人口以稻米为主食。大米是稻谷经清理、砻谷、砻下物分离、碾米及成品整理后的产物，约含77%淀粉、15%水分、7%米蛋白以及1%的脂质、膳食纤维、维生素、无机盐。大米粗纤维含量低，各种营养成分消化率和吸收率高。米饭香味宜人，糯黏可口，食用性质优良，还可进一步加工成其它食品。一、稻谷的工艺性质稻谷的工艺性质是指稻谷所具有的影响稻谷加工工艺效果的特性，包括稻谷的籽粒结构、化学成分、物理性质等。品种、等级不同的稻谷具有不同的工艺性质，不同的加工方法和精度对稻谷的工艺性质亦有不同的要求。1.1稻谷的分类、籽粒结构和化学组成1.1.1稻谷的分类按生长方式分：水稻和旱稻；按生长期长短分：早稻（90~120d）中稻（120~150d）和晚稻（150~170d）；按籽粒形态分：籼稻、粳稻和糯稻。1.1.2稻谷形态结构稻谷籽粒包括颖（外壳）和颖果（糙米）。糙米由果皮、种皮、胚乳与胚组成。第2护颖内颖外颖小花梗糙米小穗梗副护颖稻谷籽粒各组成部分厚度和重量百分比名称厚度（微米）重量（%）颖24-3018-20果皮7-101.2-1.5种皮(包括外胚乳)3-4糊粉层11-294-6胚乳66-70胚2.0-2.5糙米粒各组成部分重量百分比名称重量(%)糙米100果皮+种皮2.1糊粉层4.7内胚乳90.7胚2.51.1.3稻谷的化学成分碳水化合物蛋白质脂肪纤维素灰分水分稻谷64.528.091.88.895.0211.68糙米74.539.132.01.081.1012.16胚乳78.87.60.30.40.512.4胚29.121.620.77.58.712.4米糠35.114.818.29.09.413.5稻壳29.383.560.9339.0518.598.5稻谷籽粒及其各组成部分的化学成分（%）1、水分稻谷水分的高低对稻谷加工的影响很大，水分过高或过低会增加碎米率，因此国家对原粮稻谷和成品大米的含水量都有严格规定。2、蛋白质稻谷中蛋白质含量不高，但氨基酸组成平衡，谷物中生理价值最高。稻谷籽粒蛋白质含量越高，籽粒强度越大，加工时碎米越少。3、脂肪稻谷脂肪含量约2%，大部分集中在胚和皮层中，故白米中脂肪含量很少。米糠中含脂肪较多，是一种很好的油料，含油率一般在18-20%。4、碳水化合物（淀粉）稻谷中淀粉含量约70%，大部分在胚乳中。淀粉种类和含量对稻米的食用品质影响很大。5、矿物质：大部分集中在稻壳、果皮及胚中。6、维生素：稻谷籽粒中主要含有B族维生素及少量的维生素A和E，加工后大米中含量降低。7、粗纤维：稻谷中粗纤维的含量约为10%，主要分布在稻壳中，其次是皮层，胚乳中仅含0.34%，加工时基本被去除。1.2稻谷籽粒的物理性质和结构力学性质1.2.1稻谷籽粒的物理性质稻谷的物理性质是指稻谷与加工工艺，设备、操作有密切关系的物理特性。包括：稻谷的颜色、气味和表面状态，稻谷的粒形与大小，谷壳率和出糙率，千粒重、密度与容重，腹白度和爆腰率，散落性和自动分级等。1、稻谷的色泽和气味新鲜稻谷呈鲜黄色或金黄色，表面富有光泽，无不良气味。未成熟的稻谷一般呈淡绿色，其米质较差，加工时易产生碎米，出米率低。2、稻谷的粒形与大小稻谷粒形指稻谷的长度、宽度和厚度。根据长宽比分为三类：3为细长粒，2而3为长粒形，2为短粒形。一般籼稻属前两类，粳稻属于后一类。加工过程中，籽粒的形态和大小是合理选用筛孔和调节设备操作的依据之一。形态和大小不同的稻谷混在一起。会给清理、砻谷和碾米带来困难。对于混杂比较严重的稻谷，最好采用分级加工。3、谷壳率和出糙率谷壳率指稻壳占净稻谷质量的百分比。出糙（米）率指一定数量稻谷全部脱壳后获得全部稻米质量（不完善粒折半计算）占稻谷质量的百分比。谷壳率高的稻谷一般加工脱壳困难，出糙率低；反之则易。4、千粒重、容重与密度稻谷的千粒重是1000粒稻谷的重量，以克为单位。千粒重越大，单位重量中稻谷的粒数越少，清理和砻碾时所需的时间就越短。稻谷千粒重与出糙率的关系千粒重（g）25.5825.3925.0823.3221.6521.4320.51出糙率（%）82.5782.0681.9081.0780.2179.7279.50稻谷的容重是指单位容积中稻谷的重量，以kg/m3为单位。凡是粒大而饱满坚实的籽粒，容重就大，出糙米率就高。稻谷及其加工产品的容重名称容重（kg/m3）名称容重（kg/m3）无芒粳稻560粳米800普通有芒粳稻512籼米780长芒粳稻456大碎米675籼稻584小碎米365粳稻770米糠274籼糙米748稻壳120密度是指稻谷籽粒单位体积的质量，以g/L或g/cm3为单位。千粒重、容重与密度与谷粒的粒形、大小和饱和度呈正相关关系。因此可作物评定稻谷工艺品质的指标。5、腹白度和爆腰率米粒腹白指米粒腹部不透明的粉质斑。腹白度是米粒腹部乳白色不透明部分的大小。腹白度大的米粒，其角质含量少，粉质率高，强度低，加工时易碎，出米率低。糙米的腰部有横向裂纹，称为爆腰。糙米中的爆腰粒数占糙米总数的百分率称为爆腰率。爆腰率高的稻谷，加工时易产生碎米，出米率低。不适宜加工高精度的大米。6、散落性和自动分级散落性是稻谷从空中自由落下在水平地面形成圆锥体的性能。可用静止角（是圆锥斜面与地面的夹角）来表示，一般在33~40度之间。影响散落性的因素：表面光滑程度、颗粒形状、含水量大小，夹杂物的多少等。散落性小的稻谷，加工过程中需要有较大的自流管和筛面斜度，并容易堵塞机器和输送管道。固体颗粒流动或受到振动时，由于颗粒之间在形状、大小、表面状态、密度和绝对质量等方面的差异，性质相同的颗粒向特定区域聚集，出现重新分布或自动分层的现象称为自动分级。大而轻在上；小而重在下；轻而小或重而大在中间。1.2.2稻谷籽粒的结构力学性质米粒受到压缩、弯曲、剪切等力作用时，会发生变形并产生内部应力，当外力增加到强度极限时，籽粒将破碎。这种抗变形和破碎的能力称为米粒的强度，单位为kg。米粒的强度随稻谷的类型、品种、胚乳结构、水分和温度不同而有差异。通常粳稻谷的抗压强度比籼稻谷大，晚稻谷比早稻谷大；胚乳组织紧密、角质率高的米粒强度最大；稻谷水分增加则糙米籽粒强度降低。米粒温度在0~5℃时，米粒强度最大，温度愈高，米粒强度愈低。（P12~13表)稻谷制米工艺示意图小型大米加工成套机组二、稻谷的清理2.1清理的目的与要求稻谷生长、收割、贮藏和运输过程中将混入杂质。有机杂质：瘪谷、黄粒米（胚乳呈黄色）、稗子（形状近似半球形，断面呈三角形）、杂草和异种粮粒、虫尸、卵、蛹等无机杂质：泥沙、石块、并肩石（其形状大小与稻谷相仿）、磁性矿石和金属杂质等杂质按其粒度大小可分为大杂5mm；5mm中杂2mm；2mm小杂和并肩石。按重量可分为：轻型杂质，如绳头、布片、秸杆、杂草、纸屑；重型杂质：如石块、金属等以及细小杂质（泥砂、尘土）。加工过程将降低产品纯度，影响成品质量；影响设备的工作效率；损坏机器；污染车间的环境卫生，危害人体的健康；酿成设备事故和火灾危险。因此，清除粮食中的杂质，是稻谷加工过程中的一项首要任务。要求：1、根据稻谷含杂种类和含量，合理选用除杂设备；2、根据杂质的物理特性，先易后难，加以清除；3、清除的杂质要分别归类，以便集中处理；4、稻谷经过清理后（即净谷），应符合下列要求：含杂总量不超过0.6%，其中含砂石粒数不超过1粒/kg；含稗粒数不超过30粒/kg。2.2清理的方法及机理根据杂质与稻谷物理性质的不同进行分选。2.2.1风选法风选是根据稻谷与杂质在悬浮速度等空气动力学性质方面的差异，利用一定形式的气流使杂质与谷粒分离。稻谷、糙米及有关物料的悬浮速度物料名称粳稻谷粳糙米大米小碎米米糠稻壳并肩石悬浮速度m/s7.7-7.911-12.611-1410-131-22-311-14按气流运动方向不同可分为：垂直、倾斜和水平气流三种风选法。按气流运动方式不同可分为：吸式、吹式和循环式风选法。2.2.2筛选法：根据谷粒与杂质在粒度大小、形状的差别，借助筛孔分离杂质或将物料进行分级的方法。筛选的基本条件：①物料能够充分接触筛面；②选择适当的筛面和筛孔；③物料与筛面有适宜的相对运动。筛面形式：冲孔筛和编织筛。冲孔筛开孔率低，质量大，不变形，层数少时使用；编织筛开孔率高，质量小，易变形，层数多时常用。筛面孔形状：圆形孔、长形孔、三角形孔和鱼鳞型排列方式：平行排列、交错排列筛孔表示方法：筛板的筛孔以实际尺寸表示：φ6mm、长方形1.5×20mm、三角形3mm。筛网的筛孔呈方正形和长方形，公制（英制）以每50mm筛网宽上的筛孔数表示筛的型号。Z10，表示镀锌低碳钢丝方孔每50毫米10孔的筛；Z8×7，表示每50毫米经向筛孔数8，纬向筛孔数为7的镀锌低碳钢丝筛。用于初筛，去除砖石、泥块、绳头等大杂质和灰尘。2.2.3密度分选法密度分选法是根据谷粒与杂质密度的不同，利用运动过程中自动分级的原理，采用适当的分级而使之分离。可分为干式和湿式两类。湿式以水为介质，只适用于加工蒸谷米；干式以空气为介质，主要设备为比重去石机。比重去石机示意图2.2.4磁选法磁选是利用金属杂质和稻谷的磁性不同，将稻谷中的金属杂质吸除，达到与稻谷分离的目的过程。常见磁选器有栅式、栏式和滚筒式。2.2.5精选法精选法是根据谷粒与杂质长度的不同，利用有一定形状和大小的袋孔的工作面进行分离的方法。有滚筒和蝶片两种形式。2.2.6光电分离法利用谷物和杂质对光的吸收和反射、介电常数的不同进行的分离方法，工业上已有色选法。2.3常规稻谷加工情理流程稻谷（计量）→筛选风选组合→密度分选（去石）→磁选→精选→净谷（计量）清理工艺效果的评价清理后净谷量净粮提取率=×100%清理前稻谷量清理前含杂量－清理后含杂量杂质去除率=×100%清理前含杂量三、砻谷及砻下物分离稻谷不能直接进行碾米，需要通过砻谷将颖壳去掉，制成糙米后再碾米。砻谷后的混合物称为砻下物，包括糙米、未脱壳的稻谷、稻壳及毛糠、碎糙米和未成熟粒。3.1砻谷砻谷是根据稻谷结构特点，由砻谷机施加一定的机械力而实现的。稻谷脱壳可分为挤压搓撕脱壳、端压搓撕脱壳和撞击脱壳。1．挤压搓撕脱壳：典型设备为胶辊砻谷机2、端压搓撕脱壳：砂盘砻谷机是应用此机理的典型设备。3、撞击脱壳：离心砻谷机是应用此机理的典型设备。3.2谷壳分离谷壳分离是指从砻下物中将稻壳分离出来的过程。分离后，每100公斤稻壳中含饱满粮粒不超过30粒，谷糙混合物中含稻壳不超过1.0%，糙米含稻壳量不应超过0.1%。3.3谷糙分离将未脱壳的稻谷与糙米分开的过程称为谷糙分离。糙分离设备大致可分为稻谷分离筛及谷糙分离机两大类。平转筛是我国目前定型的谷糙分离设备。糙米中含谷不超过40粒/kg；回砻谷中含糙米不超过10%四碾米运用物理机械的方法将糙米皮层、胚去掉，使之成为符合食用要求的白米的过程称为碾米。4.1碾米的基本原理可分为擦离碾白、碾削碾白和混合碾白三种。擦离碾白（压力式碾白）：依靠米粒与米粒，米粒与碾白室构件的碰撞、挤压和磨擦，使糙米皮层与胚乳脱离而达到碾白的目的。擦离碾白易产生碎米，故不宜用来碾制籼米；其成品表面光洁、色泽明亮。碾削碾白：借助高速转动的金刚砂碾辊对米粒皮层进行碾削的碾白方式。碾削碾白产生碎米较少，但会在米粒表面留下砂粒去皮洼痕。因此成品表面光洁度和色泽较差。混合碾白：以碾削去皮为主，擦离去皮为辅的混合碾白方法。4.2碾米机碾米机的主要工作构件：有进料机构、碾白室、出料机构、传动机构以及座机等部分。组合碾米机还有擦米室，米糠分离机构等。碾白室是碾米机的心脏，由螺旋输送器、碾辊和米筛组成。碾米机的种类1．擦离式碾米机：线速度5m/s左右，常用于高精度米加工，多采用多机组合，