稻谷制米

第二章稻谷制米1、稻谷的工艺品质2、稻谷的清理3、砻谷及砻下物分离4、碾米5、成品及副产品的整理6、稻谷加工副产品的综合利用主要内容本章重点解决问题掌握稻谷的工艺性质。掌握稻谷清理的方法及原理。掌握砻谷、碾米的作用及原理。了解稻谷加工副产品的种类及应用。1稻谷的工艺品质稻谷是第二大谷物，全世界稻谷种植面积占谷物总面积的1／5。我国稻谷产量居世界首位，全国约2／3的人口以大米为主食。稻谷的加工受很多因素影响，而稻谷本身所具有的影响加工工艺效果的特性称为工艺性质，这些性质直接影响到成品的质量和出米率的高低。1.1稻谷的分类、籽粒结构和化学组成1.1.1稻谷的分类我国稻谷种植区域广，品种超过6万种。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。成品大米质量的优劣和出米率的高低取决于稻谷籽粒结构的物理特性。一般晚稻品质比早稻好，粳稻的品质比籼稻好粳稻，稻粒一般呈椭圆形、谷壳组织松而薄、米粒强度大，耐压性能高，加工时不易产生碎米，出米率高，煮饭粘性大，米饭胀性较小。籼稻，籽粒细长，稻壳组织紧而厚，米粒强度小，耐压性能差，加工时易产生碎米，出米率较低，煮饭粘性小，米饭胀性较大。糯稻，呈椭圆或细长形，米粒乳白色，不透明或半透明，粘性大。籽粒强度小，耐压性能差，加工时易产生碎米，米饭胀性小。1.1.2稻谷籽粒的形态结构稻谷籽粒由颖(外壳)和颖果(糙米)2部分组成，制米加工中稻壳经砻谷机脱去而成为颖果，又称为糙米。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2.5米糠层1.1.3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（%）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。蛋白质含量不高，但氨基酸组成平衡，谷物中生理价值最高。籽粒Pr含量越高，籽粒强度越大，加工时碎米越少。脂肪含量约2%，多集中在胚和皮层中，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%。碳水化合物（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。矿物质大部分集中在稻壳、果皮及胚中。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。粗纤维含量约为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稻谷子粒的物理性质及结构力学特性1.2.1稻谷子粒的物理性质稻谷子粒的物理性质包括千粒重、密度、容重、谷壳率、爆腰率、出糙率、散落性和自动分级等性质。千粒重是指1000粒稻谷的质量，以g为单位，一般都以风干状态稻谷子粒进行计量。千粒重大的稻谷，其籽粒饱满坚实、颗粒大、质地好，出米率高。密度是指稻谷子粒单位体积的质量，以g／cm3或g/L为单位表示。容重是指单位容积内稻谷的质量，用g/L或kg／m3表示。一般籽粒饱满的稻谷，容重越大，出糙率越高。谷壳率：稻壳占净稻谷质量的百分率。稻谷受剧烈撞击或经日光曝晒，或高温快速干燥，使糙米内部产生纵横裂纹的现象称为爆腰。爆腰率是指爆腰米粒占试样的百分率。爆腰率高的稻谷，不宜加工高精度大米，否则碎米率过高，出米率较低。出糙率指一定数量稻谷全部脱壳后获得全部糙米质量(其中不完善粒折半计算)占稻谷质量的百分率。出糙率是评价商品稻谷质量等级的重要指标。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（%）82.5782.0681.9081.0780.2179.7279.50千粒重、密度和容重与谷粒的粒形、大小和饱满度呈正相关关系。散落性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。自动分级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。容重的测定1.定义：粮食籽粒在一定容器内的质量，单位g/L。2.作用：判断粮食品质的优劣。如：粮食籽粒成熟饱满，结构紧密，籽粒短，水分小者容重大。3.容重器的组成：1）谷物筒：起到漏斗的作用。2）中间筒：起到第二次排列试样用。3）容重筒：容重器的主件，其容量为1L。4.影响容重测定的因素1）水分对容重的影响：水分大容重小水分小容重大原因：①水分高会使粮食籽粒膨胀，体积增大，导致装入容量筒内的粮食减少，而水的相对密度（1g/cm3）小于粮食干物质的相对密度（1.22～1.35g/cm3），导致容重下降。②水分高会使籽粒表面摩擦系数增大，使物料散落性降低，容重筒中粮食籽粒的孔隙度增大，物料密度减小，容重减小。2）温度对容重的影响：温度高容重小原因：①温度高会导致粮食和水分的体积增加，容重减小。②温度高会使籽粒硬度增大，表面摩擦系数增大，使物料散落性降低，容重筒中粮食籽粒的孔隙度增大，物料密度减小，容重减小。注意：当0℃以下，粮食籽粒发生冻结后，容重会增加3～5g。1.2.2稻谷籽粒的结构力学性质因为不同的稻谷籽粒组织具有不同的化学组成和细胞结构，所以稻谷各部分表现出不均匀的结构力学性质。影响稻谷和糙米结构力学性质的因素主要有稻谷的类型、籽粒的水分含量、胚乳的组成以及温度。2稻谷的清理2.1清理的目的与要求目的：清除稻谷中的杂质要求：选择合理的除杂设备(含杂种类和含杂量);清理顺序,应先易后难；清除杂质要分类，以便处理；清理后,含杂总量＜0.6%,其中含砂石粒数＜1粒/kg;含稗粒数＜30粒/kg。稻谷中杂质分类按其大小可分为大、中、小杂质：①大杂：留存在直径为5.0mm圆孔筛上的杂质；②中杂：通过5.0mm但留存在2.0mm圆孔筛上的杂质，其中以稗子及形状大小与稻谷相似的并肩石、并肩泥最难去除；③小杂：通过2.0mm圆孔筛以下的杂质。按化学性质分为:有机杂质包括杂草种子、瘪谷、虫尸、虫卵和虫蛹等；无机杂质包括泥沙、石块、磁性矿石和金属杂质等。按比重不同分为：轻型杂质：秸秆、绳头、杂草等；重型杂质：石块、金属、泥沙等。2.2清理方法及机理风选法：是根据粮食和杂质的悬浮速度的不同，借助气流除杂或分级的一种方法。由于稻谷和杂质的悬浮速度不同，只要使气流速度介于二者之间，便可将稻谷与杂质分离。常用的设备有吸风分离器、吹风分离器，以及各种风选风箱。稻谷、糙米及其物料的悬浮速度（m/s）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筛选法：根据稻谷和杂质的形状与体积大小不同,利用一定大小的筛孔分离杂质或将物料分级。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密度分选法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磁选法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。精选法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。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常规稻谷加工清理流程稻谷(计量)筛选风选组合密度分选(去石)筛选精选净谷(计量)评价清理效果的指标净粮提取率=m2/m1×100%m1-清理前稻谷量；m2-清理后净谷量。杂质去除率=（M1-M2）/M1×100%M1-清理前物料含杂量；M2-清理后物料含杂量。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砻谷及砻下物分离3.1砻谷砻谷是根据稻谷结构的特点，由砻谷机施加一定的机械力而实现的。根据脱壳时的受力和脱壳方式，稻谷脱壳可分为挤压搓撕脱壳、端压搓撕脱壳和撞击脱壳3种。挤压搓撕脱壳：谷粒两侧受两个不等速运动的工作面的挤压、搓撕而脱去颖壳的方法。典型设备为胶辊砻谷机端压搓撕脱壳：谷粒长度方向的两端受两个不等速运功的工作面的挤压、搓撕面脱去颖壳的方法。典型设备：沙盘砻谷机撞击脱壳：高速运动的粮粒与固定工作面撞击而脱去颖壳的方法。典型设备：离心砻谷机3.2谷壳分离从砻下物中将稻壳分离出来的过程。净谷砻谷机谷壳分离稻壳整理未脱壳谷粒糙米分级净糙碎糙米谷糙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谷糙分离由于砻谷机不可能一次全部脱去稻谷颖壳，砻谷后的糙米中仍有一小部分稻谷未脱壳。为保证净糙入机碾米，故需进行谷糙分离。糙米中含谷不超过40粒/kg；回砻谷中含糙米不超过10%。4碾米碾米的目的主要是碾除糙米的皮层。糙米皮层虽含有效多的营养素如脂肪、蛋白质等，但粗纤维含量高，吸水性、膨胀性差，食用品质低劣且不耐储藏。糙米去皮的程度是衡量大米加工精度的依据，即糙米去皮愈多，成品大米精度愈高。碾米的基本方法机械碾米：依靠碾米机碾白室构件与米粒间产生的机械物理作用，将糙米碾白。喷风碾米：碾米过程中不断的向碾白室中喷入气流，让气流参与碾白；可以降温降湿、增加米粒翻滚、迅速排糠。水碾米:碾米时糙米经喷雾着水等方法增加少量水分，以润湿米皮增加摩擦力，提高碾米效果的方法。4.1碾米的基本原理4.1.1摩擦擦离碾白易产生碎米；不宜用于碾制皮层干硬，籽粒极脆，强度较差的籼米；成品表面光滑、色泽明亮。4.1.2研削碾白去皮压力小，产生碎米较少；适用于皮层干硬、结构松弛，强度较差的粉质米粒；米粒表面留下沙粒去皮洼痕，成品表面光洁度和色泽较差；米糠中还有较小的淀粉粒。4.2碾米机碾米工艺效果评定碾白精度：感官鉴定碾减率：糙米在碾白过程中，因皮层及胚的脱落，其体积重量均有减少，而减少的百分数成为碾减率，又称脱糠率。糙出白率：出机的白米数量占进机糙米数量的百分率。含碎米：出机白米中，含碎米的百分数。糙白不均：碾制的白泥精度不一致的程度。完整率：出机白米内完整籽粒所占的百分率。含糠率：白米或成品米试样中，糠粉占试样重量的百分数。经济指标：米机的产量、电耗等。5成品及副产品的整理5.1成品整理5.1.1擦米擦米的主要作用是擦除附在白米表面的糠粉，使白米表面光洁，提高成品的外观色泽。有利于大米