粳米适度加工技术及装备、智能化控制技术分析

曹海军，印锦政，胡玉杰，曹 峰，张 伟

1.无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035) 2.中粮米业(沈阳)有限公司 (沈阳 110100)

为满足人们日益增长的物质需求，粳米深加工工艺也在不断发展创新中，在先进的智能化技术支持下，抛光机的运行效率得到进一步提升，有效改善了增碎情况，米粒更加完整，表面光洁透亮，产品更具营养价值。

1 抛光装备与粳米加工质量的关系

1.1 抛光压力

根据米粒速度与碰撞力确定抛光压力，该指标的影响因素较多，但可通过调解抛光室出口压力门的方式，使压力值得到灵活控制。如若压力值较大，碰撞运动剧烈，抛光效果便会受到不良影响，粳米增碎较多；如若压力值较小，碰撞运动便较为缓和，抛光后增碎情况便会得以改善。可见，在抛光过程中应注意压力值的调整，但不可过小，否则同样会影响加工质量，一般压力范围控制在400～700 g/cm2。

1.2 粳米流量

在抛光作业中，流量应始终保持稳定。如若流量过小，便会增加米粒在室内的翻动频率，由此产生较大的撞击与摩擦，很容易出现过碾情况，导致米粒表面黯淡无光，甚至降低出米率；如若流量过大，米粒室内不易翻滚，与米筛、铁棍之间的接触较少，同样会影响加工质量。因此，在抛光中应结合实际情况合理控制流量，才可提高工艺效果，生产出更多优质的粳米。

1.3 着水量

在抛光过程中，应按照特定比例均匀喷水，将粳米表面润湿，促进糠粉分离。同时，在擦离抛光压力时容易产生摩擦增加温度，导致粳米表面淀粉糊化出现胶质层，影响粳米的光泽度。但是，如若着水量较多，很容易导致米粒非正常流动，增加抛光压力，加剧增碎与“闷车”。因此，最好将着水量控制在0.5%左右，获得最为理想的粳米加工效果[1]。

1.4 辊线速度

该因素对米粒速度与碰撞力具有决定性作用。当线速度较慢时，米粒与铁棍脱离速度越慢，碰撞运动更加缓和，增碎较少，但如若运转速度过低，米粒翻滚不足容易出现过碾不均问题，降低出米率；如若线速度较快，米粒充分翻滚便可均匀抛光，但若过分翻滚，则会碰撞加剧，很容易使其从两端被碾出，增加碎米量，同样降低出米率。因此，应将辊线速度调整到6～7 m/s，才可最大限度的降低碎米率，使抛光亮度得到显著提升。

2 粳米加工技术与智能化控制的应用

本文以MPG21/18型粳米抛光机为例，对该设备的工作原理与结构特点进行分析，并在智能控制技术的支持下获得理想的抛光效果，最大限度的减少糠皮对米粒的污染，使粳米加工质量得到极大提升。

2.1 工作原理

该类型抛光机主要由主抛光、着水装置、精抛光、水料混合装置、抛光室压力调控系统、动力部分等内容构成。将粳米输送到进料斗后，按照事先设定的着手要求，由着手装置对粳米加水，在混合室中水与料均匀混合后输入到主抛光室中，将粳米中的全部米糠清除，在湿式摩擦下米粒表面的淀粉胶质化，表面产生光泽进而实现抛光。同时，喷风系统对主抛光室进行喷风，风机中产生高压气流通过抛辊喷风槽进入室内，有助于提高温度，加速米粒反动与换位。随后，粳米进入精抛光室中进行表面整理，在聚氨酯抛光辊下减少增碎度，促进米粒翻滚，使其能够均匀抛光。在抛光室下方设置负压出糠管，与系统风网相连接，可将米糠直接排入集糠室之中。

2.2 结构特点

由于单台抛光机室过短抛光不足，过长又会导致米粒轴向移动难度增加等问题，该设备采用主抛与精抛分置的结构。在水料混合装置设计中，将无增碎紊流落料与转筒结合起来，这样不但可有效控制增碎发生，还可提高传湿、传质效率。与以往的加工装置相比，该结构可充分符合混合与抛光的多种设计要求，使设备维护性能得到显著提升。

(1) 主轴进风与抛光衔接处补风、系统风网综合设计，可迅速将米糠排出，有效降低抛光温度，提高抛光作业效率，获得更加优质的粳米。

(2) 抛光辊表面进行特殊设计有助于米粒换位，延长机内运行距离，使抛光强度得以提升，更加均匀良好。

(3) 在着水设计方面，根据着水适量、均匀的要求，设置水分调整控制系统，通过机外干预的方式控制水分，使其能够充分渗入皮层，待皮层韧化后便可有效降低对糠皮对米粒的污染，提高米粒质量[2]。

2.3 进机温度确定

该项环节对抛光效果具有较大影响。一般情况下，碾米完毕后需要对米粒进行冷却，因白米冷却时米粒温度在物理作业下出现差异。实践研究表明，米粒被碾白之后温度较高，很容易出现爆腰情况，此时如若直接投入抛光机势必会增加碎米量，进而影响米质与经济效益。因此，应采用低风量凉米仓增加提升机中的负压，使米粒在冷却中逐渐降低温度，避免抛光后表面形成胶质膜。在抛光机室内，按照作用度可分为前段与后段，前段水可使米糠表层软化，后段通过强风冷却促进糠粉脱离，并且排出装备之外。在使用抛光机过程中，应确保操作正确科学，尤其是对压力、流量、着水等因素的掌握，在该系统运行中定额流量为85%～95%之间，进机流量为0.30%～0.35%之间，在松机时可用手紧握一下米粒，使其形成米团，待2 s后稍碰即散为最佳。由于抛光室处于全负荷运行状态，在抛光时有大量空气进入，将抛光产生的糠粉带出，因此应严格控制负压值，减少碎米产生，提高抛光均匀度。

2.4 智能控制

在抛光作业中，着水属于米质保障的前提和基础，良好的着水可使米粒皮层膨胀、皮韧心实，有助于糠皮剥落和分离。通常情况下，百米抛光水分量在13.0%～15.5%，如若过低很容易增碎，如若过高则容易表面起毛、色泽暗沉。根据大量实践结果可知，着水量可按照粳米流量而确定，前者一般为后者的0.2%～0.3%，雾化水粒的粒径一般低于50。在本设备运行中采用液压泵加压着水形式，着水系统主要包括水加法计、水过滤器、雾化喷嘴等等，此种着水方式不但便于定量，还有助于智能调控，共计设置6个喷雾阀，分别布设在进料筒下的两端，借助电磁喷雾阀的作用对水量进行调节，且喷雾方向与米粒下落方向相对，对进入设备的粳米事先进行均匀着水。

此外，碾白室压力指标也会对米质产生较大影响。如若抛光压力数值不当，便会增加增碎率或降低抛光强度。对此，该系统采用压力门控制技术，抛光室结构较为简单，便于根据实际需求灵活调节，适用于多种类型的粳米抛光。通过对出门口背压进行调整，可完成室内压力调节，根据抛光机负载电流数值变化获取抛光室压力值，当压力过大、主电机负载电流出现非正常情况时，蜂鸣器便会发出警示，此时抛光室可能受堵，操作者应及时进行解决。同时，技术人员还可以待抛光粳米的最佳压力值设置抛光压力，并支持在线调节[3]。

2.5 抛光效果

在经济效益方面，A米业粳米日产量为200 t，引进新抛光机后抛光效果十分显著，在原粮与精度固定的基础上，粳米色泽和白度显著提升，市场销售价格每公斤增加0.12元，每吨的销售额增加120元，该企业全年生产2.3万t粳米，可计算出全年收入增加276万元。在破损率方面，该企业日产米量200 t，在采用新抛光机后总破碎率降低0.78%，按照该企业年产2.4万t粳米计算，则总碎米量为187 t；在耗电量方面，该企业日产米量200 t，在采用新抛光机后每吨米的耗电量降低0.164 kW·h，按照该企业年产2.4万t粳米计算，则总耗电量为3 936 kW·h。

3 结论

综上所述，为了提高大米质量，采用抛光设备可使米表面更加光洁，降低糠粉含量，达到绿色环保、免淘洗的目标，与当前人们对高精度米的需求充分符合。对此，制造商应充分认识到抛光设备与品质的影响，并积极创新抛光设备，引入自动化技术与智能控制，科学控制抛光压力、粳米流量、着水量、辊线速度等因素，并做好日常设备的管理与维护工作，使抛光设备的机械性与工艺性得到全面提高。