刘长生 ,杨晓鑫 ,高树成 ,熊芳芳 ,李 玉 ,赵 旭 ,赵连彬
(1.辽宁省粮食科学研究所,沈阳 110032;2.铁岭市粮食科学研究所,辽宁 铁岭 112000;3.抚顺县惠农金属粮仓制造有限公司,辽宁 抚顺 113116)
在稻谷产区,尤其是优质稻谷产区,农户习惯自留稻谷口粮,三口之家1年需要自留稻谷500~1000 kg。常规方法储藏稻谷存在鼠害、霉变、污染等问题,损失较大。到农村加工厂加工大米,又存在运输、损耗、加工费等问题,而且一次需要加工较多数量的大米,加工后的大米又面临储藏问题,长期保管难于保证大米品质。因此农户自留稻谷需要储粮装具和加工设备。我单位根据农户需求,联合抚顺县惠农金属粮仓制造有限公司,共同研制了农户用稻谷储藏加工一体机。该机的储藏仓部分为我单位专利产品(组合式金属板钢骨架矩形稻谷安全储存仓,专利号201720952744.2),已经通过实仓试验,可以确保稻谷安全储藏。为确定该机的大米加工性能,我们开展了稻谷加工测试试验。
测试设备为稻仓储藏加工一体机,该机由上部的仓体部分和其下部的小型稻谷加工设备组成。
1.1.1 仓体部分
仓体装粮部分外部尺寸1.56 m×1.06 m×1.5 m,仓壁、仓底隔热空间宽0.03 m。仓下支架高度0.4m,仓顶部分总高度0.3 m。仓内通风管直径0.12 m。装粮容积2.2 m3,可装稻谷1 250 kg。
1.1.2 稻谷加工设备系统
加工系统位于仓下。该系统主要由脱米机、电机及皮带传动系统、风机、风管及皮带传动系统等部分组成。其中脱米机为金属结构,由主轴(包括螺旋和米刀)、筛筒及机壳等部分组成。电机功率3kW。采用220 V、16 A电源插座。
测试稻谷为铁岭市2018年产稻谷,品种:辽星(1号),水分13.7%,杂质0.5%,脂肪酸值16.8 mg/100 g,出糙率79.4%,整精米率63.2%。
大米产量、出米率及产品质量。
测试工具为电子秤、秒表、温度计、检测仪器及设备。
将称量重量稻谷加入储藏加工一体机稻谷仓内的出粮口位置,由于测试稻谷数量不多,需要专人用工具及时将稻谷不断清扫到稻谷仓出粮口位置。接通电机电源,开启稻谷仓出粮口(即脱米机入粮口),调节脱米机出口,当产出大米质量达到(感官)精米质量要求后计时,同时称量计时前大米重量,至全部稻谷加工完毕停止计时。称量计时后大米重量、米糠及稻壳重量。取计时后大米、米糠及稻壳样品,按照国家标准《大米》(GB/T 1354-2018)要求方法检测产品各项指标。测试内容包括产品产量、出米率、产品质量。
测试时间8 min 50 s,期间加工大米15.10 kg。计算产量为102.6 kg/h。
共加工稻谷25.60 kg,产出稻壳及米糠6.65 kg(不含计时前加工糙米里所含米糠量),计时前加工糙米3.6 kg,计时后加工精米15.10 kg,稻谷出糙率79.4%。
计时前加工稻谷3.6 kg/79.4%=4.53 kg;
计时后加工稻谷25.60 kg-4.53 kg=21.07 kg;
出米率15.10 kg/21.07 kg=71.7%。
3.6kg糙米可以产出米糠 3.6 kg×(79.4%-71.7%)=0.277 kg;
稻壳及米糠的理论产率 (6.65 kg+0.277 kg)/25.60 kg=27.1%。
对扦取的稻谷、大米、稻壳及米糠样品按照标准方法进行检测。
2.3.1 大米
碎米总量4.2%,其中小碎米含量0.7%;垩白度1.4%;杂质0.02%,其中米糠0.01%;大米水分13.5%。 比对《大米》(GB/T 1354-2018)大米质量指标,大米质量达到粳米三级以上。
2.3.2 稻壳及米糠
稻壳及米糠混合物水分10.8%。其中1.0 mm圆孔筛筛下物主要成分为米糠水分10.9%,占壳糠混合物的23.3%(占稻谷的6.3%);1.0 mm圆孔筛筛上物(主要成分为稻壳)水分10.8%,占壳糠混合物的76.7%(占稻谷的20.8%);其中1.0 mm圆孔筛筛上物且2.0 mm圆孔筛筛下物水分10.8%,占壳糠混合物的46.1%;2.0 mm圆孔筛筛上物水分10.7%,占壳糠混合物的30.6%。
用温度计测量出机大米米堆内部温度,1 h内大米温度超过30℃,而且大米温度降低缓慢。
正常加工状态下,按照电机额定功率的90%计算,1 h用电量2.7 kW·h。按居民电费0.5元/kW·h计算,加工1 kg大米需要电费2.7 kW·h×0.5元/kW·h/102.6 kg/h=0.0132元,即1.3分钱。
(1)脱米机出口大米流量大小决定大米的加工精度。通过人工调节脱米机出口大米流量,可以加工出符合食用要求的大米。实测大米碎米含量4.2%,其中小碎米含量0.7%;垩白度1.4%;杂质0.02%,其中米糠0.01%;大米水分13.5%。大米质量达到粳米三级以上。
(2)加工设备系统大米产量102.6 kg/h。出糙率79.4%的稻谷加工出米率71.7%;稻壳及米糠产率27.1%。
(3)新加工的大米温度超过30℃,加工后需要通风降温处理。
(4)加工1 kg大米需要电费0.0132元。
(1)改进脱米机出口大米流量调节结构,增强脱米机的适应性,减少人工调节工作量,减少糙米和不合格大米的数量。
(2)增加大米降温通风系统,并将仓下支架高度提高到0.5 m以上。
(3)改进稻壳接收结构,应具有暂存、降尘功能和(编织)袋装接口。