降低砻谷工序中稻谷破碎的探讨

陈时龙，徐金勇，李维强*

（上海海丰米业有限公司，江苏 大丰 224153）

随着稻谷加工原料品质的多样化和加工工艺的日趋复杂，在加工过程中碎米越来越多，如何控制大米在加工过程中增碎是提高大米加工企业经济效益的关键，也是衡量加工设备、工艺技术水平之所在。

本文从稻谷品质、加工设备的操作水平及设备性能等几方面对砻谷工序中碎米增多的原因进行分析，并对降低碎米方法进行讨论。控制砻谷工序增碎措施包括严格控制稻谷原料，分级加工，调节稻谷含水量，控制稻壳中的含糙率，同时要合理安排砻谷工艺，改善砻谷机的操作、管理等。

常规稻谷加工的过程是由清理、砻谷、碾米和白米处理四个工段组成，而其中砻谷是直接产生碎米的第一道工序，数据显示，70%以上的碎米产生在砻谷脱壳和碾白工序中，因此砻谷工序是控制碎米产生的重要环节之一。造成该工序碎米增多的原因有很多，稻谷本身的品质和质量、砻谷工艺，技术参数的配备和操作管理水平等，尤其是稻谷的质量和设备技术参数的配置，对碎米的产生影响更大。

根据稻谷脱壳的受力和脱壳方式，砻谷脱壳可分为挤压搓撕脱壳，端压搓撕脱壳和撞击脱壳，其中挤压搓撕式的砻谷机是辊带式砻谷机,端压搓撕式的砻谷机是砂盘砻谷机,撞击脱壳式的砻谷机是离心式砻谷机。但相对来说，挤压搓撕脱壳造价高但具有出碎率低，糙米表面光滑，脱壳率高等良好工艺性能，所以得到广泛使用。胶辊砻谷机主要工作部件是一对在铸铁圆筒上粘结或套装胶层的水平橡胶辊筒或塑料辊筒。两辊轴线位于同一水平面内或略有高度差，以不同的转速相向转动，其中一辊的位置固定，另一辊可以移动，使两辊间的轧距可调。两辊线速之差为 2～3．2 m／s， 线速之和不宜超过30 m／s，轧距调节机构有定压调节和定距调节两类。定压调节可借气压、液压或压铊进行，其中压铊式自动紧辊（轧距调节）机构是中国在20世纪60年代首先发展的。为了使两胶辊保持正确的线速度差，中国还发展了齿轮变速箱和三角胶带相结合的传动方式。近几年发展了自动变速智能化砻谷机，操作和维护起来更为方便，砻谷工艺效果的好坏直接关系后道工序的正常工作，而且与成品米质量，出米率和加工成本息息相关，所以如何选择合适砻谷机、合理配置工作参数以及规范操作维护等都十分重要。

1 胶辊砻谷机的工作原理

砻谷是通过一对相向且转速不等的胶辊间的压力和剪切力，使落入胶辊间的稻谷受到线速差的撕剥而脱壳，稻谷经淌板（或经喂料辊和淌板）在胶辊全长上薄厚均匀地喂入两辊之间，等径辊筒以不同的线速相向运转，通过压砣的压力或气缸压力使通过辊间的稻谷受到挤压和搓撕，谷粒两侧受到两个不等速运动的工作面挤压和搓撕而脱去颖壳，由于受到两辊的挤压和由两辊速度差产生的搓撕作用，绝大部分稻谷达到脱壳的目的，并进入谷壳分离装置，经吸风口以4～5 m／s的风速吸除稻壳。谷糙混合物与稻壳分离后，谷糙混合物从出料淌板排出，借助风力将更小的稻糠分出，得到糙米和稻谷混合物。

2 砻谷工序碎米产生的原因

2.1 稻谷品质

稻谷品质主要表现在粒形、千粒重、容重、饱满成熟度、心白率、腹白率及粉质率等指标上，另外还有爆腰率、原粮的均匀度、糙率及水分含量等。

2.1.1 爆腰率

爆腰又称裂纹，是指糙米粒或大米粒上出现一条或多条纹横向裂纹的现象，爆腰产生的原因很多，米粒产生爆腰后，就易破碎而产生碎米。

2.1.2 稻谷均匀度

稻谷在收购入仓时用皮带输送机及抛粮机输送易产生自动分级，杂质会自然聚集，这样会造成稻谷质量不均匀，砻谷机操作参数不好控制，影响轧距大小的调节，为了保证砻谷机的脱壳率势必紧轧，增加辊间压力，这样就会有大粒稻谷承压过大而爆腰使糙碎增加。

2.1.3 稻谷的含水量

稻谷的水分直接影响稻壳的韧性、糙米皮层与胚乳之间的结合力以及胚乳的抗破坏强度等。水分含量偏高时，生产工序不通畅，同时籽粒的抗拉、抗压强度会下降。要保证脱壳率，砻谷时势必减少轧距，增大辊间压力，从而造成碎米增多。水分过低，糙米的皮层与胚乳的粘结非常紧密，难于脱落，同时糙米的脆性增加了很多。如果采用较大的摩擦力与压力把干燥的糙米皮去掉，易造成米粒断裂或产生裂纹，易出现碎米。

2.2 砻谷机工艺的设置

从砻谷机原理上讲，稻谷纯度越高，粒度越整齐饱满，其加工工艺效果越好，现实加工中，进砻谷机的稻谷大部分是粒度完整，还有小部分是经谷糙分离设备分离出来的回砻谷。由于回砻谷已经过一次砻谷，受砻谷机的辊间压力，扯撕作用等影响，其爆腰机率增多，若进机原料稻谷中再次进行挤压扯撕，其糙碎率会大大提高，形成了砻谷及谷糙分离工艺中恶性循环现象。由此可见，砻谷工艺安排的是否合理也会影响到稻谷加工的破碎率。

2.3 砻谷机工作参数的选择

实际生产中，砻谷机的辊间压力、流量、线速差及轧距等的调节直接影响着砻谷的工艺效果，并且在目前的稻谷加工中越来越重要。若速度增大，轧距减少，则辊间压力增大，胶辊对谷粒的扯撕作用增强，相应地爆腰和破碎增多。若提高了流量，脱壳率会降低，回砻谷会增加，而回砻谷再脱壳就使碎米增多。大流量情况时，线速、轧距一定的条件下，稻谷横卧进入工作区的数量会增加，从而造成糙碎的增多。

3 砻谷工序控制增碎的措施

3.1 对稻谷原料品质严加控制，合理加工

3.1.1 按成品要求加工

根据原粮的爆腰率，合理加工不同含碎米要求的成品大米，提高稻谷加工的综合效益。

3.1.2 稻谷原料分级加工

不同品种的稻谷籽粒性质不同，即使同一品种的稻谷也存在着粒形、粒度、水分含量、爆腰率及杂质含量等方面的差异，因此，对粒形、粒度不均匀的稻谷必须分级后分别加工，有利于降低碎米的产生。

3.1.3 控制稻谷中的含糙率

针对原料稻谷中的含糙率增多产生的原因，采取合理的方法，使其控制在尽可能低的水平。

3.1.4 稻谷含水量的调节

稻谷水分的过高、过低都会造成稻谷加工的增碎，一般稻谷最佳加工水分为13.5%～15.5%之间，因此对低水分稻谷在加工前进行适当地处理-润谷，使其水分达到13.5%～15.5%后再加工，可以较好地解决因稻谷水分过低加工而引起的增碎这一问题。相反，水分过高则要按大米国家标准对粮食进行低温慢速干燥与高温快速干燥，干燥后稻谷应慢慢进行缓苏冷却，防止吸湿性裂纹与干燥性裂纹的产生，减少稻谷爆腰率。

3.2 合理安排砻谷工艺

针对糙米循环回砻谷重碾，造成爆腰增多、碎米增多的恶性循环问题，比较合理的方法就是分级砻谷和复式谷糙分离工艺。分级加工是用一台砻谷机专门处理原粮稻谷，而另一台专门处理回砻谷，这样用不同的辊间压力来分别处理以上两种结构不同的谷粒，避免了糙米回砻重碾而引起碎米增多的问题。复式谷糙分离是用二道谷糙分离设备串联起来进行谷糙分离，物料分离后较好地达到两头净，即回砻谷“断”糙，净糙“断”谷，具体是用第二道谷糙分离设备来处理第一道谷糙分离设备回筛物料。目前有些厂家用色选机对回砻料进行色选，目的是为了降低碎米率，提高成品的出率，还有把砻谷机出来的谷糙料的分选，把其中未成熟粒和杂草稻、红糙米以及稻谷、病斑粒、黑头糙米、草籽等和优质糙米进行分选，提高后道工序中糙米纯度，经过实际生产证明它们都是减少稻谷砻谷工序增碎的一个重要措施。

3.3 改善砻谷机的操作水平和参数配置

无论使用何种砻谷机，操作要求都较高，生产中应按照稻谷原粮品质的不同，正确配置砻谷机技术参数。

3.3.1 严格控制脱壳率

防止盲目追求高的脱壳率使碎米增加，一般脱壳率以90%左右为佳，胶辊线快慢辊速差设置在2.0～3.2 m/s之间。

3.3.2 合理控制辊压

人工调节轧距的砻谷机，其轧距控制在0.7 mm左右,压砣重量一般掌握在10～20 kg。液(汽)压砻谷机单位辊长压力为4 990～5 880 N/M。实际生产过程中,轧距与压力都应根据稻谷的强度、品种、脱壳的难易程度不同而合理掌握,调整是否合适,还应根据脱壳率来判断。气压式砻谷机进入脱壳率调节阀的空气压力控制在5～6 MPa，调整减压器将辊间压力调节为0.2 MPa，辊压不足，脱壳率低，要调高气缸压力,使脱壳率达到要求，为不伤米皮使用胶辊。砻谷机要求脱壳率一般粳谷80%～90%，籼谷75%～85%。如果脱壳率低，糙米中含稻谷过多，会增大米机压力，大米中含稻壳；相反如果脱壳率高，必定是增大了辊间压力，糙米增碎多，回砻谷中糙米较多，增碎大。一般应保证谷糙混合物中含稻糠不应超过0.8%，稻糠中含饱满粮粒每百千克不应超过30粒，谷糙分离后，糙米中含稻壳量不应超过0.1%，同时结合谷糙分离工艺指标保证回砻谷中糙米不超过10%，净糙中含谷粒不超过40粒/kg，当稻谷中未熟粒较多时，操作中应根据稻谷籽粒的饱满程度、水分情况以及稻谷籽粒的整齐度调整好砻谷机的压力和流量，以保证最佳的脱壳效果；尤其是当籽粒整齐度较差时，不能追求过高脱壳率，砻谷机辊间压力过大或流量过大都将使碎米率增加，同时增加胶耗。

3.3.3 控制合适的流量、进料稳定性和均匀性

保持两辊间合适的物料数量和稻谷良好的位置型态，以减少胶辊大小头产生的机会，降低糙米爆腰率和破碎率。通过不断的对砻谷机进行实验，研究和参数优化，在确保良好的工作参数的条件下，使砻谷机各项工艺指标达到最佳。

3.4 选择合适胶辊

根据加工稻谷的类型和品种选择硬度恰当的胶辊。 胶辊硬度有 85°、90°(邵氏)两种。 温度低、易脱壳的选择低硬度胶辊,温度高、难脱壳的选择高硬度胶辊，聚氨酯胶辊在耐磨性能、摩擦系数方面优于橡胶胶辊，但是聚氨酯胶辊在使用时机体振动大，并且脱壳率低，橡胶胶辊在脱壳率及糙碎率方面都优于聚氨酯胶辊，不过耐磨性差。一般而言，加工粳稻使用聚氨酯胶辊，加工籼谷使用橡胶胶辊。

3.5 提高设备操作人员综合素质

加强和培养操作工工作责任心，不仅要提高员工技术素质，更重要培养他们工作责任心。注意前后道工序之间的配合，务必做到净稻谷上砻，断糙米回砻，以保证砻谷机稳定作业。每周检查零部件状况，传动带松驰需要调整，运动部件间注意添加润滑油，为使汽缸和电磁阀运行平稳，在空气调节装置安装空气过滤器排除压缩空气中杂质，要定期将其中杂质放出。检查气路是否漏气，我们在实践中曾发现砻谷机脱壳率很低，检查才发现一隐蔽处气管漏气，更换后运行正常。总之再先进设备如果不及时保养也会出故障，砻谷机也不例外，轴承不及时加润滑油，轴承会损坏，如果还一直强行使用轴也会受损伤，对设备及时保养才可更好发挥设备效率，作好设备预防性维修保养，变被动维修为计划性修理，将设备故障隐患消灭在萌牙状态，延长使用寿命，检查皮带张紧度，若皮带打滑，脱壳率就会降低，应张紧皮带。

总之，影响稻谷砻谷增碎的因素有很多。稻谷加工企业要根据本企业的原粮情况、工艺设备情况、操作水平等做出具体分析和调查对比，探索出降低碎米的有效方法和途径，增加稻谷的利用率，减少资源的浪费，提高企业经济效益。