稻谷制米及米制品加工.ppt

第二篇稻穀制米及米製品加工 第五章稻穀制米 碾米工業是糧油工業的重要組成部分 我國稻穀產量據世界之首 全國約有2 3的人以大米為主要食糧 大米含有大量澱粉 脂肪 蛋白質 纖維素 鈣 磷等無機物及各種維生素 是人民生活的必需品 發展碾米工業 對於保障供給 提高人民生活水準 促進食品工業的發展都具有重要的意 第一節稻穀的工藝品質 稻穀的工藝品質系指稻穀所具有的影響加工工藝效果的特性 主要包括籽粒形態 構造 化學成分 物理特性和結構力學特性等 不同品種 不同等級的稻穀具有不同的工藝品質 它直接影響著成品大米的品質和出米率的高低 對於合理地利用稻穀 合量地設計工藝流程 開發新產品是至關重要的 稻穀按粒形和粒質可分為 秈稻谷 粳稻谷和糯稻穀三類 稻穀按生長季節 粒形 粒質又可分 早秈 晚秈 早粳 晚粳 秈糯 粳糯等六種 粳稻穀 稻粒一般呈橢圓形 穀殼組織松而薄 米粒強度大 耐壓性能高 加工時不易產生碎米 出米率高 煮飯粘性大 米飯脹性較小 秈稻穀 籽粒細長 稻殼組織緊而厚 米粒強度小 耐壓性能差 加工時易產生碎米 出米率較低 煮飯粘性小 米飯脹性較大 一 稻穀的分類 糯稻穀 呈橢圓或細長形 米粒乳白色 不透明或半透明 粘性大 籽粒強度小 耐壓性能差 加工時易產生碎米 米飯脹性小 此外 按稻穀生長期水分需求不同 可分水稻和陸稻 旱稻 水稻種植于水田 需水量多 籽粒的品質好 陸稻種植於旱田 米粒組織鬆散 強度小 加工時碎米多 米色較暗淡 種植數量不多 成品大米品質的優劣和出米率的高低取決於稻穀籽粒結構的物理特性 一般晚稻品質比早稻好 粳稻的品質比秈稻好 稻穀由穎 稻殼 和穎果 糙米 兩部分組成 其形態與結構見圖 稻穀的穎包括內穎 外穎 護穎和穎尖 芒 四部分 穎的表面粗糙 生有許多形狀和長短不同的茸毛 一般粳稻茸毛比秈稻密而長 粳稻的穎比秈稻薄 外穎尖端有穎尖 俗稱芒 芒的長短因品種而異 穎對穎果具有保護作用 加工時須將穎剝除 剝下的穎殼稱為稻殼 俗稱大糠或礱糠 二 稻穀的結構形態 稻穀籽粒形態1芒2外穎3內穎4茸毛5脈6護穎 稻穀去殼後的果實稱為穎果 糙米 它由皮層 胚乳和胚三部分組成 糙米的主要部分是胚乳 約占整個籽粒的70 左右 胚位於糙米的腹部下端 與胚乳連接不緊密 碾米時容易隨皮層脫落 穎果的皮層由果皮 種皮 外胚乳和糊粉層等部分組成 碾米時 穎果皮層依大米精度而不同程度地被剝除成為稻米副產品 米糠 皮層的厚薄隨稻穀品種的不同而有較大的差異 品質優良的品種 皮層軟而薄 碾米時易於除去 出米率較高 糙米形態結構1胚2腹部3背部4縱溝5背溝6胚乳7皮層 新鮮正常的稻穀 色澤鮮黃色或金黃色 富有光澤 無不良氣味 發熱黴變的稻穀 不僅米粒色澤灰暗 無光澤 而且還會產生黴味 酸味 甚至苦味 總之 凡是新鮮程度不正常的稻穀 不僅加工的成品品質差 而且加工時易產生碎米 出米率較低 三 稻穀的物理特性 1顏色和氣味 稻穀的粒形根據長寬比例的不同分成三類 長寬比大於3的為細長粒 小於3大於2的為長粒形 小於2的為短粒形 一般秈稻穀屬於前兩類 粳稻大部分屬於後一類 整齊度是指稻穀的粒形和大小一致的程度 稻穀籽粒的大小和形狀因稻穀的品種不同各異 粒形的細微性是合理選用篩孔和正確調整設備的操作依據之一 籽粒愈接近球形 其長寬比愈小 則皮和殼所占籽粒的表面積就愈小 胚乳含量相對增高 出米率增高 同時 粒形接近球形 耐壓性愈強 加工時碎米率愈少 2性狀與大小 容重是評定稻穀工藝品質的一項重要指標 一般籽粒飽滿的稻穀 容重越大 出糙率越高 千粒重大的稻穀 其籽粒飽滿堅實 顆粒大 質地好 出米率高 一般粳稻的千粒品質為25 27g 秈稻的為23 25g 3容重與千粒重 稻穀及其加工產品的容重 kg m3 稻穀千粒重與出糙率的關係 米粒強度是指米粒承受壓力 剪切力大小的能力 米粒強度越大 加工時越不易壓碎和折斷 碎米率較少 出米率較高 米粒的強度因品種 胚乳結構 米粒飽滿度 含水量和溫度等因素不同而有差異 一般蛋白質含量高 胚乳結構緊密 堅硬 透明度大的米粒 硬質粒或玻璃質粒 其強度較大 粳稻強度大於秈稻 晚稻大於早稻 含水量低的比含水量高的較大 米粒在5 時強度最大 隨著溫度的上升 其強度逐漸降低 4米粒強度 稻穀受劇烈撞擊或經日光曝曬 或高溫快速乾燥 使糙米內部產生縱橫裂紋的現象稱為爆腰 爆腰米粒所占百分率稱爆腰率 爆腰率是評定稻穀工藝品質的重要指標 加工前必須檢驗 爆腰率高的稻穀 不宜加工高精度大米 否則碎米率過高 出米率較低 5爆腰 稻穀的化學成分主要有水分 蛋白質 脂肪 澱粉 粗纖維 礦物質和維生素等 各種成分的含量 因品種及生長條件的不同而異 稻穀在加工過程中 化學成分的變化規律是 隨著稻殼的除去 皮層的不斷剝離 碾米精度的提高 成品大米的成分愈接近於純胚乳 其它各種成分均相對減少 從營養觀點來看 大米的精度越高 澱粉的相對含量越高 纖維素越少 消化率越高 但脂肪 礦物質及維生素等損失越多 從食用角度來看 精度高的大米 口感細膩 風味良好 四 稻穀的化學成分 稻穀中的雜質多種多樣的 根據國家頒佈的標準 可分為 無機雜質 泥土 砂石 磚瓦塊及其它無機物質 有機雜質 無食用價值的稻穀粒 異種糧粒及其它有機物質 篩下物 通過 2 0mm圓孔篩的物質 雜質按其細微性大小又可分為大雜 中雜 小雜和並肩雜質 按其輕重不同可分成輕型雜質和重型雜質 在所有雜質中 以稗子和粒狀大小與稻穀相似的 並肩石 並肩泥塊 等並肩雜質最難清理 這是稻穀清理的關鍵 稻谷的清理重點應放在對稗子和並肩石的清理 對於稗子 利用其長度 寬度和比重與稻穀存在的差異 合理選擇清理設備進行清除 並肩石同稻穀相比 細微性相似而比重不同 利用其比重上的差異將其完全清除 第二節稻穀的清理 一 稻穀中的雜質 二 雜質的清理方法 風選法 是根據糧食和雜質的懸浮速度的不同 借助氣流除雜或分級的一種方法 由於稻穀和雜質的懸浮速度不同 只要使氣流速度介於二者之間 便可將稻穀與雜質分離 常用的設備有吸風分離器 吹風分離器 以及各種風選風箱 稻穀 糙米及其物料的懸浮速度 m s 物料在垂直氣流作用下處於懸浮狀態 速度接近於0 此時氣流速度即是該物料的懸浮速度 不同物料的懸浮速度不同 垂直氣流風選就是利用兩種物料間的懸浮速度的差異 選定一定的氣流速度 使一種物料向上運動 一種物料向下運動 從而使兩者分離 篩選法 根據稻穀和雜質的形狀與體積大小不同 利用一定大小的篩孔分離雜質或將物料分級 碾米廠常用的設備有溜篩 振動篩 高速篩 平面回轉篩等 比重分選法 是根據稻穀和雜質的比重不同進行分選的方法 當混合物料向前移動時 比重小體積大的物料浮於上層 比重大而體積小的物料沉於底層 這樣混合物料得到分離分級 雜質得到分選 常用的設備有吹式 吸式比重去石機 稻穀清理的設備很多 其基本方法是篩選 風選和比重分選等幾種 實踐表明 風篩結合 以篩為主 以及風選和密度分選相結合 是稻穀清理除雜的有效方法 振動篩 是典型的 風篩結合 以篩為主 的清理設備 常用于稻穀的第一道清理 除去大 小雜質和輕雜質 三 清理設備 自衡振動篩的總體結構 1 進料斗 2 壓力活門 3 前吸風道 4 第一層篩面 5 大雜出 口 6 第二層篩面 7 傳動機構 8 彈簧限振器 9 小雜出口 10 後吸風道 11 第三層篩面 12 橡皮球清理裝置 13 中雜出口 14 輕雜出口 15 風量調節活門 16 吸風口 振動篩主要由進料機構 篩體 吸風降塵機構 篩面清理機構 傳動機構等部分組成 振動篩的工作過程如下 稻穀進入進料斗後 借壓力活門的作用 沿篩面寬度均勻地流入前吸風道 經吸風除去部分輕雜質和灰塵後 落在第一層篩面上進行篩理 篩上物為草稈 草屑 泥塊等大型雜質 由出口排出 篩下物沿斜板流到第二層篩面上繼續篩理 第二層篩面的篩上物為被分離出的中型雜質 由出口排出 篩下物繼續流到第三層篩面上篩理 第三層篩面的篩上物經後吸風道再次吸出輕雜質和灰塵 即為淨穀 篩下物的泥沙及雜草種子等細小雜質 從底板出口排出 空氣由吸風口吸出後排出機外 稻穀經振動篩清理後 不但除去全部大雜質和大部分小雜質 還能除去大部分輕雜質和泥灰 含稗稻穀經過主篩上半部分和下半部分共四張篩面的一次篩理 篩上物合併為淨穀 二 四層篩下物集中進入副篩 連續經兩道副篩篩理後 其篩上物即為淨穀 並與主篩淨穀合併 第一道副篩篩下物為淨稗 第二道副篩篩下物為穀稗混合物 回主篩處理 這種除稗流程 主篩和副篩分工明確 主篩一次提取淨穀 副篩一次提出淨稗 撇穀量和除稗效率都較高 因此比較合理 SG型高速篩除稗流程 經過清理後的稻穀 其含雜情況應達到淨穀要求 含雜總量不超過0 6 含砂石不應超過1粒 kg 含稗子不應超過150粒 kg 清理出的雜質中含糧粒數量應符合當地糧食部門的規定 清理工藝及使用設備的選用要考慮到經濟 高效 優質的原則 合理組合 一般包括初清 除稗 去石三個環節 但具體制定流程時 必須根據原糧的品質和含雜的種類及數量 廠型的大小等條件合理進行設計 四 稻穀清理要求及清理流程 第三節礱穀及礱下物分離 礱穀及礱下物分離的主要任務是 剝除稻穀的外殼 獲得純淨的糙米 並使其分離 一 礱穀 稻穀加工過程中 去掉稻殼的過程稱為礱穀或脫殼 根據脫殼時受力及脫殼方式的不同 通常可分為擠壓搓撕脫殼 端壓搓撕脫殼和撞擊脫殼三種 擠壓搓撕脫殼 是指糧粒兩側受兩個不等速運動的工作面 搓撕而脫去穎殼的方法 如膠輥礱穀機 輥帶式礱穀機 端壓搓撕脫殼 是指糧粒長度方向的兩端受到兩個不等速運動的工作面的擠壓 搓撕而脫去穎殼的方法 如砂盤礱穀機 撞擊脫殼 是指高速運動的糧粒與固定工作面撞擊而脫殼的方法 如離心礱穀機 礱穀是根據稻穀的結構特點 由礱穀機施加一定的機械力而實現的 礱谷機根據脫殼原理和工作特點 相應地可分為四種 膠輥礱穀機 輥帶式礱穀機 砂盤礱穀機 離心礱穀機 如圖2 5所示 目前應用最多的是膠輥礱穀機 二 礱穀設備 圖2 5礱穀機的基本工作構件a 膠輥礱穀機 b 輥帶式礱穀機 c 砂盤礱穀機 d 離心礱穀機 該礱谷機借助于一對相向不等速旋轉的膠輥 在一定壓力下 通過對稻穀進行擠壓和快速搓撕作用 而達到脫殼的目的 然後利用穀糙和穀殼懸浮速度的差異 通過風力使穀糙與穀殼分離 膠輥礱穀機 膠輥礱谷機工作原理圖 物料由進料斗經長淌板整流導流後 加速進入兩膠輥間脫殼 礱下物經穀殼分離室吸去穀殼 癟谷 穀糙混合物則由接料斗流出 稻穀經礱穀機脫殼後 所得礱下物是一多種混合物 糙米 礱下物的主產品 供碾米機碾米 稻穀 尚未脫殼的稻穀 稻殼 又叫礱糠 大糠 系付產品 碎糙米和未熟粒 礱穀中被損傷的糙米或碎糙 毛糠 礱谷時被粉碎的糙米 未熟粒 稻穀和米糠等混合物 分離稻殼的過程稱為穀 稻 殼分離 分離稻穀和糙米的過程稱為穀糙分離 三 礱下物分離 礱下物分離是根據各種產品的物理特性差異 按照一定的工藝過程 由專門機械將它們分離 稻穀和糙米的懸浮速度比稻殼和毛糠要大幾倍 可利用風選將它們分開 稻穀和糙米的表面性狀 彈性 細微性有差別 可利用這些差別將它們分開 糙碎和未成熟粒的細微性及懸浮速度與稻殼不同 可利用篩選和風選結合將它們分開 1礱下物分離的基本方法 基本原理利用稻殼與穀糙的物理性質上的差別 使它們彼此分開 稻殼的懸浮速度與穀糙有較大差別 可以用風選的方法將它們分離 經稻殼分離後 要求每100kg稻殼中飽滿糧粒不應超過30粒 穀糙混合物中稻殼量不應超過1 0 膠輥礱穀 0 8 糙米中含稻殼量不應超過0 10 稻殼分離設備 稻殼分離設備種類很多 除吸式風選器 吹式風選器外 碾米廠中廣泛使用單面進風稻殼分離裝置和雙面進風稻殼分離裝置 2稻殼分離的基本原理及設備 基本原理充分利用稻穀和糙米在物理特性方面的差異 使它們在運動過程中產生良好的自動分級 稻穀 上浮 糙米 下沉 使糙米充分接觸篩面而得到分選 穀糙分離的充分條件 促使谷糙混合物形成良好的自動分級 配置合適的篩面 使 下沉 糙米充分接觸篩面及時分出 穀糙分離的設備 根據穀糙分離的基本原理 穀糙分離設備可相應地分為穀糙分離篩和穀糙分離機兩大類 穀糙分離的要求 糙米含穀量不超過40粒 kg 回礱穀含糙米不超過10 3穀糙分離的基本原理及設備 礱下物進行分離流程 稻穀經清理 礱谷及穀糙分離等工序處理後得到淨糙 可進入碾米機進行加工 將糙米的皮層去掉 使它成為符合食用要求的成品大米的過程稱為碾米 它是稻穀加工最主要的一道工序 也是保證成品大米的品質 提高出米率 降低動耗的重要環節 糙米去皮程度是標誌大米加工精度的主要依據 糙米去皮層愈多 成品大米的精度愈高 第四節碾米及成品整理 碾米的基本方法可分為機械碾米和化學碾米兩種 化學碾米 主要依靠生物酶的作用去除皮層或以化學溶劑浸泡法使糙米皮層軟化 並將皮層和胚芽內的脂肪分離出來 然後施以輕緩的機械作用 以達到去皮碾白的目的 這種碾米方法 成品完整率高 碎米少 但工藝流程複雜 成本較大 目前尚屬試驗階段 國內生產中尚未應用 一 碾米的基本方法及原理 機械碾米 主要依靠碾米機碾白室構件與米粒間產生的機械力作用 以及米粒與米粒之間的碰撞摩擦作用 使糙米碾白 根據作用原理的不同 可分為擦離式碾米 擦離去皮 碾削式碾米 碾削去皮 和混合式碾米三種形式 擦離式碾米 在較大壓力下 利用摩擦作用 將糙米的皮層擦離下來的一種碾白方式 此方法的優點是成品精度均勻 精碾容易控制 適於加工強度高的糙米 軟質稻穀 易產生碎米 碾削式碾米 利用金鋼砂輥筒表面無數密集尖銳的砂刃 對米粒皮層進行不斷碾削 使糙米皮層脫落 達到去皮碾白的目的 其優點操作壓力小 碎米較少 適於結構鬆脆 強度較差皮層幹硬的粉質米粒 混合式碾米 這是一種以碾削去皮為主 擦離去皮為輔的混合碾白方式 碾米時首先以高速運轉的金鋼砂輥筒碾削糙米的皮層 而後依靠砂輥表面的筋或槽使米粒與碾白室構件 米粒與米粒之間產生一定的擦離作用獲得碾白的目的 它綜合了前兩者的優點 是目前運用較多的一種碾米方式 擦離作用 碾削作用 碾米機按照碾米的基本原理分為擦離型 碾削型和混合型三類 擦離型均為鐵輥碾米機 由於碾白壓力大 還可以用於稻穀直接碾米 但出碎率大 動力消耗也大 適用於農村 操作維修方便 但由於出碎較嚴重 碾白路線較長 一般常為多機出白 目前在城鎮米廠已逐漸被碾削型和混合型所取代 碾削型米機均為砂輥碾米機 混合型碾米機均為砂輥或砂鐵輥結合的碾米機 由於兼具擦離型和碾削型碾米機的優點 工藝效果好 並能一機出白 可以減少碾米的道數 二 典型碾米設備 碾米機按碾米機碾輥主軸的裝置形式分為立式碾米機和橫式碾米機 目前國內主要使用橫式碾米機 橫式鐵輥筒碾米機這種米機結構簡單 操作方式 造價低廉 可對糙米進行碾白 也可直接對稻穀進行碾白 碾制的成品大米去皮均勻 色澤光潔 由於該機的機內壓力較大 產生碎米較多 降低了出米率 故目前直接用於糙米碾白的很少 鐵輥筒碾米機主要由進米機構 碾白室和機座組成 鐵錕筒碾米機的工作過程是 當糙米由進料斗進入米機後 在推筋推送下 迅速進入碾白室 在碾白室內 由於容積的逐漸縮小 以及機件阻力的影響 米粒之間的密度則隨之增大 機內的擠壓力和摩擦作用也相應增強 再加上輥筒碾盤的不斷翻撥和推進 使靠近輥筒的米粒 具有較快的運動速度 遠離輥筒的米粒則有較慢的速度 這就更加劇了米粒與米粒 米粒與機件之間的摩擦擦離作用 因而使米粒逐漸得到碾白 碾白的米粒在碾筋倒角的翻撥下 由出口排出機外 而碾下的米糠則由米篩篩孔排出 鐵錕筒碾米機總體結構1 機座 2 主機殼 3 4 墊圈 螺栓 5 油毛氈 6 軸承悶蓋 7 油毛氈 8 機軸 9 皮帶輪 10 11 螺母 螺釘 12 機蓋 13 米篩 14 篩托 15 螺釘 是一種碾削碾白的米機 該機是由上部碾米 下部擦米組合在一起的組合式碾米機 它具有輥子長 直徑大 單位產量碾白運動面積大 線速度高 機內壓力低而均勻 排糠面積大 成品碎米少等特點 但由於它的碾削作用較強 會產生過碾現象 使米糠含澱粉較多 影響了出米率 米糠用於榨油會影響出油率 這是該機的不足之處 據測定 在同樣的精度下比其它類型的米機出米率低約0 5 左右 同時 使米粒表面起毛 糠粉較多 米身不光潔 因此用於加工高精度米時工藝效果欠佳 該機結構主要由進米機構 碾白室 擦米室 機架 傳動部件等組成 30 5A雙輥碾米機 該機型也是碾米和擦米組合為一體的新型組合式碾米機 其總體結構由進料機構 碾白室 擦米室 機架等組成 NS型米機由於碾白輥具有邊推邊碾 又碾又擦的性能 同時輥筒的線速高 所以出碎率少 碾白均勻 能夠一機加工不同品種和不同精度的大米 NS型螺旋槽砂輥碾米機 NS型螺旋槽砂輥碾米機1 進料斗2 流量調節機構3 碾白室4 三角帶輪 5 防護罩6 擦米室7 接糠鬥8 分路器9 機座 碾米時 不斷向碾白室內噴入氣流的碾米方法稱為噴風碾米 噴風碾米可降低米的溫濕度 增加米粒翻滾 迅速排糠 可以改善和提高大米的外觀色澤和光潔度 加工的高精度大米 精度均勻色澤好 糠粉和碎米少 電耗低 產量高 操作方便 設備少 定型設備有豐收2號噴風碾米機 NF 15A噴風碾米機 旋篩噴風砂輥碾米機以及MNMF 16噴風碾米機和MNMF 16A雙輥噴風碾米機等 噴風碾米機 品種 粳米籽粒結實 粒形橢圓 抗壓 抗拉 抗剪強度大 碾白過程中能承受較大碾白壓力 同時它的皮層較柔軟 故採用鐵輥擦離型米機碾白效果效好 秈米粒長且籽粒鬆脆易斷 其皮層較脆硬 故採用砂輥研削式米機較合適 一般早粳較晚粳的結構鬆散 所以早粳產生的碎米較多 水分 籽粒含水率高 則皮層鬆軟 但結構強度差 易產生碎米 米糠易結塊 合適的碾米水分在14 5 15 5 之間 三 影響碾米工藝效果的主要因素 1糙米的工藝性質 爆腰率 爆腰率高的糙米碾白時碎米率也高 收穫時稻穀受雨淋 貯藏時受潮 乾燥速度過快等都是產生爆腰的原因 為了減少碎米 必須在收穫 貯運加工過程中注重減少稻穀爆腰的發生 新米和陳米 陳米皮硬而厚 碾白較困難 動力消耗大 1糙米的工藝性質 碾輥直徑