JY-800A智能留胚碾米機的研制

任洪忱 趙忠良 姚朝

摘 要：介紹了一種胚芽米加工設備，著重介紹了設備原理、結構設計、試驗效果等，并針對設計及試驗、應用過程中發現的問題提出了進一步研究的建議。

關鍵詞：胚芽米;碾米機;留胚率;胚芽完整度

中圖分類號：S226.8 ? ? ? ?文獻標識碼：A開放科學（資源服務）標識碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.007Open Science Identity（OSID）

0 引言

稻谷最重要的部分為胚芽，胚芽質量只占整粒大米質量的3%左右，而其營養成分卻占整粒大米的60%以上，胚芽中含有豐富的維生素、植物纖維和人體所必需的微量元素。胚芽米也叫留胚米，是保留米的胚芽部分，而其它部分與白米相近的一種米，業內普遍認為留胚率（保留胚芽的米數量占成品米總數量的百分比）在80%以上的米方可稱為真正意義上的胚芽米。

隨著人們健康飲食觀念及對營養認知的提升，胚芽米作為具有高營養價值的食品，會逐漸被廣大消費者認可，市場前景看好，研制高性能胚芽米加工設備意義深遠。

1 基本工作原理的確定及整機設計

傳統精白米碾米技術，采用石磨、砂輥、鐵輥等結構，為了得到精米，需經反復碾軋，在去除糠皮的同時，把米之精華——胚芽也隨之去除了。采用傳統碾米技術顯然不適合胚芽米加工。胚芽米的加工過程實際就是磨削掉糙米表層同時較為完好保留胚芽部分的過程，對加工效果要求較高，故而胚芽米的加工較精白米加工難度要大得多。

JY-800A智能留胚碾米機基本工作原理可歸納總結為“輕量磨削，多道碾白”，采用輕量磨削防止胚芽受到損傷與破壞;采用多次磨削工藝，獲得接近精白米的碾白度，提升胚芽米產品感官及食用品質。

碾米機碾米室設計采用磨削砂帶與多單元彈性刀組為主要磨削部件，利用磨削砂帶直線運動與彈性刀組在其運動方向上相對靜止的速度差實現對原料糙米的磨削，與傳統磨米方式相較，磨削過程柔和，利于保留胚芽。設備結構如圖1所示。

磨米過程中，磨削砂帶與其支撐托板、磨削砂帶與原料米、原料米與刀組各部分之間的摩擦都會產生熱量，若不及時散熱，大量的熱量會使稻米糊化，品質劣變，行業通用做法是采用風扇散熱，散熱效果差強人意，但其工作噪音較大，處理不好粉塵也會較多。JY-800A智能留胚碾米機設計有一套循環的水冷系統（如圖2），主要對熱量集中區域及周邊散熱，在儲液槽內注入清水就可使得冷卻效果較為理想，注入專用冷卻液，效果更佳。

胚芽米碾米加工是一個精量磨削的過程，磨削量主要受碾米室工作高度控制，對常用米品種按原料米米徑大小預設碾米室工作高度。碾米作業中對碾米室高度調節采用智能化控制，利用步進電機驅動高減速比升降機對碾米室實現精量調節，智能控制系統閉環設計，實現調節量實時補償，自動化程度高。同時設計了磨削砂帶糾偏系統，通過感應接近開關，監控磨削砂帶跑偏情況，并根據其反饋驅動糾偏機構實時在線糾偏。糾偏與碾米室高度調節均設置了自動與手動調節模式，切換相應開關，即可調換模式。

該設備按碾米機構在單機空間上單層或多層分布可分為單層留胚碾米機與多層留胚碾米機，依據“輕量磨削，多道碾白”原則，實際應用中，胚芽米加工過程可根據碾米次數需要及廠況等因素，采用數臺單層設備串聯或數臺多層設備串聯，亦或單層設備與多層設備混布等多種形式，碾米次數一般以3～5次為佳，設備形式及工藝設備布置示意參考圖1、圖3所示。

2 設備的試驗測試

經黑龍江省機械產品質量監督檢驗站檢驗測試，該設備加工的胚芽米產品經黑龍江省質量監督檢測研究院食品檢測，詳細數據如下表。

3 結論及建議

3.1 結論

衡量胚芽米加工設備性能的重要指標主要有生產效率、留胚率與胚芽完整度（胚芽保留量占全胚芽量的平均百分比）等，本機生產效率在國內外處于較高水平;留胚率較國內外先進設備不遑多讓;其胚芽米加工過程對米胚損傷小，成品米胚芽完整度高。較高的留胚率與胚芽完整度的實現，得益于先進的碾米室磨削結構設計。

該設備整機結構獲得了國家發明專利授權，設備產品通過了黑龍江省工業和信息化廳組織的專家會議鑒定，鑒定結論認為該設備綜合性能達到了國際先進水平。

3.2 建議

胚芽米加工設備研究仍將繼續，根據研究、試驗及應用經驗，對下一步研究建議如下：

（1）雖然本設備加工效率在同類產品中已屬較高，但相對于一般農產品加工設備而言，并不算高，要研究如何進一步提高碾米效率，降低胚芽米加工成本，使百姓花費較低的價格就能享用到真正的高端營養米，造福于民;

（2）設備刀組加工胚芽米效果非常好，但存在長時間工作夾碎、夾糠問題，清理費時，可以考慮增加高壓風力配套裝置及刀組結構改進設計;

（3）優化磨削結構設計，進一步降低碎米率，提升成品率、留胚率及胚芽完整度。

參考文獻：

[1]熊海錚，張寧，孫健，等. 水稻留胚米的營養價值、加工技術及產品開發研究進展[J].核農學報，2012（7）：1031-1036.

[2]朱一帆，馮亞斌，林軒，等.胚芽米營養成分研究[J].科技通報，2013（9）：51-54+60.