智能逆向立式砂輥/鐵輥碾米機的應用與研究

扶宇陽，曹 軼，蔣 江，劉耀華，顏 俊

(湖南郴州糧油機械有限公司，湖南 郴州 423000)

1 工作原理及組成

智能逆向立式砂輥/鐵輥碾米機，其工作方式與原理是：原糧進入可以自動控制進料量大小的進料裝置，經軸向輸送，至碾磨室中下端推進器的底部，在多重作用力下(主要是推進器的推進力、主機的噴風和外置風機所提供的風力、克服物料本身的重力)，經碾磨室的碾輥(砂輥或鐵輥)碾削或摩擦碾白，碾輥按照一定的轉速旋轉運動，帶動處于不同料層厚度物料盡可能的與碾磨室內碾輥、篩片、米刀等全方位接觸，物料的流動方向與其自身重力的方向相反，其軌跡是自下而上的繞著砂輥、鐵輥上升的螺旋線，經過智能出料壓力門裝置，達到物料開糙、碾白目的。

其主要組成如圖1所示，由主機、智能進料裝置、噴風裝置、吸糠裝置、觸摸屏控制裝置、智能出料壓力門裝置和總控制箱等。

2 在加工流程中的配置

在整個加工工藝流程中應用“多機輕碾”技術，多臺設備串聯加工，降低單臺設備內壓、溫升等，有效的增加單位產量碾白運動面積，保障效果同時達到降低碎米率。基本工藝流程如圖2所示。根據秈米和粳米的物理性質，要達到的品質，所需要的砂輥機型和鐵輥機型的數量是不同的。加工粳米應用多的有：一砂三鐵、一砂四鐵，二砂三鐵，二砂四鐵，三砂多鐵等組合。加工秈米應用多的是砂輥多機串聯加工。最常見的如東北粳米的：一砂三鐵、一砂四鐵、二砂四鐵、三砂四鐵；江蘇、山東的三砂二鐵、四砂二鐵；安徽、重慶、四川、浙江的四砂一鐵等。

圖2 基本工藝流程

3 結構特色與主要參數

3.1 結構特色

(1)設備結構緊湊，進料口遠低于出料口，多道設備串聯加工時不需要提升機進行設備之間料流的傳遞，這種方式能夠很大程度減少因增加提升機帶來的增碎，設備成本降低且占地面積小。

(2)智能進料裝置，保證物料穩定的軸向輸送，供流穩定而不受風量波動的影響。

(3)噴風裝置、外置風網裝置配套結合，兩者風力作用使得碾磨室內碰撞、翻滾，碾削、摩擦更均勻，同時風力效果還有利于排糠防堵，降低米溫。

(4)碾磨室下端配置與碾輥同轉速的回轉式葉輪撥糠器，清掃效率高，極大限度降低了碾磨室內糠粉殘留量，在風力的作用下，更及時的排到主機外。

(5)智能壓力門裝置，能有效的控制碾磨室的外壓，自整流，控制物料的加工精度。

另外，還可以根據客戶工藝流程、生產情況，自由更換主機設備的進、出料方向：左進右出，右進左出、左進前出，右進后出。與臥式米機相比，物料受離心力和重力影響小，所以雖然料流的方向與重力的方向相反，但是并不會帶來多少增碎，同時還可以因減少提升機帶來的增碎。鐵輥機型精碾工序著水加工具有一定的拋光效果。

3.2 主要參數

主要技術參數如表1、表2所示。

表1 MNSL系列砂輥機型主要參數

表2 MNTL系列鐵輥機型主要參數

4 智能化控制系統

米機整個智能控制系統由PLC、觸摸屏、變頻器、互感器、交流接觸器等，氣缸、電磁閥、比例閥、節流閥等氣動元器件，以及多種料位傳感器、風壓傳感器等組成。可實現一鍵啟動運行，自動變頻控制進料、出料壓力門自行PID控制，運行故障及時響應處理等控制。具體生產過程中有兩種方式可供選擇，一是根據米機主電機(驅動碾磨室中碾輥的電機)電流值大小，二是根據大米白度計檢測的大米白度值大小反饋給控制器，控制器根據電流值大小或白度值大小，自動控制調整進料量和控制氣壓大小調整出料裝置的壓力，實現電流、產量穩定，精度一致，節能。在成套聯動控制方面，系統預留了成套電控屏柜啟動按鈕、停止按鈕控制信號輸入端口和運行信號、故障信號輸出端口，可實現多臺米機與成套其它工藝設備聯合控制聯動。真正實現了主機設備、電氣元件一體化，使用者只需引入外接電源即可直接使用，且具備電機防反轉功能。智能化控制系統具體有以下特點：

(1)采用10寸大屏觸控，一鍵全自動運行，進料和出料全自動控制，實時監控主機電流、進料、出口壓力、精度等，綜合PID控制，電流值恒定節能，產量穩定。

(2)根據不同原糧、風壓、精度，自動調整集糠室內糠粉清理周期參數。

(3)實時生成碾米工作電流、風壓、精度等過程曲線和使用記錄。

(4)內置設備使用說明，設備配件照片、名稱，故障分析與查詢。

(5)云平臺監控與維護，手機APP軟件遠程操作與監控，電腦遠程維護系統。圖3、圖4為米機操作界面和手機APP操作示意圖。

圖3 米機操作界面

圖4 手機APP操作

5 工程應用

智能逆向式立式砂輥/鐵輥碾米機是糧食加工機械中的一種新型設備，主要用于大米開糙、去除糙米皮層和胚、碾白。圖5和圖6是用于大米加工廠的案例，已經為客戶帶來了極大的經濟效益。除此之外，還可以用于雜糧加工行業，如：小黃米、大黃米脫殼與碾米，藜麥脫皮，燕麥脫皮，玉米脫皮和制糝，青稞碾米和大麥脫殼等雜糧加工，具有廣闊的應用領域。米機的智能化控制系統的應用，為客戶節省了時間、人工成本。工人不再需要24 h在機器旁操作機器，可以在辦公室或是家里用電腦、手機完成。常規的一條完整的生產線至少需要2～3個工人操作機器，現在只需要一個人即可完成，并且極大程度降低了對工人水平、經驗的要求，使得設備的操作與維護變得簡單。

圖5 黑龍江佳木斯年產30萬t米廠