米糠高濕高溫調質膨化新技術

傅山鋮，相 海，任嘉嘉，宋健宇，郭金強，潘國祥

(1.中國農業機械化科學研究院，北京100083； 2.浙江三中糧油科技有限公司，浙江 德清313000；3.沭陽潤益農業科技有限公司，江蘇 沭陽223600)

0 引言

中國一直以來都是糧食生產大國，而水稻也一直被人民群眾默認為主食之一。2018年中國的稻谷產量達到21 213萬t。米糠是稻谷加工生產得到的副產品，米糠產量約占稻谷產量的7%，而營養成分可占稻谷營養的64%左右[1]。利用米糠生產的米糠油中不僅含有脂多糖、生育三烯酚等營養物質，同時，其含有的脂肪酸比例約為1.1∶1，是世界衛生組織推薦的黃金比例[2]。盡管我國是稻谷生產大國，但我國卻不是食用油自給強國。2019年我國的食用油自給率為30.1%，食用油節余量缺口為88.3萬t；而近年來，中國油料油脂產品的進口依存度一直維持在較高水平[3]。因此，如何提高我國食用油自給率成了油脂行業亟待攻克的難題。盡管米糠已經被用于食用油的提取，但用于制取營養產品的米糠利用率不足15%[4]。由于米糠中脂肪酶的酶解作用，米糠在室溫25～30 ℃貯藏僅僅7 d，其游離脂肪酸含量便可以從1.02%±0.02%上升至21.39%±0.10%，2周后將上升至40.93%，4周后將上升至58.5%，在這種情況下，米糠失去了提煉油脂的價值，很多米糠將被白白浪費。

目前，針對米糠進行穩定化的方法很多，熱處理是米糠穩定化最常用的方法[5]。擠壓穩定化方法是其中的一種，段青松等[6]通過研究發現，擠壓穩定化后的米糠各組分蛋白的持水性顯著提高，作為功能性食品的配料具有可行性。羅舜菁等[7]則研究了過熱蒸汽對米糠營養性質的影響，發現過熱蒸汽處理后的米糠，其阿魏酸、α-生育酚和γ-生育酚等含量無顯著下降。此外，微波加熱法也是一種熱穩定化米糠的方法，但至今為止在國內外并未用于工業化生產[8]。而如果僅僅使用干熱法對米糠進行穩定化處理，則會出現米糠品質變差，大部分營養物質流失的問題[9]。

本文以濕法膨化理論為基礎，結合高濕高溫環境下脂肪酶活性被抑制的情況，并以提高米糠膨化生產線的土地利用率為出發點，研發出一套既能節約廠房面積，又能提高米糠夏季貯藏期的工藝流程，這套流程可成功解決國內米糠加工企業的米糠保鮮技術難題，為大米加工廠或者油廠提供能滿足實際生產需要的工藝流程，減少我國米糠的浪費，推動我國米糠加工和保鮮技術的提高。

1 確定設計方案

1.1確定產量

我國目前市場上米糠的需求量龐大，但米糠加工廠的規模普遍較小。我國小型的碾米廠數量較多，但分布廣泛。因此結合市場上米糠加工的實際情況，對于米糠加工廠而言，需要對油脂生產企業滿足100～300 t/d的米糠供貨量。該套米糠膨化保鮮工藝所針對的加工量為200 t/d。

1.2熱量來源

考慮到整個工藝過程中，部分設備內需要維持一定的溫度，以及當下我國社會對工業生產環保的要求，采用生物質蒸汽鍋爐作為熱量來源。熱量來源的渠道很多，但以生物質蒸汽鍋爐作為熱量來源不僅能延長燃料的燃燒時間，而且也便于燃料的運輸和存儲。此外，生物質燃料的資源豐富，可再生，取之不盡用之不竭，從長遠看，也有利于生產成本的節約。

1.3高濕高溫調質膨化

其優點為理論可靠，便于在生產中實現，且實現高濕高溫所需的介質——蒸汽容易生產，成本低廉，符合米糠加工的市場條件。

2 工藝設備方案

2.1工藝過程

整個項目中的關鍵是利用高溫蒸汽對米糠進行高濕高溫處理，通過調質和膨化等手段抑制米糠中脂肪酶的活性，然后再通過熱風干燥和冷風降溫的方法將米糠加工成易于貯藏的成品，從而實現抑制米糠酸敗、便于米糠存儲運輸的保鮮目的。

新鮮的米糠以麻袋包裝的形式經卡車的運輸和人工的傾倒堆砌于廠房內的一側，將喂料刮板的輸入端安裝在廠房的地面渠道中，米糠經過人工輔助送料后進入到地表渠道中，并同時進入到運輸刮板的輸入端。運輸刮板功率11 kW，以15 r/min的速度運輸新鮮米糠，整個運輸刮板傾斜地穿過廠房3層樓，并在第3層上的運輸刮板末端進入清選機中，在運輸刮板的末端安裝一減速電機，減速電機的輸入轉速為1 440 r/min，并以鏈傳動的形式帶動刮板轉動。

新鮮米糠進入7.5 kW的清選機后進行清選，清選機安裝在廠房第3層，最大米糠處理量為40 t/h，米糠經清選機的清選作用后，較大的雜質將通過清選機一端所連接的管道在廠房第1層排出，留作其他處理。而較小的米糠及顆粒進入檢查篩。

檢查篩(圖1)安裝于廠房的第1層和第2層的夾層中間，根據生產量的要求，安裝兩臺檢查篩，每臺檢查篩的功率為2.2 kW。檢查篩主要通過水平方向的前后左右4個方向的篩選運動，將米糠中的大纖維、碎米等與米糠進行分離。分離后的新鮮米糠進入到調質刮板中，而米糠中的大纖維和碎米等雜質將繼而進入到斗式提升機中。2.2 kW的斗式提升機以15 r/min的轉速將大纖維和碎米提升至廠房第3層，并經過沙克龍的作用分離，分離后碎米將單獨堆砌于一處，而大纖維將通過粉碎機進一步進行粉碎變成小的米糠纖維。細小的米糠纖維將直接進入到調質刮板的入料端，與之前篩選后的米糠混合，調質刮板繼而將新鮮的米糠混合物運輸至廠房第3層。調質刮板以11 kW的減速電機驅動，減速電機通過鏈輪傳動，以15 r/min的轉速帶動調質刮板運動。米糠在調質刮板的末端進入到調質單元中進行調質工藝。

圖1 位于第1層與第2層之間的檢查篩Fig.1 Checking sift installed between 1st and 2nd layer

調質單元(圖2)主要由4部分組成，分別是喂料器、調質器、保質器和打散器。整個調質單元均安裝在廠房第3層，并與調質刮板的末端直接相連。喂料器的一端安裝有2.2 kW的減速電機，電機以90 r/min的速度轉動，并帶動螺旋結構推動米糠進入到調質器中。調質器的作用是對篩選后的米糠進行調質處理。調質過程中粉狀的米糠在蒸汽水和熱的共同作用下軟化[10]。米糠在調質器中調質的時間為1～2 min。調質器上通有蒸汽管道，蒸汽管道與廠房第2層分汽缸的直接汽管道相連，蒸汽以平均溫度62 ℃和0.5 MPa的壓力進入到調質器中進行調質，調質器的噸料消耗量為28.8 kg/t。

圖2 位于第3層的調質單元Fig.2 Conditioning unit installed on 3rd layer

調質器的一端安裝有7.5 kW的電動機，電機轉速為975 r/min，以帶傳動的形式與調質器的主軸相連，調質器主軸上安裝有旋轉葉片。電機轉動帶動調質器主軸以180 r/min的轉速進行轉動，同時推動調質器內的米糠前進。米糠在前進過程中從調質器的另一端進入到保質器中。

保質器的作用主要是對米糠熱增濕，并且進行長時間的保溫。米糠在保質器的保質筒內停留120～220 s，經過長時間的保質，水分滲透更充分、均勻[10]。保質器上裝有蒸汽管道，該管道與廠房第2層分汽缸上的間接汽管道相連，蒸汽并不進入保質器內，而是進入到保質筒外壁上的保溫管道內，實現對保質器的保溫作用。

保質器的一端裝有7.5 kW的減速電機，減速電機以蝸輪蝸桿傳動帶動保質器內的主軸轉動，保質器的主軸轉速為12 r/min。保質器主軸轉動帶動保質筒內的旋轉槳葉轉動，從而在水平方向上推動米糠前進。當米糠運動至保質器的另一端時，將進入打散器。

打散器位于調質單元的底層，米糠在調質后經保質器的保質作用后不可避免的會導致米糠分布不均勻，打散器的目的在于將米糠打散。打散器的一端裝有功率為7.5 kW的減速電機，電機以帶傳動與打散器的主軸相連并帶動打散器主軸轉動。打散器主軸以200 r/min的轉速轉動，并將米糠運輸至打散器的另一端，此時調質后的米糠溫度為90～100 ℃，濕度16%～18%，米糠將從打散器的另一端進入到位于廠房第2層的YJP30型膨化機中進行膨化。

米糠打散器的出口直接與膨化機(圖3)的入料口相連，膨化機功率132 kW，螺桿直徑300 mm，螺桿以290 r/min的速度旋轉。米糠自進入膨化機的入料口后，便在旋轉螺桿的推力作用下不斷前進，同時螺桿與機筒內壁的空間越來越小，從而實現對米糠的擠壓。

圖3 位于第3層的米糠膨化機Fig.3 Rice bran extruder installed on 3rd layer

米糠在膨化機內軸向運動的同時，蒸汽不斷通入到膨化機中并與米糠混合。膨化機的蒸汽噸料汽耗量為20 kg/t，其蒸汽管道直接與位于同層的分汽缸相連。膨化機近出口端機筒內的溫度為110～120 ℃，當膨化穩定時，溫度應控制在118 ℃左右，此時膨化出的米糠(圖4)濕度為21%～23%，米糠膨化穩定時濕度一般在23%左右。

圖4 膨化后的米糠Fig.4 Rice bran after being extruded

當米糠經過膨化后，其脂肪酶的活性被迅速抑制，此時由于膨化機模頭的作用，米糠呈現條塊狀，并伴隨著多余的蒸汽從模頭處被擠出。被擠出的膨化米糠瞬間溫度降低至100～110 ℃，當米糠穩定膨化時，溫度穩定在102 ℃上下。膨化后的米糠落入位于廠房第1層的NLG3030型熱風干燥機中進行干燥。

熱風干燥機(圖5)的作用是通過與下落的膨化米糠相對運動的熱空氣將米糠中的水分干燥。干燥機設計產量為200 t/d，并配備4.4 kW的電機作為動力源。干燥器上有蒸汽管道直接與廠房第2層的分汽缸相連，熱蒸汽通過管道進入到干燥器的蒸汽管道中，主要起到消防的作用，干燥器的蒸汽消耗為1.5 t/h。當干燥時，熱風干燥器會對空氣進行加熱，冷空氣經加熱后自下而上進行運動，并最終從排風口排出。

干燥器配有液壓站，液壓站流量是10 L/min，鎖定壓力為14 MPa。液壓站通過液壓控制卸料翻板不斷擺動，被干燥的米糠經過打開的卸料翻板落入冷干刮板中。此時膨化料溫度為30～40 ℃，當干燥過程穩定時，米糠的溫度一般在32 ℃左右，此時的濕度為10%～11%。

冷干刮板連接熱風干燥器和冷風干燥器，且刮板上一處連接沙克龍，該沙克龍安裝于廠房的第1層和第2層之間，沙克龍的上部通過管道與一個功率為75 kW的風機相連，下部與冷卻刮板相連，側部與熱風干燥機的排風口相連。該風機的風量為46 606～64 646 m3/h，轉速為1 450 r/min，風壓為4 266～3 847 Pa。干燥米糠后的熱空氣通過風機的抽風作用排入到大氣中，而隨之流動的中小顆粒米糠則在重力的作用下在沙克龍的下部進入冷卻刮板中。

圖5 位于第1層的熱風干燥器Fig.5 Air heater installed on the 1st layer

冷卻刮板傾斜安放，其末端裝有一個功率5.5 kW的減速電機，減速電機通過鏈傳動帶動冷卻刮板上的輥子以15 r/min的轉速帶動刮板運動。減速電機安裝在廠房第2層，米糠被冷卻刮板提升后從第2層上進入到冷卻干燥器中。冷卻干燥器功率為3 kW，主要起到冷卻米糠的作用。冷卻干燥器的設計產量為12 t/h，冷卻容積為5 m3。冷卻器的頂部出風口與一個沙克龍的側部相連，下部與運輸刮板相連，運輸刮板的另一側與該沙克龍的底部相連。沙克龍的頂部通過管道與一個功率為18.5 kW的風機相連。風機的轉速為2 200 r/min，風壓為2 908～2 303 Pa，風量為15 342～21 474 m3/h。當風機轉動時，冷卻干燥器中的冷空氣自下而上流動，與自上而下掉落的米糠相對運動，以熱對流交換的形式帶走米糠的大部分熱量，起到對米糠的降溫作用，最后經過沙克龍和風機后排入到大氣中。而部分伴隨著冷空氣流動的中小型米糠顆粒會在沙克龍中，在重力的作用下進入到運輸刮板中。米糠經冷空氣冷卻和干燥后，其溫度在6～8 ℃，濕度8%～10%。當冷干工藝穩定時，成品米糠的溫度穩定在6.2 ℃左右，濕度穩定在9.2%左右。

運輸刮板的作用主要是將加工的米糠運輸至廠房第3層，并將米糠送入倉庫中(圖6)。傾斜的運輸刮板的末端裝有一個功率為11 kW的減速電機，電機以帶傳動的形式帶動刮板中的輥子以15 r/min的轉速轉動，而位于倉庫頂端則裝有3個水平刮板，兩個水平刮板平行安置，一個刮板與該兩個平行安裝的刮板垂直連接。這3個刮板組成C型布局，其中垂直安裝的刮板與傾斜的運輸刮板末端相連。這3個水平安放的刮板均以功率為4 kW的電機通過鏈傳動的方式帶動。米糠在位于廠房第3層的這3個水平刮板的作用下最終落入倉庫中貯藏。

圖6 位于廠房旁的米糠成品倉庫Fig.6 Rice bran warehouse standing next to the plant

2.2主要設備

2.2.1主體設備

調質器、YJP30型油料擠壓膨化機、NLG3030逆流冷卻干燥器、喂料器和生物質蒸汽供給系統。

2.2.2輔助設備

斗式提升機、清選機、檢查篩、旋風除塵器和電控柜等。整套工藝生產線在物料運輸、清理篩選、米糠的調質膨化、米糠的干燥冷卻，以及電氣控制等方面實現了自動化和連續化。

3 關鍵設備研制

“米糠高濕高溫調質膨化新技術”項目重點研究了關鍵加工設備YJP30型米糠膨化機和NLG3030逆流冷卻干燥器。

3.1YJP30型米糠膨化機

3.1.1基礎設計參數

(1)驅動系統。該設備采用防護等級IP55的6極三相異步電動機，該三相異步電動機額定功率132 kW，電機效率94.6%，電機的輸出轉速988 r/min。電機采用三角帶傳動的方式一次傳動到位，帶傳動的傳動比為0.3。采用三角帶傳動的成本低廉，便于安裝，噪聲小，且具有過載保護作用，因此設備維護的成本低。同時，大帶輪在運行時起到飛輪的作用，減少了電機運行中負載的沖擊作用，也改善了整個設備的工作條件。

(2)螺桿系統。螺桿結構采用特殊的螺旋結構，并根據最佳的螺桿長徑比進行設計，適用于對大纖維含量高、含油量低及密度小的米糠進行加工，膨化系數達到1.1～1.4。鑄造螺旋的材質采用低合金鋼，壽命高且能承受300 MPa的壓力，因此能充分耐受擠壓米糠過程中產生的壓力；螺旋采用不完全封閉結構，便于米糠在擠壓過程中連續流動。螺桿采用螺旋套與芯軸的結構，零件互換性好，便于維護和保養，成本較低。

(3)模板系統。模頭采用錐模板與模口環相互配合的結構，錐模板邊緣開有幾十個膨化料出口，可以根據加工量大小和物料的含水量差異，通過調節錐模板端面距離模口環端面的距離來調節膨化料出口的大小，從而在保證膨化料成型的基礎上實現對生產工藝參數的試驗和調節，達到最佳的膨化效果、處理量和蒸汽消耗。

(4)機筒部件。結合生產量和工藝參數的要求，機筒分為4部分，機筒上沿著周向方向均勻裝有剪切銷釘，剪切銷釘主要起到剪切和攪拌的作用，機筒的側面開有多個蒸汽孔，該蒸汽孔與膨化機上的蒸汽系統管道相連，最后一段機筒上裝有雙金屬溫度計，便于及時測量最后一段機筒內的溫度。由于整個膨化過程中壓力逐漸升高，因此機筒的外壁裝有加強筋，機筒外壁裝有蒸汽腔殼板用于減少機筒熱量散失，起到保溫的作用。機筒內壁裝有機筒襯套，襯套由特殊的合金材料制成，有著比一般合金鋼更高的耐腐蝕性，同時它還耐高溫，生產便捷，因此可以延長機筒壁的使用壽命。當襯套磨損時，不需要更換整個機筒，只需要更換襯套，因而節約了機筒的維護時間和成本。

(5)蒸汽系統。膨化機分汽包和蒸汽管道是蒸汽系統的主體，蒸汽管道與機筒壁側面的蒸汽孔相連，采用側噴的方式向機筒內注入蒸汽。分汽包上每個蒸汽管道均安裝有調節閥門，便于對某一蒸汽管道中的蒸汽量進行調節。蒸汽管道分布均勻，兼顧機筒上需要蒸汽的部位，因此能避免局部蒸汽混合不均的問題，有效避免米糠在機筒內結塊阻塞的問題。

3.1.2結構設計和特點

(1)部分位于膨化機筒壓力增加部位的螺旋采用不完全螺旋結構，螺旋與螺旋之間有較大的的空間相通，有利于米糠在高濕高溫環境中被擠壓后的流動性，芯軸上采用不同螺距的螺旋依次首尾連接組成，可以根據不同含水量稻米的米糠配置不同的螺旋種類和順序，以實現最佳的膨化效果。

(2)機筒內壁與襯套組合，便于襯套的更換和設備的維護工作。當任一襯套出現磨損情況時，可以及時更換，襯套零件的互換性好。

(3)設備整體結構緊湊，空間運用率高，蒸汽系統安裝于機筒下部，在一定程度上節約了空間。

(4)蒸汽采用側面進氣的結構，有利于物料與蒸汽相結合，保證了物料能混合均勻，避免了蒸汽對螺旋的直接腐蝕。

(5)錐模板的開合受到獨立的液壓缸控制，錐模板的機動性能好，不受設備其他部分的影響，且占地面積小，方便工作人員對出料口進行控制。

(6)軸承箱內配有潤滑油噴淋系統和水冷卻系統，這一結構能保證軸承在低溫和良好的潤滑條件下運行。

3.2NLG3030型熱風干燥機

3.2.1基礎設計參數

(1)干燥方式。米糠經膨化后濕度為21%～23%，溫度為100～110 ℃，不適用于直接貯藏和直接浸出，如果直接使用容易造成溶劑過濾效率不佳，浸出殘油高，濕粕脫溶難。因此先采用熱風干燥設備對米糠進行干燥。冷空氣經過熱風干燥機加熱后從干燥機的一端進入，與落下的高濕米糠迎面接觸，通過熱對流作用帶走米糠中大部分水汽，形成了冷風和冷料接觸，熱風與熱料接觸，避免了物料淬冷，不會造成米糠膨化料表面硬化、開裂和水汽散發不均勻的現象，容易形成較好的品相。

(2)驅動系統。驅動系統主要由兩部分組成。第1個部分是卸料傳動，卸料傳動以液壓站作為驅動，液壓站的液壓管道與翻板外的液壓缸連接，實現翻板有規律的自動翻轉和米糠的自動卸料。第2個部分是勻料傳動。熱風干燥器上裝有一個6極電機，電機通過擺線針輪減速器和蝸輪蝸桿減速裝置減速后電機帶動干燥器內的平料耙轉動，使落下的膨化米糠在干燥器內能均勻分布。

(3)卸料系統。卸料系統主要由卸料翻板、轉軸、連桿和擺桿等部分組成。短擺桿之間通過連桿與長擺桿相連，且短擺桿之間也互相相連。長擺桿與液壓缸相連，通過液壓站控制液壓缸的擺動來間接控制翻板進行擺動實現卸料。翻板本身采用格柵的方式，排料均勻，同時確保干燥效果均勻。

(4)自控系統。自控系統主要實現時間調節和系統溫度的調節。自控系統通過調整翻板保持關閉狀態的時間占整個翻板開啟與關閉時間周期的比例來調節下料的快慢，進而實現對料位的控制。調節方式是直接在觸摸屏上設定時間。由于米糠來料不同，加工場地的地理環境不同，因此可以根據實際加工需要進行系統溫度的調節。系統根據米糠的溫度和干燥效果，對進風溫度進行控制。整個溫控系統實現自動化調節，根據實際需要，設定風溫和控制需要的PID參數值，不斷通過現場總結和參考設定，以便確定最佳的控制效果。當自動的PID控制無法滿足控制需求時，可以通過手動的方式調節氣動閥的開度，且所有調控均在觸摸屏控制面板上進行。

3.2.2結構設計和特點

(1)采用逆流干燥的工作方式，熱空氣將膨化料的大部分水分帶走，形成冷風與冷料接觸，熱風與熱料接觸，避免了米糠的驟冷，不會造成米糠顆粒表面硬化、開裂及內部水分難以干燥的現象。

(2)采用了格柵式翻板的結構，實現米糠膨化料落料均勻、有序，確保干燥效果一致。

(3)整個卸料機構實現自動化，可以根據實際生產情況和條件進行自動化和手動化的調節，更改米糠的實際干燥時間和米糠在干燥機內的料位高度，從而保證干燥效果。

4 廠房工藝布置

考慮到將土地利用與米糠高濕高溫調質膨化新工藝相結合，實現土地利用效率最佳化，對廠房的工藝布置進行了優化。

4.1廠房第1層的設備布置

考慮到設備的質量與實際工作時工況，凈質量達5 t的熱風干燥機和2 t的冷風干燥機應當置于廠房第1層。風機由于工作時振動明顯，噪聲大，質量大，因此分別與熱風干燥機和冷風干燥機相連的風機也應當安裝在第1層。考慮到卡車的卸貨方便和新鮮米糠的堆砌，經過篩選和檢查的米糠進入喂料刮板的入口處。整個新鮮米糠的清篩過程需要考慮到廠房樓層，土地面積的使用效率及調質刮板和斗式提升機的結構，因此應當將斗式提升機、調質刮板的進料端和喂料刮板的進料端安裝在廠房第1層。

4.2廠房第1層與第2層夾層的設備布置

之所以設置廠房第1層與第2層的夾層，是由于米糠經過清選機的清選作用后需要進一步通過檢查篩將大纖維和碎米與米糠分開。因此在廠房的第1層與第2層之間設置夾層安裝檢查篩。

4.3廠房第2層的設備布置

當米糠經過調質刮板運輸到末端時，需要經過調質后才能進行膨化。考慮到米糠膨化的工藝位置，因此將米糠膨化機安裝在廠房第2層。由于位于廠房第1層的熱風干燥機和冷風干燥機均需要配合沙克龍，而沙克龍的結構龐大，整體高度5～6 m，且沙克龍的下端需要與位于第1層的運輸刮板相連，因此沙克龍的一部分及其與風機管道的一部分不可避免的需要穿過廠房第2層。而運輸刮板負責將干燥后的米糠運輸至冷干機中進行冷卻，運輸刮板電機的安裝高度也不可避免地需要比冷干機高，因此負責驅動運輸刮板的電機需要安裝在廠房第2層。此外，考慮到廠房第2層空間有效應用，連接調質器，膨化機和熱風干燥機的分汽缸也安裝于廠房第2層。米糠工作人員在調試時需要考慮到米糠調質機的運行效果，米糠膨化機的運行和膨化效果，以及熱風干燥機的干燥效果。因此電控柜不應距離三者中任意一臺設備太遠，所以電控柜也安裝在廠房的第2層。

4.4廠房第3層的設備布置

廠房第3層是廠房的頂層，而調質刮板由于工藝的要求和節約土地使用面積、提高土地使用效率的需要，其高度最高，并且要高于調質單元的高度，因此第3層需要安裝的設備包括驅動調質刮板的電機、喂料器、調質器、保質器和打散器。此外考慮到米糠清選和檢查的工藝需要，米糠清選機應當安裝在廠房第3層，且距離其入口處的不遠處應安裝有喂料刮板器的驅動電機。

成品米糠由于貯藏的需要，需要被傾斜的運輸刮板提升后進入到倉庫中進行貯藏。而考慮到倉庫的容量需求，倉庫的高度不可低于廠房2層，因此連接傾斜的運輸刮板的水平刮板，以及驅動電機，均安裝在廠房第3層，并且水平刮板和電機均安裝在倉庫的最頂端。

5 酸價測試和結論

采集通過該成套工藝各個環節加工出的米糠樣品(圖7)，并按照國家標準GB 5009.229—2016進行樣品的酸價測試，其酸價變化如圖8所示。

圖7 各加工階段的米糠Fig.7 Rice bran at different processed stages

圖8 米糠酸價的實測變化Fig.8 Acid values of rice bran at different stages

由圖8可知，米糠經過整個工藝加工后酸價由10.27 mg/g下降至2.77 mg/g，其中非常明顯的是米糠經膨化后酸價直接由調質后的10.05 mg/g下降至1.75 mg/g。這充分說明在高濕高溫的條件下對米糠進行調質膨化能有效降低米糠的酸價，延長米糠的保鮮周期。而米糠在冷干的過程中不可避免地由100 ℃降至6～8 ℃，在此期間溫度總會存在30～40 ℃等讓脂肪酶活性增強的溫度區間，加上米糠在熱風干燥機和冷風干燥器內堆積中會堆積額外的熱量，從而不可避免地導致米糠的酸價在干燥和冷卻的過程中產生小幅回升，但這一回升卻并不明顯，后續的運輸環節和貯藏環節只要保證溫度處于低溫的狀態，便可實現米糠的長期儲存。

6 高濕高溫米糠濕法膨化保鮮技術優點

此技術不同于以往的米糠加工保鮮技術和現在很多新出現的米糠保鮮技術，如微波加熱等。將米糠的濕法膨化技術與高溫高濕條件相結合的保鮮技術能有效降低來料米糠的酸價，并且將這種工藝路線與廠房設計相結合還能起到節約土地面積、增加經濟效益的作用。

6.1滅活效果顯著

高濕高溫米糠濕法膨化保鮮技術能有效降低脂肪酶的活性，充分利用溫度和濕度等可控條件，從根本上改變米糠的存貯條件，延長米糠的存貯周期，相應地也延長米糠夏季的貯藏周期。

6.2土地利用率高

整個工藝環節不需要非常復雜的設備，節約了生產加工成本，同時充分將運輸刮板與廠房樓層設計相結合，極大地減小了整個米糠加工的攤鋪面積，為米糠加工廠的土地利用節約了成本，增加了經濟效益。相比于微波法等米糠保鮮加工方法，這一方法的設備結構并不復雜，容易維護和保養。

6.3能源環保高效

整個脂肪酶滅活過程中采用高濕蒸汽進行，環保綠色，不造成污染。同時蒸汽由生物質鍋爐房產生，材料為可再生的生物質，取之不盡用之不竭，此外，生物質蒸汽的生產還具有碳中性的特點，對于注重碳排放的當代工業生產，這一點尤為重要。不僅如此，采用生物質蒸汽還能直接減少化石燃料消耗，減少浪費，因此在能源充分利用上具有重要的意義。

6.4產量控制靈活

能充分兼顧大規模與小規模的米糠加工。無論規模大小，高濕高溫米糠濕法膨化的特點在于膨化過程濕度大，膨化溫度高，關鍵條件不受產量的限制，因此既能實現小規模的米糠加工，又能實現連續作業的大規模米糠加工。

6.5經濟效益巨大

在該工藝下每天的生物質消耗11.46 kg，每天的生物質成本按照市場價計算約為990元。單位產量電耗為0.625 t/(kW·h)，若按工業用電的電費來算，每天的電費成本約為224元。而市面上對于成品米糠的收價按照米糠種類的不同而不同，對于粳稻糠而言，價格為2.12～2.18元/kg，而對于雜交糠，價格為2.24～2.26元/kg，這里取2.2元/kg，按照新鮮米糠市場價580元/t和全天200 t的產量計算，每天的凈利潤可達28萬多元。因此，采用這種工藝，能夠帶來極大的經濟效益。

7 結論

米糠高濕高溫調質膨化新技術進一步加強了米糠調質膨化后的保鮮能力，一定程度上解決了我國米糠在夏季的貯藏難題，為米糠制油等后續環節創造了更加有利的生產條件。實踐證明該工藝可以實現200 t/d，能耗320 kW·h，膨化后米糠酸價穩定在2.8 mg KOH/g米糠下，相比于以前的米糠保鮮加工，米糠高濕高溫調質膨化保鮮進一步延長了米糠的貯藏周期，尤其是延長了米糠在夏季的貯藏周期，同時將該工藝環節與廠房結構相結合還能起到節約土地成本的目的。該生產工藝具有滅活效果顯著、土地利用率高、能源環保高校、產量控制靈活和經濟效益巨大的優點，適合在中小型的米糠加工企業中進行推廣應用，具有非常大的經濟和社會效益。