重點(diǎn)介紹胚芽精米優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)論述了小型胚芽精米機(jī)的工作原理、總體結(jié)構(gòu)，以及核心工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析了設(shè)計(jì)過(guò)程中影響留胚率的主要因素。

　　胚芽精米是日本女子營(yíng)養(yǎng)大學(xué)校長(zhǎng)香川綾女士于1975年倡導(dǎo)并提出來(lái)的。按照日本的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在保證與普通大米相同的加工精度條件下，米胚的保留率在80%以上的大米被稱(chēng)為胚芽精米。而普通白米在碾白過(guò)程中，大部分胚芽被碾掉。白米因胚芽被破壞，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值只有胚芽精米的50%左右。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的研究，米的胚芽中含有多種對(duì)人體有益的微量元素、維生素和不飽和脂肪酸，可謂米的精華所在。因此，胚芽精米在日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家備受青睞。

　　生產(chǎn)胚芽精米的碾米機(jī)械稱(chēng)為胚芽精米機(jī)。日本對(duì)胚芽米的研究一直走在前列，并提出一些理論和加工方法，生產(chǎn)出了專(zhuān)用設(shè)備。目前，我國(guó)對(duì)胚芽米的研究、生產(chǎn)還幾乎處于空白狀況。近年來(lái)，個(gè)別糧食加工企業(yè)為滿足市場(chǎng)對(duì)胚芽精米的需求，從日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口了少量胚芽精米機(jī)，但由于其價(jià)格昂貴和售后服務(wù)不便等原因，不適合我國(guó)國(guó)情。隨著人們生活水平的提高，胚芽米的需求日益增大。依托江蘇省農(nóng)機(jī)三項(xiàng)工程項(xiàng)目，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制開(kāi)發(fā)了針對(duì)城鎮(zhèn)超市、家庭，以及農(nóng)村小型稻米加工專(zhuān)業(yè)戶(hù)使用的小型胚芽精米機(jī)。

　　1 工作原理和結(jié)構(gòu)

　　糙米的形狀為扁橢球體或卵圓體，胚芽位于米粒腹部的下端，組織松散，占整個(gè)谷粒質(zhì)量的2.0%~3.5%，含有較多的脂肪，加工時(shí)極易脫落。普通精米機(jī)在碾白糙米時(shí)，80%的胚芽被碾掉，生產(chǎn)不出合格的胚芽精米。因此碾制胚芽精米必須采用特殊的碾米工藝和設(shè)備（即胚芽精米機(jī)） 來(lái)完成。

　　胚芽精米的碾白工藝與普通白米基本相同，即糙米在碾米機(jī)碾白室內(nèi)軸向輸送，經(jīng)過(guò)翻滾、相互擠壓后產(chǎn)生精米。但是由于胚芽米自身的特點(diǎn)，既要有很高的留胚率，又要達(dá)到普通大米的精度，所以加工時(shí)必須遵循“輕碾多碾”的原則，普通的碾米機(jī)難以做到這一點(diǎn)，故需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用胚芽精米機(jī)。根據(jù)碾白工藝，碾白壓力和碾白過(guò)程中的溫升是影響胚芽精米出米率的2個(gè)重要因素，只有對(duì)這2 個(gè)因素綜合考慮和控制，才能生產(chǎn)出合格的胚芽精米。

　　胚芽精米機(jī)總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，胚芽精米機(jī)操作流程框見(jiàn)圖2。

　　2 核心部件的設(shè)計(jì)

　　該小型胚芽精米機(jī)主要由除石機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、送風(fēng)機(jī)構(gòu)、碾白機(jī)構(gòu)，以及糠米分離機(jī)構(gòu)等組成，為了提高胚芽精米機(jī)的出米率和留胚率，所有部件的設(shè)計(jì)都圍繞在降低碾白過(guò)程中米粒的溫升和控制碾白壓力這2個(gè)因素來(lái)考慮。在胚芽精米機(jī)的設(shè)計(jì)中，影響留胚率最主要的參數(shù)是碾白間隙、碾輥結(jié)構(gòu)及碾白溫升等。

　　2.1 螺旋輸送

　　待加工物料經(jīng)過(guò)下進(jìn)料口進(jìn)入除石機(jī)構(gòu)，在篩除雜質(zhì)后，經(jīng)過(guò)螺旋提升攪龍?zhí)嵘�后進(jìn)入碾白室，提升的同時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)喂入量以及出料口的大小來(lái)調(diào)整碾白室內(nèi)的壓力。物料經(jīng)提升攪龍螺旋輸送，至攪龍頂端后落入上部料斗，這種進(jìn)料方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以精確控制輸送速度，流量均勻，可穩(wěn)定在某一固定數(shù)值，且物料的翻轉(zhuǎn)程度易控制，既增大碾白進(jìn)口段米粒流體的密度，又保證碾白壓力的穩(wěn)定。

　　2.2 噴風(fēng)碾米與中空碾輥

　　普通摩擦式碾米機(jī)屬于壓力碾白，通過(guò)施加于米粒上的較大的擦離作用，達(dá)到去除表皮的目的，碎米率高，同時(shí)由于碾白壓力大，碰撞運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致米粒在碾白室內(nèi)不斷地翻滾，從而使米粒兩端遭到過(guò)碾，米胚很容易被碾掉。胚芽精米機(jī)碾白機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖3。

　　胚芽精米機(jī)碾白機(jī)構(gòu)中的碾輥，采用的是空心鐵輥，碾輥中空，用厚壁無(wú)縫鋼管制成，在輥筒面上開(kāi)淺槽并安裝螺旋式鋼筋，加工好的鋼筋經(jīng)熱處理后，表面耐磨，使用壽命長(zhǎng)。碾輥根據(jù)研削原理，通過(guò)碾輥表面的螺旋碾刃作用于糙米表面，達(dá)到去除糙米皮層的目的，并且可以達(dá)到稻米在碾輥全長(zhǎng)上均勻碾白的目的；另外，碾削米機(jī)碾白室內(nèi)壓力小，所以碰撞、翻滾都較緩和，有利于保留胚芽，排糠分配效果較好。通過(guò)送風(fēng)機(jī)構(gòu)噴風(fēng)，由碾輥頭進(jìn)風(fēng)，淺槽出風(fēng)，可以降低碾白過(guò)程中的米粒溫升，對(duì)于含水量較高的米，可以加速水分蒸發(fā)，有利于保持較好的米粒截面硬度而少出碎米，同時(shí)降低碾白室溫度，米糠不易糊篩；噴風(fēng)可以加強(qiáng)米粒的翻滾運(yùn)動(dòng)，有利于提高碾白的均勻程度，防止米粒局部過(guò)碾，降低碎米率，且有利于對(duì)胚芽的保護(hù)。

　　作為胚芽精米機(jī)，希望米粒在碾白間隙內(nèi)翻騰現(xiàn)象較少，但這又不利于均勻碾白。間隙大，米粒翻滾的可能性增大，間隙小，限制了米粒翻滾，米粒易呈有序運(yùn)動(dòng)，故碾白間隙宜小不宜大。根據(jù)這個(gè)因素，多角形篩網(wǎng)就不適用于胚芽精米機(jī)，由于多角形篩網(wǎng)的碾白間隙不一致，在碾白間隙小的位置，對(duì)糙米產(chǎn)生了過(guò)分的擠壓，以致應(yīng)力超過(guò)了稻米的生物屈服強(qiáng)度，在碾白間隙大的地方，稻米又受到劇烈的碰撞，因而胚芽容易脫落，并且產(chǎn)生了大量的碎米。因此該小型胚芽精米機(jī)采用了圓型篩網(wǎng)。

　　2.3 出料機(jī)構(gòu)

　　胚芽精米機(jī)在碾白完成后，采用米糠分離出料，通過(guò)風(fēng)力排糠，既提高了精米品質(zhì)，又可以起到在多次碾白前降低米溫和減少碎米的作用。

　　該胚芽精米機(jī)的精米出料口采用壓力門(mén)機(jī)構(gòu)，即由調(diào)節(jié)盤(pán)、彈簧、調(diào)節(jié)桿，以及回流裝置等組成出料口機(jī)構(gòu)。出口處間隙小，出口壓力大，即碾白室內(nèi)壓力大，這有利于提高碾白效果，但會(huì)降低留胚率；反之出口間隙大則效果相反。同時(shí)回流裝置可以使首次碾白后品質(zhì)不高的精米回流至碾白室，進(jìn)行二次碾白或多次碾白。首次碾白時(shí)，碾白效果不明顯，主要是起到開(kāi)糙的作用，留胚率為99%左右。從第2 次碾白開(kāi)始，隨著碾白次數(shù)的增加，留胚率基本呈線性關(guān)系降低，碾削作用加強(qiáng)，去皮能力也相應(yīng)加強(qiáng)，但對(duì)胚芽的損傷也在增加。正常情況下，一般經(jīng)三次碾白，留胚率應(yīng)在80%以上，且達(dá)到碾白要求。

　　3 主要技術(shù)參數(shù)

　　根據(jù)設(shè)備的使用對(duì)象及場(chǎng)所（主要針對(duì)城鎮(zhèn)超市、家庭，以及農(nóng)村小型稻米加工戶(hù)），確定小型胚芽精米機(jī)的性能指標(biāo)。

　　生產(chǎn)率：160~200 kg/h；

　　留胚率：≥80%；

　　碎米率：≤10%；

　　精米電機(jī)：2.2 kW；

　　攪龍電機(jī)：0.1 kW；

　　除石電機(jī)：0.1 kW；

　　適應(yīng)電源：220 V。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　在設(shè)計(jì)小型胚芽精米機(jī)的過(guò)程中，為保證最大留胚率，遵循“輕碾多碾”的原則，綜合考慮了精米碾白過(guò)程中影響溫升和壓力的多個(gè)因素，是一種能在降低稻米加工過(guò)程中的增碎現(xiàn)象、提高出米率、提高大米精度的同時(shí)，最大限度地保持米粒質(zhì)地結(jié)構(gòu)的小型稻米加工機(jī)械；是為城鎮(zhèn)超市、家庭，以及農(nóng)村小型稻米加工專(zhuān)業(yè)戶(hù)提供的一種先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、高效的稻米加工機(jī)具，并在提高生產(chǎn)性能和機(jī)械性能的同時(shí)，保持了米粒的營(yíng)養(yǎng)成分，滿足了人們對(duì)食用健康米和新鮮米的需求。