任洪忱，金德海，趙志剛

摘 要：碾米機碾米過程在碾米室內(nèi)完成，碾米室的結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響碾米效果。設(shè)計了一種留胚碾米機碾米室結(jié)構(gòu)，介紹了其工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計及碾米試驗過程，并對工作效果進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：留胚碾米機;碾米室;多單元彈性刀組;滾動磨削

中圖分類號：TS212.3 ???????文獻標識碼：A開放科學（資源服務(wù)）標識碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.12.008Open Science Identity（OSID）

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。胚芽米含有大量的維生素和礦物質(zhì)以及一些其他功能活性物質(zhì)，營養(yǎng)價值遠遠高于精白米，大力發(fā)展胚芽米生產(chǎn)，讓全國人民都能享用高品質(zhì)胚芽米已成為擺在我們面前的一項十分緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)，他將改良人類稻米收儲、加工、貯存、流通的傳統(tǒng)模式，對推動我國農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)具有十分重要的意義。

留胚碾米機為加工胚芽米專用設(shè)備，胚芽米的碾米作業(yè)在留胚碾米室內(nèi)完成，因此，胚芽米加工效果好壞與碾米室結(jié)構(gòu)設(shè)計有直接相關(guān)。本文介紹一種適用于胚芽米加工的碾米室結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1 碾米室工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 碾米室工作原理

采用磨削砂帶與多單元彈性刀組為主要磨削部件，彈性刀組主要由若干組密布的方形薄鋼片、彈性元件、刀架等部件構(gòu)成，磨削砂帶做直線運動，彈性刀組在其運動方向上相對靜止但刀組刀片在磨削砂帶的運動垂直方向上有彈性運動，以此實現(xiàn)對原料糙米的磨削。磨削過程中使米粒在磨削帶與彈性刀組及刀組框架間形成的長條區(qū)域（碾米室）內(nèi)處于滾動磨削狀態(tài)。將米粒近似看作由米粒中間的圓柱面及兩端的錐面構(gòu)成的幾何形態(tài)，磨削過程類似于刀具對米粒的“仿形磨削”，米粒處于彈性刀組的包裹覆蓋下，胚芽處的磨削與周邊錐面錐度基本一致，胚芽全部或大部分處于錐度的保護之中，實現(xiàn)較為完整保留的目的，與傳統(tǒng)磨米方式相較，磨削過程柔和，利于保留胚芽。

1.2 碾米室結(jié)構(gòu)設(shè)計

碾米室由砂帶、刀組框架及若干多單元彈性刀組合圍的長條區(qū)域構(gòu)成，碾米室結(jié)構(gòu)設(shè)計中，除上述零部件外還包括機架、動力驅(qū)動機構(gòu)、托板、冷卻裝置、碾米室高度調(diào)整機構(gòu)等零部件及裝置，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

碾米室結(jié)構(gòu)中，喂入口、出米口、碾米室高度調(diào)整機構(gòu)、托板等固定在機架上。喂入口與出米口為中間凹兩邊凸板式結(jié)構(gòu)，凸邊與砂帶間距0.5～1 mm，凹邊與砂帶間距3～3.5 mm，用以保證米粒始終維持單層分布于砂帶上;托板在碾米過程中為砂帶提供剛性支撐;冷卻裝置固定在托板下方，通過其對碾米摩擦部件散熱;多單元彈性刀組由若干組密布的刀片（方形薄鋼片，厚度0.5～1 mm）、彈性元件、刀架架體、隔墊等件組裝而成。刀片與隔墊交錯分布，刀片高度略高于隔墊，與之形成凸凹相間結(jié)構(gòu)，刀片一端面與彈性元件接觸;多組刀組固定在刀組框架上，刀組框架也為中間凹兩邊凸板式結(jié)構(gòu)，凹凸區(qū)域與喂入口及出米口對應(yīng)，刀組框架固定在碾米室高度調(diào)整機構(gòu)可精密移動部件上，根據(jù)原料及出米狀態(tài)適時調(diào)整刀組框架位置，實現(xiàn)碾米室高度尺寸（圖1中尺寸x為刀片與砂帶間距）精細調(diào)節(jié)，刀組框架兩側(cè)邊與砂帶間距設(shè)計值在0.2～1.2 mm，且兩側(cè)與托板間有彈性密封墊;動力驅(qū)動機構(gòu)帶動砂帶運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速0～1000 r/min變頻調(diào)節(jié)。

1.3 碾米工作過程

結(jié)合圖1與圖2簡述碾米工作過程如下：

根據(jù)原料糙米狀態(tài)預(yù)設(shè)碾米室高度x，x略小于米粒直徑;啟動動力驅(qū)動機構(gòu)，轉(zhuǎn)速調(diào)整至800 r/min左右;將糙米原料連續(xù)、均勻喂入;在砂帶運轉(zhuǎn)摩擦力帶動下原料進入碾米室碾米區(qū)域，在多組多單元彈性刀組與砂帶雙重磨削力的作用下，形成連續(xù)“搓米”工作狀態(tài)，彈性元件可使碾米狀態(tài)下，米粒始終處于多組刀片的包裹覆蓋中，配合砂帶運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)“仿形磨削”，米粒在碾米室內(nèi)滾動，并隨砂帶前進，層層小量磨削，磨削完成后米粒從出米口排出，這樣的滾動磨削可最大限度的使胚芽保留下來。碾米過程中，根據(jù)工作狀態(tài)及碾米效果實時調(diào)整碾米室高度及動力驅(qū)動機構(gòu)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)米品碾白度、胚芽保留狀態(tài)等指標確定碾米次數(shù)。

2 碾米試驗效果

考量胚芽米加工效果的指標主要有留胚率、胚芽完整度及感官質(zhì)量等，本試驗測試中感官質(zhì)量主要考量碾白度、米粒狀態(tài)與食用口感。圖3為采用本碾米室結(jié)構(gòu)碾米設(shè)備加工的胚芽米與普通市售精白米對比圖，左圖為拋光的市售精白米，右圖為三次碾米后除雜的胚芽米。通過對比可見，胚芽米米粒完整，碎米少，胚芽保留完好，碾白度與未經(jīng)拋光的精白米接近，煮熟后食用口感接近精白米;經(jīng)多次試驗測試，三次碾米后的胚芽米平均留胚率與平均胚芽完整度均在85%以上，屬優(yōu)質(zhì)胚芽米。

3 應(yīng)用效果

本碾米室結(jié)構(gòu)設(shè)計獲國家發(fā)明專利授權(quán)，經(jīng)黑龍江省工業(yè)和信息化廳專家會議鑒定的具有國際先進水平的JY-800A智能留胚碾米機的碾米室設(shè)計中采用了本結(jié)構(gòu)，經(jīng)黑龍江省機械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站與黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院檢測，該碾米機加工胚芽米可實現(xiàn)留胚率88%，胚芽完整度91.07%，米品品質(zhì)極佳。

參考文獻：

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