王陸華

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，中國·湖南 長沙 410100

湖南強農(nóng)機械有限公司，中國·湖南 長沙 410100

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大米集成加工工藝技術(shù)也獲得了持續(xù)的改革和優(yōu)化，極大地降低了大米加工過程中的增碎率，減少了大米加工的能耗和成本，對于大米加工行業(yè)的持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。論文主要針對防碎低耗大米集成加工工藝的優(yōu)化進(jìn)行探究，希望能為大米加工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步提供一定的參考。

防碎低耗；大米加工工藝；優(yōu)化

1 引言

作為中國第一大糧食作物，稻米的加工質(zhì)量和加工產(chǎn)率直接關(guān)系著中國糧食市場的穩(wěn)定性，與人們的生活息息相關(guān)。因此，需要加強對稻米集成加工工藝技術(shù)的研究，明確當(dāng)前加工過程中存在的主要問題和不足，并采取針對性的工藝和措施進(jìn)行解決和優(yōu)化，進(jìn)一步提高稻米的加工質(zhì)量和加工效率，為中國稻米加工行業(yè)的迅速發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 稻米集成加工工藝技術(shù)概述

水稻是中國主要的糧食作物，中國有超過一半的人口以稻米為主食。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對稻米的口感、質(zhì)量和品質(zhì)的要求也越來越高，更加關(guān)注稻米的營養(yǎng)價值，這也對中國稻米加工行業(yè)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的加工工藝和加工方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)前日益增長的稻米消費需求。與此同時，市場環(huán)境的改變也為中國稻米加工工藝技術(shù)的優(yōu)化和改革帶來了新的契機。根據(jù)調(diào)查研究顯示，稻米約七成左右的營養(yǎng)富集在胚芽當(dāng)中，三成左右的營養(yǎng)包含在胞膜和麩皮當(dāng)中。胚芽米不僅包括精白米的口感，而且還具有糙米的營養(yǎng)，人們長期食用胚芽米不僅可以降低體內(nèi)的膽固醇，減少肥胖、糖尿病、高血壓等慢性疾病的發(fā)病概率，還能夠促進(jìn)人體更好的成長和發(fā)育，維持肌膚營養(yǎng)[1]。

最近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和稻米加工工藝的發(fā)展，稻米集成加工規(guī)模獲得了顯著的突破，加工規(guī)模逐漸擴大，大米加工廠設(shè)計的高度也逐漸增加。稻米在加工過程中會經(jīng)歷精選、礱谷、碾米、包裝等四個工段，最終成為成品包裝售賣。稻米在加工期間，通常會被提升機提升15次左右，但是提升機的大量使用不僅增加了能耗，而且還會提高大米的破碎概率。碎米和整米雖然在化學(xué)成分上面沒有顯著差異，但是食用品質(zhì)口感和經(jīng)濟價值卻有很大差別。所以，在進(jìn)行大米集成加工工藝研究的過程中，需要結(jié)合稻米加工的實際特征以及相關(guān)流程進(jìn)行優(yōu)化和完善，科學(xué)進(jìn)行設(shè)備分層設(shè)計，優(yōu)化大米加工廠的布局，減少稻米在加工過程中被提升的概率，提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低大米破碎率，提高經(jīng)濟效益[2]。

3 當(dāng)前大米集成加工工藝存在的問題和不足

3.1 缺乏足夠的資金支持

從當(dāng)前中國稻米集成加工企業(yè)實際組成和運轉(zhuǎn)情況來看，主要以中小型企業(yè)為主，這些企業(yè)面臨升級轉(zhuǎn)型困難、創(chuàng)新技術(shù)更新慢以及資金短缺的問題。中小型企業(yè)面臨融資困難的困境，也直接影響了企業(yè)的創(chuàng)新能力發(fā)展和技術(shù)水平實現(xiàn)。除了國內(nèi)幾家大型的大米加工集團和企業(yè)之外，中國絕大多數(shù)稻米加工行業(yè)都存在加工層次不足、設(shè)備落后、資源浪費能耗較高的問題，導(dǎo)致整體行業(yè)的競爭力下降，影響大米加工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。

3.2 大米加工破碎率高

大米在集成加工的過程中，通常需要被提升到機頭位置卸料，受到離心力的作用拋撒出去的稻米與機頭罩可會發(fā)生撞擊而引起破碎，部分稻米撞擊之后回落到基座。在下落過程中，會與機筒發(fā)生反復(fù)撞擊導(dǎo)致稻米破碎概率很高。其次，回流大米落入連接面內(nèi)側(cè)以及尾輪之間被擠碎產(chǎn)生擠壓破碎現(xiàn)象，下料過程中的強烈撞擊作用，增加了碎米的含量，影響大米加工的品質(zhì)[4]。

3.3 耗能較高

大米在加工的過程中，半成品、原料以及副產(chǎn)品在不同加工設(shè)備的流轉(zhuǎn)期間，通常需要設(shè)備反復(fù)地提升運輸才能夠進(jìn)入下一道工序的加工過程中。所以，在大米集成加工期間各項機械設(shè)備都需要時刻保持運轉(zhuǎn)，這個過程中需要消耗大量的電能。一般來說，稻米加工廠提升機數(shù)量約在20 臺左右，其中十七臺提升機的功率為6000 瓦，三臺提升機的功率為3000 瓦，一小時的耗電量很高，不僅降低了稻米加工企業(yè)的生產(chǎn)效益，提高了生產(chǎn)成本，而且不利于社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

4 防碎低耗大米集成加工工藝的優(yōu)化

4.1 米輥的改良

從當(dāng)前大米集成加工工藝設(shè)備應(yīng)用的實際情況來看，傳統(tǒng)鐵輥和砂輥存在易損耗以及耐磨性差的問題。因此，可以從米輥材質(zhì)方面入手，改變米輥材料的成型工藝以及化學(xué)成分，提高米輥的使用效果。經(jīng)過長期的實踐，可以在米輥當(dāng)中融入鈦合金工藝，加工出鈦合金米輥。鈦合金具有耐腐蝕性好、重量低以及高強度的優(yōu)勢，在米輥中的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高米輥的強度和韌性，延長米輥的使用壽命，極大地減少了米輥需要更換的成本。其中，結(jié)合大米集成加工工藝的加工要求以及交通環(huán)境進(jìn)行參數(shù)調(diào)教和物理仿真實驗，確定鈦合金米輥的直徑以及長度。通常情況下，鈦合金米輥的直徑要比一般鐵輥的直徑大一倍左右，而且米輥的轉(zhuǎn)速要低于鐵輥碾米機和沙輥碾米機。米輥上面獨特的結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到均勻去皮的目的，減少米粒的破損率，提高大米的生產(chǎn)產(chǎn)率，降低生產(chǎn)期間所消耗的電能，減少工作噪音，具有良好的應(yīng)用價值和應(yīng)用效果。

4.2 引入計算機技術(shù)和云計算技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時代的全面到來，計算機技術(shù)在大米集成加工工藝中的應(yīng)用越來越廣泛，極大地提升了大米生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。智慧工廠作為現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的產(chǎn)物，在自動化數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)之上，利用設(shè)備監(jiān)控技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)一步加強了信息服務(wù)以及信息管理，提高生產(chǎn)過程的可控性，能夠熟練掌握產(chǎn)銷流程，減少人工干預(yù)，降低人力成本?？梢约皶r正確的進(jìn)行生產(chǎn)線數(shù)據(jù)的采集，并科學(xué)編排生產(chǎn)計劃，合理調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度，將智能系統(tǒng)以及綠色環(huán)保技術(shù)融入大米集成加工工廠當(dāng)中，構(gòu)建綠色環(huán)保以及高效節(jié)能的人性化工廠。這樣不僅可以提高大米集成加工生產(chǎn)效率，而且還能促進(jìn)大米加工行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和改革。從當(dāng)前大米集成加工工藝實際設(shè)計和運轉(zhuǎn)情況來看，自動化技術(shù)以及智能化技術(shù)僅僅用在單機急停智能化生產(chǎn)線控制自動化方面。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，大米集成加工工藝在整體車間智慧化方面仍然存在很大的發(fā)展空間，引入云計算技術(shù)、智能化手段以及現(xiàn)代數(shù)字化手段，可以將稻米收購、運輸、儲存、加工、信息傳遞以及監(jiān)督管理等相關(guān)工作實現(xiàn)簡潔化和模塊化，通過三維可視化以及智能化系統(tǒng)為管理人員快速決策以及科學(xué)管理提供重要的數(shù)據(jù)支持。

另外，當(dāng)前中國新一批糧庫建設(shè)正在推行智慧糧庫系統(tǒng)，并逐漸在糧食物流的各個環(huán)節(jié)當(dāng)中應(yīng)用和推進(jìn)。將來大米加工傳統(tǒng)行業(yè)必然會走向智能化的趨勢。大米加工產(chǎn)業(yè)的智慧化建設(shè)，也可以進(jìn)一步增強大米加工產(chǎn)業(yè)的品牌競爭力和附加值，通過全程品質(zhì)監(jiān)控，增強人們對于食品安全的信息，提高人們對大米集成加工工藝的了解和支持。

5 結(jié)語

綜上所述，防碎低耗大米集成加工工藝的優(yōu)化能夠顯著提升優(yōu)質(zhì)大米的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高稻米加工效率，減少稻米加工成本，對大米集成加工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。需要加強對大米加工工藝的研究與重視，明確稻米加工過程中存在的問題和不足，并采取有效措施進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提高大米加工行業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量，更好地滿足人們對大米品質(zhì)的需求，推動行業(yè)進(jìn)步與發(fā)展。