配米工艺与设备探索

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作者：黄淑娟李春雷柳轶明单位：．佐竹机械（苏州）有限公司益海（泰州）粮油工业有限公司无锡中粮工程科技有限公司

目前世界上采用的稻谷加工过程绝大多数是物理加工，其过程无法从根本上影响大米的内在品质（口感、香味、软硬度等）。而我国是稻米生产大国，稻谷品种众多，如特别优质的品种就有五常稻花香、秋田小町、响水的石板田米、马坝油粘米、增城丝苗米、京山桥米、万年贡米、黄龙香米等。加之进口的泰国香米、黑米、糯米以及品质稍次的早籼米等，这就为实现稻米品种的优势互补及满足各层消费者的需求，按不同功能、不同风味，将不同品种的稻米按一定的比例进行配比，为生产出不同特点的白米提供了资源优势。不同的米按一定的比例搭配就会起到调节大米内在品质的作用，例如周清明等［1］研究表明，配米技术能明显改善早籼米品质，且其配方比例具有相似性。控制碎米，主要是控制成品中碎米的最终含量，目的是为了在满足国家规定质量标准及企业标准的前提下，为企业带来最大的经济效益。国家标准《大米》（GB1354—2009）对成品米中的碎米有严格的标准，企业也会因产品结构不同有相应的企业标准。

碎米量过多，会影响大米的外观及口感。但碎米含量少，会影响成品米的得率，降低企业收益。目前国内大米加工行业是绝对的微利，有一处控制不好，都可能会造成亏损。控制成品中碎米的最好办法是减少增碎，但在无法减少碎米的情况下，可以先将碎米提出，再按成品米的碎米含量要求，精确地将碎米添加进去。也可以在生产高端米时将碎米提取出来，在生产低端米时再行加入，以达到效益的最大化。这点对于易产生碎米的长粒米加工更有意义。在泰国米厂，可以看到使用大量的长度分级机来分离碎米，之后再按最终产品的比例配米。

配米工艺分析

1品种搭配品种搭配的工艺主要有配稻加工和配米加工两种，按配米的位置分，又可分为先配后加工和先加工后配两种。

1．1配稻谷加工是指在稻谷加工厂，利用多个原料筒仓对稻谷按比例搭配，配好后的几个稻谷品种进入生产车间一起加工，属于先配后加工的方式，如图1所示。但加工时应注意搭配稻谷的水分差值，有研究表明，在相同的加工条件下，配方比例也相同，不同含水量的两个品种谷样混合24h后加工，当干稻谷含水量一定时，湿稻谷含水量越高（即混配的两品种含水量差值越大），则干湿稻谷混合后加工碎（节）米增多，整精米率降低；反之混配的两个品种含水量差值越小，则混合后加工其整精米率越高［2］。

1．2配米加工对于只有一条生产线的稻谷加工厂而言，只能将单一品种稻谷加工成白米后，先暂存在较大的仓内，再更换品种加工。待所需的品种加工完毕后，再对不同品种的米进行搭配生产。如果有两条或以上的生产线，可以同时加工，边生产，边搭配。对从稻谷开始加工的厂家，配米需要较大的配米仓，特别是随着搭配品种数量的增加和生产线产能的加大，所需的仓容也随之加大。这不仅增加了投入成本，还增加了米的存储风险，也不利于生产的连续性。因此，针对稻谷加工厂，通过配稻谷加工来实现配品种的加工方式，更有效、实用。但配稻谷加工，因为不同品种的品质差异，出糙率、出米率不同，品种搭配的比例很难精确控制，只能根据试验数据来控制比例。配米在白米加工厂应用较多，特别是在广东。白米加工厂的原料就是白米，可以直接对原料先搭配后进行其它加工工序，如图2所示。也可设计多条生产线，同时加工，共同配米，如图3所示。或设置多个配米仓，先生产后配米，如图4所示。

1．3优缺点分析从加工工序角度来讲，先进行其它加工后配米，优于配原粮加工。因为即使所配稻谷品种的外形差异较小，但米的强度、水分等总会存在差异，这样加大了加工控制的难度。先进行其它加工后配米，能较好地控制加工过程，提高得率。但为保证生产的连续性，先加工后配米的工艺，要求加工后段有较大的仓容。白米加工工艺较短，相对稻谷生产线，工艺比较灵活，可以考虑建多条小产量的生产线，来实现配米的品种搭配功能。

2控制碎米控制碎米，是根据成品米中的碎米标准，先将碎米（主要是大碎米）提取出来，再根据碎米的指标，将碎米配到原整米或需要的半成品米中，从而实现精确控制碎米含量。配碎米可以提高产品得率和经济效益。控制碎米工艺，一般在碾米后的成品整理工段，位于工艺的后续位置。从技术上讲，要想严格控制米碎，应该将配碎米工艺布置在生产的后段，配米后尽可能不要有增碎的工艺设备。设备实现上，一般采用白米分级筛配合长度分级机，在筛除小碎时，同时提取（大）碎米。碎米、整米进入不同的配米仓，通过仓下的配米器（秤）按一定比例进行搭配，在后续工序进行混米。一般工艺流程如图5所示。配米仓与配米器的数量，应根据生产量及碎米量的实际情况来确定，一般来说，仓越大越多越好，但这样同时也增加大了投资成本，设计时应综合考虑。原则上应多考虑些碎米仓，因为生产高端米时，可能会提出较多的碎米，可以在加工低端米时混入。

配米设备

配米设备主要有配米器（秤）和混米设备。配米器（秤）是可以控制大米的流量，并连续出料的计量设备。混米设备，是指将从配米器出来的米进行均匀混合，以防止物料自动分级的设备，目前专用于配米的混合设备还不多见。通常混米主要通过配米器后的加工工序混合。在配米器下面如果有水平输送设备，各个配米器所下的物料就会在水平输送设备内，上下叠层，进入后续加工工序时，就会较好地混合。如果配米器下面直接连接管道进入后续提升、加工设备，也会起到混合作用。除非配米工序在加工的最后一道，否则没有必要配备专门的混米设备。目前米厂专用的混米设备很少，设备选用可以考虑借用饲料上常用的混合机，但所选设备应尽可能减少增碎。配米器作为配米的主要设备，有以下几种类型。

1容积式配米器容积式配米器的主要工作机构由转动的叶轮及与壳体组成，工作时叶轮以一定转速转动，大米自上方自由落入叶片与壳体之间的工作空间，随着叶轮转动到下方出口时排出。容积式配米器可以通过变频器控制转速来改变配米流量大小。容积式配米器受大米的容重及流动性不同的影响，对配米精度影响较大。而且壳体内易积糠、不易清理、会增碎，是配米器的早期产品。

2冲板式配米器冲板式配米器的工作原理如图6所示。物料经设备的进料口到缓冲料斗（1），缓冲整流后，于固定高度呈自由落体状态垂直下落。连续不间断地稳定料流冲击冲板（2）时所产生的冲击重力，经过机械杠杆（3）放大直接作用于荷重传感器（4），传感器将该力检出并转换成电信号，传输给仪表（5）。经仪表进行数据处理后，按程序驱动并控制电机，以调节阀门（7）开度的大小，来控制物料瞬时流量，使之达到仪表设置的目标值。冲板式配米器因为冲板为悬臂式，受环境振动影响较大，精度只能保证±1％，配米器无法精确校准，只能根据物料量不断修正参数来校正。

3全悬浮电子皮带秤主要由传送带、电辊筒、重量传感器、料斗等组成。工作时，重量传感器将落在传送带上的大米的重量信号转换为电信号，传送给流量控制器。流量控制器定时采集重量数据，并根据设定的物料流量计算出皮带必须达到的瞬时传送速度，向变频调速器发出控制信号，并通过其调整皮带秤的传送速度，从而达到定量给料的目的。皮带秤受大米表面的光滑度影响较大，精度偏差因物料不同而不同。

4失重式配米（器）秤失重秤配米（器）秤，是一种间断给料、连续出料的称重设备。由于失重（矢量）控制是在料斗中进行，其实际使用准确度在0．5％之内，因此只有该种配米器可以称之为秤。失重式配米（器）秤的工作原理如下：通过静态秤称量，完成给料（料仓、给料机和散状物料）。通过给料弧形阀门控制散状物料的卸料流量，物料卸下，将按每个单位时间（dv／dt）测量的“失重”与所需给料量（预设值）进行比较。实际（测量）的流量与期望的（预设）流量之间的差异会通过出料控制器发出纠正信号，该控制器能自动调节出料速度，从而在没有过程滞后的情况下保持精确的出料量。当料仓中测量的重量达到料仓低料位（重新加料）时，控制器将给料系统按容积给料进行控制，然后料仓快速重新装料（手动或自动），失重控制器重新动作。其工作流程如图7。笔者使用的北京天凯华尊科技有限公司的失重秤，除了可以作为高精度配米器使用外，通过参数设定，还可以作为流量秤来使用。

5截面控制配米器该种配米器原是用于配麦器流量调节阀，它包括阀体和阀盖。阀体内设有一转盘，阀盖、转盘和阀体的中心开有落料孔。转盘上有多个弧形板，弧形板两端各设有一个向上和向下的柱销，分别转动配合在转盘和阀盖上均布的孔内。转盘上设有指标和手柄，阀体的柱面上有刻度线。操纵手柄转动转盘，可将落料孔呈圆形从最大逐渐关小，直至完全关闭。通过控制圆形孔的截面积大小，查找设备厂家提供的图表，即可查到相应的流量值。该设备受仓内的物料量及物料流动性影响大，精度±2％，误差大。但该设备高度小，无动力，可用于粗计量的搭配使用。随着米厂向规模化、集团化、集约化方向发展［3］，以及市场需求的不断提高，配米工艺在米厂应用会越来越多，配米设备也随之越来越精密。