稻谷制米技术

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第二章稻谷制米技术

本章重点和学习目标

稻谷品种与大米品质的关系；稻谷的工艺性质；稻谷加工的工艺；稻谷清理的方法及其原理；砻谷对稻谷的作用；砻下物的分离；碾米的过程及碾米机的工作原理；成品和副产品的整理及其目的；稻壳和米糠的综合利用途径和方法。

第一节

稻谷的工艺性质

稻谷的工艺性质主要是指稻谷所具有的影响稻谷加工工艺效果的特性，其中包括稻谷的籽实结构、化学成分、物理特性等。

不同的品种、不同等级的稻谷具有不同的工艺性质，这些性质直接影响到成品的质量和出米率的高低。不同的加工方法，不同的加工精度对稻谷的工艺性质亦有不同的要求。

只有了解掌握稻谷的工艺性质，选择确定合适的加工方式及设备，才能使稻谷资源得到充分合理的利用，获得最佳的经济效益。

一、稻谷的分类、形态结构

1、稻谷的分类

我国稻谷种类多，种植区域广，多达6万种以上。 ① 按稻谷生长期长短不同分早稻（90-120d）、中稻（120-150d）、晚稻（150-170d）；

一般早稻品质较差、米质疏松、耐压性差，加工时易产生碎米，出米率低，晚稻米质坚实，耐压性强，加工时碎米少，出米率高。 ② 按粒形粒质分籼稻、粳稻、糯稻。

? 粳稻谷籽粒短形，呈椭圆形或卵圆形。米粒强度大，耐压性能好，加工时不易产生碎米，出米率高。米饭胀性较小，粘性较大。早粳稻谷腹白较大，硬质较少；晚粳稻谷腹白较小，硬质较多。

? 籼稻谷籽粒细长，呈长椭圆形或细长形。米粒强度小，耐压性能差，加工时易产生碎米，出米率低。米饭胀性较大。粘性较小。早籼稻腹白较大，硬质较少，晚籼稻谷腹白较小，硬质较多。

? 糯稻按其粒形，粒质分为籼糯稻谷和粳糯稻谷。籼糯稻谷籽粒一般呈椭圆形或细长形。米粒呈现乳白色，不透明，也有呈半透明的，粘性大。粳糯稻谷籽粒一般呈椭圆形。米粒呈现白色，不透明，也中有呈半透明的，粘性大。

一般情况下，晚稻加工工艺品质优于早稻，粳稻优于籼稻。 2、稻谷的形态结构

稻谷籽粒包括颖（外壳）和颖果（糙米）两部分。

a 颖 ( 稻壳)

稻谷的颖包括外颖、内颖、颖尖（谷称芒）和护颖四部分。颖的表面粗糙，生有许多形状和长短不同的茸毛，一般粳稻茸毛密而长，籼稻则稀而短，粳稻颖比籼稻薄，早稻的颖比晚稻的薄；粳稻颖的质量占谷粒的18%左右，籼稻占20%左右。

① 内外颖都有纵向脉纹，外颖有五条，内颖有三条。

② 稻谷的护颖生长在内外颖基部的外侧，起托住稻谷籽粒和保护颖壳的作用.

③ 稻谷的芒多生于外颖的顶端，内颖极少长芒。一般粳稻有芒的居多。籼稻则大多无芒。稻芒给稻谷清理造成一定的麻烦，往往使机器堵塞，影响清理效果。由于稻谷种子的不断改良，目前有芒的稻谷品种已逐渐减少。

稻谷经砻谷机脱壳后，内外颖便脱落，脱下的颖壳通称稻壳，俗称大糠或砻糠。

b 糙米稻谷去壳后的果实称为颖果（糙米），它是由皮层，胚乳和胚三部分组成。

? 糙米的主要部分是胚乳，其质量约占整个谷粒的70%左右。随稻谷品种和等级不同而变。

? 胚位于颖果腹部下端，与胚乳连接不很紧密，碾米时容易脱落，其质量约占整个谷粒的2%~3.5%。

? 颖果的皮层由果皮、种皮、外胚乳和糊粉层等部分组成，总称为糠层。皮层的质量占整个谷粒的5.2%~7.5%。

果皮和种皮叫外糠层，果皮可分为外果皮、中果皮和内果皮，果皮约占整个谷粒质量的1.2%~1.5%。外胚乳和糊粉层称为内糠层。

碾米时，颖果皮层依大米精度而不同程度地被剥落成米糠。

皮层的厚薄随稻谷品种的不同而有较大的差异。质优的稻谷，皮层软而薄，质劣的则厚，碾除也较困难，出米率也低。因此，皮层的厚薄直接影响着出米率。糙米表面光滑，有蜡状光泽，并且具有纵向沟纹五条，背上的一条叫背沟，两侧各有两条。纵沟的深浅随稻谷的品种不同。沟纹对出米率有一定影响。目前鉴别大米的精度以米粒表面和背沟留皮的多少为依据，而纵沟内的皮层往往很难全部碾去。在其它条件相同的情况下，如果要达到同一精度，则纵沟越浅则皮层越易碾去，胚乳的损失就越小，出米率就越高。反之，出米率就低。

3、稻谷和糙米各组成部分所占百分率（见1—1表和1—2表）

表1-1稻谷籽粒各组成部分的厚度和重量百分比表1-2糙米粒各组成部分重量百分比

名称颖果皮种皮（包括外胚乳）糊粉层胚乳胚厚度（微米） 24-30 7-10 3-4 11-29 重量（%）名称 18-20 糙米果皮十种皮 1.2-1.5 糊粉层 4-6 66-70 2.0-2.5 内胚乳胚重量(%) 100 2.1 4.7 90.7 2.5

二、稻谷的物理性质

稻谷的物理性质是指稻谷与加工工艺，设备、操作有密切关系的物理特性，包括：稻谷的颜色、气味和表面状态，稻谷的粒形与大小，千粒重与容重，籽粒强度与爆腰率等。

1、稻谷的色泽和气味

新鲜的正常稻谷是鲜黄色或金黄色，表面富有光泽，无不良气味。未成熟的稻谷籽粒，一般都呈淡绿色。凡是不新鲜的稻谷，其米质较差，加工时易产生碎米，出米率低。

2、稻谷的粒形与大小

稻谷籽粒大小是指稻谷的长度，宽度和厚度。一般称为粒度。稻谷的粒形可以根据长宽比例不同分为三类：长宽比大于3为细长粒，小于3而大于2为长粒形，小于2为短粒形。一般籼稻谷均属前两类，粳稻谷大部分属于后一类。稻谷籽粒形状和大小因稻谷的类型和品种不同而差异很大。即使是同品种的稻谷，其籽粒大小也有差异。在加工过程中，籽粒的形态和大小是合理选用筛孔和调节设备操作的依据之一。如果形态和大小不同的稻谷混在一起。就必然会给清理、砻谷和碾米带来困难。以致影响生产效果。所以形态和大小相差悬殊的稻谷要严防混杂，应分批加工。对于混杂比较严

重的稻谷，最好采用分级加工。

3、容重和千粒重

1）．容重：稻谷的容重是指单位容积中稻谷的重量，以kg/m3为单位。实践证明，凡是粒大而饱满坚实的籽粒，容重就大，出糙米率就高。因此容重是评定稻谷工艺品质的一项重要指标。一般稻谷及其加工产品的容重见（表1-3）。

表1-3 名称无芒粳稻普通有芒粳稻长芒粳稻籼稻粳稻籼糙米

稻谷及其加工产品的容重名称粳米籼米大碎米小碎米米糠稻壳容重（kg/m3） 800 780 675 365 274 120 容重（kg/m3） 560 512 456 584 770 748 2）．千粒重：稻谷的千粒重是一千粒稻谷的重量，以克为单位。一般粳稻的千粒重的大小，直接反映出稻谷的饱满程度与质量的好坏。千粒重大的稻谷，籽粒饱满坚实，颗粒大，质量好，胚乳占籽粒的比例高，所以出米率高。千粒重越大，单位重量中稻谷的粒数越少清理和砻碾时所需的时间就越短。因此，加工时产量高，电耗低。（表1-4）。

表1-4

千粒重（g） 25.58 25.39 出糙率（%） 82.57 82.06 稻谷千粒重与出糙率的关系

25.08 81.90 23.32 81.07 21.65 80.21 21.43 79.72 20.51 79.50 4、腹白度和爆腰率

1）、腹白度：米粒腹白指米粒腹部不透明的粉质斑。腹白度是米粒腹部乳白色不透明部分的大小。腹白度大的米粒，其角质含量少，强度低，加工时易碎，出米率低。一般晚稻米粒的腹白较小，胚乳组织紧密坚硬，籽粒几乎全为透明体，籼稻中的早籼则几乎全为不透明的白粉质体。 2）、爆腰率：糙米的腰部有横向裂纹，称为爆腰。糙米中的爆腰粒数占糙米总数的百分率称为爆腰率。米粒在产生爆腰后，其强度大大降低。加工时易产生碎米，出米率低。对于爆腰率高的稻谷，不适宜加工高精度的大米。

5、米粒的强度：

米粒受到压缩、拉伸、弯曲、剪切等力的作用时，便会引起变形，同时内部产生相应的抵抗力，当外力增加到使抵抗力达到强度极限时，籽粒即破碎。这种抗变形和破碎的能力称为米粒的强度，其大小以每粒米粒所能承受的千克数表示。米粒的强度随稻谷的类型、品种、胚乳结构、水分和温度不同而有差异。通常粳稻谷的抗压强度比籼稻谷大，晚稻谷比早稻谷大；胚乳组织紧密、角质率高的米粒强度最大；稻谷水分增加则糙米籽粒强度降低。据测定，米粒温度在0~5℃时，米粒强度最大，温度愈高，米粒强度愈低。

6、稻谷的散落性

稻谷的散落性是稻谷从空中自由落下在水平地面形成圆锥体的性能。可用静止角（是圆

锥斜面与地面的夹角）来表示，一般在33-40度之间；糙米为27-28度，白米为23-33度。散落性小的稻谷，其流动性差，在加工过程中，需要有较大的自流管和筛面斜度，并容易堵塞机器和输送管道等。

影响散落性的因素：表面光滑程度、颗粒的形状、含水量的大小，夹杂物的多少等。

三、稻谷的化学成分

稻谷籽粒中含有的化学成分有水分、蛋白质、碳水分合物、纤维素和灰分等（表1-5）。

表1-5 稻谷籽粒及其各组成部分的化学成分（%）

化学成分碳水化合物名称稻谷糙米胚乳胚米糠稻壳

1、水分：稻谷水分的高低对稻谷加工的影响很大.水分过高会造成筛理困难,影响清理效果;使籽粒强度降低,碎米增加,出米率低,还会增加碾米机的动力消耗及加工成本.但水分过低,使稻谷籽粒发脆,也易产生碎米,降低出米率.为了保证大米质量，提高出米率，国家对原粮稻谷和成品大米的含水量都有严格规定。

2、蛋白质：稻谷中蛋白质含量不高，糙米约含7-8%左右，白米约含6-7%左右。稻谷籽粒的蛋白质含量越高，籽粒强度越大，耐压性能越强，加工时碎米越少。 3、脂肪：稻谷中脂肪含量一般在2%左右。大部分集中在胚和皮层中，糙米碾白时，胚和糠层大都碾去，故白米中脂肪含量很少。米糠中含脂肪较多，它是一种很好的油料，含油率一般在18-20%，随稻谷品种不同而异。为提高经济效益，物尽其用，米糠应该先榨油，然后再作饲料或综合利用。但米糠中若混有淀粉，出油率会降低，碾米时必须防止过碾，以利提高出米率和米糠出油率。 4、碳水化合物（淀粉）：稻谷中淀粉含量最多，一般在70%左右，大部分在胚乳中，它是人体所需热量的主要来源，加工时应尽量完整保留，以提高成品大米的出米率。 5、矿物质：稻谷籽粒中不能燃烧的物质为矿物质，又称灰分。灰分大部分集中在稻壳、果皮及胚中，所以大米中的灰分含量可间接反映白米的精碾程度。 6、维生素：稻谷籽粒中主要含有B族维生素及少量的维生素A和E。它是人体必须的营养物质，为了避免维生素溶于水而损失，要求在加工过程中加强稻谷清理，提高大米纯度，以便食用时尽量减少淘洗。 7、粗纤维：稻谷中粗纤维的含量约为10%，主要分布在稻壳中，其次是皮层，胚乳中仅含0.34%，它对人体无营养价值，不能被人体消化吸收。稻谷加工目的就在于去除含粗纤维较多的稻壳和皮层，提高米粒的食用价值。

64.52 74.53 78.8 29.1 35.1 29.38 8.09 9.13 7.6 21.6 14.8 3.56 1.8 2.0 0.3 20.7 18.2 0.93 8.89 1.08 0.4 7.5 9.0 39.05 5.02 1.10 0.5 8.7 9.4 18.59 11.68 12.16 12.4 12.4 13.5 8.5 蛋白质脂肪纤维素灰分水分

第二节

稻谷的清理

一、稻谷清理的目的与要求

1目的：

稻谷在生长、收割、贮藏和运输过程中，都有可能混入各种杂质。在加工过程中，如果不先将这种杂质清除，不仅会混入成品，降低产品的纯度，影响成品大米的质量；而且在加工过程中，还会影响设备的工作效率；损坏机器；污染车间的环境卫生，危害人体的健康；严重的甚至酿成设备事故和火灾危险。因此，清除粮食中的杂质，是稻谷加工过程中的一项首要任务。 2要求：在清理稻谷中的杂质时，第一要根据稻谷中的含杂种类和含杂量，合理的选用除杂设备，以充分发挥设备的除杂效率；第二，要根据各种杂质的物理特性，本着先易后难的原则，加以清除；第三，清除的杂质要分别归类，以便集中处理；第四，稻谷经过清理后（即净谷），其含量应符合下列要求：含杂总量不应超过0.6%，其中含砂石粒数不应超过1粒/千克；含稗粒数不应超过130粒/千克。

二、稻谷的含杂种类

? 稻谷杂质按其化学性质可分为：

? 无机杂质：泥土、砂石、砖瓦块、并肩石（其形状大小与稻谷相仿）及其它无

机物质。

? 有机杂质：无食用价值的稻谷粒、黄粒米（胚乳呈黄色）、稗子（形状近似半

球形,断面呈三角形）、异种粮粒及其它有机物质(虫尸、虫蛹、虫卵、稻草等)。

? 按其粒度大小可分大、中、小型杂质和并肩石杂质。

? 大杂是留存在直径为5mm圆孔筛上的杂质 ? 中杂是留存在直径为2mm圆孔筛上的杂质 ? 小杂是通过直径为2mm圆孔筛上的杂质

? 按其比重不同可分为轻型杂质、重型杂质

? 轻型杂质：如绳头、布片、秸杆、杂草、纸屑），

? 重型杂质：如石块、金属等以及细小杂质（泥砂、尘土）

在这些杂质中，以稗子和粒状、大小与稻谷相似的“并肩石”、“并肩泥”最难清除。

三、清除的基本方法及机理

清理杂质的方法很多，主要是借助杂质与稻谷的物理性质的不同进行分选。（一）风选法：

1、机理：风选是根据稻谷与杂质在悬浮速度等空气动力学性质方面的差异，利用一定形式的气流使杂质与谷粒分离。（表1-6）

表1-6

物料名称悬浮速度m/s 粳稻谷 7.7-7.9 籼稻谷 6.7-7.7 11.3-12.6 粳糙米稻谷、糙米及有关物料的县浮速度

籼糙米 9.6-11 大米小碎米 11-14 10-13 米糠 1-2 稻壳 2-3 带芒稗子 3-4.5 无芒稗子 5-7 并肩石 11-14 2、种类：按气流运动方向不同可分为垂直气流风选法`倾斜气流风选法和水平气流风选法。

对米粒皮层进行不断碾削，使米粒皮层分割、剥落、将糙米碾白。

这种去皮方式称为碾削碾白。由于它去皮时所需压力较小，产生的碎米较少，适宜于碾削皮层干硬、结构松弛，强度较差的粉质米粒。

但碾削碾白会使米粒表面留下砂粒去皮洼痕。因此碾制的成品表面光洁度和色泽较差。同时，这种碾白方式碾下的米糠往往含有细小的淀粉粒，如用于榨油，会降低出油率。 3．混合碾白，是一种以碾削去皮为主，擦离去皮为辅的混合碾白方法。它综合了以上两种碾白方式的优点。我国目前普遍使用的碾米机大都属于这种碾白方式。

? 化学碾米是先用溶剂对皮层进行处理，然后对糙米进行轻碾，获得白米。其方法出米率

高，米质好，投资大，成本高，溶剂来源、损耗、残留等不易解决。

三、碾米机

（一）碾米机的主要工作构件：有进料机构、碾白室、出料机构、传动机构以及座机等部分。组合碾米机还有擦米室，米糠分离机构等。喷风米机还有喷风机构。其中碾白室是碾米机的心脏，是影响碾米工艺效果的关键因素。碾白室由螺旋输送器、碾辊和米筛组成。我国碾米定型设备有NS型碾米机。（二）碾米机的种类

碾米机按碾白方式可分为擦离式，碾削式和混合式三类

1．擦离式碾米机：采用擦离碾白，碾米机的碾辊为铁辊，碾米机的线速度一般在5米/秒左右。碾制相同数量大米时，其碾白室容积比其它类型的碾米机小，常用于高精度米加工，多采用多机组合，轻碾多道碾白，碾白压力大而常用于饲料碾轧，菜籽磨泥，小麦剥皮等。 2．碾削式碾米机：采用碾削碾白，碾辊为圆锥形或截圆锥形砂辊。碾辊线速度一般在15米/秒左右。机形较大，碾白压力较小。

3．混合式碾米机：采用混合碾白方式，碾辊为砂辊或砂铁辊结合，碾辊线速度一般在10米/秒左右。其碾白作用以碾削为主，擦离为辅。机型中等。工艺效果较好。

（三）碾米工艺效果的评定

1．精度：用感官鉴定法观察米粒的色泽、留皮、留胚、留角的情况是否符合标准。 2．碾减率：糙米在碾白过程中，因皮层及胚的脱落，其体积重量均有减少，而减少的百分数称为碾减率，又称脱糠率。米粒精度越高，其碾减率越大。一般重量减少约5-12%

3．糙出白率：是指出机的白米数量占进机糙米数量的百分率，精度越大，出米率越低。因此在评定碾米机的出米率时，首先应要求精度评定一致，然后再评定出米率。

4．含碎米：指出机白米中，含碎米的百分数。 5．糙白不均：指碾制的白米精度不一致的程度。 6．完整率：指出机白米内完整籽粒所占的百分率。

7．含糠率：指白米或成品米试样中，糠粉占试样重量的百分数。 8．经济指标：米机的产量、电耗等。

四、成品整理

1．成品整理的目的要求：糙米碾白后要将白米的米糠等分开的过程称为成品整理和副产品整理。刚碾压后的白米，其中混有米糠和碎米，米温也较高，既影响成品质量，也不利于成品贮存，因此必须经过整理。要求将粘附在米粒上的糠粉去除干净，并设法降低米温使适于贮藏，还须根据国家规定的成品含碎标准，进行分级。

2．成品整理包括擦米、凉米、成品分级三个基本工序。

1）擦米，擦除白米表面的糠粉以及米粒间混杂的糠块。大都采用轻微的磨擦作用将它们除去使米粒光洁，提高成品质量，便于保管。擦米过程中，作用力不应强烈，以免产生碎米。

擦米一般采用擦米机，常用的有两种。

? 铁辊筒碾米机，在加工高精度大米时，一般将铁辊筒碾米机安排在末道工序，使其

发挥碾，擦两种作用，目前使用的305A型米机，NS型米机的铁辊筒部分主要起擦米作用。

? 卧式胶带擦米机，其主要工作部件为一旋转的擦辊，上面装有螺旋橡皮条，牛皮条

或尼龙刷，擦辊外围为圆筒形的冲孔筛板。白米从进口进入工作区，借擦辊的转动，受橡胶及筛壁的磨擦，将米粒表面附着的糠层擦去，糠屑穿过筛孔排出，米粒在倾斜胶带的推动下由末端排出。其特点是：米粒经过工作区的时间较长，作用力较轻，擦米效率高，产生碎米少。 2）．凉米：目的是降低米温，使大米便于贮藏。方法可采用自然冷却或通风冷却，一般用通风冷却，常用设备有吸式风选器和溜筛晾米箱。

3）．成品分级，目的主要是根据成品质量要求分离出超过标准的碎米。成品分级一般采用的设备有溜筛,平面转筛.对于分级要求较高的成品,常用平面回转筛.

我国大米质量国家标准中有关碎米的规定是:

留存在直径2毫米的圆孔筛上,不足正常整米的三分之二的米粒为大碎米; 通过直径2毫米圆孔筛,留存在直径1毫米圆孔筛上的碎粒为小碎米.

各种等级的早籼米,籼糯米含碎总量不超过35%,其中小碎米为2.5%;各种等级的晚籼米、早粳米的含碎总量不超过30%，其中小碎米2.5%；各种等级的晚粳米，粳糯米的含碎总量不能超过15%，其中小碎米为1.5%。

世界各国把大米含碎量作为区分大米等级的重要指标，美国一等米含碎率为4%，而六等米含碎米为50%；日本成品大米的含碎为分5%、10%、15%三个等级。

3．副产品整理

主要是分离米糠中的碎米、米糠及漏入米糠中少量整米，分门别类整理出米，将各种副产品合理利用。

米糠整理一般采用风选和筛选，常用的筛选设备有振动筛、圆筛、平面回转筛等。风选设备有木风车，吸式风选器，糠粞分离器等。

思考题

1．稻谷品种与大米品质的关系。 2．描述稻谷的物理性质有哪些指标?

3．稻谷的结构力学性质如何影响大米的加工强度? 4．稻谷加工的工艺有哪些组成部分? 5．稻谷加工时为什么要进行清理?

6．稻谷清理的方法有哪些?各种方法采用什么原理? 7．为什么要砻谷?不经砻谷而直接碾米行否?为什么?