由原始遠(yuǎn)古時(shí)代的石滾、石磨簡(jiǎn)單的碾壓稻谷，發(fā)展到如今先進(jìn)而復(fù)雜的現(xiàn)代化碾米加工。在大米加工流程中，我們首先追求的是能減少碎米，就能夠提高出米率；能節(jié)省動(dòng)力，就能降低電耗的設(shè)備。為此，嘗試這種新的加工方法，逐步地解決碾米過(guò)程中大米易碎的難題。

　　1 傳統(tǒng)碾米機(jī)存在的問(wèn)題

　　1.1理論分析

　　碾米機(jī)是加工稻谷工藝中的主要機(jī)器，目前大家使用的碾米機(jī)，雖然經(jīng)過(guò)百年時(shí)間的發(fā)展與完善，但還是存在一些問(wèn)題。如：立式砂輥碾米機(jī)（上進(jìn)料）在碾米過(guò)程中，糙米進(jìn)料時(shí)通過(guò)螺旋輸送器從上而下，沿主軸帶動(dòng)的N節(jié)砂輥，最后從米機(jī)出口嘴流出，由于在碾白室內(nèi)，糙米在剛開(kāi)始時(shí)沒(méi)有遇到阻力或陰力較小，影響糙米之間的翻動(dòng)，造成糙米與砂輥、米刀的磨擦阻力也較小，此時(shí)開(kāi)糙碾白效果是非常不理想的；隨著糙米越往出口處移動(dòng)，在受到壓力門(mén)控制作用下，米粒流動(dòng)所受的阻力才逐漸增大，米溫隨之增高，此時(shí)碾米機(jī)才真正起到開(kāi)糙碾白的效果，但此段砂輥的范圍內(nèi)面積較小，米溫過(guò)高時(shí)就易產(chǎn)生碎米。臥式砂輥碾米機(jī)的情況，基本同上相似，也就是說(shuō)，目前傳統(tǒng)的砂輥碾米機(jī)，發(fā)揮作用的砂輥的范圍面積太有限了，在靠近碾米機(jī)的出口端方向，只是部分地方有工藝效果，其中有效長(zhǎng)度與面積，不足總體砂輥總長(zhǎng)與面積的二分之一。

　　1. 2現(xiàn)象與數(shù)據(jù)

　　關(guān)于上述碾米機(jī)存在不足的分析，我們還可以以下現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得到證實(shí)。

　　在碾米機(jī)正常工作時(shí)，短時(shí)間內(nèi)打開(kāi)碾米機(jī)的操作門(mén)，可以觀察到，越靠近碾米機(jī)出口處，從米篩排出的米糠量越多，而靠近螺旋輸送器（進(jìn)料端），從米篩排出的米糠量很少或基本沒(méi)有；排出米糠量大的，證明此段范圍內(nèi)開(kāi)糙正常，工藝效果好；反之，說(shuō)明這段范圍內(nèi)的開(kāi)糙效果，很差或沒(méi)有任何效果。

　　另外，米刀（阻力條）、米篩以及砂輥所在的裝配位置不同，使用的壽命也不相同。如：常用的40型和46型立式砂輥碾米機(jī)，在加工大米3 000~5 OOOt時(shí)，位置靠近進(jìn)料端的第一節(jié)砂輥（錐型），被磨損量極小，接下來(lái)的第二、第三和第四節(jié)砂輥，磨損也不多，可繼續(xù)使用，而往下第五、第六和第七節(jié)砂輥連同米刀（阻力條），磨損的程度很?chē)?yán)重，繼續(xù)使用則影響工藝效果，影響出米率；通常建議用戶把最下端三節(jié)砂輥，與第二、第三、第四節(jié)砂輥的裝配位置互換，米刀和米篩也是按類(lèi)似方法換位，來(lái)延長(zhǎng)配件的壽命。

　　臥式砂輥碾米機(jī)的磨損情況也是如此，如國(guó)內(nèi)常用的16,  18, 25和30型等各類(lèi)砂輥碾米機(jī)，在加工大米4}6個(gè)月時(shí)，靠出口端的砂輥（其真正有效面積有的只有整體面積的40%~50%）被磨損后凸凹不平，有的更嚴(yán)重現(xiàn)象是局部地方兩端高，中間凹，如不更換，米粒在此處不易流動(dòng)，反復(fù)的過(guò)碾，明顯的造成碎米率增加，用戶此時(shí)覺(jué)得更換整套砂輥費(fèi)用高，不換砂輥又影響出米率，因此左右為難。

　　以上這些現(xiàn)象充分說(shuō)明，目前使用的砂輥碾米機(jī)在碾白室內(nèi)，只是部分段面積有工藝效果，這樣的結(jié)果會(huì)造成局部范圍內(nèi)，有的米溫過(guò)低，有的米溫過(guò)高。如米溫過(guò)低時(shí)，就可能沒(méi)有開(kāi)糙效果，而米溫過(guò)高時(shí)，就會(huì)過(guò)碾，直接產(chǎn)生爆腰，增加碎米率，特別是加工長(zhǎng)粒型粕米，那就更容易碎，嚴(yán)重影響出米率。

　　2 螺旋輸送器

　　螺旋輸送器的主要作用是在加工過(guò)程中輸送糙米。螺旋輸送器的材料為鑄件或鋼件，硬度越硬壽命越長(zhǎng)，但越硬越易損壞糙米；螺旋輸送器外徑與進(jìn)料襯套設(shè)計(jì)的間隙通常為4一5mm,稻谷脫殼后糙米外型尺寸（長(zhǎng)×寬×厚）為（5一8）×（2一2 ,  51×（1.5一2）（mml,這種情況下輸送各類(lèi)形狀糙米時(shí)，都會(huì)不同程度的產(chǎn)生碎米；另外，所有臥式砂輥碾米機(jī)每一次加工后或暫時(shí)停機(jī)，進(jìn)料襯套與螺旋輸送器內(nèi)的空間都留有不少未排出的殘留米，這些現(xiàn)象的存在均不利于提高出米率。

　　3 “瀑布”式新型碾米機(jī)

　　3. 1設(shè)備創(chuàng)新的主要特點(diǎn)

　　（1）新型碾米機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)省去螺旋輸送器，同時(shí)也省掉了相配套零件進(jìn)料襯套，使進(jìn)料端軸承座比原有零件的制造簡(jiǎn)單，從而降低了生產(chǎn)成本；每粒糙米靠自重從上至下流動(dòng)進(jìn)入碾白室，也就相應(yīng)地降低了電耗。

　　（2）“瀑布”式的進(jìn)料和工作的最大亮點(diǎn)是糙米在進(jìn)入碾白室后與砂輥表面接觸，從開(kāi)始到結(jié)束之間，都能夠充分的發(fā)揮最佳的工藝效果。“瀑布式”新型碾米機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　糙米從進(jìn)料斗流入碾白室時(shí)，類(lèi)似碧谷機(jī)的淌板進(jìn)料，像“瀑布”般，料面寬、料層薄；為控制米粒在碾白室加工的時(shí)間，設(shè)計(jì)有專(zhuān)用砂輥（注：試驗(yàn)時(shí)選用光輥或外徑上各類(lèi)帶凹槽型砂輥，如梅花形狀的砂輥，見(jiàn)圖2），糙米沿著砂輥的旋轉(zhuǎn)方向，按照設(shè)計(jì)的“S”形的工藝流程路線（見(jiàn)圖3），在4組碾白室內(nèi)流動(dòng)。米粒與米粒、米粒與砂輥、米粒與米篩等之間，能反復(fù)摩擦，受力均勻，同時(shí)在負(fù)壓吸風(fēng)作用下，使碾白室的米溫更低，產(chǎn)生的碎米就會(huì)盡可能的減少；如加工胚芽米，就比傳統(tǒng)的碾米機(jī)顯示出更多的好處。

　　圖1 18×61×4型砂輥碾米機(jī)外型圖

　　（3）由于碾白室內(nèi)的砂輥，在長(zhǎng)度方向是同時(shí)接觸糙米，使常用的有關(guān)配件，如米篩、砂輥等的磨損均勻，磨損量相對(duì)減少，從而保證加工時(shí)工藝效果質(zhì)量穩(wěn)定，正常工作的周期相應(yīng)增長(zhǎng)，比傳統(tǒng)碾米機(jī)的配件增長(zhǎng)使用壽命30%一50，同時(shí)也降低了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　（4）新型碾米機(jī)的配備有圓弧形和八角形兩套米篩，加工釉米采用圓弧形米篩，可避免長(zhǎng)粒形釉米因形狀細(xì)長(zhǎng)、米粒抗壓性差等不足因素，盡量提高整米率；加工粳米采用八角形米篩，可增加米粒在碾白室內(nèi)的停留時(shí)間，提高開(kāi)糙碾白的工藝效果。此外，米篩與砂輥之間的“存氣”均可調(diào)節(jié)，用戶可按品種性質(zhì)與外形和出米的精度，選擇適當(dāng)?shù)拈g隙。

　　由于兩套米篩的篩架徑向結(jié)構(gòu)均不是封閉型，在每次加工后或其它原因停機(jī)時(shí)，米粒均可以從出料口流出，在碾白室內(nèi)無(wú)殘余米粒或留有極少量的殘米，這樣的效果對(duì)減少了碎米率是非常有利的。

　　（5）傳統(tǒng)碾米機(jī)內(nèi)的米刀（阻力條），可使碾白室內(nèi)增加阻力，是用來(lái)提高碾白精度的有效方法，但也是影響碎米率的主要因素，本機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)省去米刀，主要依靠米粒之間的磨擦來(lái)開(kāi)糙，避免米粒因受米刀的硬性碰擊而損傷，從而降低碎米率。

　　（6）新型碾米機(jī)采用雙面同步帶傳動(dòng)（見(jiàn)圖4）。

　　本機(jī)選擇是1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)雙面同步帶傳動(dòng)4組砂輥，其中2組（砂輥1#和砂輥3#）旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，另2組（砂輥2#和砂輥4#）旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針；如用三角帶則需2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)在機(jī)架寬度方向所占空間偏大不利于操作。（目前暫不采用，今后可能試用。）同步帶傳動(dòng)效率可達(dá)98%一99.5，比其他機(jī)械傳動(dòng)效率高，同時(shí)也就有節(jié)能效果。因此，碾米設(shè)備大量應(yīng)用同步帶是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

　　雖然同步帶傳動(dòng)有眾多優(yōu)點(diǎn)，若有關(guān)帶輪和同步帶的設(shè)計(jì)、制造或使用不當(dāng)，都可能導(dǎo)致同步帶的早期磨損與突然斷裂（也是一次冒風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)）。

　　（7）新型碾米機(jī)進(jìn)料座配有料位器和氣動(dòng)插門(mén)，用戶根據(jù)具體情況，可選擇自動(dòng)和手動(dòng)操作。

　　4 技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)

　　技術(shù)參數(shù)：產(chǎn)量4 000一5 OOOkg/h，品種為釉稻和粳稻，風(fēng)量2 400m3/h，風(fēng)壓（靜壓）-980~1 470 Pa（一100~150mmH20），主機(jī)轉(zhuǎn)速1 296r/min ,碾米機(jī)砂輥長(zhǎng)度18cmX直徑61 cmX4組，電動(dòng)機(jī)功率15~18kW，外型尺寸1 633mm×704mm×2 086mm（長(zhǎng)×寬×高）。

　　技術(shù)指標(biāo)：碎米率低于全國(guó)平均水平20%~30%,電耗低于全國(guó)平均水平30%~50%。