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碾米机类型与碾米工艺特点之关系

碾米工业中使用的碾米机有横式碾米机和立式碾米机两大类。横式碾米机的碾辊主轴为水平设计,碾白室在空间呈水平位置。立式碾米机的碾辊主轴为垂直设计,碾白室在空间呈垂直位置。这两类碾米机的碾白原理相同,但由于碾白室的设计形式不同,使得两类碾米机的总体结构不同,碾米机的进出料方式不同,碾米工艺特点不同,特别是碾米机工艺效果评定的两个关键指标:碾白增碎率、碾白均匀度也不同。笔者结合自己在碾米机的使用、测定和研制过程中的经历,提出几个观点进行讨论。由于无条件对两类碾米机的工艺效果进行实际测定对比分析,只能根据观察到的现象进行探讨分析。

1.横式碾米机

横式碾米机的碾白物料由一端进入碾白室,从碾白室另一端流出。在高速旋转的碾辊作用下,米粒在流动状态下被碾白。米粒流体在碾白室内的运动可以看作是一条绕碾辊运动的水平螺旋线。米流在碾白室内的流动方向与米流的重力方向互相垂直。这类碾米机具有以下工艺特点:

1.1 碾白均匀度好

米粒的碾白均匀度与碾辊的结构形式、辊面制造材料、碾辊运动参数有关,重要的是与米粒在碾白室内的运动状态有关。米粒在滚动中碾白,其碾白均匀度最佳。横式碾米机中,米粒在碾白室内的运动从碾辊中获取。在高速旋转的碾辊作用下,米粒急剧翻滚,米粒既有沿其长轴上的滚动,又有沿其短轴上的翻转(见图1),米粒在碾白室内处于一种无规则的急剧翻滚运动状态。正是这种无规则的急剧翻滚,使米粒各点都有机会受到碾削擦离作用,取得均匀碾白的良好效果。

1.2 碾白过程中易产生碎米

横式碾米机在碾白过程中,受米粒流体自身重力的影响,碾白室横截面上米粒流体密度不均匀,碾白室下半部的米粒流体密度大,上半部密度小。因此,米粒在碾白室下半部受到的碾白压力很大,易产生碎米,在碾白室上半部,由于米粒密度小,米粒间空隙较大,在高速旋转的碾辊的作用下,米粒与碾白室构件之间快速冲撞也易产生碎米。特别是产生的小碎米、米粞的量多。碎米粞混入米糠中,使糠粞分离成为一道不可少的工序。

1.3 出机米含糠粉较多

横式碾米机设计中要求碾下的米皮从排糠米筛中由360°圆周向排出碾白室。生产中,排糠米筛上部的筛孔受碾白过程中排出的米糠逐渐堆积的影响,筛孔堵塞或筛孔尺寸减小,有效排糠面积小于设计排糠面积。生产中往往不能及时清理排糠筛面,造成碾下的米皮不能及时排出碾白室,出机米含糠粉多。当然,横式喷风碾米机的排糠不存在上述现象。如果在生产中,班前班后,操作人员加强对排糠筛的清理,可以解决这个问题。

2.立式碾米机

立式碾米机根据其进出料方式不同,分为上进料下出料立式碾米机和下进料上出料立式碾米机两种,下面分别讨论。

2.1 上进料下出料立式碾米机

碾白物料由碾米机的上方进入该机碾白室,在碾辊和米粒流体自身重力的共同作用下,米粒在流动中被碾白并从碾白室下方排出机外。米粒流体在碾白室内的运动可以看作是一条自上向下绕碾辊运动的垂直螺旋线。米流在碾白室内流动的方向与其自身重力方向相同。该机表现出下列工艺特点:

2.1.1 碾米机动力消耗低

碾白过程中,米粒流体自上而下运动。受重力影响,米粒具有自上向下自身输送的能力,因此减小了米机的动力消耗。碾米机消耗在碾辊上的动力,主要用于米粒的碾白。不像横式碾米机和下进料上出料立式碾米机,消耗在碾米辊上的动力,既用于米粒碾白,又用于米粒的轴向输送。

2.1.2 碾白过程中产生的碎米少

碾白过程中,该机碾白室横截面上米粒流体密度均匀,因而碾白压力均匀,产生的碎米少,产生的小碎米、米粞也少,排出的米糠纯净。与横式碾米机相比较,米糠中基本无小碎米,小米粞的含量也很少。生产中可以考虑不用糠粞分离工序。

2.1.3 出机米含糠粉少

该机碾白室为垂直状态,生产中不会像横式碾米机那样,排出的米糠堆积在排糠筛板上而堵塞排糠米筛的筛孔。米机的有效排糠面积等于设计排糠面积,碾白过程中碾下的米皮可及时排出碾白室,出机米含糠粉少。出机米中糠粉少,则有利于减轻后道米机的负荷,有助于米机减少出碎,同时有利于提高米粒的光洁度。

2.1.4 碾白均匀度稍差,采用多道碾白为好

碾白室内米粒流体的自身重力,加快了米粒通过碾白室的速度。当采用与横式碾米机相同的碾辊结构参数、运动参数时,重力使米粒在该机中的受碾时间比横式碾米机缩短,米粒受到的碾削作用稍弱。米粒受碾时间缩短,则在碾白过程中的翻滚次数也相对减少,碾白均匀度稍差于横式碾米机。生产中可以采用多道碾白来提高碾白均匀度,4或5道碾白为佳,既可保证良好的碾白均匀度,又可多机轻碾,减少碎米。

2.2 下进料上出料立式碾米机

碾白物料由碾米机的下方进入碾白室,米粒在流动中被碾白并从碾白室的上方排出机外。米粒流体在碾白室内的运动可以看做是一条自下向上绕碾米辊运动的垂直螺旋线。米粒流体在碾白室内的流动方向与其自身重力方向相反。该机具有下列工艺特点。

2.2.1 减少提升设备,简化工艺

由于该机为上方出料下方进料,当采用多道碾白时,可将前道碾米机的出料口与后道碾米机的进料口相连接,即可省去两道米机之间通常所用的提升机,简化生产工艺。前后道碾米机直接相连,生产中流量稳定,减少了提升机打滑、堵料等原因造成的米机流量不稳定,有利于提高碾米工艺效果。提升机的畚斗易磨损,其维修工作是一项很繁重的任务。减少提升机,可以减少一次性设备投资和设备的维修管理费用。

2.2.2 出机米含糠粉少

该机碾白室为垂直状态,无米糠在排糠筛板上堆积现象,同上进料下出料立式碾米机一样,出机米含糠粉少。

2.2.3 碾白均匀度好,注意避免过碾

生产中碾辊要克服米粒流体的重力才能将米粒由下向上输送。受重力影响,米粒由下向上运行的速度较慢,较之横式碾米机和上进料下出料立式碾米机,米粒在该机中的受碾时间较长,米粒在碾白过程中翻转的次数也相应增加,米粒的碾白均匀度较好。如果操作不当,也容易造成米粒过碾和碎米增多。设计合理的碾辊结构形式,选择合适的碾辊运动参数,调节好流量,可以在取得较好碾白均匀度的同时避免米粒过碾和增碎。

2.2.4 米机动力消耗较高

碾白过程中米粒要克服自身重力才能自下向上运行。米粒的运动从碾辊上获得,碾米机消耗在碾辊上的动力不仅要用于米粒碾白,还要克服米流的重力将米粒从碾白室低端输送到高端。与上进料下出料立式米机和横式米机相比较,这种米机的动力消耗较高。

3.建议

横式、立式碾米机的工艺特点都有好、差两个方面,重要的是根据生产需要合理地选用碾米机,充分利用不同种类碾米机的工艺特点中好的一面。

(1) 多道碾白的小型成套碾米设备,采用下进料上出料立式碾米机为好。可以减少设备数量,碾米机排布紧凑,又能取得较好的工艺效果。

(2) 大中型米厂多道碾白时,第一道开糙碾米机用上进料下出料碾米机好。米粒开糙时的动力消耗高,选用该机可以降低动耗,出碎米又少。多道碾白,前几道用上进料下出料立式碾米机,后几道用横式碾米机。在保证较好碾白均匀度的同时,减少碎米,降低动耗。

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