提高海南地区稻谷整精米率的工艺研究与应用

邹 易，张玥琳，郑联合，陈运飞

1.海南省粮油科学研究所 （琼海 571400）

2.襄阳市公共检验检测中心 （襄阳 441000）

3.海南定安岭口程意富硒米专业合作社 （定安 571200）

2009年新修订的GB 1350—2009《稻谷》标准将整精米率定义为：糙米碾磨成加工精度为国家标准（GB1354）三级大米时，长度达到试样完整米粒平均长度四分之三及以上的米粒。整精米率是整精米占净稻谷试样的质量分数［1］。以整精米率作为加工指标既可以及时发现稻谷低质量高等级的问题，还可以防止陈化稻谷充当新稻谷，保证稻谷加工最终产品的出品率和质量［2］，很好的体现了稻谷品质及加工出品率的高低［3］。提高稻谷整精米率，对于提高粮食收购质量，改善大米外观及食品品质都能起到积极作用［2］。

生产实践表明，影响稻米整精米率高低的因素有稻谷品种、栽培条件、储藏环境、加工工艺等［2－5］。海南，地处热带北缘，长夏无冬，稻谷一年可收三季，高温、多雨、生长周期短等特点造成本地稻谷化学成分与内地不同，又因为生产工艺及设备均照搬内地，使得整精米率较低于内地。定安富硒大米是海南本地具有代表性的特色大米，营养丰富、市场前景广阔，但整精米率低是制约定安富硒大米进一步发展的关键。

本文以定安富硒大米为原料，研究改善海南地区稻谷加工的工艺流程及参数，提高海南地区稻谷的整精米率，为提高海南地区大米加工企业的经济效益提供技术支持。

1 材料与方法

1.1.1 试验材料

稻谷样品：样品取自定安岭口程意富硒米专业合作社岭口洋牌富硒米生产基地仓库。

1.1.2 试验仪器

除杂机；米碎筛；分离筛；除沙机；提升机；砻谷机风机；砻谷机；碾米机；粉碎机；风机；水分快速检测仪；天平；谷物选筛。

1.2 试验方法

1.2.1 加工工艺流程

试验通过稻谷加工前水分控制、碾白工艺研究提高大米加工中整精米率、降低成本能耗的技术参数。加工工艺流程如图1。

图1 加工工艺流程示意图

1.2.2 研究稻谷加工前水分含量对整精米率的影响

将当季收购的用于本试验的稻谷在太阳下晒干，进行水分调制，至含水量分别为12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%，常温下按照以上加工工艺流程进行加工，通过测定加工后整精米率及加工过程中的每吨米电耗确定稻谷最佳水分含量。

1.2.3 研究糙米调制工艺对整精米率的影响

以单次加湿量、润糙时间为影响因素，按照以上加工工艺流程进行加工，研究两个糙米水分调制因素对整精米率和每吨米电耗的影响，确定最佳试验参数。

1.2.4 研究多机碾米工艺条件及相关参数对整精米率的影响

按照最佳稻谷加工前水分含量、最佳糙米调制工艺，按照以上加工工艺流程进行加工，糙米在碾米过程中分别用不同碾米机组合进行碾米作业：砂辊碾米机（简称“一砂”）、砂辊碾米机＋铁辊碾米机（简称“一砂一铁”）、铁辊碾米机＋铁辊碾米机（简称“二铁”）、砂辊碾米机＋砂辊碾米机＋铁辊碾米机（简称“二砂一铁”）、砂辊碾米机＋砂辊碾米机（简称“二砂”）、砂辊碾米机＋砂辊碾米机＋砂辊碾米机（简称“三砂”），通过测定加工后整精米率及加工过程中的每吨米电耗确定最佳碾米机组合工艺条件。

1.2.5 稻谷水分测定方法

用快速水分测定仪进行测定。

1.2.6 整精米率计算方法

整精米率根据国标GB／T21719—2008稻谷整精米率检验法进行检验。

2 结果与讨论

2.1 稻谷加工前水分含量对整精米率的影响结果

4不同含水量的稻谷按照大米加工工艺流程进行加工，其整精米率及每吨米电耗见表1。

指标水分含量／%12 13 14 15 16 17 18整精米 率／% 34.2 40.5 45.6 37.9 24.1 22.3 21.1吨米电耗／（kW·h／t） 79.8 78.3 76.9 75.8 74.4 73.5 73.2

由表1可知，随着定安富硒稻谷水分含量的升高整精米率先升高后降低，在水分达到14%时，整精米率的含量达到最大45.6%。这是因为定安富硒稻谷属于籼稻，且在海南特殊条件下，生长周期短，粘性较弱，米粒长而细，当稻谷水分含量升高时，籽粒强度增加，爆腰率降低，但当水分超过14%后，稻壳韧性增加，脱壳时破碎多，而且此时籼稻的籽粒强度开始下降，导致碎米增加。随着水分含量的升高，吨米耗电量逐渐下降，在水分达到17%时逐渐平缓，这是由于，水分升高，稻壳强度降低，砻谷时受到的阻力减小，耗能减少。因为回砻谷中的糙米第二次进入砻谷机，易形成碎米，爆腰粒进入碾米机易形成碎米［6］，因此，对砻谷而言，降低爆腰率至关重要，综合能耗及整精米率，选择14%为稻谷的最佳含水量。

2.2 单次加湿量对整精米率的影响

将14%含水量的稻谷进行砻谷，谷糙分离后的糙米在润糙60 min的条件下按照不同单次加湿量进行润糙，不同加湿量对整精米率和总能耗的影响见表2。

指标 单次加湿量／%0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8整精米 率／% 44.3 45.77 47.26 49.43 50.22 48.12 45.44吨米电耗／（kW·h／t） 76.91 76.44 75.35 74.56 73.12 71.47 69.56

由表2可知，随着糙米单次加湿量的增加，整精米率先升高后降低，在加湿量达到1.2%时，整精米率达到最大50.22%。碾米是米厂最重要的工序，同时也是最易产生碎米的位置，定安富硒稻谷属于籼稻，直链淀粉含量较高，当糙米水分含量低时，糙米硬度和脆性较大，在碾米加工过程中易被折断。当加湿量增加，水分含量升高，糙米中的淀粉因为吸水强度开始降低，当加湿量过高，糙米的强度过低，在碾米的磨削过程中易被压碎。随着加湿量的增加，耗能逐渐降低，这是因为水分含量升高，糙米表面强度降低，碾米时受到的阻力减小，耗能下降。综合能耗和整精米率，选择1.2%作为最佳的糙米单次加湿量。

2.3 润糙时间对整精米率的影响

将14%含水量的稻谷进行砻谷，谷糙分离后的糙米按照1.2%加湿量，在不同的润糙时间下进行润糙，不同润糙时间对整精米率和总能耗的影响见表3。

指标 润糙时间／min 0 20 40 60 80 100 120整精米 率／% 44.37 46.47 48.68 50.22 49.24 49.01 48.87吨米电耗／（kW·h／t） 77.38 75.24 73.87 72.31 71.03 70.78 70.29

由表3可知，随着润糙时间的延长，整精米率先升高后降低，但降低的幅度不大，趋于平缓。这是因为，润糙时间是形成恰当水分梯度的重要因素，最佳的水分梯度可以获得最佳的强度梯度［7］，在压力磨削过程中不易被折断压碎，得到最高的整精米率。而随着时间的延长，能耗逐渐降低，这是因为时间越长，水分含量越大，糙米的强度逐渐增加，当水分含量达到临界值时，时间延长，糙米强度变化降低，能耗趋于平缓。

2.4 多机轻碾工艺条件及相关参数对整精米率的影响结果

按照14%含水量进行砻谷，以1.2%的加湿量润糙60 min，糙米在碾米过程中分别用“一砂”“一砂一铁”、“二铁”、“二砂一铁”、“二砂”“三砂”碾米机组合进行碾米作业，通过测定加工后整精米率及加工过程中的总能耗确定最佳碾白工艺条件。结果如表4。

指标碾米机组合一砂 一砂一铁 二铁 二砂一铁 二砂 三砂整精米率／% 48.73 50.22 45.64 51.15 52.56 54.62吨米电耗／（kW·h／t） 74.56 80.34 81.79 87.08 79.87 85.23

碾米机是稻谷加工过程中最关键的设备之一，基本上可分为两大类：铁辊碾米机和砂辊碾米机。铁辊碾米机辊筒平均线速度在300 m／min以下，对米粒的压力可达到0.2～0.5 MPa，但砂辊的辊筒平均线速度在600 m／min以上，而对米粒的平均压力却较小，一般在0.05 MPa左右［8］，因而砂辊的碎米比铁辊的少，所以整精米率二砂一铁＞一砂一铁＞二铁，因为砂辊压力小，多机轻碾可提高整精米率，所以整精米率三砂＞二砂＞一砂。碾米是整个大米加工工段最耗电的过程，海南本地年均气温高，湿度大，大米加工过程中每增加一道碾米约增加耗电5～7 kW·h／t，所以三砂、二砂一铁的耗能最大，结合整精米率和耗能，优选二道砂辊碾白工艺。

3 结论

整精米率是稻米加工品质的优劣指标，本实验以定安富硒稻谷为原料，研究稻谷水分、糙米加水调制工艺、不同碾米工艺对整精米率和总能耗的影响。结合工厂实际生产需要和能耗要求，通过单因素实验得到最佳工艺条件为：稻谷水分14%，以1.2%的加湿量润糙60 min，在碾米过程中经由两道砂辊碾米机进行碾白，最后得到整精米率为52.56%，能耗为79.87 kW·h／t。