碾米就是借助于旋轉(zhuǎn)的碾輥迫使米粒與碾白室構(gòu)件及米粒與米粒之間產(chǎn)生互相碰撞、摩擦及翻滾等運(yùn)動(dòng),利用碾削及摩擦擦離等作用將米粒表皮部分或全部去除,使之成為符合預(yù)定質(zhì)量要求的大米的加工過程。按碾輥材質(zhì)的不同,常用的碾米機(jī)可大致區(qū)分為砂輥碾米機(jī)和鐵輥碾米機(jī)2種結(jié)構(gòu)形式。與鐵輥碾米機(jī)相比,砂輥碾米機(jī)碰撞、翻滾及碾削等作用柔和、碎米率低、電耗低、出米率高及生產(chǎn)效率高,因此砂輥碾米機(jī)是目前大米加工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用最廣泛的碾米機(jī)械設(shè)備。 碾米砂輥是砂輥碾米機(jī)中更換較頻繁的關(guān)鍵工作零部件,并且在一定范圍內(nèi),碾米砂輥的質(zhì)量還嚴(yán)重影響碾米機(jī)的產(chǎn)量、出米率、電耗及碎米率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。如何提高大米加工生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,是大米加工生產(chǎn)企業(yè)和糧食加工科技工作者共同關(guān)注的課題。
1 砂輥的構(gòu)造 目前,適合大米加工生產(chǎn)企業(yè)使用的磨料主要是黑碳化硅和綠碳化硅。由于黑碳化硅價(jià)格便宜,貨源充足,因此,黑碳化硅是目前制造碾米砂輥的主要磨料。磨料屬于瘠性物料,沒有結(jié)合能力,欲使之成為具有碾削能力的碾米砂輥,須采用結(jié)合劑,目前可供碾米砂輥使用的結(jié)合劑主要是陶瓷結(jié)合劑和樹脂結(jié)合劑。由陶瓷結(jié)合劑和磨料構(gòu)成的碾米砂輥稱為陶瓷碾米砂輥,由樹脂結(jié)合劑和磨料構(gòu)成的碾米砂輥稱為樹脂碾米砂輥。 陶瓷碾米砂輥是由磨料和陶瓷結(jié)合劑(其主要成分為無機(jī)鹽)在1200℃以上的高溫?zé)Y(jié)而成的組織結(jié)構(gòu)致密的混合物,具有耐高溫、耐磨耗及耐酸堿以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；但脆性大,易損壞,自銳性能差,而且價(jià)格昂貴。因價(jià)格及制造工藝復(fù)雜等原因,目前陶瓷碾米砂輥仍沒有得到普遍應(yīng)用,因此目前大米加工實(shí)踐生產(chǎn)中仍普遍使用樹脂碾米砂輥。樹脂碾米砂輥是由樹脂結(jié)合劑(主要是酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂)和磨料(主要成分是黑碳化硅)在180℃高溫下燒結(jié)而成的多孔混合物。因其燒結(jié)溫度低、組織結(jié)構(gòu)疏松、磨粒易于脫落、自銳性能好、工作過程中又能連續(xù)不斷地產(chǎn)生鋒刃的多棱角磨粒,結(jié)果增強(qiáng)了砂輥對(duì)米粒的碾削作用,提高了碾米效率,所以說樹脂碾米砂輥(為便于描述,以下簡(jiǎn)稱砂輥)具有不損傷米粒、碎米率低、出米率高、碾米效率高及電耗低等優(yōu)點(diǎn),特別適宜于原糧品質(zhì)差及粉質(zhì)粒原糧的加工。由此可見,目前大米加工生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的砂輥是由磨料、結(jié)合劑及空隙所組成的混合物。
2 砂輥的制造工藝流程 目前,大米加工生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的砂輥的制造工藝流程大致是:配料→混勻→模壓成形→低溫強(qiáng)化(約90℃)→磨削外形面(外圓表面及兩端面)→成組磨削槽形面(螺旋槽、螺旋槽和直槽、螺旋槽和斜直槽等)→手工打磨槽形過度面(如:螺旋槽和直槽及螺旋槽和斜直槽的圓弧光滑連接處等)斗鉆通風(fēng)孔→高溫?zé)Y(jié)(約180℃)→校正靜平衡→校正動(dòng)平衡→噴涂黑碳化硅磨料(砂輥的外圓表面及槽形面)→包裝入庫。 砂輥的制造工藝流程具體說來就是:按預(yù)定的配方稱取一定量的磨料(黑碳化硅及少量的棕剛玉等)與適量的樹脂結(jié)合劑,將其投入到混粉機(jī)(渦輪混粉機(jī)、臥式螺旋帶混粉機(jī)或雙軸攪拌機(jī)等)內(nèi)混合攪拌均勻后,稱取一定量的磨料混合物,并將其填充到裝有鐵芯(鐵芯的圓柱內(nèi)孔面、鍵槽面、外圓柱面及兩端面已經(jīng)經(jīng)過機(jī)械切削加工至規(guī)定的尺寸要求,同時(shí)為了進(jìn)一步提高鐵芯與磨料混合物的結(jié)合能力,鐵芯的外圓表面還加工有許多三角形的小溝槽等)的模腔內(nèi),壓力機(jī)動(dòng)作后便獲得物理機(jī)械強(qiáng)度適宜的砂輥坯體,砂輥坯體經(jīng)加熱爐低溫(通常采用電阻加熱爐,爐溫約90℃)加熱并保溫一定時(shí)間后強(qiáng)化成為具有一定物理機(jī)械強(qiáng)度的砂輥毛坯,砂輥毛坯經(jīng)磨削加工外圓柱表面、兩端面及槽形工作面(螺旋槽、螺旋槽和直槽、螺旋槽和斜直槽等),再經(jīng)手工打磨槽形工作面(如:螺旋槽和直槽或螺旋槽和斜直槽的圓弧光滑連接處等)以及鉆削通風(fēng)孔后,再進(jìn)入電阻加熱爐高溫(爐溫約180℃,因?yàn)闇囟瘸^200℃時(shí),樹脂結(jié)合劑就會(huì)熔化,溫度超過250℃時(shí),樹脂結(jié)合劑就會(huì)碳化)。加熱并保溫一定時(shí)間后成為具有適宜物理機(jī)械強(qiáng)度的砂輥半成品,最后經(jīng)校正靜平衡、校正動(dòng)平衡、噴涂黑碳化硅磨料(砂輥的外圓柱表面及槽形面)及包裝后即得砂輥制品。
3 砂輥的碾米工藝性能 目前大米加工生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的砂輥符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5339-1985(碾米砂輪》的規(guī)定[1],制作砂輥的磨料符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2476-1983《磨料代號(hào)》的規(guī)定[2],制作砂輥的結(jié)合劑也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2484-1984《磨具代號(hào)》的規(guī)定[3]。 3.1 磨料 磨料是構(gòu)成砂輥的主要原料,工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的磨料通?？纱笾聟^(qū)分為:天然磨料(如:石英、石榴石、天然剛玉和天然金剛石等)和人造磨料。人造磨料包括:剛玉系和碳化物系等普通磨料,人造剛玉及立方氮化硼等超硬磨料以及硬度較低的磨料(如:氧化鉻、氧化鐵和玻璃粉等)。目前碾米實(shí)踐生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的砂輥通常是由人造磨料制成的,按磨料的種類的差異,適合大米加工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用的磨料主要是黑碳化硅(代號(hào)為C,原代號(hào)為TH)及綠碳化硅(代號(hào)為GC,原代號(hào)為TL)。由于黑碳化硅比綠碳化硅價(jià)格便宜,貨源充足,因此,黑碳化硅是目前制造砂輥的主要磨料。 3.2 粒度 砂輥的粒度是指構(gòu)成砂輥的磨料的粒度。事實(shí)上,粒度是表示磨料顆粒尺寸的大小。目前,適合大米加工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用的磨料粒度主要有:24#、30#、36#、40#、46#及60#共6個(gè)粒度號(hào),其中粒度號(hào)數(shù)字大,表示磨料細(xì)；反之,粒度號(hào)數(shù)字小,表示磨料粗。 3.3 硬度 砂輥的硬度是表示磨料顆粒粘接結(jié)合的牢固程度,它是指砂輥在外力的作用下,磨粒脫落的難易程度。若磨粒易于脫落,表明砂輥的硬度低；反之,若磨粒難于脫落,表明砂輥的硬度高。目前,適合大米加工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用的磨料制作的砂輥硬度大致有5個(gè)硬度等級(jí)。 3.4 結(jié)合劑 砂輥所采用的結(jié)合劑幾乎都是樹脂結(jié)合劑(代號(hào)為B,主要成分是酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂)。樹脂結(jié)合劑的結(jié)合強(qiáng)度大,并具有較好的彈性和耐沖擊性,因此,砂輥在高速下能長(zhǎng)期工作,并具有自銳性能好、碾米效率高、出米率高、電耗低及大米質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)；但不耐高溫、酸、堿及油類。所以說,砂輥儲(chǔ)藏保管時(shí),應(yīng)做好防潮、防霉、防凍及防過熱等工作,絕不允許與酸、堿及石油類物質(zhì)混放在一起。 3.5 組織號(hào) 砂輥的組織號(hào)是表示磨粒在砂輥中的體積占有量,即磨粒率。磨粒在砂輥表面、徑向厚度及軸向高度等方向應(yīng)分布均勻,組織結(jié)構(gòu)均勻一致。砂輥的組織號(hào)反映了砂輥的疏松程度及單位面積上參與碾削作用的磨粒數(shù)目的多少。組織號(hào)數(shù)字小,表明砂輥的磨粒含量高,碾米效率高,那么砂輥磨耗低而使用壽命長(zhǎng)；反之,組織號(hào)數(shù)字大,表明砂輥的磨粒含量低,碾米效率低,砂輥磨耗快而使用壽命短。砂輥常用的組織號(hào)及其磨粒含量如表3所示。 3.6 強(qiáng)度 砂輥的強(qiáng)度是指砂輥在高速旋轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)中,由于離心力的作用,抵抗其自身破碎的能力。為確保砂輥正常工作時(shí)不致破碎,砂輥的工作轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過一定數(shù)值,實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,大米加工過程中砂輥的安全工作線速度通常不應(yīng)超過20m/s。顯然影響砂輥強(qiáng)度的因素很多,除在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、保管、安裝、拆卸及使用砂輥時(shí),應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程外,砂輥的質(zhì)量因素對(duì)砂輥的強(qiáng)度也有很大的影響。但在其它條件不變的情況下,通常結(jié)合劑的物理機(jī)械強(qiáng)度越大,砂輥的壁厚(徑向尺寸)越厚,幾何形狀位置尺寸精度越高,靜不平衡及動(dòng)不平衡量越小時(shí),砂輥的強(qiáng)度就越高；反之,結(jié)合劑的物理機(jī)械強(qiáng)度越小,砂輥的壁厚(徑向尺寸)越薄,幾何形狀位置尺寸精度越差,靜不平衡及動(dòng)不平衡量越大時(shí),砂輥的強(qiáng)度就越低。 3.7 輥形 砂輥按幾何形狀可大致區(qū)分為:異形砂輥(如原廣泛應(yīng)用的MNNF14旋篩噴風(fēng)碾米機(jī)之雙偏心砂輥等)和圓柱砂輥,圓柱砂輥按工作表面有無凹槽又可區(qū)分為:光面圓柱砂輥(也稱盤狀砂輥)和槽形圓柱砂輥,槽形圓柱砂輥按凹槽的形狀還可區(qū)分為:直槽圓柱砂輥、斜槽圓柱砂輥和螺旋槽圓柱砂輥。嚴(yán)格地說直槽圓柱砂輥、斜槽圓柱砂輥也是螺旋槽圓柱砂輥,因?yàn)楫?dāng)螺旋升角等于90°時(shí),螺旋槽圓柱砂輥就變成直槽圓柱砂輥；當(dāng)螺旋升角接近90°時(shí),螺旋槽圓柱砂輥就變成斜槽圓柱砂輥。 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識(shí)可知:① 異形砂輥因其輥形的特殊性(非圓柱形),其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比同規(guī)格等質(zhì)量的圓柱砂輥大,即工作時(shí)異形砂輥碾米機(jī)電耗高；② 在同一橫截面內(nèi)異形砂輥表面與篩片及壓篩條之間的間隙(存氣)的不均勻,導(dǎo)致碾白壓力分布的不均勻,結(jié)果易損傷米粒,造成碎米,因此實(shí)踐生產(chǎn)中異形砂輥的假想直徑(最大旋轉(zhuǎn)直徑)通常較小,以不超過140mm為宜,并且目前已逐漸被螺旋槽圓柱砂輥所取代。同時(shí),由于光面圓柱砂輥對(duì)米粒的碾削作用非常劇烈,通常僅適用于粳米的加工。由此可見,目前大米加工生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的砂輥幾乎都是螺旋槽圓柱砂輥(為了描述方便,以下簡(jiǎn)稱螺旋槽砂輥)。 螺旋槽砂輥的螺旋槽是由正反兩螺旋面構(gòu)成的,通常將順著砂輥旋轉(zhuǎn)方向的螺旋面稱為前向面(也稱推進(jìn)面),逆著砂輥旋轉(zhuǎn)方向的螺旋面稱為后向面(也稱副面)。在砂輥的軸向剖面內(nèi),前向面與砂輥半徑方向的夾角β稱為推進(jìn)角,后向面與碾米砂輥半徑方向的夾角為γ,前向面與后向面之間的夾角(β+γ)稱為槽形角,槽形角的大小便于加工砂輥時(shí)選擇刀具(磨具)的規(guī)格尺寸,同時(shí)也表示槽寬的大小。槽深為b,螺旋槽砂輥的直徑為D,導(dǎo)程為H,根據(jù)螺旋面的性質(zhì),可以得出螺旋槽砂輥的螺旋升角
π—圓周率,取π=3.1416。 3.8 使用壽命 砂輥在工作過程中,因磨粒的逐漸脫落,導(dǎo)致砂輥直徑的逐漸減小,具體表現(xiàn)為砂輥表面形成凹坑,螺旋槽逐漸變窄變淺,甚至磨平消失等。嚴(yán)重影響碾米機(jī)的碾米效率和產(chǎn)量,造成大米精度的變差、碎米及電耗的增多等,為了碾米機(jī)的正常工作,磨損了的砂輥應(yīng)及時(shí)更換。通常砂輥從投入生產(chǎn)應(yīng)用到更換時(shí)所加工的大米數(shù)量稱為砂輥的使用壽命,雖然它與碾米砂輥的配方、輥形、制造工藝流程、碾白室構(gòu)造、原糧的品質(zhì)、大米加工工藝流程及操作管理等許多因素有關(guān),但通常要求砂輥的使用壽命不小于6000t大米的加工。
4 砂輥對(duì)大米質(zhì)量的影響 4.1 粒度 由于稻谷種植區(qū)域的廣闊性及氣候條件的復(fù)雜多變,造成稻谷品質(zhì)的差異性,因此,加工不同品質(zhì)的原糧,砂輥的粒度也應(yīng)不同。若選用粒度過粗的砂輥,不僅砂輥對(duì)米粒表面的劃痕較深,米粒表面粗糙不平,而且還易損傷米粒造成碎米；若選用粒度過細(xì)的砂輥,雖然米粒表面光滑平整,但碾米效率低,電耗高。所以實(shí)踐生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)原糧的品質(zhì)選用適宜粒度的砂輥。具體就是:采用多級(jí)輕碾的工藝流程時(shí),碾米砂輥的粒度應(yīng)前粗后細(xì),因?yàn)閯傔M(jìn)入碾米機(jī)的糙米皮層厚而表面光滑,抗壓抗彎曲及抗剪切能力大,為了提高碾米效率,通?？刹捎?4#及30#粒度的砂輥；而后面的碾米機(jī)主要是起碾白作用,由于米粒表面粗糙及抗壓抗彎曲及抗剪切能力的減弱,若再用較粗粒度的砂輥,勢(shì)必?fù)p傷米粒造成碎米,所以砂輥的粒度應(yīng)細(xì)一些,通?？刹捎?6#及60#粒度的砂輥。采用一機(jī)(輥)碾白的工藝流程時(shí),從進(jìn)料端至出料端砂輥的粒度也應(yīng)先粗后細(xì),如進(jìn)料端可采用30#粒度的砂輥,出料端可采用46#粒度的砂輥。 值得注意的是還應(yīng)掌握好砂輥的粒度與其工作轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,通常砂輥的粒度較粗時(shí),磨粒對(duì)米粒的碾削作用較大,為了不致碎米,碾米砂輥的工作轉(zhuǎn)速可低一些；反之,砂輥的粒度較細(xì)時(shí),磨粒對(duì)米粒的碰撞及翻滾等作用比較柔和,為了提高碾米效率,碾米砂輥的工作轉(zhuǎn)速可高一些。 4.2 硬度 若砂輥的硬度過高,磨粒脫落困難,自銳性能差,那么米粒發(fā)滑而不易脫皮,碾米效率低、電耗高、米溫上升快,導(dǎo)致米粒物理機(jī)械強(qiáng)度的減弱而形成碎米；反之,若砂輥的硬度過低,磨粒極易脫落,碾米砂輥的磨耗太快,不僅嚴(yán)重影響砂輥的使用壽命,而且脫落在米粒中的磨粒混在成品中影響大米的質(zhì)量等級(jí)。所以說砂輥的硬度嚴(yán)重影響碾米效率、出米率、產(chǎn)量、大米質(zhì)量及電耗等。顯然加工品質(zhì)較差的原糧或粉質(zhì)粒原糧時(shí),因米粒的物理機(jī)械強(qiáng)度較低,砂輥的硬度可低一些(如軟2、代號(hào)L)；而加工品質(zhì)較好的原糧或角質(zhì)粒原糧時(shí),因米粒的物理機(jī)械強(qiáng)度較高,砂輥的硬度可高一些(如中硬1、代號(hào)P)?？傊?為確保大米質(zhì)量,減小碎米量,實(shí)踐生產(chǎn)中,砂輥的硬度寧可稍軟,也不宜過硬。 4.3組織號(hào) 若砂輥的組織號(hào)數(shù)字過小,那么它對(duì)米粒的碾削作用就大,易損傷米粒,造成碎米；反之,若砂輥的組織號(hào)數(shù)字過大,即砂輥組織結(jié)構(gòu)中磨粒含量太少,那么它對(duì)米粒的碾削作用非常弱,碾米效率低。所以說砂輥的組織號(hào)嚴(yán)重影響碾米效率、出米率、產(chǎn)量、大米質(zhì)量及電耗等。顯然加工品質(zhì)較差的原糧或粉質(zhì)粒原糧時(shí),因米粒的物理機(jī)械強(qiáng)度較低,砂輥的組織號(hào)數(shù)字可大一些；而加工品質(zhì)較好的原糧或角質(zhì)粒原糧時(shí),因米粒的物理機(jī)械強(qiáng)度較高,碾米砂輥的組織號(hào)數(shù)字可小一些。 4.4 強(qiáng)度 若砂輥的強(qiáng)度過低,那么砂輥的組織結(jié)構(gòu)疏松,工作時(shí),砂輥極易成塊脫落,這是實(shí)踐生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的現(xiàn)象。結(jié)果不僅降低了砂輥的使用壽命,而且還易損傷米粒,造成碎米；此外混在成品中的磨粒脫落物還嚴(yán)重影響后續(xù)工序的工藝性能及大米的質(zhì)量等級(jí)以及售價(jià)等。因此,我們應(yīng)努力提高砂輥的強(qiáng)度,有利于延長(zhǎng)砂輥的使用壽命。 4.5 輥形 4.5.1槽寬及槽深 若砂輥表面的凹槽太窄太淺,那么砂輥對(duì)米粒的碰撞及翻滾等作用特別大,易損傷米粒,造成碎米；反之,若砂輥表面的凹槽太寬太深,那么對(duì)米粒產(chǎn)生碰撞及翻滾等作用的磨粒數(shù)量的減少,造成碾米精度及效率的降低。因此,在一定范圍內(nèi),適當(dāng)加寬加深砂輥的螺旋槽,利于減少碎米及獲得高質(zhì)量的大米。在實(shí)踐生產(chǎn)中,通常根據(jù)米粒在碾白過程中因糠粉的逐漸排出,米粒體積的逐漸減小的特點(diǎn),將砂輥的槽寬、槽深在米粒的進(jìn)料端設(shè)計(jì)成最大,然后逐漸遞減,至出料端設(shè)計(jì)成零或略大于零的螺旋槽,可確保整個(gè)碾白室內(nèi)的碾白壓力趨于均勻,有利于提高碾米工藝效果及獲得預(yù)定質(zhì)量等級(jí)的大米。 4.5.2 推進(jìn)角β 砂輥的推進(jìn)角β在一定范圍內(nèi)嚴(yán)重影響米粒的碰撞、翻滾及軸向輸送等作用,隨著砂輥的推進(jìn)角β的增大,能增大米粒的碰撞和翻滾等作用,但對(duì)米粒的推進(jìn)作用(即軸向輸送作用)減弱了,利于獲得較高精度的大米。若砂輥的推進(jìn)角β過大,那么米粒與米粒及米粒與碾白室構(gòu)件之間的碰撞及翻滾等作用異常劇烈,易損傷米粒造成碎米。因此,為了獲得適宜精度等級(jí)的大米及較小的碎米量,碾米砂輥的推進(jìn)角β通常可在0～50°之間選取。 4.5.3 螺旋升角λ 砂輥的螺旋升角λ在一定范圍內(nèi)也嚴(yán)重影響米粒的碰撞、翻滾及軸向輸送等作用,隨著砂輥的螺旋升角λ的增大,即螺旋砂輥導(dǎo)程的增大,迫使米粒與米粒及米粒與碾白室構(gòu)件之間的產(chǎn)生較大的碰撞及翻滾等作用,但對(duì)米粒的推進(jìn)作用(即軸向輸送作用)減弱了,利于獲得較高精度的大米。若砂輥的螺旋升角λ過大,那么米粒與米粒及米粒與碾白室構(gòu)件之間的碰撞及翻滾等作用異常劇烈,易損傷米粒造成碎米；若砂輥的螺旋升角λ過小,雖然砂輥加強(qiáng)了對(duì)米粒的推進(jìn)作用(即軸向輸送作用強(qiáng)),但減弱了對(duì)米粒的碾削等作用,造成碾白不均勻及碾米精度的降低等。因此,為了獲得適宜精度等級(jí)的大米及較小的碎米量,砂輥的螺旋升角λ通?？稍?0～30°之間選取。 4.6 通風(fēng)孔的位置及通風(fēng)面積 在碾米生產(chǎn)過程中,由于碰撞及翻滾等作用部分或全部去除米粒皮層的同時(shí),也產(chǎn)生了一定的熱量。一部分熱量通過碾白室構(gòu)件等散發(fā)到大氣中,另一部分熱量隨米粒水分的蒸發(fā)而散失,還有一部分熱量傳遞至米粒內(nèi)部,促使米溫上升。如果這些熱量不能及時(shí)地散發(fā)出去,將會(huì)促使米溫的急劇上升及大米水分的大量蒸發(fā),結(jié)果不僅導(dǎo)致碾米機(jī)負(fù)荷的增大,且還造成米?？箟嚎箯澢翱辜羟袕?qiáng)度的降低,造成碎米量的增多。因此,目前,實(shí)踐生產(chǎn)中幾乎都是采用強(qiáng)拉風(fēng)碾米生產(chǎn)技術(shù),即向碾白室內(nèi)噴入適量的室溫空氣,冷卻米粒,降低米溫,確保米溫不致上升過高,達(dá)到改善和提高碾米工藝效果的目的。 室溫空氣通常由高速旋轉(zhuǎn)的主軸兩端的中心孔,經(jīng)主軸徑向通風(fēng)孔或通風(fēng)槽進(jìn)入砂輥內(nèi)腔,然后再經(jīng)砂輥的徑向通風(fēng)孔或通風(fēng)槽噴入碾白室內(nèi),從而形成圍繞碾米砂輥旋轉(zhuǎn)的氣體渦流,此氣體渦流促使米粒產(chǎn)生較大的碰撞及翻滾等運(yùn)動(dòng),達(dá)到均勻碾白米粒、冷卻降溫及迫使糠粉迅速排出機(jī)外等作用。若砂輥的通風(fēng)孔或通風(fēng)槽的數(shù)量太少,通風(fēng)面積太小,達(dá)不到冷卻米粒降低米溫的效果,易導(dǎo)致米?？箟嚎箯澢翱辜羟袕?qiáng)度的降低,并產(chǎn)生大量碎米；反之,若砂輥的通風(fēng)孔或通風(fēng)槽的數(shù)量太多,通風(fēng)面積太大,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入碾白室內(nèi)的氣體量增多,促使米粒產(chǎn)生劇烈地碰撞及翻滾等作用也會(huì)產(chǎn)生大量碎米。若砂輥的徑向通風(fēng)孔位于螺旋槽上,那么米粒極易通過砂輥螺旋槽上的通風(fēng)孔進(jìn)入砂輥內(nèi)腔,阻礙溫室空氣由砂輥向碾白室內(nèi)的噴入,達(dá)不到冷卻米粒及降低米溫的作用,同樣也會(huì)形成碎米。因此,實(shí)踐生產(chǎn)中,通風(fēng)孔應(yīng)避開砂輥的螺旋槽,并具有適宜的通風(fēng)面積,才能達(dá)到冷卻米粒、降低米溫、減少碎米的目的。 4.7 砂輥的質(zhì)量 4.7.1 原材料 砂輥原材料的質(zhì)量包括磨料的質(zhì)量及樹脂結(jié)合劑的質(zhì)量。顯然選用優(yōu)質(zhì)的黑碳化硅磨料及結(jié)合性能優(yōu)越的樹脂結(jié)合劑,可獲得高強(qiáng)度的碾米砂輥,能確保碾米砂輥不致成塊脫落,從而達(dá)到提高碾米效率、大米質(zhì)量及延長(zhǎng)砂輥的使用壽命等目的。 4.7.2 生產(chǎn)制造 砂輥的制造質(zhì)量是指砂輥的組織結(jié)構(gòu)及幾何形狀位置尺寸等方面存在的制造誤差。顯然,選用組織結(jié)構(gòu)均勻、自銳性能好、機(jī)械強(qiáng)度大、鐵芯與磨料結(jié)合牢固、幾何形狀位置尺寸精度高及無裂紋等缺陷的砂輥,能顯著地提高碾米效率、碾米質(zhì)量及延長(zhǎng)砂輥的使用壽命。 4.8 其它 其它因素,如砂輥碾米機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、操作管理、碾白室參數(shù)、碾輥的轉(zhuǎn)速、原糧的品質(zhì)及碾米工藝流程等也嚴(yán)重影響大米的質(zhì)量。其中砂輥碾米機(jī)的結(jié)構(gòu)形式對(duì)大米的質(zhì)量影響最顯著,砂輥碾米機(jī)按碾輥數(shù)目的多少可分為單砂輥碾米機(jī)和雙砂輥碾米機(jī)；按結(jié)構(gòu)形式的差異又可區(qū)分為立式砂輥碾米機(jī)(碾輥部件的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于碾米機(jī)的安裝基礎(chǔ)面)和臥式砂輥碾米機(jī)(碾輥部件的旋轉(zhuǎn)軸線平行于碾米機(jī)的安裝基礎(chǔ)面),立式砂輥碾米機(jī)按進(jìn)、出料方式的差異又可細(xì)分為立式逆向砂輥碾米機(jī)(也稱逆向立式砂輥碾米機(jī),即采用與米粒重力方向相反的、碾輥下部進(jìn)料、上部出料的工作方式)和立式順向砂輥碾米機(jī)(也稱順向立式砂輥碾米機(jī),即采用與米粒重力方向一致的、碾輥上部進(jìn)料、下部出料的工作方式)。 雖然臥式砂輥碾米機(jī)、立式順向砂輥碾米機(jī)和立式逆向砂輥碾米機(jī)的工作原理是一樣的,但其碾白壓力的大小及其分布的均勻性卻有很大的差別,具體表現(xiàn)為:當(dāng)砂輥的配方、規(guī)格尺寸、輥形、制造工藝流程、碾輥的轉(zhuǎn)速、原糧品質(zhì)、碾米工藝流程及碾白室參數(shù)等相同時(shí),由于米粒的重力作用:① 在臥式砂輥碾米機(jī)中,大多數(shù)米粒聚集于碾白室下部,僅小部分米粒處于碾白室的上部,那么碾白室上部米粒之間的間隙較大,顯然所產(chǎn)生的碾白壓力較小,碾米效率較低,碾米精度也差；而在立式碾米機(jī)中,米粒的重力作用促使米粒在碾白室內(nèi)擠壓得更為緊密,結(jié)果產(chǎn)生了較大的碾白壓力,尤其是逆向砂輥碾米機(jī),米粒的重力作用還阻礙米粒排出機(jī)外的出料運(yùn)動(dòng),因此逆向砂輥碾米機(jī)的碾白壓力較大,對(duì)米粒的碾削作用較強(qiáng),碾米效率較高,碾米精度較高；立式順向砂輥碾米機(jī)的碾米效率和碾米精度則介于兩者之間；② 由于米粒重力的影響,造成臥式砂輥碾米機(jī)內(nèi)碾白壓力分布不均勻,即在碾輥的同一橫截面內(nèi),碾輥的下部碾白壓力過大,碾輥的兩側(cè)碾白壓力小,碾輥的上部碾白壓力過小等,最終造成大米碾白不均勻,碾米精度差而碎米多；而立式逆向砂輥碾米機(jī)及立式順向砂輥碾米機(jī)碾輥的同一橫截面內(nèi)的碾白壓力處處均勻一致,大米碾白均勻,碾米精度較高而碎米少。
5 結(jié)語 選用碾米機(jī)砂輥時(shí),應(yīng)根據(jù)碾米機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、碾白室參數(shù)、碾米工藝流程、原糧的品質(zhì)及大米加工的質(zhì)量等級(jí)要求等,通過優(yōu)化砂輥的配方、輥形設(shè)計(jì)及其制造工藝流程,努力提高砂輥的組織結(jié)構(gòu)均勻性、物理機(jī)械強(qiáng)度及幾何形狀位置尺寸精度,最大限度地減少砂輥的成塊脫落及動(dòng)不平衡量等缺陷,從中選用適宜粒度、組織號(hào)、硬度及輥形的高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)砂輥。做好砂輥的儲(chǔ)存保管及裝配以及重視和加強(qiáng)碾白室內(nèi)的冷卻通風(fēng)與排糠等工作,才能達(dá)到冷卻米粒、降低米溫、降低電耗、減少碎米、提高碾米工藝效果及延長(zhǎng)砂輥的使用壽命等目的。更多相關(guān)信息，還請(qǐng)您繼續(xù)關(guān)注我們的官方網(wǎng)站，環(huán)球糧機(jī)網(wǎng)：http://weddingmemoery.com