在稻谷加工過程中,去除稻谷穎殼的工序稱為脫殼,俗稱礱谷,用于脫殼的機(jī)械設(shè)備稱為礱谷機(jī)。
一、脫殼的目的與要求
用稻谷直接進(jìn)行碾米(又稱稻出白),不僅能量消耗高、產(chǎn)量低、出米率低,而且成品米質(zhì)量差,如碎米多、含谷多、純度低等。此外,副產(chǎn)品利用率也低,不利于稻谷資源的合理利用。因此,現(xiàn)在碾米工廠中,經(jīng)過清理去除雜質(zhì)后的稻谷,都是先將穎殼去掉,制成純凈的糙米后,在進(jìn)行碾米。
目前,世界上使稻谷脫殼的方法大多是利用礱谷機(jī)對稻谷施加機(jī)械外力,使稻殼遭到破壞并與糙米分開。由于稻谷粒間存在著差異,且受礱谷機(jī)本身機(jī)械性能及稻谷籽粒強(qiáng)度的限制,目前使用的礱谷機(jī)尚不能一次將所有稻谷都脫殼,也不可避免地會(huì)使一些鼓勵(lì)受到損傷,如破碎、爆腰和表面起毛等。因此,稻谷脫殼時(shí),在確保一定脫殼率的前提下,要求應(yīng)盡量保持糙米籽粒的完整,減少籽粒損傷,降低材料和能量的消耗,以提高大米出率和保證后續(xù)工序的工藝效果。
二、稻谷脫殼的基本方法
根據(jù)稻谷脫殼時(shí)的受力狀況和脫殼方式,稻谷脫殼方法通??煞譃閿D壓搓撕脫殼、端壓搓撕脫殼和撞擊脫殼三種。
(一)擠壓搓撕脫殼
擠壓搓撕脫殼是指稻谷兩側(cè)受兩個(gè)具有不同運(yùn)動(dòng)速度的工作面的擠壓,搓撕作用而脫去穎殼的方法。
如圖,谷粒兩側(cè)分別與甲、乙兩物體接觸,并受到兩物體的擠壓力Fp1、Fp2.假設(shè)甲物體以一定速度向下運(yùn)動(dòng),乙物體靜止不動(dòng),甲物體則對谷粒產(chǎn)生一向下的摩擦力F1,使谷粒向下運(yùn)動(dòng),而乙物體對鼓勵(lì)產(chǎn)生一向上的摩擦力F2,阻礙谷粒隨甲物體一起向下運(yùn)動(dòng)。這樣,在谷粒兩側(cè)就產(chǎn)生了一對方向相反的摩擦力。在擠壓力和摩擦力的作用下,顧客產(chǎn)生拉伸、剪切、扭轉(zhuǎn)等變形,這些變形統(tǒng)稱為搓撕效應(yīng)。當(dāng)搓撕效應(yīng)大于谷殼的綜合強(qiáng)度時(shí),谷殼就被撕裂而脫離糙米,從而達(dá)到脫殼的目的。
(二)端壓搓撕脫殼
端壓搓撕脫殼是指谷粒兩端受兩個(gè)不等速運(yùn)動(dòng)工作面的擠壓、搓撕作用而脫去穎殼的方法。
如圖,谷粒橫臥在甲、乙兩物體之間,且只有一個(gè)側(cè)面與其中一個(gè)物體(甲物體)接觸。設(shè)甲物體以速度v1作為高速運(yùn)動(dòng),乙物體靜止。此時(shí),谷粒受到兩個(gè)力的作用,一是甲物體對鼓勵(lì)產(chǎn)生的摩擦力F1,一是谷粒運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力Fk,兩力方向相反,形成一對力偶,從而使谷粒斜立。當(dāng)斜立后的谷粒頂端與乙物體接觸是,鼓勵(lì)的兩端部同時(shí)受到甲、乙兩物體對其施加的撞壓力Fp1、Fp2,且與甲、乙兩物體間產(chǎn)生以對方向相反的摩擦力F1、F2.在裝壓力和摩擦力的共同作用下,谷殼被破壞,從而達(dá)到脫殼的目的。
(三)撞擊脫殼
撞擊脫殼是指高速運(yùn)動(dòng)的谷粒與固定工作面撞擊而脫去穎殼的方法。
如圖,借助機(jī)械作用力加速的谷粒,以一定的入射角沖向靜止的物體表面,在兩者相撞的一瞬時(shí),鼓勵(lì)的一端受到較大的撞擊力Fp和摩擦力F的作用,當(dāng)這些作用力在超過稻谷穎殼的結(jié)合強(qiáng)度時(shí),穎殼被破壞,從而達(dá)到脫殼的目的。