CN111589492A - 一种双相流大米气动抛光装置及抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的双相流大米气动抛光装置及抛光方法，抛光装置包括研磨管，研磨管的入口端与鼓风机相连、出口端套设有谷物壳收集袋，研磨管的内壁附着有磨料层、管壁的上侧连接有谷物漏斗，谷物漏斗靠近研磨管的入口端，研磨管的管壁的下侧设置有粗加工大米出口，粗加工大米出口靠近研磨管的出口端，粗加工大米出口与一开关阀门相连，开关阀门经机械输送带与谷物漏斗的入口相连、经第一管道与精加工大米出口相连。本发明采用大气压抛光的新技术，针对大米喷射抛光，通过空气流和大米流构成的双相流系统，实现对大米的高效抛光。经本发明方法抛光的大米，其抛光度为3.5～9.5%，破碎率为2.5～8.5%，碾米的白度为10～14%、透明度为0.3～0.7%。
Description
技术领域
本发明涉及一种大米抛光装置及抛光方法，具体是一种双相流大米气动抛光装置及抛光方法。
背景技术
稻谷是世界上最重要的粮食作物之一，世界上约有一半人口将大米作为主食消费。其生产遍及全球大部分地区，主产国主要集中在亚洲地区，约占世界总产量的90 %。我国的稻谷产量居世界第一，其次是印度、印度尼西亚、越南、泰国等国家。稻谷的产品中大米是稻谷主要的加工成品，稻谷去壳成糙米，再碾去部分果皮和胚即为大米，世界大米年产量在6亿吨左右。
大米是人们生活中必不可少的粮食作物之一，无论种植面积或产量在粮食生产中均占有重要位置。世界上约有39个国家高达10亿以上人口以大米为主要食物，尤以亚洲居民为多数。大米也是我国人口的主要食物来源。大米除了为人体提供糖类、蛋白质、脂肪及膳食纤维等主要营养成分外，还为人体提供大量必需的微量元素，如铁、锰、铜、锌、硒和钙等。我国稻谷产量保持在2亿吨左右，年均生产大米约1.85亿吨。同时我国也是大米消费大国，有着1.2亿吨左右的年口粮消费总量，人均年消费量在100 kg左右。因此在中国大米是一种很受欢迎的主食食品，对确保国家粮食安全有重要作用。
稻谷转化为大米的过程中，抛光是至关重要的一步，可获得较好的食用消化率，并通过其光滑的表面处理获得消费者的认可。但是在抛光操作的过程中会导致大量米粒破碎，其破碎率可达20～50 %，并且也会降低整个米粒的有效产量，使碎米率上升，造成重大的经济损失。目前大米的抛光采用研磨抛光机或摩擦抛光机，结构复杂，且这两种抛光设备都涉及在5000～10000 Pa高压下的高剪切作用，同时由于摩擦产生高温，最终易导致籽粒破裂。因此，稻米易碎性在很大程度上取决于加工强度和谷物特性，而这又与大米抛光装置和抛光方法密切相关。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种双相流大米气动抛光装置及抛光方法，采用大气压抛光的新技术，针对大米喷射抛光，通过空气流和大米流构成的双相流系统，实现对大米的高效抛光。经本发明方法抛光的大米，其抛光度为3.5～9.5 %，破碎率为2.5～8.5 %，碾米的白度为10～14 %、透明度为0.3～0.7 %。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双相流大米气动抛光装置，包括横向设置的研磨管，所述的研磨管的入口端与鼓风机相连，所述的研磨管的出口端套设有透气的谷物壳收集袋，所述的研磨管的内壁附着有磨料层，所述的研磨管的管壁的上侧连接有谷物漏斗，所述的谷物漏斗靠近所述的研磨管的入口端，所述的研磨管的管壁的下侧设置有粗加工大米出口，所述的粗加工大米出口靠近所述的研磨管的出口端，所述的粗加工大米出口与一开关阀门相连，所述的开关阀门经机械输送带与所述的谷物漏斗的入口相连，所述的开关阀门经第一管道与精加工大米出口相连。
本发明双相流大米气动抛光装置结构简单，其采用大气压抛光的新技术，针对大米喷射抛光，通过空气流和大米流构成的双相流系统，实现对大米的高效抛光。抛光过程中，由空气吹动大米流动，使米粒在研磨管内的磨料层的表面快速移动，在穿过研磨管的过程中，谷物与磨料层摩擦，产生的糠壳被谷物壳收集袋收集，进入谷物壳收集袋内的空气透过谷物壳收集袋外排，进行一次抛光，一次抛光后产生的糠壳被谷物壳收集袋收集，进入谷物壳收集袋内的空气透过谷物壳收集袋外排，同时一次抛光后得到的粗加工大米经粗加工大米出口和机械输送带送入谷物漏斗并进入研磨管内被再次抛光，如此多次循环抛光，直至抛光完成。抛光结束后，关闭鼓风机，从精加工大米出口收集抛光后的精加工大米并包装。
作为优选，所述的鼓风机与所述的研磨管的入口端之间经第二管道相连，所述的第二管道的内壁光滑，所述的第二管道上安装有球心阀。
进一步地，所述的第二管道的顶端与所述的鼓风机相连，所述的第二管道的底端与所述的研磨管的入口端相连，所述的第二管道的中心线与垂直方向的夹角为2～30°。第二管道倾斜设置，有利于鼓风机带入的风和外部粉尘的沉降，改善大米的抛光度和纯度。
作为优选，所述的第二管道的底端连接有向下弯曲的弯管，所述的弯管与所述的研磨管的入口端相连。弯管的设计，有利于气体以涡旋形式引入研磨管，从而使米粒从研磨管的入口端滚动至出口端，达到更好的碾米和抛光效果。
进一步地，所述的弯管为半圆形弯管。半圆形弯管的设计，可使气体通过180°涡旋沿半圆形弯管的切线方向进入研磨管，进一步提高碾米和抛光效果。
作为优选，所述的谷物壳收集袋为尼龙袋，所述的磨料层为金刚砂磨料层。尼龙袋成本低廉、易得；金刚砂磨料层成本低廉、环保，耐磨性好，使用寿命长，是磨料层的首选，在实际应用中，也可以选用现有其他材质的磨料层。
进一步地，所述的金刚砂磨料层的粒度为60或80目。
利用上述双相流大米气动抛光装置实施的双相流大米气动抛光方法，抛光过程为：打开开关阀门和鼓风机，并将谷物经谷物漏斗引入研磨管内；谷物和空气的混合物快速穿过研磨管，在穿过研磨管的过程中，谷物与磨料层摩擦，进行一次抛光，一次抛光后产生的糠壳被谷物壳收集袋收集，进入谷物壳收集袋内的空气透过谷物壳收集袋外排，同时一次抛光后得到的粗加工大米经粗加工大米出口和机械输送带送入谷物漏斗并进入研磨管内被再次抛光，如此多次循环抛光，直至抛光完成；抛光结束后，关闭鼓风机，从精加工大米出口收集抛光后的精加工大米并包装。
本发明双相流大米气动抛光方法操作简单，自动化程度高，可有效避免抛光过程中大米的破碎，有效降低碎米率。
作为优选，抛光前，将鼓风机的吸气压力设定在55～60 mm水柱、输送压力设定在15～25 mm水柱、风量设定在1～2 m3/min；所述的谷物的水分的湿基为11～12 %，所述的谷物进入谷物漏斗的速度为0.45～0.55 kg/min；所述的研磨管内的风速为25～35 m/s。
作为优选，所述的研磨管的长度为1.0～4.0 m，循环抛光次数为10～50次。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用大气压抛光的新技术，针对大米喷射抛光，通过空气流和大米流构成的双相流系统，实现对大米的高效抛光。抛光过程中，由空气吹动大米流动，使米粒在研磨管内的磨料层的表面快速移动，在穿过研磨管的过程中，谷物与磨料层摩擦，产生的糠壳被谷物壳收集袋收集，进入谷物壳收集袋内的空气透过谷物壳收集袋外排，进行一次抛光，一次抛光后产生的糠壳被谷物壳收集袋收集，进入谷物壳收集袋内的空气透过谷物壳收集袋外排，同时一次抛光后得到的粗加工大米经粗加工大米出口和机械输送带送入谷物漏斗并进入研磨管内被再次抛光，如此多次循环抛光，直至抛光完成。抛光结束后，关闭鼓风机，从精加工大米出口收集抛光后的精加工大米并包装。经本发明方法抛光的大米，其抛光度为3.5～9.5 %，破碎率为2.5～8.5 %，碾米的白度为10～14 %、透明度为0.3～0.7 %。
附图说明
图1为实施例中双相流大米气动抛光装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的双相流大米气动抛光装置，如图1所示，包括横向设置的研磨管1，研磨管1的入口端与鼓风机2相连，研磨管1的出口端套设有透气的谷物壳收集袋3，本实施例中，谷物壳收集袋3为尼龙袋，研磨管1的内壁附着有磨料层（图中未示出），本实施例中，磨料层为粒度60目的金刚砂磨料层，研磨管1的管壁的上侧连接有谷物漏斗4，谷物漏斗4靠近研磨管1的入口端，研磨管1的管壁的下侧设置有粗加工大米出口5，粗加工大米出口5靠近研磨管1的出口端，粗加工大米出口5与一开关阀门6相连，开关阀门6经机械输送带7与谷物漏斗4的入口相连，开关阀门6经第一管道8与精加工大米出口9相连。
实施例1中，鼓风机2与研磨管1的入口端之间经第二管道10相连，第二管道10的内壁光滑，第二管道10上安装有球心阀11。
实施例1中，研磨管1、第一管道8、第二管道10均采用外径60～80 mm的聚乙烯管。
实施例2的双相流大米气动抛光装置，与实施例1的区别在于，实施例2中，第二管道10的顶端与鼓风机2相连，第二管道10的底端连接有向下弯曲的半圆形弯管12，半圆形弯管12与研磨管1的入口端相连，第二管道10的中心线与垂直方向的夹角为5°。
实施例3：利用上述双相流大米气动抛光装置实施的双相流大米气动抛光方法，抛光过程为：抛光前，将鼓风机2的吸气压力设定在55～60 mm水柱、输送压力设定在15～25mm水柱、风量设定在1～2 m3/min；谷物的水分的湿基为11～12 %，谷物进入谷物漏斗4的速度为0.45～0.55 kg/min；研磨管1内的风速为25～35 m/s；打开开关阀门6和鼓风机2，并将谷物经谷物漏斗4引入研磨管1内；谷物和空气的混合物快速穿过研磨管1，在穿过研磨管1的过程中，谷物与磨料层摩擦，进行一次抛光，一次抛光后产生的糠壳被谷物壳收集袋3收集，进入谷物壳收集袋3内的空气透过谷物壳收集袋3外排，同时一次抛光后得到的粗加工大米经粗加工大米出口5和机械输送带7送入谷物漏斗4并进入研磨管1内被再次抛光，如此10～50次循环抛光，直至抛光完成；抛光结束后，关闭鼓风机2，从精加工大米出口9收集抛光后的精加工大米并包装。
对抛光得到的精加工大米，分别测定抛光度、破碎率、碾米的白度及透明度。测定结果显示，研磨管的长度对大米的抛光度、破碎率、碾米的白度及透明度有影响，具体测定结果如下。
采用重量法测定抛光度，经测定，大米的抛光度为3.5 %（研磨管1的长度为1m）～9.5 %（研磨管1的长度大于1m）。
呈破碎、断裂状的大米视为碎米。碎米占大米重量的百分率称为碎米率。经测定，大米的破碎率为2.5～8.5 %（研磨管1的长度为1～4 m），符合国际标准规定的15 %以下的要求。
通过色差计测定碾过后的大米白度。经测定，碾米的白度为10～14 %（研磨管1的长度为1～4 m）。
通过米质判定仪检测分析大米的透明度。经测定，大米的透明度为0.3～0.7 %（研磨管1的长度为1～4 m）。
Claims (10)
1.一种双相流大米气动抛光装置，其特征在于包括横向设置的研磨管，所述的研磨管的入口端与鼓风机相连，所述的研磨管的出口端套设有透气的谷物壳收集袋，所述的研磨管的内壁附着有磨料层，所述的研磨管的管壁的上侧连接有谷物漏斗，所述的谷物漏斗靠近所述的研磨管的入口端，所述的研磨管的管壁的下侧设置有粗加工大米出口，所述的粗加工大米出口靠近所述的研磨管的出口端，所述的粗加工大米出口与一开关阀门相连，所述的开关阀门经机械输送带与所述的谷物漏斗的入口相连，所述的开关阀门经第一管道与精加工大米出口相连。
2.根据权利要求1所述的一种双相流大米气动抛光装置，其特征在于所述的鼓风机与所述的研磨管的入口端之间经第二管道相连，所述的第二管道的内壁光滑，所述的第二管道上安装有球心阀。
3.根据权利要求2所述的一种双相流大米气动抛光装置，其特征在于所述的第二管道的顶端与所述的鼓风机相连，所述的第二管道的底端与所述的研磨管的入口端相连，所述的第二管道的中心线与垂直方向的夹角为2～30°。
4.根据权利要求3所述的一种双相流大米气动抛光装置，其特征在于所述的第二管道的底端连接有向下弯曲的弯管，所述的弯管与所述的研磨管的入口端相连。
5.根据权利要求4所述的一种双相流大米气动抛光装置，其特征在于所述的弯管为半圆形弯管。
6.根据权利要求1所述的一种双相流大米气动抛光装置，其特征在于所述的谷物壳收集袋为尼龙袋，所述的磨料层为金刚砂磨料层。
7.根据权利要求6所述的一种双相流大米气动抛光装置，其特征在于所述的金刚砂磨料层的粒度为60或80目。
8.利用权利要求1-7中任一项所述的双相流大米气动抛光装置实施的双相流大米气动抛光方法，其特征在于抛光过程为：打开开关阀门和鼓风机，并将谷物经谷物漏斗引入研磨管内；谷物和空气的混合物快速穿过研磨管，在穿过研磨管的过程中，谷物与磨料层摩擦，进行一次抛光，一次抛光后产生的糠壳被谷物壳收集袋收集，进入谷物壳收集袋内的空气透过谷物壳收集袋外排，同时一次抛光后得到的粗加工大米经粗加工大米出口和机械输送带送入谷物漏斗并进入研磨管内被再次抛光，如此多次循环抛光，直至抛光完成；抛光结束后，关闭鼓风机，从精加工大米出口收集抛光后的精加工大米并包装。
9.根据权利要求8所述的双相流大米气动抛光方法，其特征在于抛光前，将鼓风机的吸气压力设定在55～60 mm水柱、输送压力设定在15～25 mm水柱、风量设定在1～2 m3/min；所述的谷物的水分的湿基为11～12 %，所述的谷物进入谷物漏斗的速度为0.45～0.55 kg/min；所述的研磨管内的风速为25～35 m/s。
10.根据权利要求8所述的双相流大米气动抛光方法，其特征在于所述的研磨管的长度为1.0～4.0 m，循环抛光次数为10～50次。
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