伍 毅 阮竞兰 伍维维

（河南工业大学，河南 郑州 450052）

胶辊砻谷机工作参数对稻谷加工破碎率的影响

伍 毅 阮竞兰 伍维维

（河南工业大学，河南 郑州 450052）

为研究稻谷加工过程中胶辊砻谷机工作参数对稻谷破碎率的影响，选择辊间压力、进机流量、快辊线速及快慢辊线速差等参数为对象，利用正交试验的方法进行优化分析。结果表明：在仅考虑降低稻谷破碎率的前提下，其优化的技术参数条件：辊间压力6kg/cm、进机流量155kg/（cm·h）、快辊线速15m/s、线速差2.3m/s。

胶辊砻谷机；工作参数；破碎率；参数优化

稻谷加工过程中所产生的破碎率是衡量大米加工品质和经济价值高低的重要指标。生产实践表明，导致大米破碎率增加的原因很多，既有稻谷自身品质与种植技术方面的，也有稻谷在收获后的脱粒、干燥、运输、贮藏保管等方面的，而来自稻谷加工设备、工艺技术、工作参数以及操作与管理水平等，则是引起米粒破碎增加最为主要的原因。因此，探讨稻谷加工过程中降低大米破碎率，对于提升大米的食用品质，降低生产成本，提高企业产品质量和经济效益具有十分重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验原料

早籼稻谷：三等，水分含量13%。产地：湖北安陆。

1.2 试验设备

胶辊砻谷机：MLGT36型，浙江耀江机械有限公司制造。技术参数：处理量4～5t/h、动力配备7.5kW、胶辊转速1 108～1 673r/min、胶辊直径 Ф225mm，脱壳率80%～90%。

1.3 试验方法

试验选取胶辊砻谷机工作参数的变化范围：辊间压力4～8kg/cm，进机流量135～180kg/（cm·h），快辊线速12.5～20m/s，线速差2.3～3.5m/s；在试验所选的4个参数中，采用一个变化，其余固定不变的方法，针对参数的不同变化情况，测试和收集胶辊砻谷机对稻谷米粒破碎率的相关试验数据［1－3］。

破碎率：按 GB/T 5503——2009《粮油检验碎米检验法》规定的方法测定。

2 试验的优化分析

胶辊砻谷机作为稻谷加工过程中的关键设备，其辊间压力、进机流量、快辊线速与线速差等工作参数对破碎率的大小起着至关重要的影响。只有选择合适的工作参数才能有效降低稻谷加工过程中的米粒破碎，达到提高出整米率的目的［4－8］。

2.1 单因素试验确定因素水平

为测试不同工作参数对稻米粒破碎率的影响，在给定的参数变化范围内分别选取了不同的参数值进行单因素试验与回归分析。

2.1.1 辊间压力对破碎率的影响 在考虑单因素的前提下，以辊间压力为变量，固定进机流量180kg/（cm·h），快辊线速17.5m/s，线速差2.7m/s等参数值，通过试验分析辊间压力对破碎率的影响。由图1可知，辊间压力对稻米粒破碎率的影响是随其压力的增加，呈现增加的趋势。压力大，稻谷籽粒所受到的挤压摩擦力就大，从而超出稻谷籽粒的强度，导致稻谷米粒的破碎率也增大。相反，压力小，可以降低稻米粒的破碎率，但可能导致稻谷得不到足够的搓撕作用，从而会降低脱壳率。因此，为减少稻米粒破碎率，辊间压力的大小应保持在适当的水平。注意到回归分析的结果，从降低破碎率的角度出发，选取低峰值附近3个不同的辊间压力（4，5，6kg/cm）作为该因素的3个水平进行正交试验。

图1 辊间压力对稻谷破碎率的影响Figure 1 Influences of roll pressures on the paddy breakage rate

2.1.2 进机流量对破碎率的影响 试验中取辊间压力5kg/cm，快辊线速17.5m/s，线速差2.7m/s等固定参数值，分析进机流量对破碎率的影响。由图2可知，随着进机流量的增加，破碎率基本呈直线上升趋势，表明米粒破碎率随进机流量的增加而增加。究其原因在于进机流量增大，虽增加了稻谷进入砻谷工作区的稻谷数量，使其所受到挤压脱壳的机会增加，但过大的进机流量将导致搓撕作用减小，使得破碎率不降反升。反之，过小的进机流量又会使稻谷籽粒与胶辊之间产生直接的碰撞而形成碎米，导致破碎率增大。因此，均衡控制稻谷的进机流量，可以使破碎率降低。根据回归分析的结果，进机流量选择135，145，155kg/（cm·h）3个值作为进行正交试验的3个因素水平。

图2 进机流量对稻谷破碎率的影响Figure 2 Influences of feeding flow on the paddy breakage rate

2.1.3 快辊线速对破碎率的影响 取辊间压力5kg/cm，进机流量145kg/（cm·h），线速差2.7m/s等固定参数，通过试验分析快辊线速对破碎率的影响。由图3可知，破碎率随快辊线速呈线性增长趋势，表明提高快辊线速将导致米粒破碎率的增加。原因是快辊线速高，胶辊对稻谷籽粒的搓撕作用增强，振动加大，不仅易导致米粒破碎增多，也会使得能耗增大。依据回归分析的结果，快辊线速选择12.5，15.0，17.5m/s 3个值作为因素水平进行正交试验。

图3 快辊线速对稻谷破碎率的影响Figure 3 Influences of fast roller line speeds on the paddy breakage rate

2.1.4 线速差对破碎率的影响 固定辊间压力5kg/cm，进机流量145kg/（cm·h），快辊线速12.5m/s等参数，分析线速差对破碎率的影响。由图4可知，随着线速差的变化破碎率呈忽高忽低的变化趋势。线速差作为产生搓撕作用的必备条件，线速差增大，辊间压力将增大，有利于提高脱壳率，但过高的线速差，将使碎米增多，同时也使爆腰率增加。采用二次回归无统计学上的意义，三次回归则完全拟合。因此，按破碎率取小原则，选择线速差2.3，2.7，3.5m/s 3个值作为因素水平进行正交试验。

图4 线速差对稻谷破碎率的影响Figure 4 Influences of line speed differences on the paddy breakage rate

2.2 正交试验分析

根据单因素试验分析的结果，为综合考虑胶辊砻谷机工作参数辊间压力、进机流量、快辊线速和线速差等多因素对破碎率的作用和影响，采用L9（34）正交表对脱壳率的优化条件进行正交试验设计优化分析。

2.2.1 因素与水平表 根据前面的讨论分析可得正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of the orthogonal experiment

2.2.2 试验结果与分析 正交试验结果见表2。

表2 正交试验结果及分析Table 2 Results and Analysis of the orthogonal experiment

由表2可知，胶辊砻谷机影响稻谷破碎率的各工作参数的主次关系依次为快辊线速＞辊间压力＞进机流量＞线速差，且分别取第3、第3、第2和第1水平，即第9号试验时，其稻谷破碎率最低。故使破碎率达到最低的胶辊砻谷机的各工作参数为辊间压力6kg/cm，进机流量155kg/（cm·h），快辊线速15.0m/s，线速差2.3m/s。

由表3可知，胶辊砻谷机的工作参数辊间压力、进机流量和快辊线速都对稻谷破碎率产生极为显著的影响，而线速差对稻谷破碎率存在显著的影响［9－12］。

表3 正交试验结果方差分析表Table 3 The result of analysis of variance on the orthogonal experiment

3 结论

由以上正交试验设计的优化分析表明：在考虑单个工艺指标的前提下，胶辊砻谷机的工作参数对稻谷加工过程中的破碎率都有显著的影响，其中辊间压力、进机流量与快辊线速是导致稻谷加工中产生破碎率最为重要的工作参数，从变化趋势上看，破碎率均随这3个工作参数的增大而增加。因此，从破碎率越低越好的角度来说，以辊间压力6kg/cm、进机流量155kg/（cm·h）、快辊线速15m/s为最优的技术参数条件。线速差作为影响破碎率的重要工作参数，以低水平2.3m/s为好。

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Study on the influences of the work parameters of rubber roll Husker on paddy processing breakage rate

WU Yi RUAN Jing－lanWUWei－wei

（Henan University of Technology，Zhengzhou，Henan450052，China）

To study the influences of the work parameters of the rubber roll husker on paddy processing breakage rate，this paper analyzes the related parameters such as the roll pressure，feeding flow，fast roller line speed and line speed difference with the method of orthogonal experimental design on the basis of single factor analysis，and optimized these parameters.Considered single－index of lowering the paddy breakage rate only，the most optimized technical parameters were：roll pressure 6kg/cm，feeding rate 155kg/（cm·h），fast roller line speed 15m/s，line speed difference 2.3m/s.

rubber roll husker；work parameters；breakage rate；parameter optimization

10.3969 /j.issn.1003－5788.2011.06.049

伍毅（1958－），男，河南工业大学副教授。E－mail：cjwuyi＠126.com

2011－08－01