影响得米率的关键要素(三)——碾米工序的优化
提高得米与降低增碎的前提必需是保证目标精度
1 碾米机工作原理
1.1 碾米工艺原理
糙米由进料斗经流量调节机构进入碾白室,螺旋头将之送至砂辊且沿砂辊表面螺旋前进,旋转的砂辊表面的微刃(金刚砂)碾削糙米皮层,同时,米粒与米粒、米粒与米筛之间碰撞、摩擦,使其开糙及碾白。而喷风作用迫使糠粉脱离米粒表面,排出筛孔。
1.2 关于碾米操控中的几个问题
(1)流量调节杆固定了是否流量就稳定?
(2)固定压砣位置是否碾米室压力稳定?
(3)出糠的所有筛孔是否稳定的畅通?
以上问题的答案对碾米工艺有何影响?
2 “优化碾米”的目的
2.1 碾米的要求
(1)碾去目标物,达到目标精度;
(2)减少碾米过程中成为“糠粉”的碎米;
(3)减少碾去目标物之外的部分;
(4)减少碾米增碎。
2.2 提示
离开碾米的“目标精度”,降低“增碎”与提高“得米率”将失去意义。
2.3 优化的前提
保证产量;达到“目标精度”。
2.4 提问
从糙米到一碾三碾再从白米到一抛、二抛米粒是否在一直变小?
3 案例分析
3.1 米厂产线数据
一份来自某米厂原产线样本的真实数据(在线工艺检测系统的AI机器人检测)。
小碎
碎米
达标
碾不足
过碾
留胚
留皮
碾减率
一碾
0.25
8.27
19.4
2.7
67.3
—
—
7.88
二碾
0.31
13.35
37.6
0.6
60.9
19.7
—
6.29
三碾
0.12
12.67
98.8
0.4
—
8.8
4.6
* 进入一碾之前,糙米的碎糙率为3.03 。
3.2 样本特点
这份样本代表了整个碾米行业的现状,也全面反映碾米中影响得米率的三个问题:我们开通快手了,感谢大家一直关注和支持,搜索 :粮油世界-红高粱 快手号: liangyoushijie-hgl 感谢关注获取粮油行业更多资讯
(1)被碾成“糠粉”的碎米;
(2)碾去了米粒“目标物”之外的若干层;
(3)不合理的增碎。
3.3 判断根据
(1)从前后工序的小碎米率变化,可判断碎米被碾成“糠粉”严重程度;
(2)从“碾减率”数据,可判断是否碾去了“目标物”之外的米层;
(3)从前后工序的碎米量变化,判断增碎是否合理。
3.4 数据分析
3.4.1 小碎米率
一碾0.25,二碾0.31,三碾0.12 比二碾显著降低:“小碎”被碾成了“糠粉”。
3.4.2 增碎率
碾米前碎糙米3.03,一碾增碎5.24(8.27)二碾增碎5.08(13.35)三碾负增碎(12.67):
(1)一、二碾分别增碎5,明显不合理;
(2)三碾碎米少于二碾, 进一步确认“碎米被碾成糠粉”。
3.4.3 碾减率
一碾7.88,二碾6.29,三碾1.21,总碾减15.38,可以确定,米粒被多碾去了3-5层。
3.4.4 碾减结果
多碾去了3-5层?果皮、种皮、珠心层、糊粉层以及胚部共约占糙米重量的9-11,比较总碾减15.38可知。
3.4.5 过碾
碾去了超出米粒“目标物”的一层或数层。
附录:如何实时、准确地把握每道碾米的在线工艺?
以AI检测机器人为核心构建的碾米工序在线工艺检测系统实时地、精细化地、源源不断地对每台碾米机的加工工艺进行在线检测:碎米率、小碎米率、碾米(白度)达标率、(白度)不达标率、(白度)过碾率、留胚率、留皮率、碾减率等;并对这些实时数据进行分析、判断,以此决定碾米机是否需要调制,需要如何调制。
4 工艺分析
4.1 碾米室压力过大
(1)碎米被碾成糠粉;
(2)多碾去一层或数层;
(3)不合理的增碎;
(4)但碾米室压力过大有两种情形:a.长期过大。b. 阶段过大 。
4.2 “长期过大”成因
加工理念;操作手法;未知合理的压力“线”在哪里;其中后两者本质同源:
a、目标精度定义“不清”;
b、碾到了何种程度“模糊”;
c、目标精度与操作动作之间未形成“一一对应”。
4.3 “阶段过大”成因
工人依照米机电流值操作,而电流值与碾米精度并不一一对应:
(1)粒度变化时;
(2)水分变化时;
(3)出糠筛孔事实上的“非稳定畅通”。
5 如何优化
5.1 确定碾米目标
确定终碾目标精度的四种方法:
(1)目标层法:定义碾米的层数;
(2)白度值法:定义目标白度值;
(3)光洁度法:定义留皮/留胚率;
(4)综合目标法:结合以上三种方法,建议采用(3)+(1)或者(3)+(2)进行综合定义,例如:以右边米样为标,且留皮率≤4,留胚率15。
5.2 建立碾米模型
举例
品种:黄花粘;工艺,三道砂辊;建立碾米模型:
(1)确定每一道碾米的标准样本,如右图,自左到右分别为一碾、二碾、
三碾的标准样本;
(2)根据终碾精度目标确定每一道碾米标准样本的达标率,见右下表;
(3)执行操作时,要求每一台碾米机工艺达标,碎米最少。
一碾达标
二碾达标
三碾达标
60
83
92
5.3源源不断的在线工艺检测
5.3.1 在线检测要求
(1)检测每一台碾米机的工艺效果;
(2)精细化检测,不能笼统模糊;
(3)指标检测必需全面;
(4)每台米机的检测时间间隔适宜;
(5)工艺检测必需准确、客观;
(6)检测样本必需具有代表性。
5.3.2 注意事项
(1)使用白度值或透明度作为达标参数时,需有达标百分率;
(2)使用任何参数做达标标准,都必需能同时检测碎米;
(3)每台米机下检测口的检测都必需是连续的,而非瞬时的。
5 稳定碾米室压力
(1)改造压砣或硬连接压力门压力控制机构;
(2)构建碾米室压力柔性调制方式;
(3)结合压力回归算法稳定碾米室压力;
(4)构建精准调制机制,100个刻度/毫米。
6 根据检测精细控制碾米室压力
6.1 结合在线监测数据调制米机
(1)不断在线获取每台米机的工艺检测数据;
(2)根据在线检测数据精细化调制每台米机。
6.2 精细化检测和调制提高产品均匀度
(1)误差 ≤0.1精细化的在线检测为控制提供准确依据;
(2)100个刻度/毫米的控制精度可充分满足精细化调制;
(3)稳定的碾米室压力使精细调制得到高度均匀的产品。
6.3 注意
达标率、过碾率、碎米率、不达标率等是米机调制必不可少的检测指标。
7 效果比对
7.1 精细度与得米率比较
一组来自车间,并经企业主人同意展示的数据(精细度与得米率比较):
米机电流波动范围
调制精度
一碾达标率
二碾达标率
三碾达标率
相同目标精度
智能工厂
(优化后)
一碾米机1安
二三碾小于0.1安
0.1安
60
82
93
智能工厂
毛米率提高
1.5
(仅碾米段)
传统加工
(优化前)
10-20安波动
凭手感
45-85
65-95
85-98
* 智能工厂控制下的一、二、三碾达标率是稳定的
7.2 均匀度与品质比较
一份来自“比打米”活动的数据,品种:丰良优(特点,背沟深);目标精度:10留皮率。
* 横坐标为时间(小时),纵坐标为留皮率,可以看出,智控下加工精度稳定性极佳。
粮食加工杂志
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