食品工艺学 稻谷制米课件.ppt
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1、参考用书:,食品工艺学 赵晋府 主编, 中国轻工业出版社,食品工艺学(粮油部分),主讲教师:李丽娅,第二章 稻谷制米及米制加工,本章学习内容,第一节 稻谷的工艺品质,第二节 稻谷制米,第三节 稻谷精加工,我国稻谷产量据世界之首,全国约有2/3的人以大米为主要食粮。大米含有大量淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、钙、磷等无机物及各种维生素。稻谷加工的主要途径是碾米。发展碾米工业,对于保障供给,提高人民生活水平,促进食品工业的发展都具有重要的意义。,第一节 稻谷的工艺品质,概述,定义:稻谷所具有的影响加工工艺效果的特性,稻谷的工艺品质,包括:籽粒形态、构造、化学成分、物理特性和结构力学特性等,不同品种、不
2、同等级的稻谷具有不同的工艺品质。它直接影响着成品大米的质量和出米率的高低,对于合理地利用稻谷,合量地设计工艺流程、开发新产品是至关重要的。,1 按粒形和粒质:籼稻谷、粳稻谷和糯稻谷,一、稻谷的分类,粳稻谷稻粒一般呈椭圆形、谷壳组织松而薄、米粒强度大,耐压性能高,加工时不易产生碎米,出米率高,煮饭粘性大,米饭胀性较小。籼稻谷籽粒细长,稻壳组织紧而厚,米粒强度小,耐压性能差,加工时易产生碎米,出米率较低,煮饭粘性小,米饭胀性较大。,糯稻谷呈椭圆或细长形,米粒乳白色,不透明或半透明,粘性大。籽粒强度小,耐压性能差,加工时易产生碎米,米饭胀性小。,粳米,籼米,粳糯,籼糯,3 按稻谷生长期水分需求不同可
3、分:水稻和陆稻(旱稻) 水稻种植于水田,需水量多,籽粒的品质好; 陆稻种植于旱田,米粒组织松散,强度小,加工时碎米多,米色较暗淡,种植数量不多 。,2 按生长季节和生长期长短:早稻谷、中稻谷、晚稻谷,一般晚稻品质比早稻好,粳稻的品质比籼稻好。,二、稻谷的结构形态,1.稻壳(颖) 皮 2.糙米(颖果) 胚乳 胚,二、稻谷的结构形态,稻谷由颖(稻壳)和颖果(糙米)两部分组成,其形态与结构见图。稻谷的颖包括内颖、外颖 、护颖和颖尖(芒)四部分。颖的表面粗糙,生有许多形状和长短不同的茸毛。一般粳稻茸毛比籼稻密而长;粳稻的颖比籼稻薄。外颖尖端有颖尖,俗称芒。颖对颖果具有保护作用,加工时须将颖剥除,剥下的
4、颖壳称为稻壳,俗称大糠或砻糠。,稻谷籽粒形态1 芒 2 外颖 3 内颖 4 茸毛 5 脉 6 护颖,二、稻谷的结构形态,稻谷去壳后的果实称为颖果(糙米),它由皮层、胚乳和胚三部分组成。 糙米的主要部分是胚乳,约占整个籽粒的70%左右。胚位于糙米的腹部下端,与胚乳连接不紧密,碾米时容易随皮层脱落。 颖果的皮层由果皮、种皮、外胚乳和糊粉层等部分组成。碾米时,颖果皮层依大米精度而不同程度地被剥除成为稻米副产品米糠。质量优良的品种,皮层软而薄,碾米时易于除去,出米率较高。,稻壳:含大量纤维素、木质素、矿物质,质地坚硬皮层:含纤维素较多,蛋白质、维生素、脂肪和矿物质含量也较多,食用品质差糊粉层:富含脂肪
5、、蛋白质、维生素等,具有较高营养价值,但细胞壁较厚,不易消化,三、稻谷不同部位的化学成分,胚乳:除含淀粉外,还含蛋白质、脂肪、矿物质和维生素,是稻谷子粒中最有利用价值的部分胚:含有较多的脂肪,蛋白质、矿物质、维生素,营养价值极高,但其中脂肪容易酸败变质,使大米不耐贮藏,纤维素:稻壳、皮层、胚。蛋白质:胚、皮层、胚乳。脂肪:胚、皮层、稻壳、胚乳。灰分:稻壳、皮层、胚、胚乳。碳水化合物:胚乳、皮层、稻壳、胚。大-小,稻谷碾除的部位:稻壳、皮层、糊粉层、胚保留的部位:胚乳大米的精度:糊粉层保留的程度,稻谷的主要化学成分:水分、蛋白质、脂肪、淀粉、粗纤维、矿物质和维生素等,各种成分的含量,因品种及生长
6、条件的不同而异。,三、稻谷不同部位的化学成分,稻谷在加工过程中,化学成分的变化规律是:随着稻壳的除去,皮层的不断剥离,碾米精度的提高,成品大米的成分愈接近于纯胚乳,其它各种成分均相对减少。从营养观点来看,大米的精度越高,淀粉的相对含量越高,纤维素越少,消化率越高,但脂肪、矿物质及维生素等损失越多;从食用角度来看,精度高的大米,口感细腻,风味良好。,新鲜正常的稻谷,色泽鲜黄色或金黄色,富有光泽,无不良气味。发热霉变的稻谷,不仅米粒色泽灰暗,无光泽,而且还会产生霉味、酸味、甚至苦味。,1 颜色和气味,四、稻谷的物理特性,稻谷的粒形根据长宽比例的不同分成三类,长宽比大于3的为细长粒,小于3大于2的为
7、长粒形,小于2的为短粒形。一般籼稻谷属于前两类,粳稻大部分属于后一类。 整齐度是指稻谷的粒形和大小一致的程度。稻谷籽粒的大小和形状因稻谷的品种不同各异。粒形的粒度是合理选用筛孔和正确调整设备的操作依据之一。 籽粒愈接近球形,其长宽比愈小,则皮和壳所占籽粒的表面积就愈小,胚乳含量相对增高,出米率增高。同时,粒形接近球形,耐压性愈强,加工时碎米率愈少。,2 性状与大小,容重单位容积内稻谷的质量,kg/m3。评定稻谷工艺品质的一项重要指标。一般籽粒饱满的稻谷,容重越大,出糙率越高。千粒重1000粒风干稻谷的质量,g。大的稻谷,其籽粒饱满坚实、颗粒大、质地好,出米率高。一般粳稻的千粒质量为2527g,
8、籼稻的为2325g。,3 容重与千粒重,稻谷及其加工产品的容重(kg/m3),稻谷千粒重与出糙率的关系,米粒强度指米粒承受压力、剪切力大小的能力。 米粒强度越大,加工时越不易压碎和折断,碎米率较少,出米率较高。 米粒的强度因品种、胚乳结构、米粒饱满度、含水量和温度等因素不同而有差异。一般蛋白质含量高,胚乳结构紧密,坚硬,透明度大的米粒(硬质粒或玻璃质粒),其强度较大。粳稻强度大于籼稻,晚稻大于早稻,含水量低的比含水量高的较大。米粒在5时强度最大,随着温度的上升,其强度逐渐降低。,4 米粒强度,定义:稻谷受剧烈撞击或经日光曝晒,或高温快速干燥,使糙米内部产生纵横裂纹的现象。,5 爆腰,爆腰米粒所
9、占百分率称爆腰率。 爆腰率是评定稻谷工艺品质的重要指标,加工前必须检验。 爆腰率高的稻谷,不宜加工高精度大米,否则碎米率过高,出米率较低。,爆腰率:爆腰米粒占试样的百分率,6 出糙率:一定数量稻谷全部脱壳后获得全部糙米质量占稻谷质量的百分率。7 散落性:谷物颗粒具有类似于流体且具有很大局限性的流动性能。,8 自动分级:固体颗粒群体在流动或受到振动时,由于颗粒之间在形状、大小、表面状态、密度和绝对质量等方面存在差异,性质相同的颗粒向某一特定区域集聚,造成颗粒群体的重新分布即自然分层,这一现象称之为自动分级。,五、稻谷籽粒的结构力学性质,稻壳:质地坚硬,具有较强的机械力承受能力皮层:韧脆性受水分的
10、影响较大胚乳:较大的刚性胚:韧性较强,五、稻谷籽粒的结构力学性质,影响稻谷和糙米结构力学的因素:1.稻谷的类型:粳稻强度大于籼稻2.胚乳的组成:主要表现在心白腹白粒和角质粒的差别上。3.水分含量:15%以下4.温度:0-5,一、基本因素分析:,稻谷是由胚乳、糙皮层、稻壳组成的,二:流程的主要步骤,去稻壳、去糙皮层、,清除杂质,三、:流程图,稻谷,第二节 稻谷制米,流程设计的主要步骤,环节,2、砻谷-去稻壳,脱去稻谷的稻壳,将稻壳和糙米分离开。获得纯净的糙米,稻壳中尽量不含完整的稻谷。 采用的设备:砻谷机,3、碾米-去糙皮层,碾去糙米表面的部分或全部皮层,制成符合规定质量标准的成品米。 采用的设
11、备:碾米机,1、清理-清除杂质。,将稻谷中的各种杂质清除掉。 可以分为去石、风选、色选等步骤。,1清理的目的与要求,目的 清除粮食中的杂质。 要求 第一,要根据稻谷中的含杂种类和含杂量,合理的选用除杂设备,以充分发挥设备的除杂效率; 第二,要根据各种杂质的物理特性,本着先易后难的原则,加以清除; 第三,清除的杂质要分别归类,以便集中处理; 第四,稻谷经过清理后(即净谷),其含量应符合下列要求:含杂总量不应超过0.6%,其中含砂石粒数不应超过1粒/千克;含稗粒数不应超过130粒/千克。,(一) 稻谷的清理,1 按其化学性质可分为:无机杂质和有机杂质,2 按其粒度大小可分大、中、小型杂质和并肩石杂
12、质。大杂是留存在直径为5mm圆孔筛上的杂质中杂是留存在直径为2mm圆孔筛上的杂质小杂是通过直径为2mm圆孔筛上的杂质,3 按其比重不同可分为轻型杂质、重型杂质轻型杂质:如绳头、布片、秸杆、杂草、纸屑),重型杂质:如石块、金属等以及细小杂质(泥砂、尘土), 稻谷杂质分类,杂质的危害: 降低产品纯度,影响成品质量; 影响设备的工作效率,损坏机器; 污染车间的环境,危害人体健康; 酿成设备事故和火灾危险。 因此,清除稻谷中的杂质,是稻谷加工过程中一项首要的任务。,2清理的方法及机理,风选筛选密度分选精选磁选光电分选,清理方法,2.1 风选,风选的基本原理 风选是根据稻谷与杂质在悬浮速度等空气动力学性
13、质方面的差异,利用一定形式的气流使杂质与谷粒分离.悬浮速度:物料处于悬浮状态时的风速就称为物料的悬浮速度。,定义:根据粮食和杂质的悬浮速度的不同,借助气流除杂或分级的一种方法。由于稻谷和杂质的悬浮速度不同,只要使气流速度介于二者之间,便可将稻谷与杂质分离。常用的设备有吸风分离器、吹风分离器,以及各种风选风箱。,表1-6 稻谷、糙米及有关物料的悬浮速度,按气流的运动方向可分为:(1)垂直上升气流(2)水平气流(3)倾斜气流,垂直上升气流去杂:垂直气流风选就是利用两种物料间悬浮速度的差异,选取一定的气流速度,使一种物料向上运动,一种物料向下运动,从而使二者分离。由于垂直风道,一般都与其它作业机组合
14、,以节省占地位置,如与筛选可组合成振动筛,与去石机组合成密度去石机等。大多用于清除灰尘、芒、瘪谷等轻杂质。,倾斜气流去杂:不同质量的物质处在倾斜气流中时,能被气流带走的距离互不相同,物料重被吹得近,物料轻被吹得远,因此,生产中,通常采用向上倾斜(约30度左右)的气流来分离杂质,能比水平气流的飞行差距拉得更远,分离效果更好。工厂中常用的风选设备主要有风箱,吸风分离器和去石风车等。水平气流去杂:利用横向水平气流可将不同质量的稻谷与杂质分开。不同质量的物质处在水平中时,能被气流带走的距离互不相同,物料重被吹得近,物料轻被吹得远。,风选的应用垂直风选 可除去轻杂倾斜风选 可除去轻杂和并肩石带走加工中产
15、生的热量 起到降温作用风选的典型设备根据空气流动方式的不同 风选设备可分为 吸式 吹式 循环式,2.2 筛选,基本原理利用被筛物料之间粒度的差别,借助筛孔分离杂质或将物料进行分级的方法,留在筛面上的物质为筛上物,通过筛孔的物料称为筛下物。,定义:根据稻谷和杂质的形状与体积大小不同,利用一定大小的筛孔分离杂质或将物料分级,碾米厂常用的设备有溜筛、振动筛、高速筛、平面回转筛等。,筛选法必备3个基本条件过筛物必须与筛面接触选择合适的筛孔形状及大小筛选物料与筛面应有相对运动筛面形式 有冲孔筛和编织筛筛孔的排列方式有平行排列和交错排列,冲孔筛示意图,编织筛示意图,筛孔排列方式示意图,长方形,典型筛选,圆
16、筒初清筛,2.3 密度分选,密度分选的基本原理借助谷粒与杂质密度的不同,利用运动过程中产生自动分级的原理,采用适当的分级面使之分离。比重去石机主要去除并肩石,定义:是根据稻谷和杂质的比重不同进行分选的方法。当混合物料向前移动时,比重小体积大的物料浮于上层;比重大而体积小的物料沉于底层。这样混合物料得到分离分级,杂质得到分选。常用的设备有吹式、吸式比重去石机。,2.4 精选,精选法的基本原理 精选法是根据谷粒与杂质长度的不同,利用有一定形状和大小的袋孔的工作面进行分 离的方法。碟片分离原理滚筒分离原理长度分选的应用,分离原理,长度分选典型设备,2.5 磁选,磁选的基本原理 根据磁性的不同,利用磁
17、力分离混入谷物中的磁性金属杂质的方法。应用典型设备,2.6 光电分选法,原理利用谷物和杂质对光的吸收或反射、介电常数的不同进行分离的方法。,佐竹大米色选机,3常规稻谷清理流程,评价清理工艺效果的指标有净粮提取率和杂质去除率。 清理后净谷量 净粮提取率= 100% 清理前稻谷量 清理前物料含杂量-清理后物料含杂量杂质去除率= 100% 清理前物料含杂量常规稻谷加工清理流程图 稻谷(计量) 筛选风选组合 密度分选(去石) 磁选 精选 净谷(计量),稻谷制米工艺示意图 前,(二)砻谷及砻下物分离,稻谷制米工艺示意图 后,1. 砻谷,在稻谷加工中,去除稻谷颖壳的过程称为砻谷,使稻谷脱壳的机器称为砻谷机
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