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1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
稻谷(oryza sativa l.),在植物学上属禾本科稻属普通栽培稻亚属中的普通稻亚种。水稻是全球重要的粮食作物之一,在世界上除了南极洲以外,从北纬 50°到南纬40°,从海平面到海拔3000米的100多个国家均有种植。稻谷经清理、砻谷、碾米、成品整理等工序后制成的成品称为大米。大米是我国最重要的口粮,大米消费量占我国口粮消费总量的60%以上,我国有三分之二以上的人口以大米作为主食,并且消费人群仍在扩大[1]。
近年来我国大米加工水平逐步提高,但我国大米消费观念一度出现了偏差。当国内消费者对大米消费的需求由温饱向追求大米外观要白、要亮阶段转变时,为迎合消费偏好,国内大米加工企业普遍采用抛光工艺甚至双抛工艺来生产大米,造成大米普遍过度加工[2]。过度加工把大米最营养的功能性成分去掉,作为饲料留给了动物,只给消费者留下淀粉层,导致大米纤维、维生素b1、维生素b2等营养要素流失,不利于人体的健康。过度加工不但影响米饭的品质,还造成严重的粮食浪费,增加了生产能耗和机械损耗。针对大米的适度加工要求以及人类的全谷物营养要求,碾去部分皮层的轻碾米成为发展趋势:用碾米机对糙米进行轻碾,可在皮层制造裂缝去除部分皮层,从而改善糙米的蒸煮特性。中村钦哉[3]对糙米皮层进行切削,提高了糙米的吸水率。marshall we[4]发现:去除部分糙米皮层,可使糙米淀粉糊化的起始温度、峰值温度和终止温度迅速降低,糙米饭的蒸煮时间变短。谢有发[5]的研究表明:糙米碾减率(糙米在碾白过程中,因皮层与胚的碾除,其质量减少的百分率)越大,留胚率越小,粗纤维、脂肪、b 族维生素等营养成分的含量越少,但糙米饭的弹性增大,硬度、黏聚性、咀嚼性变小,蒸煮时间缩短,口感得以改善。此外,发芽糙米、留胚米等新产品符合适度加工要求,等多地保留了稻谷中的营养物质,满足人们营养、可口、卫生的要求,利于大米生产企业的良性发展[6][7]。
本课题更多关注大米加工中的通风除尘与气力输送技术,作为大米加工的重要组成部分,通风除尘系统和气力输送系统既起到了满足工艺和设备的相关要求的作用,又起到了满足绿色安全生产相关要求的作用。粮食工业是一种在成产过程中有大量粉尘产生的工业。进入粮食加工厂的原粮,自身夹杂着大量粉尘。在生产的不同过程中产生了清理车间粉尘、碾磨车间粉尘等污染。粉尘污染空气,影响光照,长期吸入过量会引起鼻腔、咽喉、气管和支气管的黏膜发炎,甚至引起慢性肺尘病。粉尘对车间内的机器设备的散热,轴承的磨损亦有危害。更严重的是,生产过程后半段产生的粉尘有机性成分较多,如果达到一定浓度,容易引起火灾爆炸事故,即所谓的“粉尘爆炸”。但同时粮食加工厂中的粉尘具有经济价值,可用作肥料、饲料以及从中提取其他综合利用的原料。而气力输送技术相对于传统物料输送方式有低污染、高能效的优势,在稻壳接收和输送、糠粞分离等环节具有很大应用价值[8]。
2. 研究的基本内容和问题
本课题的研究目标是对大米加工生产线通风除尘系统进行系统设计,在稻壳接收和输送、糠粞分离等环节采用通风除尘兼顾气力输送风网,使介质(空气)得到综合利用,减少动力和设备备件消耗,为车间进一步搞好安全文明生产创造有利条件。
课题的研究内容主要为大米加工生产线通风除尘与气力输送系统设计,主要包括除尘风网的设计计算和气力输送网路的设计计算。
1.除尘风网的设计计算:
3. 研究的方法与方案
本课题的研究工作主要以查询国内外相关资料和文献为依据,同时结合导师组织的工厂参观等实践学习,在资料和信息收集的基础上进行研究。
本课题拟在现行大米加工工艺流程基础上进行配套通风除尘及气力输送系统设计。大米加工工艺流程拟定如下:
1.稻谷清理
4. 研究创新点
本课题对于对大米加工生产线通风除尘及气力输送工艺进行设计,其创新点和特色主要在于通风除尘兼顾气力输送,使介质(空气)得到综合利用,减少动力和设备备件消耗,为车间进一步搞好安全文明生产创造有利条件。
除尘风网设计布置合理,管路短,便于工艺操作、交通、运输和自然采光,在满足吸风量和净化要求的前提下,占地面积少,投资低,维修方便。
在组合风网时,尽量达到气流的综合利用,使气流在输送物料的同时起到除尘、清杂、分级和冷却的作用,达到一风多用。在保证工艺流程前提下,减少了物料的提升高度和提升次数。
5. 研究计划与进展
本课题的研究计划如下:
2019年3月:参观相关工厂;确定大米加工工艺及流程;通风除尘与气力输送方案设计;
2019年4月1日至14日:阻力等相关数据计算;选配通风机;相关图纸绘制;
