基于悬浮切削原理的胚芽米加工试验研究

针对传统碾米机加工室间隙小,大米在加工过程中承受碾磨压力大,导致胚芽脱落和碎米多等问题,提出基于刀辊切削原理的无碾压全营养米加工技术。首先,将切削刀辊的刀头设计成6线数螺旋分布,用于糙米皮层的切削加工;其次,将加工室间隙扩大到大米长度的3~4倍,以避免加工过程对大米产生刚性碾压;最后,每个刀头的根部设计3 mm径向喷风小孔,保证切削后的大米快速易位和排糠。为保证刀辊旋转产生的作用力不产生碎米,采用静力学方法估算糙米的机械力学特性;为满足糙米悬浮切削要求,计算糙米悬浮参数和进气风压范围。仿真计算表明,当刀辊直径为130 mm时,转速<981.21 r/min可保证大米不破碎;风速为31.95 m/s可保证糙米悬浮,悬浮压强范围为12.69~79.59 Pa;风压<1500 Pa时可保证正常进料。加工试验表明,在无出口压力状态下,经4道循环加工后,大米留胚率>80%,实测能耗<6 kW·h/t。研究结果为米机结构设计和加工参数选择提供理论依据。