1. 原始手工階段：石臼與杵棒（史前 - 古代）
- 核心工具： 石臼（或木臼）和杵棒。
- 原理： 完全依靠人力，通過反復(fù)捶打或舂搗稻谷，利用沖擊力和摩擦力使稻殼與米粒分離。
- 特點(diǎn)：
- 效率極低，勞動強(qiáng)度巨大。
- 精度差： 脫殼率低，碎米率高，米粒表面容易損傷。
- 難以分離米糠和碎米，得到的往往是糙米或精度很低的米。
- 規(guī)模極小，僅供家庭或極小范圍使用。
- 代表： 世界各地早期文明普遍采用的方式。
2. 杠桿與畜力/水力應(yīng)用：踏碓、畜力碾、水碓（漢代以后 - 近代）
- 核心工具：
- 踏碓： 利用杠桿原理，用腳踩踏一端，使另一端的碓頭（石制或木制）抬起落下舂米。比純手舂省力。
- 畜力碾（石碾）： 利用牛、馬等牲畜拉動大型石制碾輪（碾盤），在圓形碾槽中碾壓稻谷，主要靠壓力脫殼。
- 水碓/水碾： 利用水流沖擊水輪，帶動連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多個碓頭自動舂搗或帶動石碾轉(zhuǎn)動。這是早期利用自然動力的重要突破。
- 原理： 在人力基礎(chǔ)上，引入了杠桿、畜力、水力等輔助動力，主要依靠沖擊（碓）或碾壓（碾）。
- 特點(diǎn)：
- 效率提升： 相比純手工，效率顯著提高（尤其是水碓/水碾）。
- 規(guī)模擴(kuò)大： 可以服務(wù)于村落或小區(qū)域。
- 精度仍有限： 脫殼率有所提高，但碎米率依然較高，米粒損傷問題存在。分離米糠和碎米仍需人工篩簸。
- 依賴自然條件： 水碓依賴水源，畜力依賴牲畜。
- 代表： 中國古代、東南亞、歐洲部分地區(qū)廣泛應(yīng)用。水碓技術(shù)是中國古代的重要發(fā)明。
3. 機(jī)械化開端：鐵輥碾米機(jī)（19世紀(jì)末 - 20世紀(jì)中葉）
- 核心設(shè)備： 鐵輥碾米機(jī)（又稱“橫式鐵輥碾米機(jī)”）。
- 原理： 稻谷進(jìn)入內(nèi)部裝有旋轉(zhuǎn)鐵輥的碾白室，鐵輥表面有凸起的筋條。米粒在鐵輥與外圍篩網(wǎng)（或米刀）之間受到強(qiáng)烈的擠壓、摩擦和剪切力作用而脫殼、碾白。需要多次重復(fù)碾制。
- 特點(diǎn)：
- 動力革命： 使用蒸汽機(jī)或電動機(jī)驅(qū)動，徹底擺脫人畜力和自然力限制。
- 效率飛躍： 加工能力大幅提升，可建立規(guī)模化米廠。
- 精度問題： 雖然脫殼效率高，但碎米率高、米溫升高（易發(fā)黃）、米粒表面損傷嚴(yán)重（碾白不均勻）。能耗較高。
- 初步分離： 開始結(jié)合簡單的風(fēng)選（去除糠粉）和篩選（分離碎米）。
- 代表： 日本、歐美率先發(fā)展，后傳入中國等亞洲產(chǎn)米國，成為20世紀(jì)上半葉的主流設(shè)備。
4. 技術(shù)革新：砂輥碾米機(jī)與分離技術(shù)提升（20世紀(jì)中葉 - 20世紀(jì)末）
- 核心設(shè)備：
- 砂輥碾米機(jī)： 取代鐵輥。碾輥表面由金剛砂燒結(jié)而成，具有無數(shù)微小的切削刃。
- 振動篩/平面回轉(zhuǎn)篩： 用于按粒度大小分級（分離整米、碎米、未熟粒、糠塊等）。
- 比重分級篩（白米分級篩）： 利用物料比重差異，精確分離整米、碎米、石子等。
- 拋光機(jī)： 在碾白后，用摩擦作用去除米粒表面殘留的糠粉，使米粒光潔，提高外觀和儲存性。
- 原理： 砂輥碾米機(jī)主要通過金剛砂粒的切削作用脫殼碾白，作用更柔和。
- 特點(diǎn)：
- 精度大幅提升： 碎米率顯著降低，米粒表面損傷小，碾白更均勻，米質(zhì)提高。能耗相對鐵輥機(jī)降低。
- 加工流程化： 形成了“清理 -> 礱谷（脫殼）-> 谷糙分離 -> 碾米（多道砂輥）-> 白米分級 -> 拋光 -> 色選”的標(biāo)準(zhǔn)流程雛形。
- 分離精細(xì)化： 振動篩和比重篩的應(yīng)用大大提高了白米純凈度和整米率。
- 米質(zhì)改善： 拋光使大米外觀更佳，更耐儲存。
- 代表： 成為20世紀(jì)下半葉現(xiàn)代化米廠的標(biāo)準(zhǔn)配置。
5. 自動化與智能化：現(xiàn)代碾米加工中心（20世紀(jì)末 - 至今）
- 核心技術(shù)與設(shè)備：
- 色選機(jī)： 核心技術(shù)突破！ 利用高分辨率CCD攝像頭捕捉每粒米的顏色和形狀信息，通過高速圖像處理識別并利用高速氣流噴除異色粒（黃粒、病斑粒、雜質(zhì)等），大幅提升成品米外觀品質(zhì)和食品安全性。
- 精準(zhǔn)礱谷機(jī)： 改進(jìn)膠輥礱谷機(jī)，實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)、均勻的脫殼，減少糙碎。
- 多機(jī)輕碾技術(shù)： 采用多臺（常為3-4臺）砂輥碾米機(jī)串聯(lián)，每臺承擔(dān)少量碾削任務(wù)，實(shí)現(xiàn)“柔性碾磨”，最大限度降低碎米率和溫升，保持米粒完整和營養(yǎng)。
- 在線檢測與自動控制：
- 水分、流量、溫度等傳感器實(shí)時監(jiān)控。
- PLC（可編程邏輯控制器）與工業(yè)計算機(jī)： 中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流程自動化、參數(shù)設(shè)定與調(diào)整、故障診斷報警。
- 自動配米系統(tǒng)： 根據(jù)不同品種、不同精度要求，自動調(diào)配不同原料米或不同碾制程度的米。
- 機(jī)器人應(yīng)用： 在碼垛、包裝等環(huán)節(jié)逐漸應(yīng)用。
- 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)： 設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)、能耗、產(chǎn)量、質(zhì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化和預(yù)測性維護(hù)。
- 原理： 融合精密機(jī)械、光學(xué)傳感、高速計算、人工智能、自動控制、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)。
- 特點(diǎn)：
- 超高精度與品質(zhì)： 碎米率極低，整精米率高，米粒晶瑩剔透，異色粒幾乎為零，食品安全性高。
- 高度自動化： 從進(jìn)料到成品包裝，全過程自動化程度高，人工干預(yù)大幅減少。
- 智能化控制： 參數(shù)自動調(diào)整，質(zhì)量穩(wěn)定可控，能適應(yīng)不同原料和產(chǎn)品要求。
- 高效節(jié)能： 優(yōu)化工藝和設(shè)備，降低能耗和損耗。
- 數(shù)據(jù)驅(qū)動： 生產(chǎn)過程透明化，可追溯，利于質(zhì)量管理和持續(xù)改進(jìn)。
- 柔性生產(chǎn)： 能快速切換生產(chǎn)不同品種、不同規(guī)格（精度、碎米含量等）的大米產(chǎn)品。
- 代表： 全球領(lǐng)先的糧機(jī)設(shè)備制造商（如布勒、佐竹、安本、糧院等）及采用其設(shè)備的現(xiàn)代化大型米廠和精米加工中心。
總結(jié)演變的核心脈絡(luò)：
動力源： 人力 -> 畜力/水力 -> 蒸汽/電力。
脫殼原理： 沖擊/碾壓 -> 強(qiáng)力摩擦擠壓剪切 -> 柔性切削 -> 多機(jī)輕碾。
精度與效率： 極低效率、低精度 -> 效率提升、精度有限 -> 效率飛躍、精度較差 -> 效率高、精度顯著提升 -> 超高效率、超高精度、低損耗。
自動化程度： 純手工 -> 簡單機(jī)械輔助 -> 單機(jī)機(jī)械化 -> 流程機(jī)械化 -> 局部自動化 -> 全流程自動化、智能化。
核心目標(biāo)： 從“能吃”到“吃得好”（外觀、口感、營養(yǎng)、安全），再到“高效、靈活、智能、可持續(xù)”的生產(chǎn)。
稻谷脫殼技術(shù)的演變史，是人類從繁重體力勞動中解放出來、不斷追求更高品質(zhì)生活和更高效生產(chǎn)方式的縮影。現(xiàn)代智能化碾米技術(shù)不僅保障了全球數(shù)十億人的主食供應(yīng)，也極大地提升了糧食的利用效率和價值。
