1. 原始手工阶段：石臼与杵棒（史前 - 古代）
- 核心工具： 石臼（或木臼）和杵棒。
- 原理： 完全依靠人力，通过反复捶打或舂捣稻谷，利用冲击力和摩擦力使稻壳与米粒分离。
- 特点：
- 效率极低，劳动强度巨大。
- 精度差： 脱壳率低，碎米率高，米粒表面容易损伤。
- 难以分离米糠和碎米，得到的往往是糙米或精度很低的米。
- 规模极小，仅供家庭或极小范围使用。
- 代表： 世界各地早期文明普遍采用的方式。
2. 杠杆与畜力/水力应用：踏碓、畜力碾、水碓（汉代以后 - 近代）
- 核心工具：
- 踏碓： 利用杠杆原理，用脚踩踏一端，使另一端的碓头（石制或木制）抬起落下舂米。比纯手舂省力。
- 畜力碾（石碾）： 利用牛、马等牲畜拉动大型石制碾轮（碾盘），在圆形碾槽中碾压稻谷，主要靠压力脱壳。
- 水碓/水碾： 利用水流冲击水轮，带动连杆机构，实现多个碓头自动舂捣或带动石碾转动。这是早期利用自然动力的重要突破。
- 原理： 在人力基础上，引入了杠杆、畜力、水力等辅助动力，主要依靠冲击（碓）或碾压（碾）。
- 特点：
- 效率提升： 相比纯手工，效率显著提高（尤其是水碓/水碾）。
- 规模扩大： 可以服务于村落或小区域。
- 精度仍有限： 脱壳率有所提高，但碎米率依然较高，米粒损伤问题存在。分离米糠和碎米仍需人工筛簸。
- 依赖自然条件： 水碓依赖水源，畜力依赖牲畜。
- 代表： 中国古代、东南亚、欧洲部分地区广泛应用。水碓技术是中国古代的重要发明。
3. 机械化开端：铁辊碾米机（19世纪末 - 20世纪中叶）
- 核心设备： 铁辊碾米机（又称“横式铁辊碾米机”）。
- 原理： 稻谷进入内部装有旋转铁辊的碾白室，铁辊表面有凸起的筋条。米粒在铁辊与外围筛网（或米刀）之间受到强烈的挤压、摩擦和剪切力作用而脱壳、碾白。需要多次重复碾制。
- 特点：
- 动力革命： 使用蒸汽机或电动机驱动，彻底摆脱人畜力和自然力限制。
- 效率飞跃： 加工能力大幅提升，可建立规模化米厂。
- 精度问题： 虽然脱壳效率高，但碎米率高、米温升高（易发黄）、米粒表面损伤严重（碾白不均匀）。能耗较高。
- 初步分离： 开始结合简单的风选（去除糠粉）和筛选（分离碎米）。
- 代表： 日本、欧美率先发展，后传入中国等亚洲产米国，成为20世纪上半叶的主流设备。
4. 技术革新：砂辊碾米机与分离技术提升（20世纪中叶 - 20世纪末）
- 核心设备：
- 砂辊碾米机： 取代铁辊。碾辊表面由金刚砂烧结而成，具有无数微小的切削刃。
- 振动筛/平面回转筛： 用于按粒度大小分级（分离整米、碎米、未熟粒、糠块等）。
- 比重分级筛（白米分级筛）： 利用物料比重差异，精确分离整米、碎米、石子等。
- 抛光机： 在碾白后，用摩擦作用去除米粒表面残留的糠粉，使米粒光洁，提高外观和储存性。
- 原理： 砂辊碾米机主要通过金刚砂粒的切削作用脱壳碾白，作用更柔和。
- 特点：
- 精度大幅提升： 碎米率显著降低，米粒表面损伤小，碾白更均匀，米质提高。能耗相对铁辊机降低。
- 加工流程化： 形成了“清理 -> 砻谷（脱壳）-> 谷糙分离 -> 碾米（多道砂辊）-> 白米分级 -> 抛光 -> 色选”的标准流程雏形。
- 分离精细化： 振动筛和比重筛的应用大大提高了白米纯净度和整米率。
- 米质改善： 抛光使大米外观更佳，更耐储存。
- 代表： 成为20世纪下半叶现代化米厂的标准配置。
5. 自动化与智能化：现代碾米加工中心（20世纪末 - 至今）
- 核心技术与设备：
- 色选机： 核心技术突破！ 利用高分辨率CCD摄像头捕捉每粒米的颜色和形状信息，通过高速图像处理识别并利用高速气流喷除异色粒（黄粒、病斑粒、杂质等），大幅提升成品米外观品质和食品安全性。
- 精准砻谷机： 改进胶辊砻谷机，实现更平稳、均匀的脱壳，减少糙碎。
- 多机轻碾技术： 采用多台（常为3-4台）砂辊碾米机串联，每台承担少量碾削任务，实现“柔性碾磨”，最大限度降低碎米率和温升，保持米粒完整和营养。
- 在线检测与自动控制：
- 水分、流量、温度等传感器实时监控。
- PLC（可编程逻辑控制器）与工业计算机： 中央控制系统，实现流程自动化、参数设定与调整、故障诊断报警。
- 自动配米系统： 根据不同品种、不同精度要求，自动调配不同原料米或不同碾制程度的米。
- 机器人应用： 在码垛、包装等环节逐渐应用。
- 物联网与大数据： 设备联网，远程监控运行状态、能耗、产量、质量数据，进行生产优化和预测性维护。
- 原理： 融合精密机械、光学传感、高速计算、人工智能、自动控制、网络通信等技术。
- 特点：
- 超高精度与品质： 碎米率极低，整精米率高，米粒晶莹剔透，异色粒几乎为零，食品安全性高。
- 高度自动化： 从进料到成品包装，全过程自动化程度高，人工干预大幅减少。
- 智能化控制： 参数自动调整，质量稳定可控，能适应不同原料和产品要求。
- 高效节能： 优化工艺和设备，降低能耗和损耗。
- 数据驱动： 生产过程透明化，可追溯，利于质量管理和持续改进。
- 柔性生产： 能快速切换生产不同品种、不同规格（精度、碎米含量等）的大米产品。
- 代表： 全球领先的粮机设备制造商（如布勒、佐竹、安本、粮院等）及采用其设备的现代化大型米厂和精米加工中心。
总结演变的核心脉络：
动力源： 人力 -> 畜力/水力 -> 蒸汽/电力。
脱壳原理： 冲击/碾压 -> 强力摩擦挤压剪切 -> 柔性切削 -> 多机轻碾。
精度与效率： 极低效率、低精度 -> 效率提升、精度有限 -> 效率飞跃、精度较差 -> 效率高、精度显著提升 -> 超高效率、超高精度、低损耗。
自动化程度： 纯手工 -> 简单机械辅助 -> 单机机械化 -> 流程机械化 -> 局部自动化 -> 全流程自动化、智能化。
核心目标： 从“能吃”到“吃得好”（外观、口感、营养、安全），再到“高效、灵活、智能、可持续”的生产。
稻谷脱壳技术的演变史，是人类从繁重体力劳动中解放出来、不断追求更高品质生活和更高效生产方式的缩影。现代智能化碾米技术不仅保障了全球数十亿人的主食供应，也极大地提升了粮食的利用效率和价值。
