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：
- 效率極低，勞動強度巨大。
- 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，帶動連桿機構，實現多個碓頭自動舂搗或帶動石碾轉動。這是早期利用自然動力的重要突破。
- 原理： 在人力基礎上，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：
- 效率提升： 相比純手工，效率顯著提高（尤其是水碓/水碾）。
- 規模擴大： 可以服務于村落或小區域。
- 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、歐洲部分地區廣泛應用。水碓技術是中國古代的重要發明。
3. 機械化開端：鐵輥碾米機（19世紀末 - 20世紀中葉）
- 核心設備： 鐵輥碾米機（又稱“橫式鐵輥碾米機”）。
- 原理： 稻谷進入內部裝有旋轉鐵輥的碾白室，鐵輥表面有凸起的筋條。米粒在鐵輥與外圍篩網（或米刀）之間受到強烈的擠壓、摩擦和剪切力作用而脫殼、碾白。需要多次重復碾制。
- 特點：
- 動力革命： 使用蒸汽機或電動機驅動，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（易發黃）、米粒表面損傷嚴重（碾白不均勻）。能耗較高。
- 初步分離： 開始結合簡單的風選（去除糠粉）和篩選（分離碎米）。
- 代表： 日本、歐美率先發展，后傳入中國等亞洲產米國，成為20世紀上半葉的主流設備。
4. 技術革新：砂輥碾米機與分離技術提升（20世紀中葉 - 20世紀末）
- 核心設備：
- 砂輥碾米機： 取代鐵輥。碾輥表面由金剛砂燒結而成，具有無數微小的切削刃。
- 振動篩/平面回轉篩： 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： 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： 砂輥碾米機主要通過金剛砂粒的切削作用脫殼碾白，作用更柔和。
- 特點：
- 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，米質提高。能耗相對鐵輥機降低。
- 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”的標準流程雛形。
- 分離精細化： 振動篩和比重篩的應用大大提高了白米純凈度和整米率。
- 米質改善： 拋光使大米外觀更佳，更耐儲存。
- 代表： 成為20世紀下半葉現代化米廠的標準配置。
5. 自動化與智能化：現代碾米加工中心（20世紀末 - 至今）
- 核心技術與設備：
- 色選機： 核心技術突破！ 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、雜質等），大幅提升成品米外觀品質和食品安全性。
- 精準礱谷機： 改進膠輥礱谷機，實現更平穩、均勻的脫殼，減少糙碎。
- 多機輕碾技術： 采用多臺（常為3-4臺）砂輥碾米機串聯，每臺承擔少量碾削任務，實現“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。
- 在線檢測與自動控制：
- 水分、流量、溫度等傳感器實時監控。
- PLC（可編程邏輯控制器）與工業計算機： 中央控制系統，實現流程自動化、參數設定與調整、故障診斷報警。
- 自動配米系統： 根據不同品種、不同精度要求，自動調配不同原料米或不同碾制程度的米。
- 機器人應用： 在碼垛、包裝等環節逐漸應用。
- 物聯網與大數據： 設備聯網，遠程監控運行狀態、能耗、產量、質量數據，進行生產優化和預測性維護。
- 原理： 融合精密機械、光學傳感、高速計算、人工智能、自動控制、網絡通信等技術。
- 特點：
- 超高精度與品質： 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： 從進料到成品包裝，全過程自動化程度高，人工干預大幅減少。
- 智能化控制： 參數自動調整，質量穩定可控，能適應不同原料和產品要求。
- 高效節能： 優化工藝和設備，降低能耗和損耗。
- 數據驅動： 生產過程透明化，可追溯，利于質量管理和持續改進。
- 柔性生產： 能快速切換生產不同品種、不同規格（精度、碎米含量等）的大米產品。
- 代表： 全球領先的糧機設備制造商（如布勒、佐竹、安本、糧院等）及采用其設備的現代化大型米廠和精米加工中心。
總結演變的核心脈絡：
動力源： 人力 -> 畜力/水力 -> 蒸汽/電力。
脫殼原理： 沖擊/碾壓 -> 強力摩擦擠壓剪切 -> 柔性切削 -> 多機輕碾。
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 -> 簡單機械輔助 -> 單機機械化 -> 流程機械化 -> 局部自動化 -> 全流程自動化、智能化。
核心目標： 從“能吃”到“吃得好”（外觀、口感、營養、安全），再到“高效、靈活、智能、可持續”的生產。
稻谷脫殼技術的演變史，是人類從繁重體力勞動中解放出來、不斷追求更高品質生活和更高效生產方式的縮影。現代智能化碾米技術不僅保障了全球數十億人的主食供應，也極大地提升了糧食的利用效率和價值。
