一、緣起

　　台灣因地處亞熱帶，受海洋型氣候影響，稻穀收穫時之含水率仍處於高含水率(22~33 %, w.b.)，必須乾至13~15 %，以利貯藏或加工。早期無良好的儲藏設施時，為求貯藏安全，政府稻米收購制度的交易標的為乾榖，農民稻穀收割後必須將濕榖晒乾，才能將乾榖送交至收購公糧的農會，所以一到收割期，各農家庭院、馬路上，皆利用來曬稻榖，如此的乾燥方法易受天候影響乾燥品質。

　　為維持乾燥過程之米質，並取代傳統日曬法，機械乾燥法成為可行的替代方法之一，而設立集中型乾燥中心的觀念最早始於六○年代。由於乾燥作業一年使用僅兩次，每次至多一個月，若由農民個別購買乾燥機，實際上並不划算，其所佔空間也甚大。因此以農會或合作農場為據點，集合乾燥機於一處，由專人操作與管理，開放給農民使用，以充分利用現有之設備。

　　至今，稻農交易的對象有政府的公糧倉庫、農會自營糧及私營糧商，稻穀價格皆以乾榖為計價對象，但交易的標的物為濕榖，農民將濕榖提交農會或糧商，農會或糧商在收購濕榖之同時，經量測水分與重量之後，利用特定換算表或公式，換算求得未來乾燥後所能獲得之乾榖重量，即以等量的乾榖計價，再由農會或糧商利用其設置之大型乾燥機將收購之濕穀乾燥並予以儲存。整個過程在一貫化線上進行，所得之稻米品質大為提高，也節省了農民乾燥稻穀及搬運之勞力與費用，降低生產成本。對農會而言，本身也擴大服務農民的層面，故推行以來，各界反應良好。

二、研究目標

　　農民以濕穀與乾燥中心交易時，其計價過程中需仰賴一套標準，據以估算乾燥後之成品量，此估算的比率即為成品率。成品率代表著濕榖的品質，也代表著乾榖的收益。

　　如何於濕榖交易當時迅速得知乾燥後的成品率，必須從濕榖的各項性質分析與乾榖成品率之關係。因乾、濕榖水分含量差異甚大，其間的物理性質必不一致，評定乾榖品質的測定項目，不一定適用於濕榖品質的測定標準，必須針對省產稻穀進行濕榖物理性質及乾榖成品率測定，並分析其影響關係，以建立一套預測機制，並需符合乾燥中心迅速收榖作業過程之需求。因此，以便利、可行性為前提，設計標準測定程序，提供農民濕榖交易現場一套即時、客觀之乾榖成品率預測模式，使農民與乾燥中心或糧商能建立公平的合作關係，為本研究之具體目標。

三、以創新之核殼比理論推測成品率

　　研究初期，以濕穀的含水率、容積密度(俗稱斗重)、風選除雜率(以風力選除濕榖原料中所含殼雜重量比率)來探討濕榖性質與成品率之關係。結果顯示，容積密度、風選除雜率與成品率之間線性關係極不顯著，而含水率與成品率之間的線性關係判定係數僅為0.488，顯示含水率與成品率並非絕對之線性關係，單以含水率換算成品率並非客觀之方式。

　　在研究過程中發現，濕榖原料中含有完熟的濕榖(外型飽滿，呈黃褐色)及夾雜物；而雜物的重量中，以未成熟之穀粒為最多，其外型及比重，皆與成熟飽滿穀粒同為飽實狀，但其內部多為水分、或為含水極多之穀漿，與成熟穀中的糙米性狀不同。此類未成熟之穀粒在乾燥過程中，水分逐漸減少後，穀形將漸呈扁平狀，而遭風選除塵設備選除。

　　研究團隊經過思考蘊釀後，提出「核殼比」推測成品率理論。「核殼比」為稻穀中糙米與稻殼的重量比，完熟的稻穀中皆含有糙米(核)，而未稔榖中即不含糙米，或其內含之糙米質地濕軟，乾燥後之核仁亦收縮至正常糙米仁2/3~1/2。在精米過程後，未稔榖的糙米多成為正常糙米一半以下之白堊碎米粒，甚至被研磨製成粉末而消失。

　　在「核殼比」理論預測成品率概念成型後，首先廣泛收集許多不同品種的稻穀，分析不同含水率下稻殼與糙米重量比率，並同時比較相同樣本下，稻穀含水率與糙米含水率間之差異。研究中發現，甫於田間收割之濕榖，表層稻殼含水率易受大氣條件變化而影響，若遭雨淋或晨間霧氣、結露影響，會使稻穀整體含水率提高，然而內部糙米含水率變化並不大，於是對於含水率測量方面，亦提出新見解，為能真正反應稻穀收益的利基，含水率的測量對象採用糙米為標的。經過一年試驗，結果顯示，與僅以濕穀含水率來推算成品率之傳統方式比較，以核殼比理論可得更準確的成品率預測值。

四、建構成品率測定儀原型機

　　在成品率測定儀原型機建構之初期，以廣田牌樣本礱榖機為主體，加裝樣本重量測定、順序控制與顯示介面。測試結果出現若干缺點，除了樣本礱榖機的雙礱榖片易將濕糙米切削破碎，使碾成率極低，礱榖片也容易因磨耗後間隙加大，導致脫殼率不高。此外初期未設計含水率測定機構，以不同之單粒米水份計測定的含水率誤差，也影響了成品率測定儀預估值。

　　之後更進一步整合納入高周波水份計以解決含水率測定上的問題，並修改樣本礱榖機之風選機構，加入旋風分離筒收集脫殼後之稻殼，成為一台能以簡單觸控機制啟動的第二代成品率測定儀。第二代成品率測定儀除了含水率的測定呈現滿意的測試結果外，礱榖機構並未改善，脫殼率不高導致預測誤差偏大的現象仍未克服，過大的機台設計，也是未來推廣時可能面對的阻力。

　　為解決第二代成品率測定儀脫殼率不高的現象，經全面測試現有各種礱榖機構對濕榖的脫殼效果發現，採用迴轉衝擊式的礱榖機構，對於高含水率(27%以上)的稻榖仍維持90%以上的脫殼率，更可適用於本儀器測定對象(濕穀)之脫殼。本階段除了針對成品率測定儀各作業單元進行變更設計以提升性能，並持續進行稻穀核殼比測定，同時設計小型乾燥模擬設備，將乾燥試驗所得之實際成品率與成品率測定儀預測值進行比較分析，建立較高線性關係之方程式，提高本儀器之準確度。

五、研發成果及授權推廣

　　為時3年的研究試驗與修正改進，成品率測定儀終於在民國94年定型，開始配合若干農會與糧商之收榖作業進行測試，試圖在濕榖收購過程中提供一個客觀公平的交易平台。測試結果深獲農會糧商的肯定，也提出若干建設性建議。本儀器之主要功能包括：

1. 可測定高水分穀物之含水率：
   目前高含水率之穀物尚無較為準確之水分測定儀器，本儀器使用高周波水份計，可測定高含水率下之糙米含水率，準確度高，較能反映稻米收益之利基。

2. 可測定濕榖乾燥後之乾榖率：
   目前成品率換算表僅以含水率推算成品率，無法反映稻米品質。本儀器利用機械力量，測定糙米比率，能準確反應濕榖品質，進而預測乾榖成品率。

　　本測定儀研發完成後，由本會農糧署提出專利申請與技術轉移，提交本會智慧財產權審議委員會審議通過後，著手申請台灣、泰國、越南的發明專利，並授權予亞樂米企業有限公司承接本項研發成果，在生產及推廣銷售之前，進行上市機型之設計與修改。

六、結語

　　成品率測定儀採用衝擊式礱榖機構，配合脫殼、風選、秤重及測水分，以「核殼比」推算成品率之理論預估乾榖成品率，使檢測工作一元化。成品率預測值平均誤差為1.08%，預測濕榖之乾碾糙率平均誤差為0.83%，顯示本儀器更可反應濕榖的品質與碾糙率。預期未來推廣後的效益，包括可取代現有單粒米水份計，正確地反映稻米品質，以供計價換算之標準，並解決目前乾、濕穀換算比率誤差偏大情況，客觀、準確地測得農民所繳交濕穀之成品率，使濕榖收購交易透明化，減少交易糾紛，維護糧食業者與稻農之雙方權益。