非浸泡复合酶法预处理改善糙米碾米性能

在糙米碾米过程中普遍存在碎米较多及碾米能耗高的问题,为改善糙米碾米品质,提出以纤维素酶和木聚糖酶的复合酶溶液处理替代常规水加湿方法的酶法预处理工艺。以贮藏期糙米(含水率15%以下)为原料,采用二次正交旋转中心组合设计试验,研究复合酶溶液处理工艺中复合酶配比、酶质量浓度、加液量及酶处理时间对碾米后整精米率和碾米能耗的影响规律,建立了各因素对整精米率和碾米能耗影响的数学模型。结果表明:构建的整精米率、碾米能耗与复合酶配比、酶质量浓度、加液量及酶处理时间之间的回归方程极显著(P0.01),得到优化参数组合为纤维素酶和木聚糖酶质量比1.3∶1 g/g、复合酶溶液质量浓度65 mg/m L、加液量1.25%,酶处理时间102 min,该条件下整精米率为80.07%、碾米能耗为90.72 k J/kg。复合酶溶液处理后整精米率较加湿调质处理提高约3.98%,节约能耗约13.06%;较纤维素单一酶溶液加湿处理后整精米率提高约0.98%,节约能耗约5.48%。并通过微观结构分析证实了糙米皮层粗纤维的局部破损是其碾米性能改善的主要原因。研究结果可为实际生产条件下的酶法糙米预处理工艺提供参考。     

稻谷颗粒物料堆积角模拟预测方法

为了准确预测颗粒物料的堆积角,研究采用数值仿真方法对堆积状态的颗粒物料进行模拟预测。以稻谷颗粒物料为例,应用离散元法和MATLAB图形图像处理技术,模拟了稻谷在无底圆筒中落料堆积现象,并对堆积图像轮廓采取线性拟合,在非试验条件下预测出稻谷堆积角,预测堆积角为22.66°±0.49°,与实际堆积试验比较,试验堆积角为22.62°±0.33°,误差为0.18%。结果表明:数值模拟结合图像特征提取的方法对稻谷颗粒物料堆积角的测量有较好的适用性,能实现对已知物理及力学参数的椭球形颗粒物料堆积角的预测,研究的结果可为农业散体非规则形籽粒堆积角的数值测量提供参考。     

基于离散元法的糙米匀料盘仿真优化设计

为提高糙米调质过程中的加湿均匀性,在现有匀料技术的基础上,设计了一种曲面式匀料盘。采用离散元法建立匀料盘仿真模型,分析了匀料盘结构参数及运行条件对料层厚度均匀度的影响规律,结合响应面分析法得到各因素的最优组合。仿真结果表明:曲面形式(抛物线系数)对糙米的分布影响极显著(P0.01),进料量(导流管直径)对糙米的分布影响显著(P0.05),匀料盘转速对糙米分布影响不显著(P0.05);综合考虑匀料要求,确定最优结构参数为:匀料盘抛物线方程系数为0.02、导流管与匀料盘直径比为0.1875,最佳运行条件转速为183 r/min,此时料面厚度变异系数可达4.42%。仿真结果与验证结果基本一致,相对误差为2.62%,证明离散元单元法仿真分析曲面式匀料盘工作性能的可行性。