基于分段加湿法的待发芽糙米臭氧水预处理工艺优化

糙米吸湿发芽过程中微生物繁殖给发芽糙米带来安全隐患。为保障发芽糙米的安全性,研究基于分段加湿法的臭氧水灭菌预处理待发芽糙米工艺。以分段加湿后糙米为原料,研究糙米含水率、臭氧水初始质量浓度、臭氧水处理时间、臭氧水温度对灭菌率和发芽率的影响规律。采用二次正交旋转中心组合设计进行试验,建立了各因素对灭菌率和发芽率影响的数学模型。结果表明灭菌率、发芽率与各参数间回归方程极显著(P0.01),优化参数组合为糙米含水率27.5%、臭氧水初始质量浓度4.7 mg/L、臭氧水处理时间6.5 min、臭氧水温度29.5℃,该条件下灭菌率和发芽率分别为(97.49±0.11)%和(91.89±0.26)%。与分段加湿后无灭菌处理相比,臭氧水预处理后发芽糙米菌落菌体浓度降低约5.20 lg CFU/g,发芽率和γ-氨基丁酸含量分别提高约0.49%和1.23 mg/(100 g)。研究证实优化后的预处理工艺既可有效灭菌又有利于糙米发芽。     

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。     

循环加湿工艺降低发芽糙米爆腰增率并提高得率

为解决传统浸泡工艺制取发芽糙米过程爆腰率过高等问题,提出以循环加湿替代传统浸泡的一种发芽糙米生产新工艺。该研究以糙米为原料,采用二次正交旋转中心组合设计试验,研究循环加湿工艺中单次加湿量、间隔时间和温度对爆腰增率和发芽糙米得率的影响规律,建立了各因素对爆腰增率和发芽糙米得率影响的数学模型。用Excel软件和Design Expert软件处理试验数据,结果表明：单次加湿量、间隔时间和温度对爆腰增率和发芽糙米得率影响显著,得到优化参数组合为：单次加湿量1.2%～1.6%、间隔时间45～75 min、温度30℃,该条件下爆腰增率低于33%、发芽糙米得率大于90%。循环加湿处理后爆腰增率比传统浸泡处理降低20%～70%,发芽糙米得率提高1%～16%。研究结果可为改进发芽糙米生产工艺提供参考。     

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。     

库尔勒香梨成熟度量化评价方法

为探讨库尔勒香梨的成熟规律,定量评价其成熟度及理化特征,以成熟过程中的库尔勒香梨为研究对象,研究库尔勒香梨理化指标随积温增长的变化规律,建立成熟度的量化评价方法。选取果实硬度值及可溶性固形物、叶绿素、维生素C含量为评价指标,检测成熟期间各指标随积温增长的数值。应用Sigma Plot软件对试验数据进行处理分析,建立库尔勒香梨的成熟规律的数学模型,并提出基于成熟规律的库尔勒香梨成熟度与理化指标间关系的量化评价方法。结果表明:所建模型可以描述积温和理化指标的联系,模型系数显著性P0.0001;提出的方法可量化评价和预测积温、成熟度和理化指标间相互关系,相对误差均小于2.4%。研究结果可为库尔勒香梨的采摘期确定、成熟度评价和理化指标预测提供依据,为水果成熟度量化研究方法提供参考。     

糙米发芽前含水率提升工艺优化

糙米发芽前的吸水过程是导致籽粒裂纹的根本原因,制约着发芽糙米品质和口感。为降低发芽前糙米裂纹增率,探究了完整吸湿区间内各含水率水平糙米的最优吸湿速率。将糙米初始含水率至发芽含水率的完整区间分为若干子区间,在各区间内以不同加湿速率加湿至该区间目标含水率。探究各区间内裂纹增率的变化规律,建立裂纹增率与加湿速率变化规律的数学模型,以低裂纹增率为目标确定最优加湿速率。在此基础上,得出完整区间内以低裂纹增率及高效率为目标的加湿速率数学模型并试验验证。与前期分段加湿工艺相比,本优化工艺可降低发芽前糙米和发芽糙米裂纹增率(41.48±0.15)%和(43.67±0.26)%,糙米发芽率和γ-氨基丁酸含量增加(6.92±0.25)%和(25.03±0.18)%,为高品质发芽糙米的生产方法提供参考。