增湿加热稻保干燥工艺的试验研究

研究了增湿加热的稻谷干燥工艺减少爆腰产生的机理，采用增湿的热空气干燥稻谷时，可以减少稻谷内部水分梯度，降低了内部应力。通过试验分析了稻谷干燥爆腰率增值与空气温、湿度关系，提出了合理的增湿加热干燥工艺参数。     

基于玻璃化转变的稻谷爆腰产生机理分析

稻谷爆腰是造成碎米的主要原因之一,为此,人们一直在探讨产生稻谷爆腰的机理.介绍了一种新的稻谷爆腰机理--基于玻璃化转变的稻谷爆腰机理.根据该机理分析了稻谷干燥和缓苏过程中爆腰的产生原因.基于玻璃化转变的稻谷爆腰机理,干燥过程中,当稻谷颗粒由外表向里形成玻璃态时,颗粒内部形成玻璃态和橡胶态两个部分.由于玻璃态和橡胶态的弹性模量和膨胀系数有很大的差别,因此在一定水分梯度条件下,银纹(微裂纹)从两者交界处产生,并可能进一步扩展成爆腰.稻谷缓苏过程中,颗粒内部如果存在橡胶态区,则其不同含水率部分就会在不同水分梯度下分别进入玻璃态,如果此时水分梯度足够,就会引起各部分不均匀收缩和各不相同的应力、应变,这样使玻璃态层产生大量银纹,银纹持续生长即产生爆腰.最后,介绍了两种控制稻谷爆腰的干燥工艺--变温干燥工艺和高温干燥工艺.     

磁场对稻谷干燥特性的影响

针对稻谷的传统干燥过程存在能量消耗大,发芽率低和爆腰率高等缺点,把磁场引入稻谷干燥过程中,能快速而经济地降低稻谷的水分并保持其良好品质。采用永磁场强化稻谷的干燥过程,比较干燥时间、发芽率和爆腰率的变化。结果表明：在相同功率下稻谷在磁场中干燥时间比无磁场时缩短5％,平均失水速率加大,稻谷的发芽率有所升高、爆腰率下降;随着干燥功率的增加,磁场对稻谷的发芽率和爆腰率的影响加大。在试验基础上探讨了磁场对稻谷干燥过程的影响机理。     

基于ANFIS的稻谷深床干燥爆腰率增值预测模型的研究

为提高稻谷干燥爆腰率增值预测的精度,采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)建立了稻谷深床干燥爆腰率增值预测模型.经试验数据检验,爆腰率增值预测值的最大误差为14.57%,最小误差为1.68%,平均误差为5.68%,预测精度达到了94.32%.结果分析表明,该模型泛化能力强,预测精度高且可简便预测干燥参数对稻谷干燥爆腰率增值的影响,有助于准确认识爆腰率增值随干燥参数的变化规律,为干燥参数的优选和稻谷干燥品质的控制提供了依据.     

中国稻谷干燥现状和稻谷干燥设备的开发

介绍了我国稻谷干燥技术和干燥设备的现状,重点探讨了稻谷干燥的特点,如低温、大风量和干燥后必须缓苏等。对稻谷干燥中的爆腰问题作了深入的分析,对影响稻谷品质的主要因素如干燥速率、缓苏时间和爆腰率的测定时间和方法进行了讨论。对进一步发展我国的稻谷干燥技术提出了建议。     

高湿稻谷逐步升温干燥工艺试验研究

针对南方双季稻区高湿稻谷,对薄层谷粒的水分迁移过程进行动态跟踪,发现降速干燥过程具有明显的二段性。通过测定深层干燥中气流状态的变化过程,由热质衡算得出深层干燥特性曲线,研究了高湿稻谷深层干燥中的热质运动规律,结合稻谷爆腰率的变化规律,给出了合理的干燥工艺     

稻谷热风干燥缓苏工艺参数优化与试验

为提高稻谷干燥特性与营养品质,该研究探究了缓苏温度、缓苏起始时刻、缓苏时长、缓苏循环次数等缓苏工艺参数对稻谷爆腰增率、整精米率、蛋白质质量分数与脂肪酸值等干燥品质指标的影响。首先,通过单因素试验分析了稻谷干燥品质随缓苏工艺参数的变化趋势,得出爆腰增率、整精米率、蛋白质质量分数与脂肪酸值的权重均大于20%,为稻谷缓苏干燥的关键性指标;其次,通过隶属函数模型确定影响稻谷干燥品质的主要因素为：缓苏温度、缓苏起始含水率与缓苏时长;最后,以缓苏温度、缓苏起始含水率、缓苏时长为试验因子,采用Central-Composite试验,通过建立回归模型分析了各试验因素与品质指标之间的相互关系并阐释结果产生的原因。结果表明：优化参数组合为缓苏温度45 ℃、缓苏起始含水率21%、缓苏时长1.61 h,此参数组合下稻谷干燥后的爆腰增率6.63%、蛋白质质量分数5.39%、脂肪酸值11.68%,验证试验结果与优化结果间相对误差为2.97%。研究表明,优化后的缓苏干燥工艺明显改善了稻谷干燥品质,该结果可为生产实践及深入探究稻谷品质变化机理提供理论基础。     

水稻混流干燥工艺的试验研究

混流式粮食干燥机是当前中国应用最广泛的粮食干燥机机型,但由于水稻干燥的特殊性,横流循环干燥机基本上是水稻干燥的唯一机型,这造成国内粮食干燥机的利用率普遍不高。为了充分提高现有混流式干燥机的利用率,利用移动式混流粮食干燥机进行了稻谷的干燥试验,研究了不同的风温、不同的干燥缓苏比对稻谷爆腰率及降水速率的影响规律。研究结果表明：稻谷混流干燥过程中应有必要的缓苏。当干燥缓苏比一定时,烘干温度与爆腰率增值存在线性关系;当烘干温度一定时,干燥缓苏比与爆腰率增值存在线性关系;采用混流干燥机干燥稻谷时热风温度可以高于横流干燥机5～10℃,降水速率最高可达1.3%/h。     

稻米爆腰机理与碎米率

碾米过程中产生的碎米率与稻谷中的糙米的爆腰率有重要相关关系。米粒的主要成分是淀粉,淀粉以一定的晶体结构排列在米粒的胚乳细胞壁中,当淀粉在受热和受潮时,淀粉粒膨胀,使米粒产生热应力和水分应力差,当此拉应力大于米粒抗拉强度时,米粒内部就产生裂纹而形成爆腰米粒。稻谷在收获后期、收获后的干燥、贮藏中均会受到温度和水分变动而产生爆腰米粒,稻谷在加工过程中受到机械力的作用也会增加米粒的破碎。所以,降低碎米率应该从稻谷的收获后期就引起注意,防止温度和水分过大的波动,在稻谷加工中米粒应避免拉伸和弯曲的作用。     

糙米的厚层微波干燥

研究了顺流通风状态下厚层糙米的微波干燥问题，实验结果表明：随着微波功率的增加，糙米的温度和干燥速度随之增加。如果微波的功率被控制在0.05～0.09 kW/kg范围内，风速被控制在0.12～0.20 m/s范围内，则可以保证不出现爆腰和发芽率降低等质量问题。且糙米的有效干燥厚度大约为0.130 m，此值大于同等条件下稻谷的有效干燥厚度。在微波加热的条件下干燥糙米的效率要高于稻谷干燥的效率。     

水稻爆腰增率与干燥条件关系的试验研究

在各种干燥条件下（包括热空气的温度、湿度、干燥时间）进行了水稻的爆腰率试验。以干燥常数Ｋ为媒介,建立了干燥条件与水稻干燥爆腰增率Ｃ之间的数学模型：Ｃ＝６．６４９＋０．４５３ｔ＋（６．７４９＋０．１５０ｔ）［１．７４６－０．０３９（ＲＨ）－５７．９７４／Ｔ］。结果表明模型预测值与实验测定值相吻合。     

高水分稻谷分程干燥工艺及效果

针对中国南方地区稻谷收获季节需及时干燥高水分稻谷的市场需求较大和粮食干燥机的保有量较少、干燥机的使用效率受气候条件影响的技术现状,将收获的稻谷分为较高水分干燥过程和较低水分干燥过程。当稻谷含水率高于18%时,采用56～85℃的干燥介质,降水速率为0.90～2.94%/h;当稻谷含水率小于等于18%时,采用50～58℃的干燥介质,降水速率为0.49～0.93%/h。在2次干燥过程之间,采用通风仓暂存。现场试验表明,与恒温干燥工艺相比较,分程干燥工艺在保证稻谷烘后品质的条件下,可缩短干燥时间约12.8h,平均降水速率提高0.7%/h,一个收获期内可使干燥机处理量增加225%,提高干燥机的使用效率152%,且总干燥成本降低5%,有助于又好又快地进行高水分稻谷的干燥。     

高湿稻谷节能干燥工艺系统设计与试验

为了降低高湿稻谷干燥耗能、提高干燥系统作业效率,基于高湿稻谷干燥特性和干燥传递理论,绘制出了高湿稻谷贮存干燥仓内通风去湿降温过程状态参数变化图,设计出了高湿稻谷贮存干燥仓,能够利用常温自然空气实现高湿稻谷干燥和有效回收干燥系统的烟气余热。应用结果显示,在风量谷物比为149 m3/(h·t)时,每间隔1 h,通风2 h,累计贮藏干燥18 h,可使初始含水率31.3%的稻谷平均含水率降低11.36%,回收烟气废热55.3%。针对南方高温高湿的气候特点,设计出了5HNH-15型稻谷逆流热风干燥机和节能干燥工艺系统。试验结果表明,系统的单位耗热量为2 939 kJ/kg,与国标≤7 400 kJ/kg相比,最高节能可达60%。该文指出了实现高湿稻谷优质、高效节能干燥,合理的工艺系统设计应以客观能势的利用为主,人为提供主观热能消耗为辅。研究结果为粮食干燥设计指明了高效节能途径,为大型粮食集中干燥工艺系统设计提供了参考。     

烤田对种稻土壤甲烷排放的影响

本文通过温室盆栽试验研究了烤田对种稻土壤甲烷排放的影响。在水稻移栽后的第４３天和１０２天各烤田一次,持续时间分别为２８和１１３小时。结果表明种稻土壤在开台田后前１６和４２小时内有大量甲烷排放,且在烤田后不久土壤呈微干松软状态时出现甲烷排放高峰。随着烤田的延续,至土壤呈干裂状态时甲烷排放通量降为零,烤田能促进土壤闭蓄态甲烷的排放,烤田期间甲烷排放量点水稻生长期甲烷排放总量的５．９６％～１０．０５％。     

稻谷深床干燥发芽率模型建立及影响因素

为了提高稻谷种子干燥品质,并解决已有稻谷干燥发芽率预测模型应用的局限性,利用深床干燥试验台进行水稻干燥二次回归正交旋转组合试验,构建并验证了稻谷固定深床干燥发芽率一阶动力预测模型,确定并优化模型参数为待定常数Z1=0.06011,待定常数Z2=0.02558,胚蛋白变性活化能E=194.18333,经检验模型预测误差平方和为0.48358,具有较高的预测精度。建立了试验因子与发芽率间关系的回归数学模型,分析了各因素对发芽率的影响规律, 利用贡献率法确定了各因素对发芽率影响的主次关系。比较两类模型并利用频数分析法进行了干燥工艺参数优化,给出了发芽率具有95%概率高于90%的参数范围,为种稻干燥生产和干燥设备的参数设计提供参考。     

玉米应力裂纹的生成和发展过程研究

观察了干燥、冷却和储存阶段玉米应力裂纹的生成和发展过程。结果显示，玉米应力裂纹生成在籽粒侧面的冠部，随时间的推移向脐部发展。单一裂纹的发展趋势是星状斑点－短裂纹－长裂纹。裂纹数量的发展趋势是单裂纹－双裂纹－龟裂纹。裂纹籽粒中，侧面有裂纹的占很大比例，正面和反面裂纹较少，出现正面及反面裂纹时裂纹已发展到龟裂阶段。总裂纹中大部分是冷后短暂的储存阶段生成和发展的裂纹     

短粒型稻谷热容的实验测定

热容是稻谷的重要热物性参数，被广泛应用在干燥工艺设计和干燥过程的计算机模拟中。稻谷的热容不仅受其含水率的影响，还受其品种甚至产地的影响。该研究根据混合测定法原理，用磁力搅拌式水卡计、电位计以及数字温度计等，组成一套测定装置，对我国南方产短粒型稻谷的热容进行测定，着重研究了稻谷的含水率对热容的影响。根据测定结果，通过回归分析的方法，建立起短粒型稻谷的热容随着含水率变化的数学方程。分析结果表明，利用此方程来计算不同含水率短粒型稻谷的热容，比利用国外的经验计算公式计算得到的数值具有更高的准确度。