稻谷的遠紅外干燥特性和工藝的實驗研究.pdf

1、為了使稻谷得到安全貯藏，傳統(tǒng)做法是采用熱風干燥的方法，把剛收割下來的稻谷快速干燥到相對較低的含水率。由于熱風干燥是用一種傳統(tǒng)的熱交換方式把稻谷中的水分脫去，以目前的干燥設備，不僅能量消耗大，而且干燥時間長，因此干燥效率低。如果用高溫熱風干燥，盡管能提高干燥速率和縮短干燥時間，但在干燥過程中卻嚴重損害了稻谷的品質(zhì)。因此，稻谷干燥需要尋求更有效的干燥技術(shù)。 遠紅外輻射是一種非常有效的熱交換方式，它直接被物質(zhì)吸收。遠紅外加熱正因為其高

2、效率的熱交換和快速的干燥而被越來越廣泛的應用于作物干燥。利用遠紅外輻射干燥稻谷是一種快速而且節(jié)能的方法。本文以探討遠紅外和熱風干燥稻谷最佳加工工藝為目標，研究了遠紅外干燥的一些基本理論，對稻谷做了遠紅外和熱風干燥的單因子試驗，得出干燥特性，并分別探討了兩種干燥方式的數(shù)學模型。對兩種干燥方式進行多因子正交回歸試驗，得出了回歸方程，綜合優(yōu)化后得出了最佳工藝組合，主要內(nèi)容包括： 1.遠紅外和熱風干燥稻谷的失水特性的試驗及研究從含水率與

3、時間，失水速率與含水率變化關(guān)系上，分析了干燥溫度、裝載量、初始含水率對遠紅外和熱風干燥稻谷干燥特性的影響，結(jié)果表明：裝載量對干燥特性的影響較小，隨著裝載量的減少，失水速率有所增大，干燥時間有所減少。而干燥溫度對干燥特性的影響比較顯著，隨著溫度的升高，失水速率增大較快，干燥時間明顯減少。初始含水率對干燥過程前期的干燥特性的影響比較顯著，隨著初始含水率的增加，失水速率明顯增大，但在干燥過程的后期，干燥特性變化不大。同時對遠紅外和熱風兩種干燥

4、方式的干燥過程進行實驗數(shù)據(jù)處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Page方程，一元二次多項式，經(jīng)驗模型都能較好的模擬稻谷的干燥過程。 2.遠紅外干燥稻谷工藝試驗研究選取干燥溫度、初始含水率、裝載量作為變化因素，以干燥后的稻谷精米率和脫皮磨成粉后的amylose(直鏈淀粉％)，Gelcont(膠稠度mm)、HHWD(堿消值(度))與proteinK(蛋白質(zhì)含量mg/g)、精米率為指標，設計了三因素二次正交回歸試驗，得出了遠紅外干燥稻谷各目標函數(shù)的回歸方程

5、，對各個目標函數(shù)進行目標優(yōu)化，從而得出各目標的干燥溫度、初始含水率、裝載量的最優(yōu)組合；在此基礎上，對五個目標函數(shù)進行單因子分析，并闡述了各因素對各目標的影響規(guī)律。 結(jié)果表明：直鏈淀粉百分含量與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.958020，顯著性水平p=0.0292＜0.05。隨著干燥溫度的升高，直鏈淀粉百分含量先升后降。但直鏈淀粉百分含量隨著初始含水率的增大而增加，隨裝載量的增大而減少；膠稠度與三因素之間存

6、在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.983995，顯著性水平顯著水平p=0.0031＜0.01。隨著裝載量的增大，膠稠度先降后升。但膠稠度隨著初始含水率的增大而增加，隨干燥溫度的升高而減小；堿消值與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.990809，顯著性水平顯著水平p=0.0008＜0.01。隨著裝載量的增大，堿消值先降后升。但堿消值隨著初始含水率和干燥溫度的升高而升高；蛋白質(zhì)含量與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回

7、歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.0.987452，顯著性水平顯著水平p=0.0017＜0.01。蛋白質(zhì)含量隨干燥溫度和裝載量的升高而增大，隨初始含水率的升高而降低；精米率與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.980623，顯著性水平顯著水平p=0.0049＜0.01。精米率隨三因素的升高而降低。 3.遠紅外與熱風聯(lián)合干燥稻谷工藝試驗研究選取遠紅外干燥溫度、熱風干燥溫度、轉(zhuǎn)換點含水率作為變化因素，以干燥后的稻谷精米率脫皮

8、磨成粉后的amylose(直鏈淀粉％)，Gelcont(膠稠度nm)、HHWD(堿消值(度))與proteinK(蛋白質(zhì)含量mg/g)、精米率為指標，設計了三因素二次正交回歸試驗，得出了遠紅外干燥稻谷各目標函數(shù)的回歸方程，對各個目標函數(shù)進行目標優(yōu)化，從而得出各目標的紅外干燥溫度、熱風干燥溫度、轉(zhuǎn)換點含水率的最優(yōu)組合；在此基礎上，對五個目標函數(shù)進行單因子分析，并闡述了各因素對各目標的影響規(guī)律。 結(jié)果表明：直鏈淀粉百分含量與三因素之

9、間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.991674，顯著性水平p=0.0006＜0.01。直鏈淀粉百分含量隨干燥溫度的升高而升高，但直鏈淀粉百分含量隨著轉(zhuǎn)換點含水率的升高而下降；膠稠度與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.976978，顯著性水平顯著水平p=0.0073＜0.01。膠稠度隨著干燥溫度的升高而下降，隨轉(zhuǎn)換點含水率的升高而升高；堿消值與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.99097

10、4，顯著性水平顯著水平p=0.0008＜0.01。堿消值隨著干燥溫度的升高而升高，隨轉(zhuǎn)換點含水率的升高而下降；蛋白質(zhì)含量與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.990447，顯著性水平顯著水平p=0.0009＜0.01。蛋白質(zhì)含量隨著干燥溫度的升高而升高，隨轉(zhuǎn)換點含水率的升高而下降；精米率與三因素之間存在較好的相關(guān)性，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.950158，顯著性水平顯著水平p=0.0427＜0.05。精米率隨三因素的升