基于多品质指标的响应面试验优化稻谷流化床干燥工艺

为优化稻谷流化床干燥工艺,采用三因素三水平Box-Behnken响应面分析法,研究干燥温度、降水幅度、缓苏时间对稻谷流化床干燥降水速率和干燥稻谷爆腰增率、垩白粒率、脂肪酸值、硬度、黏着性等品质指标的影响。结果表明：随着干燥温度和降水幅度水平的增加,稻谷降水速率、爆腰增率、垩白粒率和米饭硬度增加,脂肪酸值和米饭黏着性降低;随着缓苏时间延长,稻谷降水速率、爆腰增率、脂肪酸值和米饭硬度降低,米饭黏着性增加。而在较低的干燥温度条件下,缓苏时间延长,稻谷的爆腰增率和垩白粒率降低并不明显。Box-Behnken响应面分析法优化的流化床最优干燥参数为降水幅度2.50%（干基）、干燥温度45 ℃、缓苏时间3 h,此时隶属度综合分达最大值0.75。验证实验结果与拟合值无显著性差异（P＜0.05）,优化结果可靠有效。     

稻谷热风干燥关键技术工艺优化的研究

为解决稻谷在热风干燥过程中籽粒出现应力裂纹(爆腰)的难题,文章主要针对稻谷热风干燥过程中的多个影响因素进行探讨,并在此基础上选择出热风温度、风速、干燥后缓苏时间3个关键因素,采用响应面分析方法,以稻谷籽粒的应力裂纹率为响应值,进一步对热风干燥关键技术工艺进行优化。结果表明,稻谷热风干燥较佳工艺条件为:热风温度40℃、风速0.25m/s、缓苏时间30min、稻谷初始水分含量控制在25%以下,稻谷干燥后采取慢速冷却方式(15℃),在此条件下能够有效降低稻米在干燥过程中的应力裂纹率。     

固定床深层干燥稻谷爆腰增率及发芽率试验研究

对固定床深层干燥后稻谷的爆腰增率和发芽率进行了试验研究。研究表明,干燥速率越大,干燥温度越高,干燥过程中稻谷爆腰增率越大,稻谷含水率达15．0％后,继续加热稻谷爆腰会明显增加,缓苏干燥工艺可有效控制干燥过程中稻谷的爆腰,而且缓苏越充分,爆腰越少。研究还表明,干燥温度低于50℃的低温干燥对稻谷的发芽率不会产生显著影响。     

间歇干燥及缓苏对高水分稻谷干燥品质的影响

对高水分稻谷进行了间歇干燥,研究干燥段数和缓苏温度对稻谷干燥品质的影响,并应用隶属度分析法对干燥品质进行综合评价。结果表明,间歇干燥可缩短干燥时间,与连续干燥40℃缓苏组相比,4段60℃缓苏组的干燥时间缩短了26.36%。间歇干燥可显著地降低干燥后稻谷的爆腰率,提高整精米率。高温缓苏(50、60℃)时,缓苏温度对整精米率影响优于干燥段数。热风干燥后稻谷的脂肪酸值增加,发芽率降低。隶属度分析法得出优化后的干燥条件为:干燥段数为2段,缓苏温度为60℃,综合分为最大值0.80。     

流化床干燥对稻谷爆腰增率及微观结构的影响

对25.0%±0.3%高水分稻谷进行流化床干燥,研究在不同干燥温度、降水幅度与缓苏时间下对稻谷爆腰增率的影响,并通过扫描电镜观察稻谷在不同条件下谷粒显微结构的变化情况。结果表明:干燥温度、降水幅度和缓苏时间及干燥温度与缓苏时间的交互作用对稻谷干燥后的爆腰增率影响极显著(p0.01),影响顺序为:干燥温度缓苏时间降水幅度。65℃干燥温度,3.0%降水幅度,3 h缓苏时间条件下,稻谷内部淀粉粒排列结构疏松,横断面细胞间的淀粉粒间间隙大,局部裂纹数量多。稻谷在干燥温度45℃、缓苏时间3 h、降水幅度1.5%的条件下,稻谷爆腰增率1.0%,干燥速率1.32 g H_2O·min~-1,可在保障稻谷加工品质的同时提高稻谷干燥速率。     

稻谷薄层热风干燥工艺优化及数学模型拟合

对稻谷进行薄层热风干燥,采用正交试验方法研究稻谷在不同热风温度、初始含水率和热风风速条件下的热风干燥特性,比较10种数学模型在稻谷热风干燥中的适用性。结果表明:稻谷在热风干燥过程中没有出现明显的恒速干燥阶段,且干燥主要发生在降速干燥阶段;热风温度是影响稻谷热风干燥的最主要因素,其次是初始含水率;取初始含水率20%、热风温度50℃、热风风速1.4 m/s的方案为稻谷的最优热风干燥工艺,此时的最佳数学模型为Page模型;缓苏可有效抑制稻谷的爆腰率,缓苏温度越高,缓苏时间越长,缓苏效果越好;当初始含水率24%、热风温度40℃时,实验值和模型值的相对平均误差分别为1.563%和1.474%,表明模型预测的干燥曲线和实验所得的干燥曲线一致性较好;随着热风温度的升高,稻谷的有效水分扩散系数变大,经热风温度从40℃升高到60℃,其有效水分扩散系数由9.69×10~(-10) m~2/s增加到10.77×10~(-10) m~2/s,稻谷的干燥活化能为47.1 k J/mol。     

基于改进粒子群算法的大豆微波真空干燥工艺优化

为了发现大豆的微波真空干燥的最佳工艺条件,测试了不同的单次干燥时间、缓苏时长、缓苏次数下大豆干燥后含水率与爆腰率,提出了一种基于改进粒子群算法的参数寻优方法,新建次空间,主次空间交换精英个体,借助多元回归数学模型对实验参数进行粒子寻优。结果表明：简单地增加缓苏时长与缓苏次数并不一定利于提高大豆干燥效果,不同缓苏条件相互影响,大豆在单次干燥35min、缓苏50min、缓苏3次时干燥效率最高;在单次干燥35min、缓苏40min、缓苏3次时爆腰率最小。实验证实了采用改进粒子群算法优化参数干燥后大豆的爆腰率和含水率均低于正交实验优化的结果。研究结果对于提高大豆干燥效率和品质具有一定意义,并为微波真空干燥产业化应用及大豆深加工提供参考。     

高温连续干燥与干燥-通风联合对稻谷品质的影响

利用不同的干燥方式对稻谷进行干燥,降至安全水分含量12%（湿基）,测定干燥后稻谷的整精米率（head rice yield,HRY）、脂肪酸值以及RVA特征值。结果表明：对于连续干燥作业,缓苏过程中存在一个临界缓苏时间,达到临界缓苏时间能显著提高整精米率,且干燥温度越高,该临界缓苏时间的出现越明显;但干燥温度高于60 ℃,且一次降水幅度不小于9.4%,缓苏温度与干燥温度相同时,通过延长缓苏时间,整精米率难以达到70%;对于干燥-通风联合作业,干燥温度高于60 ℃,且缓苏温度不低于干燥温度时,虽能保持较高整精米率（＞72%）,但稻米的RVA特征值（峰值黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度、回生值）总体上随着干燥温度、缓苏温度的升高和缓苏时间的延长而增加,且存在一些波动,干燥温度、缓苏时间对其影响显著性低于缓苏温度。两种干燥方式的脂肪酸值都存在不同于恒低温干燥持续增加的变化趋势。     

稻谷微波处理工艺条件的优化

以储粮害虫及稻谷为实验对象,采用不同微波功率、稻谷微波加热温度及缓苏时间对试虫致死率、稻谷爆腰增率、食味值进行研究,综合响应面分析法与满意度函数进行工艺操作参数优化。结果表明:微波缓苏操作的实际最优工艺参数为:微波功率5.4 kW、微波加热温度59.7℃、缓苏时间2.45 h,此时满意度函数值为最大0.866。经检验,最佳工艺参数进行优化的满意度与理论预测值无显著差异(P0.05),优化结果可靠有效,为稻谷中微波杀虫的应用提供一定的参考价值。     

微波杀虫工艺条件的优化

以储粮害虫及稻谷为实验对象,采用不同微波功率、稻谷微波加热温度及缓苏时间对试虫致死率、稻谷爆腰增率、食味值进行研究,综合响应面分析法与满意度函数进行工艺操作参数优化。结果表明：微波缓苏操作的实际最优工艺参数为：微波功率5.4 kW、微波加热温度59.7 °C、缓苏时间2.45 h,此时满意度函数值为最大0.866。经检验,最佳工艺参数进行优化的满意度与理论预测值无显著差异(P＞0.05),优化结果可靠有效,为稻谷中微波杀虫的应用提供一定的参考价值。