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。     

基于响应面试验优化稻谷品质深层干燥工艺研究

为优化稻谷深层干燥工艺,采用正交试验分析干燥温度、干燥风速、缓苏时间、粮层厚度因素对稻谷干燥并利用响应面分析干燥温度、干燥风速、缓苏时间3因素对稻谷深层干燥后稻谷爆腰率、脂肪酸值、干燥效率指标的影响。结果表明:影响稻谷爆腰率的主要因素是干燥温度>缓苏时间>干燥风速。优化工艺参数为干燥温度40.0℃、干燥风速0.30 m/s、缓苏时间130 min。干燥后稻谷爆腰率30.1%、脂肪酸值20.12 mg/g、干燥效率0.022%/min。以最优工艺进行稻谷干燥,与回归模型预测无显著性差异(P>0.05),优化结果可靠有效。     

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。     

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（p<0.01）,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 H₂O·min^-1,可在保障稻谷加工品质的同时提高稻谷干燥速率。      

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。     

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。     

水热处理对糙米吸水特性及爆腰率影响的研究

首先改变浸泡温度和浸泡时间,研究糙米的吸水特性及爆腰率的变化;然后固定最佳浸泡与干燥条件,研究汽蒸温度和时间对糙米粒形变化及爆腰率的影响。结果表明:糙米常压、60℃浸泡4 h,水分达到30.8%,然后以120℃汽蒸12 m in,紧接着以110℃快速干燥15 m in,再以40℃干燥1 h,缓苏2 h,最后以40℃干燥3 h,所得糙米爆腰率最低。     

真空干燥-常压缓苏后稻米品质指标的相关性研究

以不同干燥温度、相对真空度为因素对稻谷进行真空干燥-常压缓苏实验,研究其干燥后稻米爆腰增率、整精米率及蒸煮质构品质变化,分析其相关性,并通过扫描电镜观察不同干燥条件对稻谷籽粒显微形态的影响。结果表明:干燥温度和真空度对稻谷干燥后爆腰增率及整精米率影响极显著（p<0.01）。干燥温度、真空度且二者交互作用对米饭质构特性有极显著影响（p<0.01）。经过对稻谷干燥后各品质相关性分析,得出稻谷爆腰增率与其蒸煮硬度、胶黏性及胶着性呈极显著的正相关性（p<0.01）,稻谷整精米率与硬度、胶黏性、胶着性呈极显著负相关性（p<0.01）,且二者均与弹性、咀嚼性及内聚性没有相关性。干燥温度越高,相对真空度越大,干燥速率越大,淀粉粒与蛋白质的结合度越小,结构越稀松,干燥裂纹越粗大,数量越多。      

真空干燥-常压缓苏后稻米品质指标的相关性研究

以不同干燥温度、相对真空度为因素对稻谷进行真空干燥-常压缓苏实验,研究其干燥后稻米爆腰增率、整精米率及蒸煮质构品质变化,分析其相关性,并通过扫描电镜观察不同干燥条件对稻谷籽粒显微形态的影响。结果表明:干燥温度和真空度对稻谷干燥后爆腰增率及整精米率影响极显著(p0.01)。干燥温度、真空度且二者交互作用对米饭质构特性有极显著影响(p0.01)。经过对稻谷干燥后各品质相关性分析,得出稻谷爆腰增率与其蒸煮硬度、胶黏性及胶着性呈极显著的正相关性(p0.01),稻谷整精米率与硬度、胶黏性、胶着性呈极显著负相关性(p0.01),且二者均与弹性、咀嚼性及内聚性没有相关性。干燥温度越高,相对真空度越大,干燥速率越大,淀粉粒与蛋白质的结合度越小,结构越稀松,干燥裂纹越粗大,数量越多。     

稻谷热风与真空干燥特性及其加工品质的对比研究

比较稻谷热风与真空干燥特性及对其加工品质的影响,为有效改善稻谷加工品质提供依据。通过对初始水分为26.5%的稻谷进行热风和真空干燥试验,研究热风干燥和真空干燥对稻谷的干燥特性和其加工品质的影响。结果表明:干燥温度越高,稻谷的平均降水速率越大,且真空干燥平均最大降水速率大于热风干燥平均最大降水速率;热风干燥在干燥开始后的5～10min降水速率出现最大值,真空干燥在干燥开始后的5～15min降水速率出现最大值。随着干燥温度的升高,稻谷的爆腰率上升,出糙率和整精米率下降;相同的干燥温度下,真空干燥稻谷的加工品质优于热风干燥稻谷的,其中爆腰率最为明显。对于高水分稻谷采用真空干燥可以提高稻谷的加工品质。     

干燥方法对方便米粉老化特性的影响

以Rapid Visco Analyser(RVA)、X-衍射和FTIR为检测手段,研究了不同干燥方法(冷冻干燥、热风干燥、微波干燥)对方便米粉老化特性的影响。结果表明,热风干燥后得到的方便米粉,其红外1 047/1 022 cm-1处吸光度比值、结晶度、糊化温度、回生值最大,表明其老化程度最大,而冷冻干燥制得的方便米粉老化程度最小,微波干燥其次。对不同干燥方法下得到的方便米粉的复水率和复水时间进行研究,冷冻干燥的复水性最好,热风干燥的复水性最差。方便米粉的复水性能,可能与其在干燥过程中的老化程度有关。     

燃气催化式红外干燥稻谷的平均干燥速率对爆腰率的影响

采用自制的燃气催化式红外干燥实验装置研究稻米的红外干燥特性。本研究在单因素实验的基础上,采用响应曲面设计的试验方法研究了稻米的红外干燥工艺参数(初始含水率、辐射距离、干燥温度、处理量)对稻谷平均干燥速率及其爆腰率的影响规律。用SAS 9.1软件对试验数据进行处理并建立数学模型,并运用SPSS21.0分析软件对所得数据进行分析,获得平均干燥速率与爆腰率之间的相关性。结果表明：催化式红外干燥工艺参数对稻谷平均干燥速率的影响程度依次为：干燥温度、辐射距离、处理量、物料初始含水率。催化式红外干燥工艺参数对稻谷爆腰率的影响程度依次为：辐射距离、干燥温度、初始含水率、处理量。稻谷平均干燥速率与爆腰率之间存在正相关关系,平均干燥速率越快,水分从内部向外部的迁移速度越快,导致爆腰率增加。     

三种干燥方式处理对稻谷品质的影响研究

以旋转通风仓干燥、自然干燥和机械干燥3种方式对新收获稻谷进行降水处理。对干燥后稻谷脂肪酸值、发芽率、爆腰率、出糙率、整精米率及食味值的变化规律进行研究。结果表明:烘干稻谷脂肪酸值为19.9 mg/100 g,低于旋转仓干燥稻谷的25.3 mg/100 g和晾干稻谷的25.1 mg/100 g;高温影响稻谷种子活力,烘干稻谷发芽率为58.0%,远低于旋转仓干燥稻谷的86.5%和晾干稻谷的87.5%;另外,烘干稻谷加工成大米的爆腰率、出糙率、整精米率和食味值分别是5.33%、79.23%、57.9%、83.7,对比旋转仓稻谷的1.33%、80.27%、61.10%、87.0和晾干稻谷的2.33%、76.83%、58.9%、89.3,其加工品质和食味品质更差。利用变异系数法对3种干燥稻谷综合评分,结果表明,旋转通风仓干燥稻谷品质最优,自然干燥次之,机械干燥稻谷品质最差。实验表明,旋转通风仓干燥能很好地保护稻谷品质,适合在中国农村地区推广应用。     

稻谷薄层红外干燥特性及数学模型

采用正交实验对稻谷进行红外干燥,研究了稻谷在不同含水率、干燥温度和装载量干燥条件下的红外干燥特性,确定了稻谷最优红外干燥工艺方案,匹配了稻谷红外干燥在10种干燥数学模型中的应用情况,找出了稻谷最优红外干燥数学模型,结果表明：稻谷在干燥前期失水率变化较大,水分比下降较快,而干燥后期,失水率变化趋于平缓。对稻谷红外干燥工艺影响的3个主要因子排列顺序为：干燥温度B>装载量C>含水率A,且稻谷最优红外干燥方案为含水率36%、干燥温度60℃、装载量50 g,此时的稻谷最优干燥数学模型为Wang and Singh模型。当装载量和温度分别为50 g和70℃时,实验值和模型值的相对平均误差分别为0.901%和1.119%,进一步验证数据的实验值和模型值拟合度较好。随着干燥温度的升高,稻谷的有效水分扩散系数升高,当干燥温度从50℃提升到70℃时,稻谷有效水分扩散系数从10.72×10^-10 m²/s增加至13.87×10^-10 m²/s,此时稻谷的活化能为11.9 kJ/mol。     

干燥和吸湿中水稻应力裂纹的试验研究

研究了水稻在干燥过程中，干燥后存放和吸湿过程中的应力裂纹规律。结果表明，干燥应力裂纹主要出现在干燥结束后的存放期间，快速干燥后谷粒内部形成的水分梯度是水稻产生应力裂纹的主要原因。水稻吸湿应力裂纹是环境温度和相对湿度联合作用的结果，环境相对湿度和温度越高，应力裂纹率越高。     

干燥处理对稻谷吸湿产生裂纹敏感性的影响

研究了阴干、日晒、热风干燥三种干燥处理对稻谷早籼9711吸湿产生裂纹的影响,进一步证实了不同干燥处理后的稻谷吸湿产生裂纹的敏感性存在差异,阴干处理的稻谷吸湿产生裂纹的敏感性最低,热风干燥敏感性最高,低温干燥和低温储藏可降低稻谷吸湿产生裂纹的敏感性.     

干燥对稻谷籽粒微观结构的影响研究

应用扫描电镜研究了不同干燥方式对稻谷微观结构的影响 ,结果表明 :微裂纹广泛存在于稻谷籽粒中 ,不同干燥方式处理的稻谷籽粒结构存在差异 ,热风干燥处理的稻谷籽粒中的微裂纹比阴干处理的稻谷籽粒中的微裂纹粗大 ,稻谷在干燥过程中产生的微裂纹导致其吸湿产生宏观裂纹 ,稻谷吸湿产生裂纹的敏感性与籽粒中存在的微裂纹的大小存在相关性 ,微裂纹越粗大 ,则稻谷吸湿后越易产生宏观裂纹。     

酶法浸泡及微波热风干燥对方便米饭复水时间影响的研究

本文采用碱性蛋白酶浸泡及微波热风干处理,研究该处理方法对以粳米为原料的方便米饭复水特性的影响。结果表明:碱性蛋白酶添加量为6000U/500g大米,酶解浸泡时间60min,浸泡时米水比例为1:2,微波加热处理60s,热风干燥温度80℃干燥时间30min时,方便米饭的复水时间为8min。     

糙米裂纹生成趋势的研究

对干燥和吸湿过程中样品水分、空气温度和相对湿度等因素导致糙米产生裂纹进行了系统研究。结果表明,干燥过程中糙米产生裂纹较少,高水分糙米降水幅度大,较易出现裂纹。糙米的干燥温度越高,干燥速度越快,米粒内部的水分梯度与应力梯度也越大,越容易产生裂纹;吸湿过程中,湿度对糙米裂纹的产生有显著影响,样品水分和温度的影响不显著。储藏过程中合理控制环境湿度,可显著减少裂纹的产生。