优质籼稻变温储藏糊化特性变化规律与动力学模型

为了探究籼稻在变温储藏过程中糊化特性变化规律,为低温储粮工艺合理调控提供理论依据,研究了初始含水率为14.0 %、14.5 %、15.0 %的籼稻在低温、准低温、室温储藏条件下糊化特性及食味品质变化规律,并建立了糊化参数变化的动力学模型。结果表明：随着储藏时间的延长,室温下籼稻峰值黏度、最低黏度、最终黏度和回生值的增长幅度较低温、准低温下显著,平均增幅分别为1 866、1 215、1 572、523 cP,偏高水分样品糊化指标变化幅度相对剧烈,峰值黏度和最低黏度与食味品质的相关性更强（P＜0.01）,说明低温或准低温下储藏有利于延缓籼稻食味品质变化。采用零级和一级动力学模型、高斯模型和傅里叶级数对各项糊化指标进行拟合,分析比较可知,高斯模型对籼稻在不同储藏条件下峰值黏度和最低黏度变化的拟合结果最优,模型决定系数（R2）分别在0.668～0.942和0.687～0.906范围内,傅里叶级数对最终黏度和回生值变化的拟合结果较好,R2分别在0.661～0.861和0.701～0.868范围内。动力学模型可为籼稻储藏过程中糊化等指标预测和可食用期评估提供指导依据。     

高大平房仓双侧吸出式斜流通风数值模拟和实验的比较研究

本研究基于数值模拟方法,对高大平房仓双侧吸出式斜流降温保水通风实验工况进行了数值模拟仿真,分析了在双侧吸出式斜流通风过程中粮堆温度和水分的变化规律,对实验数据与计算机模拟结果进行了对比分析。同时,探究了斜流通风与横向通风相结合时的降温保水效果。研究发现,采用双侧吸出式揭膜斜流通风,在通风空气温度和湿度合适的情况下,可以实现高大平房粮堆上部的快速降温保水效果。在进行斜流通风后,再适当地进行一段时间的横向通风,就可以有效地降低粮堆底部的粮温,而且粮堆水分基本不变。斜流与横向相结合的通风方式可以实现储粮快速降温保水效果。     

密闭储存粮堆内部自然对流和热量传递分析

基于多孔介质流动和传热传质理论,建立了仓储粮堆内部自然对流、热湿耦合传递的数学模型。采用近似分析原理和数值模拟方法研究了仓储粮堆内的传热和自然对流过程及其影响因素。结果表明对于颗粒较小的谷物如小麦,储存过程中的温度主要受热传导的影响,但是对于颗粒较大的谷物如玉米,自然对流的影响会更大。通过理论分析和数值模拟证明了粮仓中低速的水分迁移对储粮温度变化影响很小。在"瘦高"型的圆筒仓中,自然对流的影响作用较强,自然对流作用会使粮仓内温度混合更加均匀。     

横向通风系统粮面施用惰性粉工艺效果研究

为解决横向通风系统粮堆覆膜前粮层表面惰性粉防护剂施用问题,通过收集粮面粉粒样本以及粮堆预埋试虫笼的方式,分析惰性粉气溶胶在横向通风系统覆膜前形成的斜向通风气流,在粮堆中扩散和分布特征。实验结果显示粮堆表面不同部位采集点粉粒沉降量无统计学差异,表明斜向气流不影响惰性粉在粮堆表面的均匀分布,可以满足横向通风系统覆膜后对粮堆表层膜下易生虫部位的防护要求。预埋虫笼以及实仓害虫密度监测结果显示对害虫防护效果良好。土耳其扁谷盗的死亡率达到100%,玉米象的死亡率为95%,仓内玉米象密度下降85%。     

模拟粮仓机械通风对嗜卷书虱防治效果研究

嗜卷书虱是我国粮食储藏常见害虫,但因其食性广、孤雌生殖方式、磷化氢抗性等原因治理难度大,本实验探究机械通风对粮堆内嗜卷书虱种群的影响。研究发现,机械通风对粮堆内嗜卷书虱具有较好的防治效果,其死亡率随着通风时间的增加可达100%。嗜卷书虱死亡率随着机械通风时单位面积通风量的增加而增加,且成线性相关:0. 033 m/s单位面积通风量时,函数关系为:y=8. 222 6x+9. 610 7; 0. 048 m/s单位面积通风量时,函数关系为:y=8. 564 9x+36. 364; 0. 062 m/s单位面积通风量时,函数关系为:y=4. 890 5x+56. 843。     

不同谷冷工艺对高温入仓稻谷品质的影响

为了探讨稻谷高温季节入仓降温工艺对其储藏品质变化的影响,为低温储粮整仓谷冷设备合理选型提供理论依据。通过不同降温梯度（1℃<ΔT<3℃）、降温天数（5、7、9、11天）的比较,并采用单因素分析与模糊综合评价相结合的方式,系统研究了偏高水分稻谷（14.3%和14.8%）入仓后从30 ℃分别降温至19 ℃和15 ℃过程中其脂肪酸、食味值、新鲜度、整精米率、黄粒米及垩白度指标变化规律。结果表明：含水率14.3%的稻谷入仓后经9天缓速降温至19℃下对其食味值、新鲜度、整精米率具有较好的保持效果,减量幅度分别为0.3、0.4和2.0%;同时能够有效抑制脂肪酸、黄粒米及垩白度的增加,增长幅度分别为2.5 mg KOH/100g、0.5%和0.1%;该条件下稻谷品质指标模糊综合评价得分最高,达到了0.85,客观综合反映了稻谷品质变化特性。进一步通过整仓谷冷工艺参数的计算得出初始含水率14.3%的5000 t稻谷高温季节入仓后,经9天降温11 ℃至少需配备约56.5 KW功率压缩机的谷冷设备。     

支风道高度对浅圆仓径向通风的影响

机械通风是粮食仓储过程中调控粮堆温湿度、保证储粮品质的有效方法。浅圆仓通常采用地槽通风,但存在通风均匀性差、阻力大、能耗高等问题。目前,浅圆仓径向通风技术研究逐步深入,其通风管网的合理布置是浅圆仓径向通风技术标准化应用和确保其通风效率的关键。本文通过数值模拟的方法,研究了支风道高度对浅圆仓径向通风流场、降温速率、降温均匀性及水分损耗的影响。结果表明,浅圆仓直径为25 m,装粮线20 m时,支风道高度为12.5 m时粮堆降温速率最大,可达到0.051℃/h,粮堆温度变异系数整体达到15.61%;浅圆仓径向通风系统支风道高度h与粮堆平均降温速率Y的满足Y=0.020 3+0.003 86 h-1.22×10^-4h²方程,R²值为0.97;支风道高度的增加对粮堆整体水分影响较小,但是对粮堆表面水分影响较大。     

偏高水分优质稻在储藏期间蛋白质二级结构与质构特性变化关系研究

摘 要 以偏高水分（13.8%）“甬优15”优质稻为原料,在15、20、25℃的条件进行270d的储藏,研究蛋白质二级结构对质构特性等的影响。结果显示：随着储藏时间的延长,蛋白质二级结构中的α-螺旋含量下降不显著、β-折叠含量下降显著、β-转角和无规卷曲的含量显著上升;脂肪酸值与蛋白质二级结构中的β-转角、无规卷曲呈极显著正相关（p＜0.01）,与α-螺旋、β-折叠呈显著负相关（p＜0.05）;硬度与β-折叠呈极显著负相关（p＜0.01）,与β-转角呈极显著正相关（p＜0.01）。这表明储藏过程中,随着蛋白质二级结构中β-转角和无规卷曲的含量升高,稻谷储藏品质降低,米饭质构特性下降。     

玉米籽粒霉变等级高光谱图像检测方法研究

为了快速、无损检测出储藏玉米籽粒不同霉变状况,提升玉米收储环节质检效率,尝试利用高光谱成像技术结合机器学习算法构建玉米籽粒霉变等级分类模型。采集400～1 000 nm波段范围内玉米籽粒高光谱图像,以测定的真菌孢子数为依据,将籽粒霉变状态划分为健康、轻度霉变、中度霉变和重度霉变4个等级,采用随机蛙跳(RF)算法优选出7个光谱特征变量,针对特征波段图像,利用Tamura算法共提取出21个纹理特征变量,基于颜色矩阵提取出21个颜色特征变量。进一步结合支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)和偏最小二乘回归(PLSR)3种算法分别建立基于光谱、图像和图谱特征融合的玉米籽粒霉变等级分类模型。经分析比较,融合光谱和图像特征并结合ELM算法建立的分类模型用于玉米籽粒霉变等级识别效果最优,训练集和测试集分类准确率(Acc)分别为94.21%和93.86%,并将玉米籽粒霉变等级进行可视化表达。     

低温成品粮大米快速缓苏工艺研究

摘要 为了保障低温储藏成品粮高温季节快速、安全出库,本论文开展了空调控温与热风对流两种缓苏工艺的对比研究;并通过主成分分析法及熵权法对不同缓苏工艺进行综合评价,建立了缓苏工艺评价方法。结果表明：（1）两种缓苏工艺均可防止低温成品粮大米出库结露;（2）相对于长期低温储藏,两种短时间缓苏工艺均加快了成品粮大米品质指标变化幅度：其中整精米率下降0.43%,碎米率上升0.43%,脂肪酸值增幅高于0.21(KOH/干基)/(mg/100g);（3）热风对流缓苏工艺相对于空调控温缓苏工艺,可实现低温成品粮大米出库保水缓苏,水分损耗控制在±0.1%;（4）在确保安全缓苏不结露的前提下,热风对流缓苏效率较空调控温高40%。 分别基于主成分分析法和熵权法的缓苏工艺综合评价结果均表明：热风对流缓苏工艺（综合评分：11.429、10.935）优于空调控温缓苏工艺（综合评分：9.433和8.677）。因此,热风对流缓苏是一种快速、高效、节能、可保障成品粮品质的缓苏工艺,可以为低温储藏成品粮大米快速安全出仓提供新的方案,为国家粮食应急供给提供技术支撑。