CN109601616A - 一种利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，包括以下步骤：（1）高频率射频加热、缓苏、低频率射频加热、再缓苏、自然冷却。本发明方法通过高频率射频加热和缓苏将高水分优质晚籼稻干燥成水分含量16.0%～18.0%的偏高水分优质晚籼稻，再通过低频率射频加热和缓苏将偏高水分优质晚籼稻干燥成水分含量13.0%～13.5%的优质晚籼稻成品。相比于传统的干燥方法，本发明方法操作简单、能耗低，优质晚籼稻成品的整精米率高达57.0%～62.1%，食味品质分90～93，符合优质稻谷国标一级质量指标。
Description
技术领域
本发明属于粮食干燥领域，具体涉及一种利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法。
背景技术
中国是全球最大的稻米生产国，稻谷产量达2亿吨左右，其中约50%是中晚籼稻。中晚籼稻由于其良好的食味品质，是中国广大南方地区人们的主粮。在湖北、湖南等稻谷主产区，优质晚籼稻的收获季节通常在秋末冬初，此时气温低，多阴雨天气，导致收购的稻谷水分含量普遍高于国家标准规定的水分含量，甚至高达20%以上。高水分稻谷直接入仓储存，会引发虫害、霉变、出芽等危害，导致储粮损耗巨大。高水分稻谷也不适于直接加工。有资料显示，当稻谷水分含量超过国家标准规定的水分含量时，随着水分含量的上升，稻谷整精米率呈下降趋势，水分含量18%左右的籼稻比13.5%左右的籼稻整精米率低8%～15%。稻谷整精米率低将直接导致加工后的大米出米率低、碎米率高。高等级大米（碎米率低于 10%）与低等级大米（碎米率高于 20%）的差价约为100 美元/t。
众所周知，热风干燥是最常用的粮食干燥方式。稻谷是一种热敏性很高的作物，热风干燥会使稻谷出现不同程度的品质损伤，如爆腰、热损伤、蛋白质变性等。最直接的损伤现象就是谷粒产生裂纹，导致稻谷整精米率降低。射频加热技术是一种新型的热加工技术，其加热原理可简单描述为在物料内部将电磁能转化为热能的过程。射频加热过程中，电场不断变化导致离子总是向带有相反电荷的方向运动，使得离子间不断碰撞摩擦生热。由于射频输出的能量可以直接传导至物料内部，使得物料整体加热，与传统加热方法相比，场强变化小、加热均匀性较好。射频的频率区间在3~300 MHz之间，工业中允许的射频频率段为13.56 MHz，27.12 MHz和 40.68 MHz。射频频率比微波频率（915 MHz或 2450 MHz）相对较低，因此对物料有更深的穿透效果，更适合大宗物料、多孔介质的加热。因而，射频加热技术在食品干燥、杀菌、杀虫、解冻等领域的潜力被广泛开发，在粮食加工中也有所涉及。
CN 106720284 A 公开了一种对粮食射频处理的杀虫方法，主要用于杀死大宗粮食内的虫卵、成虫和幼虫，该方法没有考虑射频技术对高水分粮食的干燥作用，更没有考虑射频参数对稻谷整精米的影响。
CN 106720286 A 公开了一种高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法，实质上是射频、微波、红外三项技术联用，实现粮食干燥和灭霉。但该方法忽略了射频技术在低水分活度食品干燥方面的优势，将粮食射频干燥一段时间后又采用微波干燥和红外干燥，使工艺变得十分复杂，并且该方法更适合加工性能较好、整精米率高的粳稻，而不适合加工性能较差、整精米率低的优质晚籼稻。
因此，干燥是高水分优质晚籼稻储存与加工前的必要处理环节，是提高稻谷收储和加工企业经济效益的重要途径，而市面上还没有利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种方法简单、易于控制的提高优质晚籼稻整精米率的干燥方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，包括以下步骤：
（1）高频率射频加热；将优质晚籼稻平铺在射频装置的处理腔中进行高频率射频加热，射频频率为40.68 MHz；当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到43～45 ℃时，停止射频加热；
（2）缓苏静置；将步骤（1）所得的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度43～45℃，相对湿度40%～50%条件下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到16.0%～18.0%，得到偏高水分优质晚籼稻；
（3）低频率射频加热；将步骤（2）所得的偏高水分优质晚籼稻再次输送到射频干燥装置的处理腔中进行低频率射频加热，射频频率为13.56 MHz或27.12 MHz，当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到40～42 ℃时，停止射频加热，得到低水分优质晚籼稻；
（4）再次缓苏静置：将步骤（3）所得的低水分优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度40～42 ℃、相对湿度20%～30%下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到13.0%～13.5%，然后自然冷却，得到优质晚籼稻成品。
进一步，步骤（1）中，所述射频装置的处理腔中物料厚度为100～120 mm。
进一步，步骤（1）中，所述射频装置的功率为20～30 KW，极板间距150～160 mm。
进一步，步骤（3）中，所述射频装置的物料厚度为100～120 mm。
进一步，步骤（3）中，所述射频装置的功率为10～20 KW，极板间距200～240 mm。
进一步，步骤（1）中，优质晚籼稻为水分含量＞20%，含杂量＜0.5%的优质晚籼稻。
本发明技术分别采用射频加热和热缓苏来消除稻谷干燥过程中的温度差应力和水分差应力，防止优质晚籼稻谷粒产生裂纹和出现爆腰现象。具体来说，先采用较高频率的射频处理参数，使高水分优质晚籼稻能够快速升温和降水，并且在适宜的温湿度条件下进行缓苏；再采用相对较低的频率来提高射频穿透能力，同时用较大的极板间距来适当减缓升温速率和水分差应力，最后再缓苏，实现降水和提高整精米率的目的。
本发明有益效果如下：（1）本发明得到的优质晚籼稻成品整精米率可达57.0%～62.1%，相比于传统的热风干燥，本发明方法不仅使整精米率大大提高，而且操作简单、能耗低；（2）本发明方法条件温和，对优质晚籼稻米粒的气味、外观结构、适口性、滋味和冷饭质地几乎无影响，食味品质分达到90～93；（3）干燥后的优质晚籼稻水分含量在13.0%～13.5%，达到国家优质稻谷的收储标准，只要储存得当，不会引发虫害、霉变、出芽等危害。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例具体操作步骤如下：
（1）高频率射频加热；将高水分优质晚籼稻（品种：玉针香）平铺在射频装置的处理腔中进行加热处理，物料厚度为100 mm，射频频率为40.68 MHz，功率为30 KW，极板间距150 mm。当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到45 ℃时，停止射频加热；
（2）缓苏静置；将步骤（1）中得到的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度45℃、相对湿度50%下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到18.0%，得到偏高水分优质晚籼稻；
（3）低频率射频加热；将步骤（2）中得到的偏高水分优质晚籼稻再次输送到射频干燥装置的处理腔中进行加热处理，物料厚度为100 mm，射频频率为27.12 MHz，功率为20 KW，极板间距200 mm。当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到42℃时，停止射频加热；
（4）再次缓苏静置：将步骤（3）中得到的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度42 ℃、相对湿度30%下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到13.5%左右，然后自然冷却得到优质晚籼稻成品。
将本实施例产品优质晚籼稻为试验组，以传统的热风干燥为对照组。
对照组操作步骤如下：将同批次优质晚籼稻（品种：玉针香）置于小型粮食循环烘干机中干燥，温度为45 ℃、风量为150 m3/min，谷物循环速度为80 kg/ min，直至晚籼稻平均水分含量下降到18.0%，得到偏高水分优质晚籼稻。然后保持风量和谷物循环速度不变，调整温度为42 ℃，直至晚籼稻平均水分含量下降到13.5%左右，然后自然冷却得到晚籼稻对照样品。
对照组和试验组优质晚籼稻的整精米率测定按照《GB/T 21719 稻谷整精米率检验法》的规定执行，食味品质分测定按照《GB/T 15682 粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》的规定执行。
经测定，优质晚籼稻玉针香原料、对照组、试验组的水分含量、整精米率、食味品质分如表1所示：
表1 优质晚籼稻玉针香原料、对照组、试验组的的质量指标
| 组别 | 水分含量/% | 整精米率/% | 外观/分 | 气味/分 | 适口性/分 | 滋味/分 | 冷饭质地/分 | 食味品质分/分 |
| 未干燥 | 24.3 | 48.3 | 18 | 19 | 28 | 24 | 4 | 93 |
| 对照组 | 13.5 | 49.8 | 16 | 18 | 22 | 22 | 2 | 80 |
| 试验组 | 13.5 | 57.0 | 19 | 18 | 27 | 24 | 4 | 92 |
从表1可知，对照组和试验组的水分含量相同，但试验组的整精米率比对照组高出8%，且在外观、气味、适口性、滋味、冷饭质地、食味品质指标具有优势。
实施例2
本实施例具体操作步骤如下：
（1）高频率射频加热；将高水分优质晚籼稻（品种：湘晚籼17号）平铺在射频装置的处理腔中进行加热处理，物料厚度为120 mm，射频频率为40.68 MHz，极板间距160 mm。当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到43 ℃时，停止射频加热；
（2）缓苏静置；将步骤（1）中得到的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度43℃、相对湿度40%下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到16.0%，得到偏高水分优质晚籼稻；
（3）低频率射频加热；将步骤（2）中得到的偏高水分优质晚籼稻再次输送到射频干燥装置的处理腔中进行加热处理，物料厚度为120 mm，射频频率为13.56 MHz，功率为10 KW，极板间距240 mm。当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到40℃时，停止射频加热；
（4）再次缓苏静置：将步骤（3）中得到的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度40 ℃、相对湿度20% 下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到 13.4%左右，然后自然冷却得到优质晚籼稻成品。
将本实施例干燥的产品优质晚籼稻为试验组，以传统的热风干燥为对照组。
对照组操作步骤如下：将同批次优质晚籼稻（品种：湘晚籼17号）置于小型粮食循环烘干机中干燥，温度为43 ℃、风量为120 m3/min，谷物循环速度为60 kg/ min，直至晚籼稻平均水分含量下降到16.0%，得到偏高水分优质晚籼稻。然后保持风量和谷物循环速度不变，调整温度为40 ℃，直至晚籼稻平均水分含量下降到13.4%左右，然后自然冷却得到晚籼稻对照样品。
对照组和试验组优质晚籼稻的整精米率和食味品质分测定与实施例1相同。
经测定，优质晚籼稻晚籼17号原料、对照组、试验组的水分含量、整精米率、食味品质分如表2所示：
表2 优质晚籼稻农香17原料、对照组、试验组的质量指标
| 组别 | 水分含量/% | 整精米率/% | 外观/分 | 气味/分 | 适口性/分 | 滋味/分 | 冷饭质地/分 | 食味品质分/分 |
| 未干燥 | 22.5 | 50.7 | 18 | 18 | 27 | 24 | 3 | 90 |
| 对照组 | 13.4 | 51.9 | 16 | 18 | 25 | 22 | 2 | 83 |
| 试验组 | 13.4 | 59.9 | 17 | 18 | 27 | 24 | 4 | 90 |
从表2可知，对照组和试验组的水分含量相同，但试验组的整精米率比对照组高出8%，且在外观、气味、适口性、滋味、冷饭质地、食味品质指标具有优势。
实施例3
本实施例具体操作步骤如下：
（1）高频率射频加热；将高水分优质晚籼稻（品种：农香18）平铺在射频装置的处理腔中进行加热处理，物料厚度为110 mm，射频频率为40.68 MHz，功率为25 KW，极板间距155 mm。当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到44 ℃时，停止射频加热；
（2）缓苏静置；将步骤（1）中得到的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度44℃、相对湿度45%下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到17.0%，得到偏高水分优质晚籼稻；
（3）低频率射频加热；将步骤（2）中得到的偏高水分优质晚籼稻再次输送到射频干燥装置的处理腔中进行加热处理，物料厚度为110 mm，射频频率为13.56 MHz，功率为15 KW，极板间距220 mm。当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到41℃时，停止射频加热；
（4）再次缓苏静置：将步骤（3）中得到的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度41 ℃、相对湿度25%下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到13.0%左右，然后自然冷却得到优质晚籼稻成品。
将本实施例干燥的产品优质晚籼稻为试验组，以传统的热风干燥为对照组。
对照组操作步骤如下：将同批次优质晚籼稻（品种：农香18）置于小型粮食循环烘干机中干燥，温度为44 ℃、风量为140 m3/min，谷物循环速度为70 kg/ min，直至晚籼稻平均水分含量下降到17.0%，得到偏高水分优质晚籼稻。然后保持风量和谷物循环速度不变，调整温度为41 ℃，直至晚籼稻平均水分含量下降到13.0%左右，然后自然冷却得到晚籼稻对照样品。
对照组和试验组优质晚籼稻的整精米率和食味品质分测定与实施例1相同。
经测定，优质晚籼稻农香18原料、对照组、试验组的水分含量、整精米率、食味品质分如表3所示：
表3 优质晚籼稻农香18原料、对照组、试验组的质量指标
| 组别 | 水分含量/% | 整精米率/% | 外观/分 | 气味/分 | 适口性/分 | 滋味/分 | 冷饭质地/分 | 食味品质分/分 |
| 未干燥 | 23.7 | 50.2 | 18 | 17 | 27 | 24 | 4 | 90 |
| 对照组 | 13.0 | 52.5 | 16 | 15 | 26 | 20 | 3 | 80 |
| 试验组 | 13.0 | 62.1 | 19 | 18 | 28 | 24 | 4 | 93 |
从表3可知，对照组和试验组的水分含量相同，但试验组的整精米率比对照组高出9.6%，且在外观、气味、适口性、滋味、冷饭质地、食味品质指标具有优势。
Claims (6)
1.一种利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）高频率射频加热；将优质晚籼稻平铺在射频装置的处理腔中进行高频率射频加热，射频频率为40.68 MHz；当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到43～45 ℃时，停止射频加热；
（2）缓苏静置；将步骤（1）所得的优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度43～45℃，相对湿度40%～50%条件下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到16.0%～18.0%，得到偏高水分优质晚籼稻；
（3）低频率射频加热；将步骤（2）所得的偏高水分优质晚籼稻再次输送到射频干燥装置的处理腔中进行低频率射频加热，射频频率为13.56 MHz或27.12 MHz，当射频装置自带的红外温度检测系统检测到优质晚籼稻平均温度达到40～42 ℃时，停止射频加热，得到低水分优质晚籼稻；
（4）再次缓苏静置：将步骤（3）所得的低水分优质晚籼稻用传送带输送到缓苏仓中，在温度40～42 ℃、相对湿度20%～30%下静置，直至优质晚籼稻平均水分含量下降到13.0%～13.5%，然后自然冷却，得到优质晚籼稻成品。
2.根据权利要求1所述利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述射频装置的处理腔中物料厚度为100～120 mm。
3.根据权利要求1或2所述利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述射频装置的功率为20～30 KW，极板间距150～160 mm。
4.根据权利要求1～3之一所述利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述射频装置的物料厚度为100～120 mm。
5.根据权利要求1～4之一所述利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述射频装置的功率为10～20 KW，极板间距200～240 mm。
6.根据权利要求1～5之一所述利用射频加热技术提高优质晚籼稻整精米率的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述优质晚籼稻为水分含量＞20%，含杂量＜0.5%的优质晚籼稻。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190412 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |