CN109631500A - 基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法 - Google Patents

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Abstract

基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法属于谷物干燥技术；本方法将玻璃化转变技术与微波和热风联合干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温，在稻谷达到橡胶状态时用热风进行干燥，完成作业；本方法降低了稻谷爆腰率，节省干燥时间，提高干燥效率，减少干燥能耗。

Description

基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法
技术领域
本发明属于谷物干燥技术，主要涉及一种基于玻璃化转变理论 的稻谷微波、热风联合复式干燥方法。
背景技术
稻谷其内部主要成分是淀粉和蛋白质等，其中淀粉约占70％， 属于多孔介质胶体，在一般环境温度下淀粉以玻璃态的形式存在于 稻谷内部，随着稻谷温度的变化，稻谷内部的淀粉会变成橡胶状态， 在橡胶状态下稻谷水分扩散系数和膨胀系数大，弹性模量小，变形 能力高，且状态转变温度与含水率呈负相关。经过大量试验，各品 种稻谷与玻璃化转变温度成线性相关，在稻谷湿基含水率为14.5％ 时，其玻璃化转变温度为50℃左右。新收获的稻谷湿基含水率较高， 一般22％-30％左右，直接储藏会导致稻谷发芽、霉变，造成经济损 失。因此，需要对收获的鲜稻谷进行及时干燥，使其湿基含水率达 到安全贮藏含水率的14％左右。由于稻谷是较难干燥的谷物，且属 于热敏性物料，不合理的干燥工艺和参数选择，易使其产生大量裂 纹，进而影响稻谷的干后品质。微波干燥技术在干燥谷物时存在着 干燥不均匀、温升快、爆腰明显、成本高等问题。目前，我国在谷 物干燥中主要采用热风干燥。热风干燥方法仍存在稻谷爆腰率高、 能耗大、后期加工过程中的整米率改善不明显等问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合稻谷干 燥生产作业的实际需求，提出了一种基于玻璃化转变的微波与热风 联合复式稻谷干燥方法，本方法首次将玻璃化转变技术与微波、热 风联合干燥技术相结合，在稻谷颗粒内外水分梯度较小的情况下能 快速升温，在使稻谷达到橡胶态时进行干燥，达到降低稻谷干燥爆 腰率、节省干燥时间、提高干燥效率、降低干燥能耗的目的。
本发明的目的是这样实现的:基于玻璃化转变的微波与热风联 合复式稻谷干燥方法，所述方法将玻璃化转变技术与微波和热风联 合复式干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情 况下，用微波使其快速升温达到橡胶状态；在稻谷达到橡胶状态时， 再用热风进行干燥；所述方法的具体步骤是：①、在初始湿基含水 率21％-24％的稻谷表层温度为20℃的情况下，将稻谷以5-10mm层 厚状态放入微波干燥装置内，在1W/g的微波强度下进行微波加热 60-75s，使稻谷颗粒表层温度达到30℃，内部温度45-48℃；②、将微波预处理后的稻谷放入密闭的缓苏装置中，在50℃下缓苏30 min，使稻谷颗粒整体温度达到湿基含水率14.5％时对应的玻璃化转 变温度50℃；③、将缓苏后的稻谷放在干燥装置内，以5-10mm层 厚的稻谷状态下，在55℃热风、相对湿度70％-80％、表观内速0.4-0.6m/s的条件下干燥110-130min，达到稻谷安全贮藏含水率14.5％， 完成稻谷干燥。
本发明的有益效果是：基于稻谷玻璃化转变理论与微波、热风 干燥理论相结合，利用微波能内、外同时加热，且物料水分高的部 分升温快的特点，对稻谷进行快速预加热处理，在使稻谷表面水分 没有大量蒸发的情况下，使稻谷内部先到达湿基含水率14.5％对应 的玻璃化转变温度，在稻谷颗粒内外水分梯度较小的情况下达到橡 胶状态，进一步在密闭环境下缓苏，使稻谷颗粒在不经过大的水分 梯度情况下整体达到14.5％对应的玻璃化转变温度，并保持在橡胶 状态，稻谷在橡胶状态下水分扩散阻力小，变形能力强，更有利于 水分从谷粒内部流出，在后续的热风干燥中有效降低了稻谷爆腰率， 提高了工作效率，减少了能耗。
具体实施方式
下面对本发明实施方案进行详细描述。一种基于玻璃化转变的 微波与热风联合复式稻谷干燥方法，所述方法将玻璃化转变技术与 微波和热风联合复式干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度 处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温达到橡胶状态；在稻谷达 到橡胶状态时，再用热风进行干燥；所述方法的具体步骤是：①、在 初始湿基含水率21％-24％的稻谷表层温度为20℃的情况下，将稻谷 以5-10mm层厚状态放入微波干燥装置内，在1W/g的微波强度下 进行微波加热60-75s，使稻谷颗粒表层温度达到30℃， 内部温度45-48℃；②、将微波预处理后的稻谷放入密闭的缓苏装置 中，在50℃下缓苏30min，使稻谷颗粒整体温度达到湿基含水率 14.5％时对应的玻璃化转变温度50℃；③、将缓苏后的稻谷放在干 燥装置内，以5-10mm层厚的稻谷状态下，在55℃热风、相对湿度 70％-80％、表观内速0.4-0.6m/s的条件下干燥110-130min，达到稻 谷安全贮藏含水率14.5％，完成稻谷干燥。
本方法可使稻谷爆腰率比单一热风干燥降低10％以上，整个过 程的干燥时间比传统的热风干燥方法减少了30min，能耗平均降低 20kJ/kg左右。

Claims (1)

1.一种基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法，其特征在于：所述方法将玻璃化转变技术与微波和热风联合复式干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温达到橡胶状态；在稻谷达到橡胶状态时，再用热风进行干燥；所述方法的具体步骤是：①、在初始湿基含水率21-24％的稻谷表层温度为20℃的情况下，将稻谷以5-10mm层厚状态放入微波干燥装置内，在1W/g的微波强度下进行微波加热60-75s，使稻谷颗粒表层温度达到30℃，内部温度45-48℃；②、将微波预处理后的稻谷放入密闭的缓苏装置中，在50℃下缓苏30min，使稻谷颗粒整体温度达到湿基含水率14.5％时对应的玻璃化转变温度50℃；③、将缓苏后的稻谷放在干燥装置内，以5—10mm层厚的稻谷状态下，在55℃热内、相对湿度70％-80％、表观内速0.4-0.6m/s的条件下干燥110-130min，达到稻谷安全贮藏含水率14.5％，完成稻谷干燥。
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