CN116951908A - 一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法及系统属于干燥方法，包括下列步骤：（1）以阶段干燥参数为影响因素、阶段目标干燥速率和阶段目标稻谷品质为评价指标建立多个回归模型；（2）将不同阶段的初始干燥参数输入步骤（1）得到的多个回归模型中，得到实时干燥速率和实时稻谷品质；（3）根据步骤（2）得到的速率和品质，采用多目标变量进行优化，得到优化后的干燥速率和稻谷品质；（4）对步骤（3）得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质进行综合评价，得到对应的具体干燥参数输入控制柜中，进行干燥作业。本方法解决了干燥效率与品质不协调的问题，可以有效地控制干燥速率和稻谷加工品质、外观品质、食用品质和营养品质。
Description
技术领域
本发明属于谷物的干燥方法，特别是涉及到一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法及系统。
背景技术
干燥处理是稻谷产后处理过程的重要环节。干燥效率和稻谷品质变化问题一直是干燥过程研究的重点。目前，我国稻谷干燥以机械干燥方式占主导地位，干燥工艺主要是采用恒温干燥，仍然存在稻谷品质质量不稳定，干燥效率与品质不协调的问题。而公告号为CN112395753 A、名称定向调控稻谷品质的干燥方法、装置、设备及储存介质的公开文献公开了一种稻谷定向调控干燥方法，可以对稻谷品质进行定向调控，但干燥过程仍为恒温干燥工艺，并未解决干燥效率与品质不协调的问题。而现有的变温干燥可提高干燥效率并改善稻谷品质，使干燥效率与品质相协调，但变温干燥过程复杂多变且不确定性扰动不可避免，存在难以确定变温转化点等问题，同时变温干燥工艺仅仅考虑干燥后单一指标的变化情况，例如爆腰增率、干燥速率和米饭食味值。对于变温干燥过程某一阶段的稻谷品质和干燥速率的变化也不能精准调控。综上所述，变温干燥工艺应综合考虑干燥速率和稻谷品质，指导优化干燥工艺参数。
发明内容
本发明旨在于克服现有技术的不足，提供了一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法及系统。
本发明的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，包括下列步骤：
（1）建立模型：以待干燥稻谷的阶段干燥参数为影响因素、阶段目标干燥速率和阶段目标稻谷品质为评价指标建立多个回归模型；
所述的干燥参数包括：变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速、缓苏比、稻谷初始含水率，且变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速、稻谷初始含水率均为范围值；
所述的缓苏比是根据所选的干燥机机型确定；
所述的变温干燥梯度：对待干燥稻谷采用玻璃化转变理论与双向通风干燥机相结合，根据玻璃化转变曲线确定变温干燥梯度；
（2）模型应用：将不同阶段的初始干燥参数输入步骤（1）得到的多个回归模型中，得到不同干燥阶段的实时干燥速率和实时稻谷品质；所述的初始干燥参数是根据干燥机的类型、稻谷收获含水率以及变温干燥工艺确定的；
（3）参数优化:根据步骤（2）得到的不同阶段的实时干燥速率和实时稻谷品质，采用多目标变量优化干燥工艺参数，得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质；
（4）干燥与综合评价：采用主成分分析法和隶属函数法对步骤（3）得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质进行综合评价，得到对应的不同阶段最优的具体干燥参数，再将不同阶段最优的具体干燥参数输入控制柜中，进行干燥作业。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤（1）中在确定试验所用稻谷品种和干燥机型的缓苏比后，根据各阶段干燥参数建立4因素5水平二次正交旋转组合试验方案，其中4因素为变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速和稻谷初始含水率；稻谷品质为评价指标包括：裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤（1）中玻璃化转变曲线是通过下列方法实现的：将同一批稻谷多次随机取样并获得7组不同范围的含水率。将不同含水率的稻谷粉碎成粉末，采用差式扫描量热仪测定7组稻谷的玻璃化转变温度，将7组稻谷的玻璃化转变温度和对应的含水率拟合成玻璃化转变曲线。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤（3）中所述的多目标变量是指干燥速率、裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色，并根据最终干燥速率和最终稻谷品质需求，分配每个指标的权重，进行多目标变量优化不同阶段的具体干燥工艺参数。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤（4）是采用主成分分析方法和隶属函数法对多目标变量优化后得到稻谷的干燥速率、裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色进行因子分析，基于主成分因子累积贡献率大于80%的准则，对各单项评价指标进行标准化，标准化后的数据和通过主成分分析得到的各主成分综合指标的指标系数进行对应乘积，计算出不同干燥工艺的综合指标得分值及各主成分综合指标的权重，最后，得出不同干燥工艺的综合得分值。
本发明的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥系统，包括干燥机，从上到下依次分为储粮段、一个以上干燥段和排粮段，储粮段上方开有进粮口、排粮段的底端开有排粮口；其特征在于每个干燥段均由进气角状管和出气角状管构成，且进气角状管和出气角状管上、下交叉排列，进气角状管外接了变温调节装置，出气角状管的下方并排设有三个以上的温度传感器用于检测稻谷温度；温度传感器的下方对应设有个数相同的风速传感器用于检测粮层表现风速；在排粮段侧面设有水分检测仪用来检测稻谷的含水率，所述的温度传感器、风速传感器和水分检测仪均与控制柜连接；控制柜内部包含模型建立与选择模块、指标预测模块、工艺参数优化模块、综合评价模块、控制模块和显示模块，用于指导干燥工艺参数优化。
作为本发明的进一步改进，当干燥机选用连续式干燥机时，在干燥段的下面设有缓苏段，缓苏段上设有温度传感器和风速传感器，每个缓苏段末端及排粮段侧面均设有水分检测仪。
作为本发明的进一步改进，当干燥机选用循环式干燥机是，各干燥段依次连接，第一干燥段上方的储粮段即为缓苏段，在储粮段上设置温度传感器和风速传感器，在排粮段侧面设有水分检测仪。
作为本发明的进一步改进，所述的进气角状管外端连接了变温调节装置进入干燥空气、内端封堵，空气穿过粮层，从下层干燥段或者上层干燥段的出气角状管流出；其中，出气角状管外端开口并置于机体外使空气流出、内端封堵。
作为本发明的进一步改进，所述的相邻干燥段的进气角状管和出气角状管的安装方向是相反的。
本发明的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法及系统，以待干燥稻谷的阶段干燥参数为影响因素、阶段目标干燥速率和阶段目标稻谷品质为评价指标建立多个回归模型，基于多个回归模型进行多目标变量干燥工艺参数优化，结合主成分分析和隶属函数法对多组优化后的干燥速率和稻谷品质进行综合评价，解决了干燥效率与品质不协调的问题，可以有效地控制干燥速率和稻谷加工品质、外观品质、食用品质和营养品质。
附图说明
图1是本发明实施例1中一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法的流程图；
图2是本发明的变温干燥梯度确定的流程图；
图3是实施例2中选用连续式双向通风干燥机的双向变温干燥方法的流程图；
图4是实施例3中选用循环式双向通风干燥机的双向变温干燥方法的流程图；
图5是实施例4中PLC控制器的原理图；
图6是本发明实施例2中的使用的连续式双向通风干燥机结构示意图；
图7是本发明实施例3中的使用的循环式双向通风干燥机的结构示意图；
实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
图1为本发明实施例一提供的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法的流程图，本实施例可用于在稻谷变温干燥过程中调控干燥速率和稻谷品质的情况，该方法可以由变温干燥系统来执行，该装置可以由硬件和软件来实现，该方法步骤如下：
步骤100、采用Design Expert软件以待干燥稻谷的阶段干燥参数为影响因素、阶段目标干燥速率和阶段目标稻谷品质为评价指标建立多个回归模型；
其中，阶段干燥参数是稻谷干燥过程中的每个干燥段的干燥工艺参数，具体的干燥参数包括：变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速、缓苏比、稻谷初始含水率。评价指标是稻谷干燥过程对干燥速率和稻谷品质测定，稻谷品质包括裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色。干燥试验完成后建立以不同干燥参数对不同评价指标的回归方程；所述的缓苏比是根据所选的干燥机机型确定；
步骤110、将不同阶段的初始干燥参数输入步骤100得到的多个回归模型中，得到不同干燥阶段的实时干燥速率和实时稻谷品质；初始干燥参数是根据干燥机的类型、稻谷收获含水率以及变温干燥工艺确定的。
步骤120、根据步骤110得到的不同干燥段的实时干燥速率和实时稻谷品质，采用多目标变量优化干燥工艺参数，得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质。
步骤130、采用主成分分析法和隶属函数法对步骤120得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质进行综合评价，确定每个干燥阶段的最优的具体干燥参数，再将不同阶段最优的具体干燥参数输入控制柜中，作为同一批次稻谷干燥作业参数。
根据干燥速率和稻谷品质需求，分配每个指标的权重，采用多目标变量优化干燥工艺参数，获取多组优化后的干燥参数组合；多目标变量优化代表对5个单项评价指标（干燥速率、裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色）进行干燥工艺参数优化。
根据试验设计的工艺参数组合和优化的工艺参数组合，采用主成分分析方法和隶属函数法对多目标变量优化后得到稻谷的干燥速率、裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色进行因子分析，基于主成分因子累积贡献率大于80%的准则，对各单项评价指标进行标准化，标准化后的数据和通过主成分分析得到的各主成分综合指标的指标系数进行对应乘积，计算出不同干燥工艺的综合指标得分值及各主成分综合指标的权重，根据公式（1）计算出不同干燥工艺的主成分综合指标的隶属函数值μ（xi），然后根据公式（2）计算各主成分综合指标的权重，得出主成分综合指标的权重。最后，利用公式（3）得出不同干燥工艺的综合得分
式中：i—1，2，3，···，n；
μ（xi）—评价指标的隶属函数值；
w i—提取的第i个主成分的权重；
λ i—提取的第i个主成分所对应的贡献率；
F—综合评分值；
F i—第i个主成分得分值。
如图2为本申请中变温干燥梯度确定的流程图，变温干燥梯度是根据所选稻谷品种的玻璃化转变温度确定的，将玻璃化转变技术与深床干燥相结合，可以具体包括：
步骤140，确定试验所用稻谷品种；
步骤150，将同一批稻谷多次随机取样并获得7组不同范围的含水率（10.1%、12.5%、14.3%、16.2%、18.3%、20.4%和22.2%）；
步骤160，将不同含水率的稻谷粉碎成粉末，采用差式扫描量热仪测定7组稻谷的玻璃化转变温度；
步骤170，由玻璃化转变温度和稻谷含水率数据拟合成玻璃化转变曲线，用于判断稻谷在干燥阶段所处的状态；
步骤180，确定变温干燥梯度（升温梯度或者降温梯度）以及变温时间节点。稻谷温度是由干燥段不同位置温度传感器采集数据求平均值得到的。变温干燥梯度可以分成升温梯度和降温梯度。为保持稻谷不发生裂纹，稻谷在变温干燥梯度范围内不发生玻璃化转变；
升温梯度代表热风干燥温度逐渐上升，同理降温梯度代表热风温度逐渐下降。变温干燥过程可以分成两段和三段，具体以选取的干燥机型确定。为了保证变温调节的准确性，变温分段不宜过多。
其中，所述变温干燥过程中干燥介质温度范围为30℃～60℃，稻谷表观风速为0.2m/s～0.8m/s，缓苏比为1：1、1：2、1：3、1：4、1：5，排粮辊转速为1r/min～5r/min。变温干燥梯度范围为0℃～15℃。
其中，可以在控制柜的显示屏幕中输入不同含水率的状态下的玻璃化转变温度，系统自动显示出含水率和玻璃化转变温度的拟合曲线。变温干燥升温梯度和降温梯度中会显示出不同变温方案，包括温度梯度大小和干燥分段。根据干燥需求选取相应的干燥参数，实现干燥效率和稻谷品质的调控。
实施例2
本发明的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，当干燥设备选用连续式双向通风干燥机，如图6所示，基于所选干燥机的初始干燥参数为输入项，得到不同阶段稻谷的干燥速率和稻谷品质，如图3所示，该方法具体包括：
步骤210、采用Design Expert软件以待干燥稻谷的阶段干燥参数为影响因素、阶段目标干燥速率和阶段目标稻谷品质为评价指标建立多个回归模型输入干燥机的控制柜12中；
步骤220、若选定的干燥机为连续式双向通风干燥机，首先确定连续式双向通风干燥机缓苏段和干燥段的数量，并计算缓苏比，确定应用的回归模型；；根据选定的干燥机将初始干燥参数通过控制柜12输入到回归模型中，计算不同干燥阶段的干燥速率和稻谷品质。
其中，目前大多数连续式双向变温干燥机具有2-3个干燥段，每个干燥段的作业参数不同，这符合本发明方法变温干燥范围。确定缓苏比参数后，需要分段设定相应的干燥参数。
稻谷经过第一个干燥段作业后，通过设置的水分检测仪11、温度传感器9和风速传感器10采集的数据。通过风速数据分析干燥段不同位置热风表现风速是否干燥均匀，进而自动调节风速。根据采集的稻谷温度和含水率数据，再结合玻璃化转变曲线判断稻谷是否达到变温干燥条件。如果达到变温干燥条件，在下一干燥段进行变温处理。如果没有达到变温干燥条件，下一干燥段继续保持上一干燥段热风干燥温度。第3干燥段步骤参考第一干燥段和第二干燥段同理可得。
其中，将连续式双向变温干燥机的干燥段和缓苏段的一个组合过程为一个干燥阶段。稻谷经过第一个干燥阶段作业后，收集水分检测仪11、温度传感器9和风速传感器10采集的数据，取该状态下稻谷样品并计算干燥速率和稻谷品质（裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色），依据此时的干燥参数建立干燥速率和稻谷品质的回归模型。当稻谷进行经过第二个干燥阶段作业后，同理建立干燥速率和稻谷品质的回归模型。以此步骤可以获取稻谷在不同干燥阶段和干燥结束阶段的干燥速率和稻谷品质的回归模型并通过控制柜12内的显示模块360显示，得到不同干燥阶段条件下干燥速率和稻谷品质的预测，同时也实现对稻谷作业过程中干燥速率和稻谷品质的定向调控。其中，将变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速和稻谷初始含水率在系统中输入，将自动计算干燥机在不同干燥阶段的干燥速率和稻谷品质。
步骤230、根据获取不同阶段的干燥速率和稻谷品质后，采用控制柜12中的参数优化模块330，得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质。
步骤240、采用控制柜12中的综合评价模块340对得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质进行综合评价，确定最优的具体干燥参数，再将干燥参数输入控制柜12中的控制模块350中进行干燥作业。
步骤250、根据上述方法获取的干燥速率和稻谷品质对干燥工艺参数优化提供了指导意见
其中，基于根据选定的连续式双向通风干燥机将初始干燥参数获取的干燥速率和稻谷品质，采用系统的工艺参数优化模块330和综合评价模块340，对干燥工艺参数优化提供指导意见，实现定向对不同干燥阶段的干燥速率和品质调控。
实施例3
本发明的种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，当干燥设备选用循环式双向通风干燥机时，如图7所示，基于所选干燥机的初始干燥参数为输入项，得到干燥机的干燥速率和稻谷品质，如图4所示，该方法具体包括：
步骤260、采用Design Expert软件以待干燥稻谷的阶段干燥参数为影响因素、阶段目标干燥速率和阶段目标稻谷品质为评价指标建立多个回归模型输入干燥机的控制柜12中；
步骤270、若选定的干燥机为循环式双向通风干燥机，首先应该确定循环式双向通风干燥机缓苏段和干燥段的比例，并计算缓苏比，确定应用的回归模型；根据选定的干燥机将初始干燥参数通过控制柜12输入到回归模型中，计算不同干燥循环阶段的干燥速率和稻谷品质。
步骤280、根据获取不同干燥循环阶段的干燥速率和稻谷品质后，采用控制柜12中的参数优化模块330，得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质。
稻谷在循环式双向通风干燥机内，经过多次循环直至达到安全贮藏含水率，停止干燥作业。当稻谷经过第一个干燥循环后，通过设置的水分检测仪11、温度传感器9和风速传感器10采集的数据。通过风速数据分析干燥段不同位置热风表现风速是否干燥均匀，进而自动调节风速。根据采集的稻谷温度和含水率数据，再结合玻璃化转变曲线判断稻谷是否达到变温干燥条件。如果达到变温干燥条件，在下一干燥循环进行变温处理。如果没有达到变温干燥条件，下一干燥循环继续保持上一干燥循环的热风干燥温度。第3干燥循环步骤参考第一干燥循环和第二干燥循环同理可得。其中，循环式双向通风干燥机内稻谷经过干燥段后通过提升机将重新进入储粮段，循环进行干燥，直到达到安全含水率。循环式双向通风干燥机的储粮段就是缓苏段，根据与干燥段的比例计算缓苏比；
其中，将循环式双向变温干燥机的干燥段和缓苏段的一个组合过程为一个干燥循环阶段，稻谷经过第一个干燥循环阶段作业后，收集水分检测仪11、温度传感器9和风速传感器10采集的数据，取该状态下稻谷样品并计算干燥速率和稻谷品质（裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色），依据此时的干燥参数建立干燥速率和稻谷品质的回归模型。当稻谷进行经过第二个干燥循环阶段作业后，同理建立干燥速率和稻谷品质的回归模型。以此步骤可以获取稻谷在不同循环阶段和干燥结束阶段的干燥速率和稻谷品质的回归模型，实现对不同干燥循环阶段条件下干燥速率和稻谷品质的预测，同时也实现对稻谷作业过程中干燥速率和稻谷品质的定向调控。其中，将变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速和稻谷初始含水率在系统中输入，将自动计算干燥机在不同干燥循环阶段的干燥速率和稻谷品质。
步骤290、采用控制柜12中的综合评价模块340对得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质进行综合评价，确定最优的具体干燥参数，再将干燥参数输入控制柜12中的控制模块350中进行干燥作业。
步骤300、根据上述方法获取的干燥速率和稻谷品质对干燥工艺参数优化提供指导意见。
其中，基于根据选定的循环式双向通风干燥机将初始干燥参数获取的干燥速率和稻谷品质，采用系统的工艺参数优化模块330和综合评价模块340，对干燥工艺参数优化提供指导意见，实现定向对不同干燥循环阶段的干燥速率和品质调控。
实施例4
实施例1-3所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，适用不同的干燥机型，当干燥机1选用连续式干燥机时，如图6，将干燥机1从上到下依次分为上部的储粮段2、中部的一个以上的干燥段3和一个以上的缓苏段13、及下部的排粮段4；储粮段2上方开有进粮口、排粮段4的底端开有排粮口5，每个干燥段3的下面均为缓苏段13，但最下面的干燥段3的下面不设缓苏段13。
而每个干燥段3均由进气角状管6和出气角状管7构成，且进气角状管6和出气角状管7上、下交叉排列，进气角状管6外接了变温调节装置8，出气角状管7的下方的缓苏段13上并排设有三个以上的温度传感器9用于检测稻谷温度；温度传感器9的下方对应设有个数相同的风速传感器10用于检测粮层表现风速；在每个缓苏段13末端及排粮段4侧面均设有水分检测仪11用来检测稻谷的含水率，所述的温度传感器9、风速传感器10和水分检测仪11均与控制柜12连接；控制柜内部包含模型建立与选择模块、指标预测模块、工艺参数优化模块、综合评价模块和显示模块，用于指导干燥工艺参数优化。所述的进气角状管6外端连接了变温调节装置8进入干燥空气、内端封堵，空气穿过粮层，从下层干燥段或者上层干燥段的出气角状管7流出；其中，出气角状管7外端开口并置于机体外使空气流出、内端封堵。相邻干燥段的进气角状管6和出气角状管7的安装方向是相反的。
所述的变温调节装置用于变温干燥过程对温度变化的精准调控，通过自动调节阀门的开口大小，使冷热空气混合以达到变温的目的；
本装置中，在控制柜内部包含模型建立与选择模块、指标预测模块、工艺参数优化模块、综合评价模块和显示模块，如图5所示，用于指导干燥工艺优化。
控制柜12是采用PLC控制的，用于接受采集和存储试验数据，不同模块也是通过PLC进行连接和实现的，实现数据在线显示、参数调整、工艺优化和工艺评价等环节：
模型建立和选择模块310，用于将干燥参数与不同指标之间建立回归模型，针对不同的干燥参数，选取相应的回归方程；
指标预测模块320，用于预测不同干燥参数条件下不同评价指标的数值。
工艺参数优化模块330，用于根据干燥速率和稻谷品质需求，分配每个指标的权重，采用多目标变量优化干燥工艺参数；
综合评价模块340，采用主成分分析法和隶属函数法对多种优化的评价指标进行综合评价，用于指导干燥工艺参数的选取；
控制模块350，用于控制调节干燥温度、热风表现风速、排粮辊转速等干燥参数。
显示模块360，用于输入干燥参数；设定变温干燥梯度；观察传感器信息采集数据、模型的建立与选择结果、指标预测结果、工艺优化结果和综合评价结果；该模块是通过显示屏进行查看。
实施例5
实施例1-3所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，适用不同的干燥机型，当干燥机1选用循环式干燥机时，如图7所示，各干燥段3依次连接且各干燥段3间不设缓苏段，而第一干燥段3上方的储粮段2即为缓苏段，只在储粮段2上设置温度传感器9和风速传感器10，只在排粮段4侧面设有水分检测仪11。
而其它同实施例4。
Claims (10)
1.一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）建立模型：以待干燥稻谷的阶段干燥参数为影响因素、阶段目标干燥速率和阶段目标稻谷品质为评价指标建立多个回归模型；
所述的干燥参数包括：变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速、缓苏比、稻谷初始含水率，且变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速、稻谷初始含水率均为范围值；
所述的缓苏比是根据所选的干燥机机型确定；
所述的变温干燥梯度：对待干燥稻谷采用玻璃化转变理论与双向通风干燥机相结合，根据玻璃化转变曲线确定变温干燥梯度；
（2）模型应用：将不同阶段的初始干燥参数输入步骤（1）得到的多个回归模型中，得到不同干燥阶段的实时干燥速率和实时稻谷品质；所述的初始干燥参数是根据干燥机的类型、稻谷收获含水率以及变温干燥工艺确定的；
（3）参数优化:根据步骤（2）得到的不同阶段的实时干燥速率和实时稻谷品质，采用多目标变量优化干燥工艺参数，得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质；
（4）干燥与综合评价：采用主成分分析法和隶属函数法对步骤（3）得到多组优化后的干燥速率和稻谷品质进行综合评价，得到对应的不同阶段最优的具体干燥参数，再将不同阶段最优的具体干燥参数输入控制柜中，进行干燥作业。
2.根据权利要求1所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，其特征在于步骤（1）中在确定试验所用稻谷品种和干燥机型的缓苏比后，根据各阶段干燥参数建立4因素5水平二次正交旋转组合试验方案，其中4因素为变温干燥梯度、热风表现风速、排粮辊转速和稻谷初始含水率；稻谷品质为评价指标包括：裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色。
3.根据权利要求1所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，其特征在于步骤（1）中玻璃化转变曲线是通过下列方法实现的：将同一批稻谷多次随机取样并获得7组不同范围的含水率；将不同含水率的稻谷粉碎成粉末，采用差式扫描量热仪测定7组稻谷的玻璃化转变温度，将7组稻谷的玻璃化转变温度和对应的含水率拟合成玻璃化转变曲线。
4.根据权利要求1所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，其特征在于步骤（3）中所述的多目标变量是指干燥速率、裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色，并根据最终干燥速率和最终稻谷品质需求，分配每个指标的权重，进行多目标变量优化不同阶段的具体干燥工艺参数。
5.根据权利要求1所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法，其特征在于步骤（4）是采用主成分分析方法和隶属函数法对多目标变量优化后得到稻谷的干燥速率、裂纹增率、蛋白质含量、米饭食味值、精米外观颜色进行因子分析，基于主成分因子累积贡献率大于80%的准则，对各单项评价指标进行标准化，标准化后的数据和通过主成分分析得到的各主成分综合指标的指标系数进行对应乘积，计算出不同干燥工艺的综合指标得分值及各主成分综合指标的权重，最后，得出不同干燥工艺的综合得分值。
6.一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥系统，包括干燥机（1），从上到下依次分为储粮段（2）、一个以上干燥段（3）和排粮段（4），储粮段（2）上方开有进粮口、排粮段（4）的底端开有排粮口（5）；其特征在于每个干燥段（3）均由进气角状管（6）和出气角状管（7）构成，且进气角状管（6）和出气角状管（7）上、下交叉排列，进气角状管（6）外接了变温调节装置（8），出气角状管（7）的下方并排设有三个以上的温度传感器（9）用于检测稻谷温度；温度传感器（9）的下方对应设有个数相同的风速传感器（10）用于检测粮层表现风速；在排粮段（4）侧面设有水分检测仪（11）用来检测稻谷的含水率，所述的温度传感器（9）、风速传感器（10）和水分检测仪（11）均与控制柜（12）连接；控制柜（12）内部包含模型建立与选择模块、指标预测模块、工艺参数优化模块、综合评价模块、控制模块和显示模块，用于指导干燥工艺参数优化。
7.根据权利要求6所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥系统，其特征是当干燥机（1）选用连续式干燥机时，在干燥段（3）的下面设有缓苏段（13），缓苏段（13）上设有温度传感器（9）和风速传感器（10），每个缓苏段（13）末端及排粮段（4）侧面均设有水分检测仪（11）。
8.根据权利要求6所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥系统，其特征是当干燥机（1）选用循环式干燥机是，各干燥段（3）依次连接，第一干燥段（3）上方的储粮段（2）即为缓苏段，在储粮段（2）上设置温度传感器（9）和风速传感器（10），在排粮段（4）侧面设有水分检测仪（11）。
9.根据权利要求6所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥系统，其特征在于进气角状管（6）外端连接了变温调节装置（8）进入干燥空气、内端封堵，空气穿过粮层，从下层干燥段或者上层干燥段的出气角状管（7）流出；其中，出气角状管（7）外端开口并置于机体外使空气流出、内端封堵。
10.如权利要求6所述的一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥系统，其特征在于相邻干燥段的进气角状管（6）和出气角状管（7）的安装方向是相反的。
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| CN202310929898.XA CN116951908A (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 一种适用于双向通风干燥机的稻谷变温干燥方法及系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117743772A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-22 | 维达纸业(浙江)有限公司 | 基于人工智能模型的卫生纸干燥参数优化方法及系统 |
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2023
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117743772A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-22 | 维达纸业(浙江)有限公司 | 基于人工智能模型的卫生纸干燥参数优化方法及系统 |
| CN117743772B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-05-28 | 维达纸业(浙江)有限公司 | 基于人工智能模型的卫生纸干燥参数优化方法及系统 |
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