活性稻米微波干燥機(jī)理分析及設(shè)備設(shè)計(jì).pdf

1、針對(duì)活性稻米干燥品質(zhì)不穩(wěn)定和合適干燥設(shè)備缺少等問題，本研究采用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和臺(tái)架實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，系統(tǒng)、深入地研究活性稻米微波干燥特性與工藝，揭示微波干燥過程對(duì)活性稻米品質(zhì)作用機(jī)理，設(shè)計(jì)適合活性稻米干燥的連續(xù)式多層微波干燥系統(tǒng)。研究結(jié)論如下:
　　1、分析微波干燥工藝參數(shù)對(duì)活性稻米干燥特性指標(biāo)的影響規(guī)律，提出合理干燥工藝流程。微波強(qiáng)度和表觀風(fēng)速對(duì)活性稻米的干燥速度和谷溫有最顯著正相關(guān)影響。采用微波加熱→保溫緩蘇→再微波

2、加熱的干燥模式，微波強(qiáng)度范圍2.5-4W/g和4-5W/g，每段干燥時(shí)間為9-12min，緩蘇時(shí)間是干燥時(shí)間的3倍，表觀風(fēng)速為3.5-4.5m/s。
　　2、揭示微波干燥條件對(duì)活性稻米品質(zhì)的影響機(jī)理。糙米在加濕發(fā)芽過程中，糙米中含有的淀粉和膳食纖維的糊粉層充分潤濕和流動(dòng)，使其各向同性，粘彈性增強(qiáng)，有內(nèi)部應(yīng)力作用時(shí)受力均勻，減少因局部應(yīng)力差異超過極限值造成裂紋;微波體加熱方式使活性稻米顆粒內(nèi)部水分均勻地向顆粒表層擴(kuò)散，各向幾率相同，

3、在微波干燥活性稻米時(shí)物料內(nèi)部不會(huì)因拉壓應(yīng)力存在導(dǎo)致爆腰產(chǎn)生;微波干燥時(shí)活性稻米顆粒內(nèi)壓力升高使其體積有增大趨勢(shì)，而顆粒失水使其體積有收縮作用，二者產(chǎn)生的應(yīng)力相互抵消，降低干燥爆腰現(xiàn)象。因此，微波干燥活性稻米爆腰率較低。微波干燥時(shí)，在谷氨酸脫羧酶GAD促進(jìn)合成與丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶催化降解共同作用下，活性稻米中的γ-氨基丁酸(GABA)含量無顯著變化;微波干燥時(shí)活性稻米的谷溫適宜(33.93-69.71℃)激發(fā)GAD活性和較高含水率水平（27.9

4、5％→24.00％）有利于活性分子運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)GABA合成;在干燥階段（溫度從41.98升至81.36℃、含水率在17.89％降至14.92％）GAD高溫失活且低水分不利于GABA合成。微波干燥時(shí)隨著微波強(qiáng)度、表觀風(fēng)速的增加，活性稻米溫度升高產(chǎn)生褐變現(xiàn)象使活性稻米金黃色色度增加。但干燥速度過快引起嚴(yán)重褐變，導(dǎo)致活性稻米金黃色色度下降。當(dāng)微波強(qiáng)度為2.75W/g，表觀風(fēng)速為2.50m/s時(shí)，活性稻米米體出現(xiàn)最高黃金色度。應(yīng)用近紅外光譜無損檢

5、測(cè)技術(shù)，優(yōu)化回歸模型，預(yù)測(cè)微波干燥活性稻米主要成分含量（GABA、蛋白質(zhì)、水分），為快速、準(zhǔn)確和無損檢測(cè)與評(píng)價(jià)活性稻米品質(zhì)提供重要數(shù)學(xué)模型。
　　3、研究微波干燥過程中活性稻米的微波能吸收和傳熱傳質(zhì)過程。本研究提出微波干燥過程中活性稻米介電特性指標(biāo)隨著溫度和水分變化的模型，活性稻米的介電常數(shù)為4-15和介電損耗因子為0.8-4.0;分析微波干燥機(jī)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布規(guī)律，磁控管波導(dǎo)縱向排橫列和直棱角微波干燥機(jī)干燥室形式，有較高微波能利用

6、率和微波場(chǎng)分布均勻度;微波干燥時(shí)活性稻米料層內(nèi)傳熱傳質(zhì)有內(nèi)熱源（微波體積熱）的非等溫的流體傳熱、表層水分蒸發(fā)和對(duì)流傳質(zhì)擴(kuò)散過程。
　　4、設(shè)計(jì)適于活性稻米干燥的連續(xù)式微波干燥系統(tǒng)。設(shè)計(jì)出三重帶式連續(xù)微波干燥機(jī)的干燥室體內(nèi)設(shè)置三層輸送帶，迂回式運(yùn)動(dòng);干燥室頂部采用縱橫式磁控管安裝方式;設(shè)計(jì)了緩蘇倉、進(jìn)料裝置等設(shè)備;研制出活性稻米微波干燥過程控制系統(tǒng)，可以獲得和顯示不同干燥位置的物料表層溫度，實(shí)現(xiàn)多種微波輸入功率組合的微波加熱+緩蘇+