活性稻米微波干燥機理分析及設(shè)備設(shè)計.pdf

1、針對活性稻米干燥品質(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、計算機仿真和臺架實驗相結(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活性稻米品質(zhì)作用機理，設(shè)計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)對活性稻米干燥特性指標的影響規(guī)律，提出合理干燥工藝流程。微波強度和表觀風(fēng)速對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，微波強度范圍2.5-4W/g和4-5W/g，每段干燥時間為9-12min，緩蘇時間是干燥時間的3倍，表觀風(fēng)速為3.5-4.5m/s。
　　2、揭示微波干燥條件對活性稻米品質(zhì)的影響機理。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，使其各向同性，粘彈性增強，有內(nèi)部應(yīng)力作用時受力均勻，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散，各向幾率相同，

3、在微波干燥活性稻米時物料內(nèi)部不會因拉壓應(yīng)力存在導(dǎo)致爆腰產(chǎn)生;微波干燥時活性稻米顆粒內(nèi)壓力升高使其體積有增大趨勢，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，在谷氨酸脫羧酶GAD促進合成與丙酮酸轉(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％）有利于活性分子運動，促進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。微波干燥時隨著微波強度、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重褐變，導(dǎo)致活性稻米金黃色色度下降。當微波強度為2.75W/g，表觀風(fēng)速為2.50m/s時，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、測技術(shù)，優(yōu)化回歸模型，預(yù)測微波干燥活性稻米主要成分含量（GABA、蛋白質(zhì)、水分），為快速、準確和無損檢測與評價活性稻米品質(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;分析微波干燥機內(nèi)電場強度分布規(guī)律，磁控管波導(dǎo)縱向排橫列和直棱角微波干燥機干燥室形式，有較高微波能利用

6、率和微波場分布均勻度;微波干燥時活性稻米料層內(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)和對流傳質(zhì)擴散過程。
　　4、設(shè)計適于活性稻米干燥的連續(xù)式微波干燥系統(tǒng)。設(shè)計出三重帶式連續(xù)微波干燥機的干燥室體內(nèi)設(shè)置三層輸送帶，迂回式運動;干燥室頂部采用縱橫式磁控管安裝方式;設(shè)計了緩蘇倉、進料裝置等設(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，實現(xiàn)多種微波輸入功率組合的微波加熱+緩蘇+