粮食干燥原理及品质分析PDF电子书下载

目录 1

第1章　绪论 1

1.1　粮食品质的定义 1

1.1.1　稻谷的品质 2

1.1.2　小麦的品质 3

1.1.3　玉米的品质 4

1.2　干燥和品质 4

1.2.1　加热温度和品质 5

1.2.2　干燥速度和品质 6

1.3　与干燥有关的品质指标定义及研究概况 8

1.3.1　应力裂纹 8

1.3.2　破碎敏感性 13

1.3.3　发芽率 16

2.1.1.1　粮食的干燥特性 20

2.1.1　粮食干燥机制 20

2.1　粮食干燥的基本理论 20

第2章　粮食干燥理论、模型及设备 20

2.1.1.2　粮食的干燥特性曲线 22

2.1.2　干燥过程的质热平衡 24

2.1.3　粮食的干燥均匀性 25

2.1.4　影响粮食干燥的因素 26

2.1.4.1　粮食的生理状态 26

2.1.4.2　粮食的物性参数及化学成分 26

2.1.4.3　热风的状态参数 27

2.2　粮食干燥过程的数学模型 28

2.2.1　单粒粮食干燥模型 29

2.2.1.1　恒速干燥阶段模型 29

2.2.1.2　降速干燥阶段模型 29

2.2.2　薄层干燥模型 31

2.2.2.1　稻谷薄层干燥方程 32

2.2.2.2　玉米薄层干燥方程 32

2.2.2.4　大豆薄层干燥方程 34

2.2.2.3　小麦薄层干燥方程 34

2.2.3　深床干燥模型 35

2.2.3.1　偏微分方程模型 35

2.2.3.2 平衡模型 37

2.2.3.3　对数模型 39

2.2.4　粮食特性参数模型 40

2.2.4.1 平衡水分方程 40

2.2.4.1.1 水稻平衡水分方程 40

2.2.4.1.2　玉米平衡水分方程 41

2.2.4.2　粮食汽化潜热和比热方程 42

2.2.4.2.1　粮食汽化潜热模型 42

2.2.4.2.2　粮食比热模型 43

2.2.4.3　粮食绝干物质密度 43

2.3.1.2　3种干燥方式的优、缺点 44

2.3.1.1　常用的干燥方式 44

2.3.1　粮食干燥方式 44

2.3　粮食干燥方式及工艺 44

2.3.2　粮食热风干燥工艺 46

2.3.2.1　烘干——缓苏干燥工艺 46

2.3.2.2　低温干燥工艺 47

2.3.2.3　低速干燥工艺 47

2.3.2.4　高温短时干燥工艺 48

2.3.2.5　蒸煮稻干燥工艺 48

2.4　粮食干燥设备 48

2.4.1　横流式粮食干燥机 48

2.4.2　混流式粮食干燥机 51

2.4.3　顺流式粮食干燥机 52

2.4.4　顺混流式粮食干燥机 54

2.4.5　逆流式粮食干燥机 54

2.4.6　太阳能干燥机 55

3.1.1　试验方法 57

3.1　玉米应力裂纹薄层干燥试验 57

第3章　粮食应力裂纹生成和扩展机制 57

3.1.2　应力裂纹生成过程分析 58

3.1.2.1　应力裂纹生成的位置和类型 58

3.1.2.2　干燥过程中应力裂纹的生成和扩展 60

3.1.2.3　冷却阶段应力裂纹的生成和扩展 61

3.1.2.4　短时存放阶段应力裂纹的生成和扩展 62

3.1.2.5　干燥、冷却、冷后裂纹率比较 63

3.1.3　应力裂纹生成及扩展的影响因素 64

3.1.3.1　风温 64

3.1.3.2　风速 64

3.1.3.3　初始含水率和终了含水率 66

3.2　玉米组织及应力裂纹的显微结构分析 67

3.2.1　试验目的与方法 67

3.2.2　玉米籽粒的显微结构 68

3.2.3 自然晾晒玉米的品质特征 69

3.2.4.1　胚乳的组织形态 70

3.2.4 自然晾晒玉米的显微结构分析 70

3.2.4.2　胚乳中应力裂纹的显微形态 73

3.2.4.3　胚乳中应力裂纹的扩展 74

3.2.5　人工干燥玉米应力裂纹的显微结构分析 76

3.2.5.1　应力裂纹的形态和位置 76

3.2.5.2　应力裂纹的宽度 80

3.2.5.3　应力裂纹在胚乳中的扩展 81

3.2.5.4　胚乳结构的变化 81

3.3　玉米应力裂纹生成和扩展机制分析 84

3.3.1　黏弹性本构方程 85

3.3.2　黏弹性球应力模型 86

3.3.3　玉米应力裂纹生成和扩展机制分析 91

3.4　稻谷爆腰机制 94

3.4.1　干燥过程与爆腰率的关系 95

3.4.2　稻谷裂纹的起始点 95

3.4.3.1　应力理论 96

3.4.3　米粒爆腰机制 96

3.4.3.2　水分吸收产生的膨胀力 97

3.4.3.3　楔压力理论 98

3.4.3.4　水合作用力 98

3.4.4　稻谷中米粒爆腰的外因 99

3.4.4.1　稻谷成熟期产生的爆腰 99

3.4.4.2　稻谷割后自然干燥期产生的爆腰 99

3.4.4.3　已干稻谷雨淋后产生的爆腰 99

3.4.4.4　稻谷储藏中产生的爆腰 99

3.4.4.5　机械作用产生的爆腰 100

3.5　深床干燥玉米应力裂纹的试验结果及分析 101

3.5.1　深床干燥玉米应力裂纹发生与扩展的特点 101

3.5.2　影响应力裂纹发生和扩展的因素 102

3.5.2.1　风温对应力裂纹率的影响 102

3.5.2.2　风速对应力裂纹率的影响 103

3.5.2.3　冷却方式对应力裂纹率的影响 104

3.5.2.4　干燥次数对应力裂纹率的影响 106

3.5.2.5　干燥方法对应力裂纹率的影响 107

第4章　玉米应力裂纹的分形研究 109

4.1 绪言 109

4.2　测度与分形 110

4.2.1　空间和测度 111

4.2.2　分维 114

4.2.2.1　Hausdorff维数 114

4.2.2.2　盒维数 116

4.2.3　多重分形 119

4.2.3.1　描述多重分形的参量 120

4.2.3.2　多重分维和广义熵函数 120

4.3　玉米籽粒截面及内部组织尺寸的测量 122

4.3.1　籽粒截面尺寸的测量 122

4.3.2　淀粉颗粒尺寸测量 123

4.4.2　分维测量方法 124

4.4　玉米应力裂纹分维测量及分析 124

4.4.1　定性观察 124

4.4.3　测量结果及分析 130

4.4.3.1　局部典型形态裂纹的分维分析 130

4.4.3.2　整个剖面上应力裂纹的分维分析 131

4.4.3.3　应力裂纹分维与干燥条件的关系 134

4.5　应力裂纹扩展的分形模型及动力学分析 137

4.5.1　应力裂纹的弯折模型 137

4.5.2　应力裂纹的分叉模型 139

4.5.3　应力裂纹扩展的动力学分析 141

4.6　玉米应力裂纹扩展过程的分形模拟 143

4.6.1　整个剖面应力裂纹扩展过程的模拟方法 143

4.6.2　局部显微裂纹扩展过程的模拟方法 145

4.6.3　模拟结果 146

5.1　粮食破碎敏感性测试原理及模型 149

5.1.1　粮食破碎敏感性测试原理及设备 149

第5章　粮食破碎敏感性试验与建模 149

5.1.2　破碎敏感性试验设备性能比较 152

5.1.3　破碎敏感性模型 155

5.2 离心式玉米破碎敏感性测试仪设计和参数选择 158

5.2.1　离心式玉米破碎敏感性测试仪设计 158

5.2.2　操作参数选择 159

5.2.2.1　筛孔直径的选择 160

5.2.2.2　圆周速度的选择 161

5.3　薄层干燥谷物破碎敏感性试验方法 163

5.4　薄层干燥玉米的破碎敏感性试验结果及分析 164

5.4.1　热风温度对破碎敏感性的影响 164

5.4.2　含水率对破碎敏感性的影响 164

5.4.3　品种对破碎敏感性的影响 166

5.4.4　干燥过程对破碎敏感性的影响 166

5.5.1.2　初始含水率对大豆破碎敏感性影响 167

5.5.1.1　风温对大豆破碎敏感性影响 167

5.5.1　单因素分析 167

5.5 薄层干燥大豆破碎敏感性试验结果及分析 167

5.5.1.3　风速对大豆破碎敏感性影响 169

5.5.1.4　品种对大豆破碎敏感性影响 169

5.5.2　正交试验设计及结果分析 170

5.6　谷物破碎敏感性模型的建立 172

5.6.1　确定函数形式的Box-Cox变换 172

5.6.2　谷物破碎敏感性模型的建立 175

5.7　深床干燥玉米破碎敏感性试验研究 178

5.7.1　试验目的和方法 179

5.7.1.1　试验设备 179

5.7.1.2　试验方法 180

5.7.2　深床干燥玉米的破碎敏感性试验结果及分析 181

5.7.2.1　干后玉米破碎敏感性分析 181

5.7.2.2.1　风温对破碎敏感性的影响 182

的影响 182

5.7.2.2　工艺方法及工艺参数对破碎敏感性 182

5.7.2.2.2　风速对破碎敏感性的影响 183

5.7.2.2.3　初始含水率对破碎敏感性的影响 184

5.7.2.2.4　冷却方法对破碎敏感性的影响 184

5.8　应力裂纹率和破碎敏感性的关系研究 186

5.9 降水率、能耗与裂纹率和破碎敏感性之间的关系 190

第6章　种子干燥发芽率的模拟与试验研究 192

6.1　种子劣变机制分析 192

6.1.1　种子的呼吸作用 193

6.1.2　蛋白质变性 195

6.1.3　酶失活 197

6.2　大豆发芽试验 200

6.2.1　大豆发芽试验方法 200

6.2.2　大豆发芽试验结果分析 201

6.2.2.1　干后大豆发芽质量 201

6.2.2.2.1　风温对大豆发芽率的影响 202

6.2.2.2　单因素试验分析 202

6.2.2.2.2　初始含水率对大豆发芽率的影响 203

6.2.2.2.3　干燥时间对大豆发芽率的影响 203

6.2.2.3　正交试验 204

6.2.2.3.1　正交试验安排 204

6.2.2.3.2　正交试验结果分析 205

6.3　稻谷发芽试验 206

6.3.1　试验方法 206

6.3.2　干燥对水稻种子发芽率的影响 207

6.3.3　干燥对水稻种子耐藏性的影响 209

6.3.4　干燥后酶活性变化和发芽率的相关性 210

6.4　种子发芽率的模拟计算 211

6.4.1　种子发芽率模型综述 211

6.4.2　一阶动力种子发芽率模型 215

6.4.2.1　模型的建立 215

6.4.2.2　参数确定 216

6.4.3　模型验证与特性分析 217

6.4.3.1　预测模型验证 217

6.4.3.2　预测模型特性分析 218

6.5　深床干燥过程中种子发芽率的模拟 221

6.5.1　深床干燥过程模拟 221

6.5.2　深床干燥过程中发芽率的模拟方法 224

6.5.3　深床干燥过程中发芽率的模拟结果分析 226

6.5.3.1 固定床干燥过程中发芽率的模拟结果分析 226

6.5.3.2　顺流干燥过程中发芽率的模拟结果分析 228

6.5.3.3　横流干燥过程中发芽率的模拟结果分析 229

第7章　干燥过程对谷物空隙率及容重的影响 231

7.1 定义 233

7.1.1　空隙率 233

7.1.2　容重 233

7.1.3 湿体膨胀系数和湿线膨胀系数的定义及相互关系 233

7.2.1　内空隙产生的机制 237

7.2　谷物内空隙产生的机制及对谷物品质的影响 237

7.2.2　烘干温度与内空隙对破碎可能性的影响 239

7.3　谷物干燥过程中外空隙率的变化 240

7.3.1　外空隙率与含水率的关系 240

7.3.2　外空隙率与容重的关系 242

7.4　谷物干燥过程中真密度和容重的变化 242

7.4.1　干燥过程中谷物真密度的变化 242

7.4.2　干燥过程中谷物容重的变化 246

7.4.2.1　谷物破损对容重的影响 247

7.4.2.2　热风温度对容重的影响 247

7.4.2.3　谷物初始水分对容重的影响 249

7.4.2.4　谷物品种对容重的影响 250

7.4.3　谷物比密度（specific density）和容重的关系 251

第8章　干燥指标权重研究及干燥工艺选择 253

8.1.1　干燥性能指标 254

8.1.2　决策矩阵及规范化 254

8.1 决策矩阵 254

8.2　层次分析法基本原理 256

8.2.1　确定问题建立层次结构 257

8.2.2　构造判断矩阵 257

8.2.3　判断矩阵的一致性 259

8.2.4　层次单排序 261

8.2.5　系统总排序 261

8.3　干燥指标优先权重的计算及分析 262

8.3.1　建立层次结构 262

8.3.2　建立判断矩阵 263

8.3.3　求解特征向量及相对重要性权值 265

8.3.4　权重分析 268

8.3.4.1　指标单排序的权重分析 268

8.3.4.2　指标总排序的权重分析 270

8.4　干燥工艺方案的优先次序计算 272

参考文献 274