稻谷干燥影響因素相關(guān)研究探討

王永進(jìn)

我國屬于水稻生產(chǎn)大國，一方面，稻谷干燥工作會(huì)影響稻谷的加工工序和儲(chǔ)備，另一方面，稻谷干燥的干擾因子包含有干燥的技術(shù)、干燥的工藝、干燥的設(shè)備、干燥的時(shí)間、干燥的溫度、風(fēng)量、干燥的介質(zhì)、值得注意的是，還有稻谷的水分、稻谷淀粉的含量、稻谷的品種和真空度等。基于此，本文對稻谷干燥主要影響因素進(jìn)行探討，如稻谷干燥技術(shù)、稻谷干燥溫度。雖然熱風(fēng)干燥作為現(xiàn)今最為常用的稻谷干燥技術(shù)之一，但是熱風(fēng)干燥和真空干燥相比，真空干燥在較低溫度時(shí)能顯著增加稻谷顆粒相對環(huán)境水勢，并可助于增加干燥的效率與減少資源的消耗。此外，其他干燥技術(shù)及干燥溫度亦在本文進(jìn)行相應(yīng)探討。

稻谷干燥影響因素概況

我國的水稻生產(chǎn)量非常大，因而對于稻谷的儲(chǔ)藏以及后續(xù)加工的執(zhí)行，稻谷干燥工作則起著極其重要的作用。并且，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對成品的質(zhì)量等方面的要求也增多，從而也迫使人們?nèi)パ芯亢蜕钊胩接戧P(guān)于影響稻谷干燥的相關(guān)因素有哪些。其中，稻谷干燥的干擾因子包含有干燥的技術(shù)、干燥的工藝、干燥的設(shè)備、干燥的時(shí)間、干燥的溫度、風(fēng)量、干燥的介質(zhì)、值得注意的是，還有稻谷的水分、稻谷淀粉的含量、稻谷的品種和真空度等。

變溫干燥和低恒溫干燥相比，變溫干燥可增加降水的速率，加快烘干的速度，應(yīng)該注意的是，當(dāng)谷粒的水分較低時(shí)，宜采用低溫慢速干燥。萬忠民等對不一樣的干燥條件的稻谷品質(zhì)和降水進(jìn)行研究，如果增加干燥的溫度和增加風(fēng)量，干燥所需的速率會(huì)提高，相應(yīng)干燥的時(shí)間則變少，值得注意的是，溫度較低時(shí)，風(fēng)量對干燥的曲線的干擾不大。徐澤敏等認(rèn)為低溫真空環(huán)境下的干燥可以避免熱風(fēng)干燥所造成的品質(zhì)的下降與溶質(zhì)的失散。但是，低溫的真空干燥過程谷物品質(zhì)變化動(dòng)力特性、傳熱傳質(zhì)規(guī)律等仍需深入地研究。胡萬里等建議對于水分含量較多的稻谷，應(yīng)運(yùn)用分段和快速相結(jié)合的干燥，如快速干燥-儲(chǔ)存或緩蘇-快速干燥，雖然該干燥工藝的設(shè)備能降低有效工作的時(shí)間和減小能耗，且適合大批量的生產(chǎn)，但是，會(huì)損失儲(chǔ)藏時(shí)間和增加人工的費(fèi)用。楊洲等研究了干燥的速率與風(fēng)量和稻谷的質(zhì)量比之間聯(lián)系，認(rèn)為一方面，稻谷的質(zhì)量和風(fēng)量比變小，則干燥的速率就會(huì)相應(yīng)地快速加快，然而另一方面，谷物的質(zhì)量和風(fēng)量比小到一定階段時(shí)，干燥的速率的變化率顯著地降低。劉懷海等通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)與理論的分析，改善了稻谷的變溫干燥的工作參數(shù)和工藝的參數(shù)，此外，描繪出稻谷的水分、干燥介質(zhì)的溫度和濕度、降水的速率、糧食的溫度等的對應(yīng)關(guān)系。張玉榮等認(rèn)為隨著干燥的溫度的逐漸增加，稻谷的爆腰率也會(huì)相應(yīng)地增加，而整精米率和出糙率則會(huì)降低。此外，當(dāng)干燥的溫度相等時(shí)，就加工的品質(zhì)而言，真空干燥則優(yōu)于熱風(fēng)干燥，且真空干燥的爆腰率突出。一方面，稻谷的真空干燥降水程度的影響因子分別是干燥的時(shí)間、干燥的溫度跟真空度，值得注意的是，并都和降水的幅度是正相關(guān)，另一方面，影響的順序則為干燥的溫度、干燥的時(shí)間、真空度。陳江等提出，一方面，為了增加干燥的效率，對于低真空度的降溫干燥，可適當(dāng)?shù)卦龃鬁夭睿硪环矫妫瑢τ诘驼婵斩鹊纳郎馗稍铮瑧?yīng)適當(dāng)?shù)販p小溫差。此外，稻谷的干燥影響因素較多，相關(guān)的研究仍需繼續(xù)地深入。

稻谷干燥主要影響因素探討

稻谷干燥技術(shù)。熱風(fēng)干燥作為現(xiàn)今最為常用的稻谷干燥技術(shù)之一，此干燥的原理是用相應(yīng)量的熱空氣將受熱物體表面的水分帶走除去，使得物體得以干燥。熱風(fēng)干燥技術(shù)操作簡單、容易控制，該熱風(fēng)干燥方法可以主要分為兩種，即高溫快速干燥和低溫慢速干燥。高溫干燥雖速度較快，但高溫往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重爆腰和食味品質(zhì)變差。若想獲得好的稻谷干燥品質(zhì)，經(jīng)常是采取低溫慢速干燥工藝。雖然，較低的熱風(fēng)溫度條件有利于稻谷干燥后的質(zhì)量，但同樣會(huì)因?yàn)楦稍锼俾实偷娜毕荩斐墒斋@后的稻谷不能及時(shí)地干燥而嚴(yán)重的損失。劉友明等分析了不一樣的干燥措施與爆腰率的聯(lián)系，用相異的干燥方法試驗(yàn)可得，其裂紋率與吸濕出現(xiàn)裂紋敏感性會(huì)有差別，如熱風(fēng)干燥的敏感性較高，而陰干處理則較低。

過熱蒸汽干燥為現(xiàn)代的干燥技術(shù)，所用的干燥介質(zhì)則是水蒸汽，此外，又因過熱蒸汽和稻谷的相互接觸能減少稻谷內(nèi)部的水分，使稻谷得以干燥。一方面，這種技術(shù)最大的好處是干燥后的廢氣潛熱可進(jìn)行回收，能有效的提高能源的使用率。另一方面，其傳熱系數(shù)也較大，而傳質(zhì)的阻力不大，則它的效率也會(huì)明顯高于熱風(fēng)干燥。此外，過熱蒸汽干燥干燥速率較快、干燥時(shí)間較短，能量可回收利用、排放物較少，可回收有用成分和改善干制品的質(zhì)量，且無自燃和自爆的危險(xiǎn)。但仍需要注意的是，過熱蒸汽干燥的機(jī)器都須將進(jìn)料口和出料口進(jìn)行提前的密閉，防止蒸汽的冷凝及泄漏；并且得有較強(qiáng)的保溫性，便于防止蒸汽的冷凝。而且，過熱蒸汽干燥機(jī)的卸料與喂料結(jié)構(gòu)會(huì)增加資金投入。此外，過熱蒸汽的干燥介質(zhì)溫度過高造成該工藝的使用受到限制。

遠(yuǎn)紅外干燥可減少能耗，成品品質(zhì)較高和生產(chǎn)效率得到一定提升，場地占用面積較小，資金投入不多。紅外加熱技術(shù)完成了被加熱物體的吸收光譜和輻射源光譜對照，加熱介質(zhì)可省去，降低能源損耗，此外，可均勻稻谷內(nèi)外的受熱，增加熱能利用率和成品質(zhì)量。但是，對于大型谷物的干燥機(jī)要使用遠(yuǎn)紅外線干燥仍有一些技術(shù)障礙。

微波干燥，將熱風(fēng)與微波薄層干燥后的稻谷品質(zhì)進(jìn)行對比得出，微波間歇干燥不僅干燥的速度更快，耗能少，而且對于稻谷上的微生物也有一定的抑制作用。稻谷在吸入微波后，其內(nèi)部升溫使得內(nèi)表水分?jǐn)U散均勻、干燥的速度加快，微波干燥在今后的使用將更為廣泛。但是，目前我國微波干燥技術(shù)依然處在探索時(shí)期，現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中面臨諸多難題，如加熱的功率、工作頻率的控制不好會(huì)造成稻谷加熱的不均勻或干燥的速度過快等，使食用的品質(zhì)和物料的加工受到嚴(yán)重影響。

真空干燥，真空干燥和熱風(fēng)干燥相對比，真空干燥于較低溫度時(shí)可以顯著地增加稻谷顆粒的相對環(huán)境的水勢，增加資源的利用率與干燥的效率。為了提升真空干燥的效率，進(jìn)行低真空度的降溫干燥時(shí)，可適當(dāng)?shù)厣邷夭睿鴮Φ驼婵斩壬郎馗稍铮瑧?yīng)相應(yīng)地降低溫差。徐澤敏等分析稻谷真空干燥的技術(shù)參數(shù)和降水的程度間的相關(guān)性，得到各參數(shù)都和降水的程度是正相關(guān)，且影響順序依次是：干燥溫度、干燥時(shí)間、真空度。但是，由于設(shè)備的成本較高、能耗也高，真空干燥還未能得到廣泛的應(yīng)用。

太陽能干燥，將太陽能作為熱量來源能夠有效地解決干燥過程的能耗較多的問題，太陽能干燥的朝兩個(gè)方向發(fā)展： 直接的干燥，稻谷會(huì)獲得陽光能量而蒸發(fā)水分， 同時(shí)，熱氣體還會(huì)將水分一同除去；間接的干燥，通過轉(zhuǎn)熱設(shè)備把太陽能轉(zhuǎn)為熱能，使介質(zhì)加熱后進(jìn)入干燥機(jī)進(jìn)行干燥。目前，我國對太陽能干燥的相應(yīng)研究甚少，應(yīng)用不多，主要是因?yàn)槠錅厥艺嫉孛娣e較大，雖然偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)有較大場的條件，但基本上都是采取自然晾曬的干燥，因此，該技術(shù)在我國的實(shí)用性尚且不高。

稻谷干燥溫度

劉啟覺認(rèn)為水分含量較多的稻谷，使用變溫干燥工藝優(yōu)于恒低溫干燥工藝，不僅能使降水的速率變快，減少時(shí)間，還能防止高含水率的稻谷因長時(shí)間處于高濕、高溫環(huán)境中引起糙米沾色，如果稻谷的含水率多于21%時(shí)，谷物表層的自由水分含量高，需要提高介質(zhì)的溫度與降水的速率，而水分低于18%，要減小介質(zhì)的溫度和降低水分的不均勻度，以便減小裂紋。江思佳等對稻谷變溫干燥進(jìn)行分析，結(jié)果可得，變溫干燥工藝較低恒溫干燥工藝，更能加快降水的速率和減少烘干的過程。但是，稻谷水分較少時(shí)，應(yīng)使用低溫慢速的干燥。張慧明通過對三種干燥溫度下稻谷爆腰率及整精米率的分析可知：稻谷爆腰率、整精米率會(huì)隨干燥溫度的上升而降低。熱風(fēng)溫度從40℃升到50℃，整精米率將迅速下降；從50℃升到60℃時(shí)，整精米率下降較少。而及時(shí)的干燥要有高稻米得率通常使用低溫干燥。部分干燥專家對高濕谷物變溫干燥進(jìn)行了分析探討，表明： 對高濕稻谷使用逐步的升溫干燥工藝干燥，既能得到相應(yīng)要求的稻谷品質(zhì)，還能降低干燥的能耗。陳江等認(rèn)為變溫干燥方式對稻谷糊化回生值和最低粘度有明顯的影響，應(yīng)該注意的是，而對崩解值、峰值粘度、最終的粘度則無大影響；當(dāng)進(jìn)行降溫干燥時(shí)，加大一定溫差，更有助于提高干燥后的稻谷質(zhì)量；對于升溫干燥，減小一定的溫差，可保證干燥后稻谷的品質(zhì)。A Iguaz等分析干燥的時(shí)間與干燥的溫度對稻谷品質(zhì)的作用，得出干燥的時(shí)間與干燥的溫度增加，糙米的爆腰率增加，值得注意的是，當(dāng)精米的整米率（HRY）不高時(shí)，即爆腰率和HRY的關(guān)系為負(fù)相關(guān)。

結(jié)論

稻谷干燥的干擾因子。包含有干燥的技術(shù)、干燥的工藝、干燥的設(shè)備、干燥的時(shí)間、干燥的溫度、風(fēng)量、干燥的介質(zhì)、值得注意的是，還有稻谷的水分、稻谷淀粉的含量、稻谷的品種和真空度等。

稻谷干燥技術(shù)是稻谷干燥的主要影響因素之一。熱風(fēng)干燥技術(shù)操作簡單、容易控制，該熱風(fēng)干燥方法可以主要分為兩種，即高溫快速干燥和低溫慢速干燥。高溫干燥雖速度較快，但高溫往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重爆腰和食味品質(zhì)變差。真空干燥和熱風(fēng)干燥相對比，值得注意的是，真空干燥于較低溫度時(shí)可以顯著地增加稻谷顆粒的相對環(huán)境的水勢，增加資源的利用率與干燥的效率。

稻谷干燥溫度是稻谷干燥另一個(gè)主要的影響因素。水分含量較多的稻谷，使用變溫干燥工藝優(yōu)于恒低溫干燥工藝，不僅能使降水的速率變快，減少時(shí)間，值得注意的是，還能防止高含水率的稻谷因長時(shí)間處于高濕、高溫環(huán)境中引起糙米沾色。值得注意的是，變溫干燥工藝較低恒溫干燥工藝，更能加快降水的速率和減少烘干的過程。當(dāng)進(jìn)行降溫干燥時(shí)，加大一定溫差，更有助于提高干燥后的稻谷質(zhì)量；對于升溫干燥，減小一定的溫差，可保證干燥后稻谷的品質(zhì)。