李栋[1]2001年在《稻谷干燥应力裂纹生成扩展及抑制的试验研究和机理分析》文中认为1）稻谷应力裂纹一般是沿着籽粒的横轴方向产生的，其生成扩展过程是由完好无损向单裂发展，再向双裂发展，最后向龟裂发展。干燥过程结束时产生的裂纹率最少，贮藏过程结束时产生的裂纹率最多。干燥时采用低温和大风量，降低稻谷的初始含水率和提高终了含水率，采用慢速冷却和低温贮藏等方法，都能降低稻谷产生的裂纹率。 2）首次通过扫描电子显微镜，对稻谷干燥后胚乳组织的形态结构以及应力裂纹的显微形态、生成位置和扩展方向进行了分析研究。自然晾晒后，胚乳组织的结构遭到轻微破坏。热风干燥后，胚乳组织的结构遭到严重破坏。胚乳组织中存在着大量应力裂纹，裂纹首先生成在胚乳组织的中心部位，然后向四周扩展。大多数应力裂纹扩展的路径都是穿越细胞壁，沿着淀粉颗粒的边缘扩展。风温越高，对胚乳组织和籽实皮的破坏作用越大，越容易产生应力裂纹。 3）干燥过程中，稻谷化学成分的改变和籽粒结构的复杂性会影响到应力裂纹的产生。温度梯度和水分梯度产生的热应力和湿应力是稻谷产生应力裂纹的主要原因。当稻谷内部产生的干燥应力大于稻谷内部的抗拉强度时，稻谷就会产生应力裂纹。把应力裂纹同断裂力学理论联系起来进行分析，发现稻谷产生的应力裂纹属于脆性断裂。 4）在国内首次利用INSTRON—4411型万能材料试验机，对干燥过程中稻米的力学性能进行了一些试验研究，从而解决了干燥应力无法定量分析的难题。降低稻米的含水率，降低干燥时的热风温度，都能使干燥后稻米能够承受的破裂载荷增大。建立了稻米破裂载荷与其干燥温度和含水率之间的关系方程。 5）利用玻璃化转变理论对稻谷的干燥过程进行了试验研究。在干燥过程中，稻谷会发生玻璃化转变现象。稻米的含水率越高，其玻璃化转变温度越低。建立了稻米玻璃化转变温度与其含水率之间的关系方程式：Tg=77.1-1.7M。发生玻璃化转变以后，稻米胚乳组织的淀粉颗粒变得杂乱无序，产生的应力裂纹率明显增多，稻谷能够承受的破裂载荷显着下降。 6）利用分形理论对稻谷产生的应力裂纹进行了分析研究。通过扫描电子显微镜的观察分析，表明稻谷产生的应力裂纹具有分形特征。建立了稻谷应力裂纹的沿晶脆断、穿晶脆断、以及沿晶和穿晶偶合脆断的叁种弯折扩展分形模型。建立了稻谷应力裂纹的分叉扩展分形模型，其分形维数与分叉角的大小有关。对稻谷产生应力裂纹的四种分形扩展模型进行了动力学分析，得到以下结论：沿晶和穿晶偶合脆断的临界扩展力＜沿晶脆断的临界扩展力＜穿晶脆断的临界扩展力＜分叉扩展的临界扩展力。 7）本人所在的课题组研制开发成功一种农用平床式逆流干燥机。该机于1999年3月通过了农业部组织的科学技术成果鉴定，鉴定意见认为，该机的干燥能力、处理量、热耗、能耗、粮食品质等指标均达到国家有关标准和合同书要求。该机采用低温大风量的逆流干燥工艺干燥稻谷，在满足国家标准对水稻爆腰率要求的前提下，干燥水稻的干燥速率（减干率）指标明显高于国内外水稻干燥机水平。该成果对我国农村的适用性和水稻干燥的性能指标居国内中小型干燥机的领先水平。
陈江[2]2010年在《仓储环境下稻谷裂纹的生成与扩展机理》文中研究说明近年来仓储作业中的谷物损伤问题日益突出,严重制约了我国绿色储粮技术的发展。论文以稻谷聚集体为研究对象,通过对谷物裂纹生成与扩展机理的系统研究,探明了仓储过程中与稻谷裂纹产生相关的因果变量间的内在联系,以期为仓储工艺的优化提供必要的理论支撑。主要工作内容如下:1)利用多分子层吸附理论、多孔介质传热传质理论及应力学说并结合相关实验分析了温湿度对稻谷吸湿过程和稻谷吸湿裂纹产生的影响。结果如下:对于长时间的吸湿过程而言,空气相对湿度变化对稻谷整个吸湿过程均有影响,而空气温度变化只对稻谷的表层吸湿影响显着;空气相对湿度越大,空气温度越高,稻谷吸湿裂纹形成的越快,原因在于稻谷籽粒的分层吸湿加剧了谷粒内部的不均匀膨胀。2)以单裂率、双裂率及龟裂率间增长趋势的差异为指标试验研究了裂纹形成机制随吸湿时间的变化规律,并针对垩白这种谷粒内典型的微裂纹形式,分析了其在不同热力学环境下对裂纹生成与扩展的影响,结果表明:稻谷吸湿过程的前期,拉应力机制处于主导裂纹形成的地位,吸湿后期,微裂纹机制处于主导地位,两者间存在一个过渡阶段,在过渡阶段,所有影响因素的作用均会被削弱。3)将稻谷裂纹的生成看作籽粒内微缺陷扩展而成,建立了裂纹扩展分形模型,给出了分形模型背景下裂纹扩展的判据,推导出吸湿情况下断裂面的表面能,分析了分形模型的动力学特性。结果表明:吸湿性裂纹扩展路径通过淀粉颗粒,且宏观扩展方向受分形效应影响;在吸湿膨胀且未进入玻璃态的情况下,淀粉对稻谷抗裂能力影响的本质是淀粉平均相对分子质量Mr存在差异。4)将稻谷静态仓储的裂纹增值过程划分为两个时段:准静态仓储阶段和机械通风阶段,基于薄层谷物概念建立了相应的ANFIS映射关系;为确定薄层模型的输入变量,将颗粒堆放结构视为一种非固结多孔介质孔道网络,分析了孔道网络结构的力学特性,并结合多孔介质传热传质理论导出了谷物系统热质传递模型;最后,给出了静置缓释特性方程及空气经风机加热的温湿度变化。5)从谷粒裂纹量化程度的角度对国内外关于稻谷裂纹的研究进行了分类,在此基础上,探讨了与稻谷产生裂纹相关仓储工艺设备的破坏应力和能耗。
肖威[3]2007年在《常温下稻米湿应力场物理参数及裂纹机理的试验研究》文中研究说明稻米是我国主要的粮食作物，稻米品质的高低直接影响到人们的生活质量。稻米籽粒在成熟、收割、脱粒、干燥、贮存、加工等过程中会存在各种机械损伤，关于干燥过程应力裂纹已有许多研究。但在常温下也经常出现由于贮藏环境温度或湿度控制的不适，谷粒吸湿或解湿，产生应力裂纹，降低产品等级，造成经济损失，而这方面的研究报道很少，所建立的基本方程中许多参数在国内还很少被研究过，本文研究稻米籽粒湿应力场的主要物理特性参数及湿应力裂纹机理，掌握稻米籽粒水分传递的规律与籽粒材料本身机械强度、变形、裂纹等之间的关系，对稻米产品的质量控制、减少湿应力损伤，提高产品品质，有重要的意义。研究、采用了合适的盐溶液及不同浓度的酸溶液调节稻米含水率、制取不同含水率稻米试样的方法；研制了测量稻米材料机械物理特性时使用的保温保湿箱、适用于稻米试件使用的拉伸和弯曲试验装置；配置了暗箱、CCD摄像机、竖直与水平摄像装置及计算机图像采集系统等；进行稻米机械物理特性和水分传递特性的各种预备试验，得到：稻米的抗拉强度远小于抗压强度而拉压时的弹性模量、泊松比相差不大，稻米籽粒的拉伸试验难度极大，成功率很低，可以用籽粒的弯曲试验代替拉伸试验研究籽粒材料的拉伸特性；探讨试验研究方法及其可行性，制定了合理的稻米湿应力场试验研究方案。进行了4个品种稻米等截面柱形试件的单轴压缩和拉伸试验，获得了压缩和拉伸时的应力—应变关系曲线，强度极限、弹性模量和泊松比等物理参数，及其各指标随含水率变化的的趋势；稻米的强度极限、弹性模量和泊松比，随含水率的增加而减小。进行了完整稻米籽粒的弯曲试验，通过对4个品种稻米的弯曲试验，分别获得了稻米籽粒在弯曲时的抗拉强度极限和弹性模量，建立了稻米含水率与弯曲特性指标之间的关系。试验研究得到：相同品种、相同含水率下稻米籽粒的抗压强度要远大于稻米籽粒的抗拉强度，而两种试验方法得到的稻米的弹性模量和泊松比数值相近，说明当稻米处在吸湿或解吸的环境时，稻米籽粒内部形成“内拉外压”或“内压外拉”的受力状态，无论是什么样的应力状态，稻米湿应力裂纹都是由于籽粒内拉伸应力达到了籽粒的抗拉强度极限而发生的。研制了稻米籽粒湿线膨胀系数试验装置，采用图像分析技术对稻米籽粒湿线膨胀系数进行了试验研究，获得4个品种稻米在不同含水率范围内的湿线膨胀系数，并且发现稻米籽粒长方向湿线膨胀系数数值要大于宽方向。在相同含水率变化下，稻米籽粒在长方向的膨胀量会大于宽方向，所以稻米籽粒发生断裂时，裂纹的产生都是垂直于长方向发生的。利用动态图像分析的方法，观察稻米籽粒在吸湿或解吸过程，获得稻米籽粒在开裂前，稻米含水率—吸湿时间—外形尺寸叁者之间的关系，得出稻米籽粒水分扩散系数及其与吸湿时间的关系，并且估算出在任意时刻，稻米籽粒的表层含水率、吸湿深度和籽粒内部的水分梯度；建立不同环境相对湿度下，籽粒的安全贮藏含水率范围，为稻米的贮藏提供参考数据。将稻米机械物理特性与水分传递特性试验研究结果相结合，探讨常温下稻米籽粒湿应力裂纹产生的机理，分别作了稻米籽粒内湿度场的理论分析及叁角形单元的有限元分析，采用试验所获得的弹性模量、泊松比、湿线膨胀系数、水分扩散系数等稻米籽粒材料湿应力场的物理参数为实常数、并建立椭球形稻米籽粒有限元实体模型、以环境湿度及稻米初始含水率为边界条件、初始条件，采用ANSYS大型通用有限元分析软件，进行了稻米籽粒湿度场的有限元数值模拟分析，并将湿度场的有限元模拟结果作为湿度载荷施加到有限元椭球模型上，进行稻米籽粒的湿应力场的有限元模拟，获得了与稻米应力裂纹动态产生观察位置相近的结果，给出了稻米籽粒在吸湿时籽粒内部的湿应力—应变场的分布情况。预测湿应力裂纹的发生、发展：吸湿时拉应力集中位置在籽粒的横截面中部，预示湿应力裂纹将从心部发生并沿横截面径向发展，最终将会形成沿横方向的断裂，本研究为稻米籽粒在常温下的湿应力裂纹机理研究提供了新的理论、方法及需要的物理参数等重要信息。本文在研究方法上多次应用了图像处理、小波分析等现代科技；自行研制了多种试验装置，解决稻米机械物理特性与水分传递特性参数测量中的难题；采用具有相当难度的弹性理论中的加权余量法建立稻米籽粒的湿度场、湿应力场的基本理论并进行有限元单元分析；用试验研究所得到的弹性模量、泊松比、湿线膨胀系数、水分扩散系数湿应力场的物理参数为实常数、并首次采用由胚乳缺口的椭球形稻米籽粒有限元实体模型、以环境湿度及稻米初始含水率为边界条件、初始条件，由ANSYS大型通用有限元分析软件，进行稻米内湿度场数值模拟，并以获得的水分分布作为湿应力场的湿载荷初始条件，进行湿应力场数值模拟，得到在环境湿度及稻米初始含水率下，一定时间以后籽粒内部的湿应力场分布，结果可见拉应力集中部位与实际试验研究中湿应力裂纹的部位是接近的，验证了籽粒内湿度场分析理论和有限元数值模拟的正确性。论文的创新之处为由试验研究首次获得了稻米籽粒的湿线膨胀系数，稻米籽粒内水分扩散系数、估算了吸湿过程中稻米籽粒出现湿应力裂纹处的水分梯度极限范围等以往研究中没有的各种湿应力场有关的物理参数；并将物料的机械物理特性、水分传导特性及所建立的湿度场、湿应力场理论叁方面相结合分析稻米湿应力裂纹机理；尝试进行了稻米籽粒湿度场和湿应力应变场的有限元数值模拟分析。研究结果对稻米产品在成熟、收割、脱粒、干燥、贮存、加工等各环节的工艺过程的制定将会起重要的指导作用。
李阳[4]2016年在《稻谷吸附解吸和玻璃化转变对裂纹的影响研究》文中研究指明近些年来,在储藏和干燥作业中,粮食损伤问题颇为突出,造成了谷物的大量浪费和品质下降,严重制约着我国粮食产业的发展。本文以龙洋、准两优、垫江、中加早等四个稻谷品种为主要研究材料,通过以水分吸附解吸理论和玻璃化转变理论为基础,利用爆腰率和爆腰指数以及生物染色法对裂纹进行量化和检测,探究吸湿膨胀系数和玻璃化转变温度这两个热物性参数分别在稻谷的储藏和干燥过程中的变化规律以及对稻谷裂纹的形成和扩展的影响。主要研究内容和结果为:1.通过对稻谷和糙米经吸附解吸达到平衡的单籽粒长度、宽度和体积随含水率的变化规律进行研究,并计算得出了线性吸湿膨胀系数和体积吸湿膨胀系数,分析其变化规律。结果表明:样品平衡后单籽粒的长度、宽度和体积与其含水率是线性相关的,含水率越高,单籽粒的长度、宽度和体积就越大,反之,则越小;单籽粒的长度与含水率的线性相关性最好,宽度与含水率的线性相关性次之,体积与含水率的线性相关性最差;与稻谷相比,平衡后糙米的长度、宽度和体积与含水率的线性相关性更好;正常水分样品达到平衡后的体积与含水率的线性相关性比高水分样品的好;同一品种的糙米的吸湿膨胀系数大于稻谷的吸湿膨胀系数。2.通过灯箱法观测经过吸附解吸达到平衡后的稻谷和糙米样品籽粒的裂纹,以爆腰率和爆腰指数对裂纹进行定性和定量分析,并与平衡含水率建立函数关系,从水分的吸附解吸和吸湿膨胀的理论角度对裂纹的形成和扩展原因进行解释。结果表明:高水分的稻谷和糙米达到平衡后其含水率越高,爆腰率越低,而正常水分的稻谷和糙米的含水率与进样前的含水率越接近爆腰率越低,相同含水率下同一品种的糙米的爆腰率大于稻谷的爆腰率;高水分稻谷和糙米达到平衡水分后基本上符合含水率越高,龟裂率越低的变化规律,而正常水分的稻谷和糙米基本上符合含水率与进样前的含水率越接近龟裂率越低的变化规律;正常水分和高水分龙洋糙米、正常水分准两优稻谷的双裂率与高水分龙洋稻谷、正常水分准两优稻谷和糙米的单裂率基本上符合上述变化规律。3.通过利用差示扫描量热仪对不同含水率稻谷的玻璃化转变温度进行测量,探究稻谷含水率与玻璃化转变温度的函数关系,并运用相应的回归方程进行拟合,分析含水率与玻璃化转变温度的变化规律。结果表明:随着稻谷湿基含水率的升高,其玻璃化转变温度逐渐降低。在对准两优和垫江这两种稻谷进行干燥时,可以将干燥温度控制在39℃以下进行连续干燥,也可以采取变温干燥的方式,使干燥温度始终低于当前含水率下所对应的玻璃化转变温度,使稻谷始终保持在玻璃态,这样可有效抑制裂纹的产生,使整米率得以保障;不同薄层干燥温度的稻谷在同一含水率下的玻璃化转变温度是不同的,准两优稻谷在干燥温度为55℃时的玻璃化转变温度最低,在65℃时的玻璃化转变温度最高,垫江稻谷在干燥温度为60℃时的玻璃化转变温度最低,在70℃时的玻璃化转变温度最高;准两优稻谷和垫江稻谷的玻璃化转变温度与含水率的函数关系曲线的最佳拟合方程分别是线性方程和幂函数曲线方程。4.通过利用固绿FCF染色法对薄层干燥后手工去壳的稻谷进行染色实验,得出薄层干燥曲线的变化规律以及洗脱上清液吸光度值与稻谷含水率的函数关系,将吸光度值与裂纹联系起来,探究含水率与裂纹的关系,并从玻璃化转变的角度对干燥裂纹的形成和扩展机理进行解释。结果表明:从整体上来看,在同一时刻,稻谷的干燥温度越低,其含水率就越高,稻谷的含水率与干燥时间的函数关系符合指数曲线方程,干燥温度的升高,有效缩短了达到安全水分含量所需要的时间,提高了干燥效率;随着稻谷湿基含水率的增加,染色洗脱后上清液的吸光度值随之降低,稻谷吸光度值会随着裂纹率和破碎率的升高而增大;叁个品种稻谷的染色洗脱后上清液的吸光度值与含水率的关系曲线的最佳拟合方程是幂函数曲线方程;叁个品种的稻谷在干燥过程中都发生了玻璃化转变,产生了裂纹甚至破碎,固绿FCF染色法可作为一种快速检测和量化稻谷裂纹及破碎的方法。本文的创新点包括:(1)测定并分析了稻谷和糙米的吸湿膨胀系数。(2)利用固绿FCF染色法对稻谷裂纹进行快速检测。
陈江, 王正, 杨国峰[5]2010年在《仓储环境下抑制稻谷生裂相关工艺的探讨》文中研究表明从谷粒裂纹量化程度的角度对国内外关于稻谷裂纹的研究进行了分类,探讨了与稻谷生裂相关仓储工艺设备的破坏应力和能耗,并给出了若干未来研究的建议。
吕博[6]2017年在《稻谷干燥—缓苏过程中裂纹产生规律的研究》文中进行了进一步梳理稻谷(paddy rice)是我国重要的粮食作物之一,刚收获的稻谷因收获季节和地域不同含水率差异较大,如南方7月份收获的稻谷湿基含水率23%-27%,北方10月份收获的含水率15%-20%,均需进行干燥处理才能达到安全的储存含水率13%。然而,不合理的机械化干燥方式和干燥工艺,会导致干燥过程中或干燥后稻谷籽粒出现裂纹,甚至爆腰。较高的裂纹率(爆腰率)将影响稻谷的整精米率和食用口感,导致其经济价值降低,所以干燥后稻谷裂纹率成为恒量干燥工艺合理与否的重要指标,缓苏作为稻谷加工,储藏,流通中的重要环节,兼有节约能耗和提升产品品质的特点,通过加入合理的缓苏工艺可以使稻谷籽粒的裂纹率降低。本文对稻谷籽粒进行了不同温度的热风恒温干燥实验和不同条件的热风干燥-缓苏实验,研究稻谷干燥特性和裂纹产生的规律。在热风恒温干燥实验研究中,采用40℃、45℃、50℃、60℃的干燥温度,实验结果表明:稻谷籽粒的干燥速率随着干燥温度的升高而升高,干燥时间缩短,同时稻谷籽粒的裂纹率也随之升高,当干燥温度为40℃和45℃时,稻谷裂纹率增量小于3%。在干燥-缓苏实验中,缓苏过程的加入使稻谷干燥速率升高,而且能有效抑制稻谷裂纹的产生。等温度的干燥-缓苏实验结果表明:1:3的缓苏比为最佳缓苏比,当工艺条件为50℃干燥-50℃缓苏时,稻谷籽粒的裂纹率增值降低到3%以下,干燥速率最大。在低温干燥-高温缓苏实验中:当工艺条件为40℃干燥-55℃缓苏和45℃干燥-60℃缓苏,缓苏比选取1:3,每段干燥时间10min时,稻谷籽粒裂纹率的增值小于3%。高温度缓苏过程和较长的缓苏时间有助于稻谷内部水分梯度的消除,促进水分分布均匀,从而提升干燥速率减少裂纹产生。
刘木华[7]2000年在《水稻干燥品质的模拟和控制机理研究》文中提出稻谷干燥品质包括有多项内容和指标。如反映稻谷爆腰可用爆腰率；种子品质有干燥后种子发芽率；水稻加工品质有出米率；水稻食用和营养品质有色泽、食味和香味等。本文从一种新的理论和角度——玻璃化转变的观点出发，选择研究了稻谷爆腰的产生机理、稻谷干燥工艺参数和稻谷种子的安全干燥温度。此外，还研究了稻谷的随机干燥模型和干燥过程中稻谷出米率的退化动力学模型。论文主要进行了以下几个方面的工作： 1）稻谷干燥品质的变化是由于宏观热湿作用产生的颗粒内部物理性质和化学性质变化的结果，其中玻璃化转变是重要的物理性质变化。因此本文分析研究了稻谷玻璃化转变温度的测量方法，进行了水稻颗粒的DSC（Differential Scanning Calorimetry）试验，测量了金稻305水稻颗粒的玻璃化转变温度。通过水稻颗粒的玻璃化转变温度试验数据得到了玻璃化转变温度数学模型。 2）用有限元方法模拟和分析了稻谷颗粒内部玻璃态的形成；进行了水稻爆腰试验和玻璃态稻谷的银纹观察试验；利用玻璃化转变理论研究了稻谷爆腰的产生机理；并分析了干燥、冷却和缓苏过程中稻谷爆腰的产生，提出了减少稻谷爆腰的建议。 3）研究了稻谷的间歇干燥工艺参数——干燥介质温度、极限受热时间、缓苏温度和缓苏时间。得出了稻谷极限受热时间计算公式和缓苏时间计算公式；并用出米率作为干燥品质指标对间歇干燥工艺参数进行了验证。 4）通过稻谷颗粒干燥时的发芽率退化动力学模型，建立了稻谷种子安全干燥温度模型；进行了稻谷种子的发芽率试验，确定了种子安全干燥温度模型的系数；对保证稻谷种子发芽率的介质温度和稻谷种子温度提出了建议。 5）试验研究了稻谷和玉米在干燥过程中的含水率随机分布规律；稻谷薄层干燥试验结果表明水稻在干燥过程中存在二阶段性，这两个阶段的干燥速率有很大差别；利用稻谷的两箱体模型和偏微分干燥模型建立了稻谷随机干燥模型；利用随机模型分析了固定床干燥时，干燥热风温度和风速对稻谷含水率分布的影响；结合玻璃化转变状态图和随机干燥模型，分析了薄层干燥和固定床干燥时，干燥机内部不同部位颗粒的物理状态变化；推导了薄层干燥和固定床干燥中进入橡胶态干燥的颗粒数计算公式。 6）用人工神经网络研究了稻谷出米率的退化动力学模型。通过网络模拟研究了稻谷初始含水率、干燥热风温度和相对湿度对出米率的影响。
乔柱[8]2016年在《玉米过热蒸汽干燥特性及理化品质研究》文中提出玉米是我国重要的种植作物,一般新收获的玉米含水率较高,籽粒大、表皮结构致密、水分散失困难,需要及时干燥除去水分以达到安全贮藏的要求。目前,我国玉米干燥以自然干燥和热风干燥为主,存在整体机械化水平不高、能耗高的问题且随着农户晾晒场的减少,每年有大量玉米因未及时干燥而发生霉变,造成资源浪费。发展高效率干燥技术,是解决玉米干燥难题的一种有效途径。为探索高效节能的粮食干燥技术,本实验尝试采用过热蒸汽干燥技术对玉米进行干燥,研究玉米过热蒸汽干燥特性,通过过热蒸汽干燥和热风干燥对比研究不同干燥工艺条件下玉米裂纹率、裂纹表现形式、玉米挤压破碎力及干燥后品质指标变化规律,并对玉米过热蒸汽干燥工艺进行优化,为过热蒸汽的应用及仪器制造提供理论依据,主要的结论如下:(1)利用过热蒸汽干燥技术对玉米干燥,探究干燥温度、风速及玉米初始含水率对干燥特性的影响。结果表明,玉米过热蒸汽干燥没有明显的恒速干燥阶段,只有预热阶段和降速干燥阶段。预热阶段有蒸汽冷凝现象发生,风速和蒸汽温度的提高,有助于减少蒸汽冷凝量。干燥阶段风速、蒸汽温度和玉米初始含水率的提高可提升干燥速率。过热蒸汽干燥存在逆转点,逆转点随着风速和玉米初始含水率的变化而变化,玉米初始含水率降低以及风速的增加有助于降低逆转点的温度。对玉米过热蒸汽干燥实验数据进行模拟,得到单扩散模型,验证得实验值与预测值相对误差较小,验证结果表明单扩散模型能够较好的模拟玉米过热蒸汽干燥过程。(2)分别以热风和过热蒸汽为干燥介质,对比研究在不同干燥温度、风速、缓苏温度条件下玉米裂纹率、裂纹表现形式及玉米籽粒挤压破碎力的变化规律。结果表明,随着干燥温度的升高,热风干燥和过热蒸汽干燥条件下裂纹率均呈现先降低后升高的趋势,在150℃干燥条件下裂纹率较低;随着风速的增加,裂纹率大致呈现上升趋势;在50℃缓苏温度条件下,裂纹率较低。相同的实验条件下,过热蒸汽干燥后玉米裂纹率低于热风干燥且裂纹形式较好。两种干燥方式下,玉米籽粒挤压破碎力随着温度的升高而逐渐降低;风速对热风干燥后玉米籽粒的挤压破碎力影响较小,过热蒸汽干燥后玉米籽粒挤压破碎力随着风速的增加而降低;较高的缓苏温度增加过热蒸汽干燥后玉米籽粒挤压破碎力。过热蒸汽干燥对玉米籽粒热损伤较大且不易在玉米籽粒表面形成硬壳,相同条件下,过热蒸汽干燥后玉米籽粒挤压破碎力低于热风干燥。(3)对比研究热风干燥和过热蒸汽干燥后玉米品质发现,干燥温度与品质指标之间相关性较显着,随着干燥温度的升高,玉米粉的亮度降低、泛红度增加,玉米淀粉得率降低,糊化程度增高,游离脂肪酸值降低,过热蒸汽干燥对玉米粉色泽和淀粉糊化程度的影响高于热风干燥。风速的提高,增加了玉米的糊化程度,玉米粉的亮度降低、泛红度增加,玉米淀粉得率降低,游离脂肪酸值降低,缓苏温度对玉米品质的影响较小。(4)以干燥时间、裂纹率、玉米粉色泽为评价指标,过热蒸汽温度、风速、缓苏温度为因素,通过正交优化实验,采用综合加权平均法优化干燥工艺,干燥温度150℃,风速3m/s,缓苏温度50℃时,干燥效果较好,玉米裂纹率为9%,裂纹率较小,干燥时间为14min,玉米粉色泽亮度值为80.65。
张新伟[9]2012年在《玉米种子内部机械裂纹特征与识别研究》文中提出玉米种子脱粒产生的内部损伤即内部机械裂纹,不但使玉米种子抗压强度降低、后续加工过程中易于破碎、储存过程中易吸湿、霉变和产生虫害,而且直接影响种子发芽等,由于肉眼不易发现,内部损伤更具有潜在危害。论文结合国家自然科学基金项目(50675143)和教育部博士点基金项目(200801570007)实施,以内部机械裂纹的玉米种子为研究对象,在发芽试验研究基础上,利用图像处理技术研究玉米种子内部机械裂纹产生与扩展机理、裂纹特征提取和识别方法。论文主要研究内容与结论如下(1)初步对裂纹玉米种子进行了发芽试验,发现龟裂对种子发芽和发育的影响最为显着；同时对发芽弱和未发芽的玉米种子进行解剖观察,进一步研究了机械裂纹对玉米种子发芽和发育的影响机理。(2)采用体视显微镜成像技术观察玉米种子内部机械裂纹的形态结构、生成位置和扩展方向等,得出裂纹主要集中在冠部和背部,并且裂纹大部分仅穿过胚乳,较少伤及种胚。(3)应用Cottrell位错塞积模型分析玉米种子内部机械裂纹产生机理,采用Griffith能量平衡理论和分形几何理论推导裂纹扩展速度与扩展路径维数计算公式；建立机械裂纹的4种脆性断裂扩展模型并测得它们的分形维数。(4)针对图像检测过程玉米种子裂纹图像出现模糊和噪声的问世,采用基于小波数据融合的方法得到的新图像峰值信噪比、均方根误差较高、噪声含量少。(5)针对当前图像边缘检测算法检测精度较低的问题,引入基于分数阶微分和传统一阶微分算子相结合的新模型检测方法,本模型提取边缘特征的准确率较高,且对噪声具有一定的抑制能力,弥补现有边缘检测方法的一些不足。(6)针对大量玉米种子相互粘连的问题,引入基于主动活动轮廓模型的图像分割新算法,分割准确率为91.5%,并且分割后边界无明显变形。(7)本文提出基于数据融合的玉米种子内部机械裂纹检测方法。结果表明：基于数据融合的边缘检测均方根误差、熵、峰值信噪比和边缘保持度在图像融合后达到最优的效果；融合后的图像边缘清晰、连续、噪声少。(8)以玉米种子冠部白色冲击面积和裂纹分形维数为特征,对玉米种子内部机械裂纹进行识别研究,两种方法的识别准确率高；以玉米种子冠部白色冲击面积、裂纹分形维数等特征为参数,采用小波神经网络对机械裂纹进行识别研究。
杨国峰[10]2004年在《稻谷裂纹产生机理的探讨》文中指出本文对国内外有关稻谷裂纹的研究进展作了较为详细的综述并分析了稻谷产生裂纹的内在机理。稻谷裂纹的形成和扩展是多种因素综合作用的结果。
参考文献：
[1]. 稻谷干燥应力裂纹生成扩展及抑制的试验研究和机理分析[D]. 李栋. 中国农业大学. 2001
[2]. 仓储环境下稻谷裂纹的生成与扩展机理[D]. 陈江. 南京财经大学. 2010
[3]. 常温下稻米湿应力场物理参数及裂纹机理的试验研究[D]. 肖威. 东北农业大学. 2007
[4]. 稻谷吸附解吸和玻璃化转变对裂纹的影响研究[D]. 李阳. 吉林大学. 2016
[5]. 仓储环境下抑制稻谷生裂相关工艺的探讨[J]. 陈江, 王正, 杨国峰. 粮油仓储科技通讯. 2010
[6]. 稻谷干燥—缓苏过程中裂纹产生规律的研究[D]. 吕博. 天津科技大学. 2017
[7]. 水稻干燥品质的模拟和控制机理研究[D]. 刘木华. 中国农业大学. 2000
[8]. 玉米过热蒸汽干燥特性及理化品质研究[D]. 乔柱. 河南工业大学. 2016
[9]. 玉米种子内部机械裂纹特征与识别研究[D]. 张新伟. 沈阳农业大学. 2012
[10]. 稻谷裂纹产生机理的探讨[J]. 杨国峰. 食品科学. 2004
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