基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法技术

基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法属于谷物干燥技术；本方法将玻璃化转变技术与微波和热风联合干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温，在稻谷达到橡胶状态时用热风进行干燥，完成作业；本方法降低了稻谷爆腰率，节省干燥时间，提高干燥效率，减少干燥能耗。

【技术实现步骤摘要】
基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法
本专利技术属于谷物干燥技术，主要涉及一种基于玻璃化转变理论的稻谷微波、热风联合复式干燥方法。
技术介绍
稻谷其内部主要成分是淀粉和蛋白质等，其中淀粉约占70％，属于多孔介质胶体，在一般环境温度下淀粉以玻璃态的形式存在于稻谷内部，随着稻谷温度的变化，稻谷内部的淀粉会变成橡胶状态，在橡胶状态下稻谷水分扩散系数和膨胀系数大，弹性模量小，变形能力高，且状态转变温度与含水率呈负相关。经过大量试验，各品种稻谷与玻璃化转变温度成线性相关，在稻谷湿基含水率为14.5％时，其玻璃化转变温度为50℃左右。新收获的稻谷湿基含水率较高，一般22％-30％左右，直接储藏会导致稻谷发芽、霉变，造成经济损失。因此，需要对收获的鲜稻谷进行及时干燥，使其湿基含水率达到安全贮藏含水率的14％左右。由于稻谷是较难干燥的谷物，且属于热敏性物料，不合理的干燥工艺和参数选择，易使其产生大量裂纹，进而影响稻谷的干后品质。微波干燥技术在干燥谷物时存在着干燥不均匀、温升快、爆腰明显、成本高等问题。目前，我国在谷物干燥中主要采用热风干燥。热风干燥方法仍存在稻谷爆腰率高、能耗大、后期加工过程中的整米率改善不明显等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合稻谷干燥生产作业的实际需求，提出了一种基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法，本方法首次将玻璃化转变技术与微波、热风联合干燥技术相结合，在稻谷颗粒内外水分梯度较小的情况下能快速升温，在使稻谷达到橡胶态时进行干燥，达到降低稻谷干燥爆腰率、节省干燥时间、提高干燥效率、降低干燥能耗的目的。本专利技术的目的是这样实现的:基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法，所述方法将玻璃化转变技术与微波和热风联合复式干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温达到橡胶状态；在稻谷达到橡胶状态时，再用热风进行干燥；所述方法的具体步骤是：①、在初始湿基含水率21％-24％的稻谷表层温度为20℃的情况下，将稻谷以5-10mm层厚状态放入微波干燥装置内，在1W/g的微波强度下进行微波加热60-75s，使稻谷颗粒表层温度达到30℃，内部温度45-48℃；②、将微波预处理后的稻谷放入密闭的缓苏装置中，在50℃下缓苏30min，使稻谷颗粒整体温度达到湿基含水率14.5％时对应的玻璃化转变温度50℃；③、将缓苏后的稻谷放在干燥装置内，以5-10mm层厚的稻谷状态下，在55℃热风、相对湿度70％-80％、表观内速0.4-0.6m/s的条件下干燥110-130min，达到稻谷安全贮藏含水率14.5％，完成稻谷干燥。本专利技术的有益效果是：基于稻谷玻璃化转变理论与微波、热风干燥理论相结合，利用微波能内、外同时加热，且物料水分高的部分升温快的特点，对稻谷进行快速预加热处理，在使稻谷表面水分没有大量蒸发的情况下，使稻谷内部先到达湿基含水率14.5％对应的玻璃化转变温度，在稻谷颗粒内外水分梯度较小的情况下达到橡胶状态，进一步在密闭环境下缓苏，使稻谷颗粒在不经过大的水分梯度情况下整体达到14.5％对应的玻璃化转变温度，并保持在橡胶状态，稻谷在橡胶状态下水分扩散阻力小，变形能力强，更有利于水分从谷粒内部流出，在后续的热风干燥中有效降低了稻谷爆腰率，提高了工作效率，减少了能耗。具体实施方式下面对本专利技术实施方案进行详细描述。一种基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法，所述方法将玻璃化转变技术与微波和热风联合复式干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温达到橡胶状态；在稻谷达到橡胶状态时，再用热风进行干燥；所述方法的具体步骤是：①、在初始湿基含水率21％-24％的稻谷表层温度为20℃的情况下，将稻谷以5-10mm层厚状态放入微波干燥装置内，在1W/g的微波强度下进行微波加热60-75s，使稻谷颗粒表层温度达到30℃，内部温度45-48℃；②、将微波预处理后的稻谷放入密闭的缓苏装置中，在50℃下缓苏30min，使稻谷颗粒整体温度达到湿基含水率14.5％时对应的玻璃化转变温度50℃；③、将缓苏后的稻谷放在干燥装置内，以5-10mm层厚的稻谷状态下，在55℃热风、相对湿度70％-80％、表观内速0.4-0.6m/s的条件下干燥110-130min，达到稻谷安全贮藏含水率14.5％，完成稻谷干燥。本方法可使稻谷爆腰率比单一热风干燥降低10％以上，整个过程的干燥时间比传统的热风干燥方法减少了30min，能耗平均降低20kJ/kg左右。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法，其特征在于：所述方法将玻璃化转变技术与微波和热风联合复式干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温达到橡胶状态；在稻谷达到橡胶状态时，再用热风进行干燥；所述方法的具体步骤是：①、在初始湿基含水率21‑24％的稻谷表层温度为20℃的情况下，将稻谷以5‑10mm层厚状态放入微波干燥装置内，在1W/g的微波强度下进行微波加热60‑75s，使稻谷颗粒表层温度达到30℃，内部温度45‑48℃；②、将微波预处理后的稻谷放入密闭的缓苏装置中，在50℃下缓苏30min，使稻谷颗粒整体温度达到湿基含水率14.5％时对应的玻璃化转变温度50℃；③、将缓苏后的稻谷放在干燥装置内，以5—10mm层厚的稻谷状态下，在55℃热内、相对湿度70％‑80％、表观内速0.4‑0.6m/s的条件下干燥110‑130min，达到稻谷安全贮藏含水率14.5％，完成稻谷干燥。

【技术特征摘要】
1.一种基于玻璃化转变的微波与热风联合复式稻谷干燥方法，其特征在于：所述方法将玻璃化转变技术与微波和热风联合复式干燥技术相结合，在稻谷颗粒内、外水分梯度处在≤6％的情况下，用微波使其快速升温达到橡胶状态；在稻谷达到橡胶状态时，再用热风进行干燥；所述方法的具体步骤是：①、在初始湿基含水率21-24％的稻谷表层温度为20℃的情况下，将稻谷以5-10mm层厚状态放入微波干燥装置内，在1W/g的微波强度下进行微波加热60-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑先哲，刘辉，沈柳杨，朱勇，刘钗，刘成海，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23