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分析快速干燥过程中谷物损裂的原因及生成原理

来源:   2013年07月03日 09:01   26160
  Foodjx导读:可以看出随着干燥的进行应力逐渐得到释放;另外,拉应力与压应力形成的部位也不同。当热应力超过稻谷的抗拉/抗压强度时,稻谷就会开裂形成裂纹(Craeks.rFissures),俗称爆腰。
  
  根据产生的部位可分为内部裂纹、表皮裂纹;根据裂纹的多少可分为单裂纹、双裂纹和多裂纹。Hen-derson(1954)指出稻谷的内部裂纹首先在中心部位产生,而后沿短轴方向向外扩散,在干燥初期内部裂纹主要是由温度梯队度引起的。裂纹形成于淀粉粒之间的间隙而不是切断淀粉粒,看来是淀粉粒之间某些成分的强度决定了裂纹的产生。
  
分析快速干燥过程中谷物损裂的原因及生成原理
  存在两种理论解释干燥过程中表皮裂纹的产生:压力集中理论和收缩理论。压力集中理论认为表皮对水分扩散的阻力大于内部对水分扩散的阻拉应力压应力任鹭(贩沙时间:0.4h雄沙醒〕时间:0.sh仁珍干燥过程中稻谷裂纹产生的机理力,干燥过程中水分子在表皮下集中,压力达到一定程度时导致表皮破裂。
  
  收缩理论认为,由于表皮与内部在干燥过程中收缩程度不同,干燥1初期,表皮比内部收缩快,使外部产生拉应力,而内部产生压应力,当拉应力超过一定的限度时就导致表皮裂纹的产生。很多裂纹虽然是由于干燥引起的,但是在干燥的过程中并没有表现出来,而是在干燥以后的储藏过程中才有裂纹出现。
  
  破碎敏感度或称易碎度,与稻谷的硬度有关,稻谷产生裂纹以后硬度降低,易碎度增大。在国外易碎度是稻谷交易时的一个品质指标,美国ACC方法采用CKZStein破碎测试仪来确定稻谷的易碎度。我国规定整精米是指糙米碾磨成标准一等大米时,长度占完整精米总长度4/5以上(含4/5)的米粒,整精米率是指整精米占净稻谷试样质量的百分率。
  
  整精米率是稻谷品质定等的一个重要指标。产生裂纹的稻谷整精米率降低。稻谷产生裂纹的机理稻谷的胚乳结构等因素是决定其在干燥过程中易产生裂纹的内因;干燥条件等因素是导致稻谷产生裂纹的外因。下面从5个方面分别加以论述。
  
  稻谷的胚乳结构*,与小麦、玉米相比,稻谷在干燥的过程中较易产生裂纹,其中的一个重要原因是稻谷的胚乳结构有很大的特殊性。小麦、玉米的胚乳蛋白是以基质蛋白的形式存在,淀粉粒处在基质蛋白的包围之中;而稻谷内的胚乳蛋白是以蛋白体的形式存在。所以,稻谷胚乳结构的强度可能生长过程中IR26稻谷亚糊粉体内的蛋白体与淀粉粒没有小麦、玉米的那样高,在干燥过程中由于收缩而产生的应力就容易使稻谷产生裂纹。
  
  不同品种的稻谷抵抗产生裂纹的能力不同,Kunzeo.P.etal.,研究发现BEPr(双折射消失温度)值低的品种比BE件值高的品种容易产生裂纹。SrinivasT,研究指出裂纹的形式与胚乳细胞的形状及排列方式有关。长、中、短粒稻谷虽然水分扩散系数可以认为相同,但是由于颗粒大小及形状的不同,在相同的干燥条件下干燥速度却不同,由于干燥速度是影响裂纹产生的一个重要因素,所以,长、中、短粒稻谷对裂纹的抵抗能力也可能不同。
  
  稻谷的温度梯度与水分梯度Henaerson(1954)研究指出快速干燥过程中产生裂纹是由于稻谷表面温度升高而不是表面水分降低。Aroraetal(1973)研究发现当热空气和稻谷之间的温度梯度达到一定的水平时就会产生裂纹。稻谷快速冷却时也可能产生很大的温度梯度,从而导致裂纹的产生,这种现象在高寒地区较为普遍。
  
  另外,不论介质的湿含量如何,在水分含量低于18%一20%时可以较2.4吸湿在干燥、冷却及冷却以后的储藏过程中,由于不正当的处理稻谷都有可能吸湿,吸湿膨胀产生应力,因而,稻谷吸湿也是产生裂纹的一个重要原因。
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