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分析快速干燥過(guò)程中谷物損裂的原因及生成原理

來(lái)源:   2013年07月03日 09:01   26214
  Foodjx導(dǎo)讀:可以看出隨著干燥的進(jìn)行應(yīng)力逐漸得到釋放;另外,拉應(yīng)力與壓應(yīng)力形成的部位也不同。當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)稻谷的抗拉/抗壓強(qiáng)度時(shí),稻谷就會(huì)開(kāi)裂形成裂紋(Craeks.rFissures),俗稱爆腰。
  
  根據(jù)產(chǎn)生的部位可分為內(nèi)部裂紋、表皮裂紋;根據(jù)裂紋的多少可分為單裂紋、雙裂紋和多裂紋。Hen-derson(1954)指出稻谷的內(nèi)部裂紋首先在中心部位產(chǎn)生,而后沿短軸方向向外擴(kuò)散,在干燥初期內(nèi)部裂紋主要是由溫度梯隊(duì)度引起的。裂紋形成于淀粉粒之間的間隙而不是切斷淀粉粒,看來(lái)是淀粉粒之間某些成分的強(qiáng)度決定了裂紋的產(chǎn)生。
  
分析快速干燥過(guò)程中谷物損裂的原因及生成原理
  存在兩種理論解釋干燥過(guò)程中表皮裂紋的產(chǎn)生:壓力集中理論和收縮理論。壓力集中理論認(rèn)為表皮對(duì)水分?jǐn)U散的阻力大于內(nèi)部對(duì)水分?jǐn)U散的阻拉應(yīng)力壓應(yīng)力任鷺(販沙時(shí)間:0.4h雄沙醒〕時(shí)間:0.sh仁珍干燥過(guò)程中稻谷裂紋產(chǎn)生的機(jī)理力,干燥過(guò)程中水分子在表皮下集中,壓力達(dá)到一定程度時(shí)導(dǎo)致表皮破裂。
  
  收縮理論認(rèn)為,由于表皮與內(nèi)部在干燥過(guò)程中收縮程度不同,干燥1初期,表皮比內(nèi)部收縮快,使外部產(chǎn)生拉應(yīng)力,而內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)一定的限度時(shí)就導(dǎo)致表皮裂紋的產(chǎn)生。很多裂紋雖然是由于干燥引起的,但是在干燥的過(guò)程中并沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái),而是在干燥以后的儲(chǔ)藏過(guò)程中才有裂紋出現(xiàn)。
  
  破碎敏感度或稱易碎度,與稻谷的硬度有關(guān),稻谷產(chǎn)生裂紋以后硬度降低,易碎度增大。在國(guó)外易碎度是稻谷交易時(shí)的一個(gè)品質(zhì)指標(biāo),美國(guó)ACC方法采用CKZStein破碎測(cè)試儀來(lái)確定稻谷的易碎度。我國(guó)規(guī)定整精米是指糙米碾磨成標(biāo)準(zhǔn)一等大米時(shí),長(zhǎng)度占完整精米總長(zhǎng)度4/5以上(含4/5)的米粒,整精米率是指整精米占凈稻谷試樣質(zhì)量的百分率。
  
  整精米率是稻谷品質(zhì)定等的一個(gè)重要指標(biāo)。產(chǎn)生裂紋的稻谷整精米率降低。稻谷產(chǎn)生裂紋的機(jī)理稻谷的胚乳結(jié)構(gòu)等因素是決定其在干燥過(guò)程中易產(chǎn)生裂紋的內(nèi)因;干燥條件等因素是導(dǎo)致稻谷產(chǎn)生裂紋的外因。下面從5個(gè)方面分別加以論述。
  
  稻谷的胚乳結(jié)構(gòu)*,與小麥、玉米相比,稻谷在干燥的過(guò)程中較易產(chǎn)生裂紋,其中的一個(gè)重要原因是稻谷的胚乳結(jié)構(gòu)有很大的特殊性。小麥、玉米的胚乳蛋白是以基質(zhì)蛋白的形式存在,淀粉粒處在基質(zhì)蛋白的包圍之中;而稻谷內(nèi)的胚乳蛋白是以蛋白體的形式存在。所以,稻谷胚乳結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度可能生長(zhǎng)過(guò)程中IR26稻谷亞糊粉體內(nèi)的蛋白體與淀粉粒沒(méi)有小麥、玉米的那樣高,在干燥過(guò)程中由于收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力就容易使稻谷產(chǎn)生裂紋。
  
  不同品種的稻谷抵抗產(chǎn)生裂紋的能力不同,Kunzeo.P.etal.,研究發(fā)現(xiàn)BEPr(雙折射消失溫度)值低的品種比BE件值高的品種容易產(chǎn)生裂紋。SrinivasT,研究指出裂紋的形式與胚乳細(xì)胞的形狀及排列方式有關(guān)。長(zhǎng)、中、短粒稻谷雖然水分?jǐn)U散系數(shù)可以認(rèn)為相同,但是由于顆粒大小及形狀的不同,在相同的干燥條件下干燥速度卻不同,由于干燥速度是影響裂紋產(chǎn)生的一個(gè)重要因素,所以,長(zhǎng)、中、短粒稻谷對(duì)裂紋的抵抗能力也可能不同。
  
  稻谷的溫度梯度與水分梯度Henaerson(1954)研究指出快速干燥過(guò)程中產(chǎn)生裂紋是由于稻谷表面溫度升高而不是表面水分降低。Aroraetal(1973)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱空氣和稻谷之間的溫度梯度達(dá)到一定的水平時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂紋。稻谷快速冷卻時(shí)也可能產(chǎn)生很大的溫度梯度,從而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生,這種現(xiàn)象在高寒地區(qū)較為普遍。
  
  另外,不論介質(zhì)的濕含量如何,在水分含量低于18%一20%時(shí)可以較2.4吸濕在干燥、冷卻及冷卻以后的儲(chǔ)藏過(guò)程中,由于不正當(dāng)?shù)奶幚淼竟榷加锌赡芪鼭瘢鼭衽蛎洰a(chǎn)生應(yīng)力,因而,稻谷吸濕也是產(chǎn)生裂紋的一個(gè)重要原因。
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