玉米和大豆的吸附解吸速率及热物性的研究

发布时间：2020-04-06 00:43

【摘要】：本文以唐抗、中糯1号白玉米和中黄37、澄豆39大豆等为主要材料,研究了不同温度(10℃、20℃、25℃、30℃和35℃)、相对湿度(RH65%、86%和100%)条件下,不同初始含水率玉米和大豆籽粒的吸附、解吸速率的变化规律;吸附、解吸过程中玉米、大豆籽粒吸湿膨胀系数的变化规律;玉米籽粒玻璃化转变温度随含水率的变化规律以及染色法检测玉米破碎率的方法。通过分析总结这些变化规律,为我国玉米和大豆在储藏流通过程中的合理通风降水和科学储粮提供理论依据,结果表明:(1)玉米和大豆籽粒的吸附、解吸速率受环境温度、湿度和籽粒初始含水率的影响。玉米(湿基含水率为5.89%~11.53%)和大豆(湿基含水率为4.33%~12.66%)籽粒在不同温度(10℃、20℃和30℃)、湿度(RH65%、86%、100%)下,吸附速率随着温度和湿度的增高而增大。玉米(湿基含水率为20.20%~21.34%)和大豆(湿基含水率为17.58%~17.89%)籽粒在不同温度(10℃、20℃和30℃)、湿度(RH65%、86%)下,解吸速率随着温度的升高而增大,随着相对湿度的增高而降低。同一温度(10℃、20℃和30℃)、湿度(RH65%、86%、100%)下,吸附过程中籽粒的初始吸附速率随着初始含水率的增高而降低,解吸过程中籽粒的初始解吸速率随着初始含水率的增高而增高。(2)在吸附、解吸过程中,正常水分、高水分玉米(湿基含水率为10.18%~21.34%)和大豆(湿基含水率为11.74%~17.89%)籽粒的水分扩散系数(k)随着相对湿度(RH65%~100%)的增高而减小。在吸附过程中,低水分玉米(湿基含水率为5.89%~6.24%)和大豆(湿基含水率为4.33%~5.86%)籽粒的水分扩散系数(k)随着相对湿度(RH65%~100%)的增高而增大。(3)同一湿度(RH65%、86%、100%)下,与10℃相比,在较高温度(20~35℃)下样品籽粒的水分比率(MR)随着吸附、解吸时间的延长快速下降达到“饱和”,即在相同RH下,随着温度的增加,籽粒初始水分吸附、解吸速率呈上升趋势,并很快达到恒定。同一温度(10~35℃)下,正常水分和高水分样品籽粒的水分比率随着相对湿度(RH65%~100%)的增加,达到“饱和”的时间加长,即水分吸附速率达到稳定需要的时间加长。(4)RH65%~100%下,正常水分玉米籽粒(湿基含水率为10.18%~11.53%)在20~35℃下,吸附速率在91~115h内快速减小,之后逐渐平缓;10℃下玉米的吸附速率在整个实验过程(139h)中内缓慢减小。RH65%~100%下,正常水分大豆籽粒(湿基含水率为11.74%~12.66%)在20~35℃下,吸附速率在103~127h内快速减小,之后逐渐平缓;10℃下大豆的吸附速率在整个实验过程(139h)中内缓慢减少。(5)在一定含水率(玉米干基含水率5.17~47.20%,大豆干基含水率4.17~50.11%)范围内,随着玉米和大豆籽粒水分吸附的不断进行,籽粒体积随之增大;随着籽粒水分解吸的不断进行,籽粒体积随之减小。总体来看,玉米和大豆样品籽粒在吸附过程中的湿膨胀系数,高于解吸过程。在吸附、解吸过程中,玉米和大豆样品籽粒长度和宽度的吸湿膨胀系数高于厚度的吸湿膨胀系数。(6)通过DSC实验,证明玉米籽粒在加热过程中会发生玻璃化转变现象。玉米籽粒的玻璃化转变温度随含水率的增高,呈幂函数趋势下降,并且玉米品种之间的差异不大。(7)固绿染色法适用于检测玉米的破碎率,并且能够在一小时内能完成检测、得出结果,符合快速检测的要求。而此方法不适用于大豆破碎率的检测。固绿染色法是否适用于其它粮食破碎率的检测,还有待实验研究。
【图文】：

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不同破碎率的郑单黄玉米籽粒染色的影像

影响图,白玉米,破碎率,籽粒

59图 5-4 不同破碎率的中糯白玉米籽粒染色的影响图 5-3、5-4 中 A～F 的玉米破碎率分别为 0%、20%、40%、60%、80%、100%，从图中可以看到籽粒的断面被染液染色。仅通过视觉对图 5-3 与图 5-4 进行比较，可以看出郑单黄玉米籽粒的染色情况总体比中糯白玉米籽粒染色要深。Chowdhury 等[64]采用此方法测定玉米破碎率时也提到，，检测结果会因玉米品种和含水率的不同而产生差异。
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS210.1

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