正文 第三節 糙米加濕調質後各指標間的關係(1 / 1)

本節將揭示糙米加濕調質後水分滲透規律、精米吸水率、糙米的力學特性、碾米能耗以及糙米的碾米品質之間的相互關係,從理論層麵揭示糙米加濕調質後碾米能耗降低、整精米率提高的內在機理。

一、水分滲透特性與力學特性及碾米特性的關係

加濕後糙米內部形成外大內小的水分梯度,並且隨著潤糙時間不斷減小。糙米含水率與其擠壓破壞力呈線性關係,隨著含水率增加,糙米強度減弱,糙米內部必然形成外小內大的強度梯度。對應碾米品質最優的最佳潤糙時間約為60~90min左右。

隨潤糙時間的增加精米吸水率的標準差在逐漸減小,除前麵討論的水分梯度降低、籽粒強度提高外,籽粒間吸水均勻性和強度均勻性也得到了提高,避免了部分籽粒因過分吸水而導致的強度過低,從而在碾米過程中受壓破裂。

通過水分滲透過程試驗與力學強度研究比較,說明對糙米適當的調質處理,內部形成外大內小的水分梯度和外小內大的強度梯度,便於碾磨,減少碾米能耗和碎米發生。適當的調質參數是提高籽粒間吸水均勻性和強度均勻性的需要,是提高整精米率的重要因素。碾米是通過碾磨把糠皮部分剝去,製成精米的過程。顯然糠皮強度越低越容易碾去,節約能耗,減少碾米時間,減小碾米壓力。同時白米部分也吸收一定的水分,雖然糙米整體強度下降,但是由於碾磨時間減少,碾米壓力降低,如果采取適當的調質參數(初始含水率、加濕量、潤糙時間),可以實現減少碾米過程中碎米的發生,同時降低碾米能耗。

二、碾米能耗與力學強度指標的關係

碾米能耗與力學強度指標變化曲線。可以觀察到兩條曲線整體變化趨勢有相似之處:1~8號為全因素試驗,二者最高值點均出現在8號,最低值點均出現在2號;9~14號為星號臂試驗,其中9~13號二者均呈一高一低的變化,且兩者高低分別對應;15~23號為零水平試驗,二者全因素試驗和星號臂試驗指標值均圍繞零水平試驗指標值高低變化。碾米能耗與力學強度指標二者存在一定的對應關係:籽粒堅硬的糙米,其碾米能耗大,反之亦然。若要降低碾米能耗必然降低糙米籽粒強度,強度過低則使整精米率會有一定程度的下降,不易同時獲得最高的整精米率和最低的碾米能耗。

三、碾米品質各指標間的關係

碾米品質各指標變化曲線。三條曲線極為相似,基本呈正對應關係。其中,整米率和整精米率兩組指標值做線性擬合,其相關係數在0.98以上,這是因為:

整精米率=整精米質量/稻穀質量=(整精米質量/全部精米質量)

(全部精米質量/原始糙米質量)(原始糙米質量/稻穀質量)

即整精米率=整米率×出糙率×糙出白率/(1-加濕量)

試驗所用稻米的出糙率為83.5%,為常數;糙出白率與加濕量呈線性關係,即加濕量高的糙米,糙出白率小,糙出白率/(1-加濕量)=常數。說明:整精米率主要由整米率即整精米粒數的多少決定。而通過增加加濕量來提高精米水分,進而提高整精米率的想法是不可行的,對糙米加水過多,勢必增加碾米過程中碎米的產生,使整精米粒數下降從而降低整精米率。調質改善碾米品質的貢獻主要是:減少在碾米過程中碎米的發生,即提高整精米的粒數。看出整精米率與精米率也呈現正對應關係,即整精米率高,則精米率也高。對整精米率與精米率兩組指標值進行線性擬合,其相關係數為0.734。實際上,糙米的加濕調質處理,既增加了整精米,同時減少了碎米。所以,調質參數對碾米品質各指標影響規律相似。

四、碾米品質與力學強度指標的關係

由整精米率和擠壓破壞力的數學模型,對應碾米品質最優的糙米籽粒抗壓強度(擠壓破壞力)約為40N。整精米率與力學強度指標之間無明顯對應規律。這主要是因為整精米率不隻與力學強度指標有關,強度高籽粒不易碎,整精米率高,同時強度高碾磨時間長又會使整精米率下降。所以,整精米率不與力學強度指標明顯相關。另外,碾米能耗和力學強度指標的測量對象是對整體籽粒群,結果為測量全體的平均值。而影響整精米率的因素除了籽粒的平均強度和碾磨時間外,籽粒間吸濕的均勻性也是個很重要的因素——即使整體平均強度值大,若籽粒間吸濕差異大,則強度差異也大,低硬度籽粒過多,也會造成碎米的發生使整精米率偏低。

綜上所述,糙米的碾米品質中各指標間具有相關性:碾米能耗與力學強度指標呈一定正相關,同時獲得最高的整精米率和最低的碾米能耗措施不可行; 碾米品質各指標間呈現正相關,調質參數對碾米品質各指標影響規律相似;加濕量過大時雖然單粒整精米增重,但整精米粒數下降,反而不利於整精米率。