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(培训)二章粮食特性


第二章 粮食的干燥特性
粮食的干燥特性是指粮食和油料作物在干 燥、加热、堆放和移动过程中表现出来的 种种物理属性。 是影响粮食干燥过程的重要因素,并且与 粮食清理、通风、输送、保管等作业,以 及粮仓设计都有密切的关系。 要搞好粮食的干燥工作就必须深入了解粮 食的干燥特性。

一、粮粒的结构与化学成分
⒈常见的粮食籽粒有两种结构:⑴由颖壳、皮层、胚和 胚乳构成,如稻谷、大麦、燕麦等;⑵由种皮、胚和 胚乳构成,如小麦、玉米等; 皮层是水分从种子内部向外流动的通道,水分在谷粒 各部分的流动情况取决于籽粒内部的特性、糊粉层及 外果皮的可渗性及这些层次的破裂程度。 ⒉结构不同,表现出的储藏、干燥特性不同。 从储藏角度看:种皮是保护组织,可以抵御不利环境 因素影响,原粮要比成品粮好保管,玉米胚大难保管。 绿豆种皮(结构致密,并覆盖有蜡层)、稻谷的壳、玉 米坚硬的种皮,对储藏、输送是有利的,但对干燥是 不利的。

从干燥角度看:致密结构、坚硬的种皮都对 水分的吸收或蒸发起着阻碍作用,而结构松 散、表皮的多孔性则有利于水分蒸发。 木质化的细胞壁构成的表皮多孔性有利于水 分转移,而种皮与糊粉层的透水性要差些, 在不正确的干燥条件下,这两层细胞组织变 得密集起来,使粮粒内部水蒸汽不能透过, 压力升高,从而导致粮粒表皮破裂,俗称 “爆腰”。 稻谷有壳、玉米表皮坚硬不容易干燥降水, 小麦、荞麦结构松散易干燥。 籽粒结构方面的差异是导致粮种间干燥差异 的主要原因。

⒊化学成分不同,表现出的耐温性不同。
谷物、薯干类:淀粉60~70%,蛋白质10%; 豆类:蛋白为20~40%,还含有大量油脂; 油料:以脂肪含量为主35~50%。 粮种间化学成分的差异,决定着不同粮种在储藏、 干燥过程中的耐温性的差别。 谷类可以高温快速干燥,含脂肪、蛋白高的油料 作物与豆类度夏时不耐高温,只能低温干燥,要 比禾谷类难干燥。油料作物不能采用缓苏工艺。 干燥的对象不同,其采用的干燥工艺、干燥参数 也不同。

二、粮食水分表示法
干基水分用于科研 湿基水分用于业务 干基与湿基的换算25%←→20% 在通风干燥过程中的失水量的计算。

三、粮堆的流散特性
1.谷粒的大小 最大尺寸为长,最小尺寸为厚,第三个尺寸为宽; 考虑物料的粒度与粒度分布,用于确定筛板孔径; 2. 散落性、静止角、自流角、侧压力 ⑴散落性:指粮食在自然撒落时,向四面流动形 成一个圆锥形粮堆的性质,称为粮食的散落性。 其好坏用静止角来衡量,与物料水分含量有关, 常用来判断储粮的稳定性。

⑵静止角:指粮食由高点自然下落到平面 上所形成的圆锥体的斜面线与底面水平线 所构成的夹角。散落性好的粮食其静止角 就小;散落性差的其静止角就大。 ⑶自流角:是指粮粒在不同材料斜面上, 开始移动的角度,它表示该物料在此材料 上的滑动性能。自流角愈大,滑动性能愈 差,反之则相反。 ⑷侧压力:指堆放的散粒体物料对仓壁所 形成的一种推力。一般来说,散落性越大, 侧压力越大;堆得越高,侧压力也越大。

影响因素 与粮种、形态、水分含量、颗粒大小、成 熟度、轻重、杂质含量有关。圆形、光滑、 水分低(对表面光滑圆形的颗粒粮例外)、杂 质少的则散落性大,静止角小,对仓墙的 侧压力就大;反之则相反。

散落性与储粮的关系
⑴确定设备角度的依据;干燥设计中取 36°,物料自流斜面取45~50°。 ⑵储粮稳定状况的反映; ⑶计算侧压力,考虑仓墙强度,确定不同 粮食的堆粮线或堆垛形式。 摩擦系数、静止角、自流角的测定方法

四、 粮堆的热物理性质
1.比热(C):使1 Kg的粮食温度升高1℃所需的热 量,Kcal/Kg.℃(KJ/Kg.K),用于低温(空调)仓、 粮食烘干机等设计中。 2.粮食的导热性 指物体传递热量的能力,用导热系数衡量。 导热系数(λ):指当粮堆表面面积为1m2时,在 单位时间内通过1m厚的粮堆,使此粮堆上层和底 层的温度相差1℃所需要的热量,K cal/mh℃(W/mK)。

影响因素:粮种、孔隙度、水分、空气对流、粮 层厚薄等。

粮食的导热系数一般由实验测出。 水分:λ水 =0.510 Kcal/mh℃; 粮粒:λ粒 =0.3 ~0.6 Kcal/mh℃; 粮堆:λ堆 =0.12~0.2 Kcal/mh℃; 0.05~0.095 (粮粒间空气不流动); 空气:λ气 =0.03 Kcal/mh℃。

3.粮食的导温性、导温系数
粮食的导温性表示物料加热与冷却热惯性 的大小,它的好坏用导温系数来衡量。 导温系数是一个包括物料导热系数和热容 量的综合系数,用来衡量粮食受热后温度 传递变化的大小的一个重要参数,常用符 号α表示,单位m2 /h。 粮食的导温系数随粮食的导热系数的增加 而增大,随粮食的比热、容重的增加反而 变小。

Cγ的乘积为体积热容量,表明物体储热能 力的大小。 如果λ值一定,Cγ的值越大,则α值越小。 也就是粮食的储热能力大,即不易升温, 也不易冷却。 粮粒的导温系数要比粮堆的大3~5倍。

粮食不良导热性与储粮关系
⑴对储藏有利:利用粮堆保温性好,既不 容易升温,也不容易降温特点进行储藏。 ⑵对储藏不利:积热难散,滋生虫霉,危 害粮食品质。 ⑶采取加快湿热气体散发,缩小粮堆各层 (点)温差的措施,以利粮食安全保管。 ⑷由于λ粒>λ堆,减薄粮层有利加热、干燥, 提高降水效果。

4.粮食的允许受热温度
指粮食在干燥过程中,在品质不变质的前提下, 能承受最高受热温度。 通常根据粮食的用途来确定: 种子粮:≤40~45℃; 商品粮:≤50~60℃; 饲用粮:≤60~70℃; 大颗粒的豆类35~45℃。 注意:热风温度可以高于粮食允许受热温度; 东北玉米破碎多与干燥时风温过高、一次降水幅 度过大有关。

五、粮食的空气动力学特性
⑴谷物的比表面积:单位重量的谷物 具有的表面积与容积的比值。 ⑵孔隙度:孔隙所占的体积与谷堆的 比值,约为35~50%左右。 ⑶谷物的悬浮速度:指物料飘浮在气 流中时的气体速度。 ⑷粮层阻力:指气流穿过粮层所遇到 的阻力,一般用气流的静压降表示。


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