任廣躍，張 偉，陳 曦，段 續(xù)，張樂(lè)道，朱文學(xué)

緩蘇在糧食干燥中的研究進(jìn)展

任廣躍，張 偉，陳 曦，段 續(xù)，張樂(lè)道，朱文學(xué)

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023）

干燥處理是保證糧食安全的重要手段，提高糧食干燥能力及干燥質(zhì)量是我國(guó)糧食產(chǎn)后亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。緩蘇作為糧食加工、儲(chǔ)藏和流通過(guò)程中重要環(huán)節(jié)，兼有節(jié)約能耗和提高產(chǎn)品品質(zhì)的雙重特點(diǎn)。本文對(duì)緩蘇操作進(jìn)行了詳細(xì)分類(lèi)，系統(tǒng)闡述了在糧食干燥過(guò)程中緩蘇操作參數(shù)的優(yōu)化方法及對(duì)糧食品質(zhì)和能耗的影響，提出目前國(guó)內(nèi)外在糧食干燥研究領(lǐng)域所存在的問(wèn)題，并對(duì)其應(yīng)用前景作了客觀分析。

緩蘇；糧食；干燥；品質(zhì)；能耗

糧食作為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的支柱性產(chǎn)業(yè)，由于未能在初產(chǎn)地進(jìn)行妥善有效的加工儲(chǔ)藏，造成資源利用率低、附加值不高、質(zhì)量控制欠缺以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，極大限制了糧食加工業(yè)向產(chǎn)品多元化和國(guó)際化發(fā)展的進(jìn)程。干燥作為最常用的加工單元操作之一，是能耗最大的加工過(guò)程，同時(shí)也是糧食保藏最有效的方法[1]，目前，糧食干燥處理雖然在干燥技術(shù)設(shè)備及工藝方法水平上都已取得了一些重要突破[2-3]，但距離干燥過(guò)程可控化、干燥設(shè)備最優(yōu)化、高效節(jié)能保質(zhì)干燥技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展尚有差距。

國(guó)外對(duì)糧食緩蘇的研究始于20世紀(jì)50年代。緩蘇是指物料在干燥過(guò)程中或干燥后保溫儲(chǔ)藏一段時(shí)間，使物料內(nèi)部水分在梯度差的作用下進(jìn)行熱濕交換使得水分趨于平衡，降低干燥引起內(nèi)部的熱應(yīng)力沖擊，避免了表面因收縮、硬化以及褐變而影響干制品品質(zhì)[4-5]。緩蘇對(duì)糧食品質(zhì)的影響越來(lái)越受到研究人員的重視。目前，已有大量理論和實(shí)驗(yàn)對(duì)糧食干燥過(guò)程的緩蘇工藝進(jìn)行研究，以期獲得較優(yōu)的干后品質(zhì)，旨在為節(jié)約糧食干燥時(shí)間及降低能耗提供依據(jù)[6-9]。

1 緩蘇操作概述

1.1 緩蘇介質(zhì)

目前，常用于緩蘇的介質(zhì)主要有常壓空氣、負(fù)壓空氣和微波場(chǎng)[10-12]。緩蘇介質(zhì)在緩蘇過(guò)程中起著非常重要的作用。

空氣是最常見(jiàn)的緩蘇介質(zhì)。在空氣緩蘇中，空氣與物料接觸將熱量傳遞到物料外表面，并通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞到物料內(nèi)部，熱傳導(dǎo)在熱量傳遞中是相對(duì)比較慢的方法。空氣緩蘇根據(jù)物料放置的空間狀態(tài)又分自然緩蘇和封閉緩蘇。自然緩蘇即將物料放置在大氣中，利用大氣環(huán)境與物料進(jìn)行濕熱交換，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的靜止達(dá)到物料內(nèi)部水分平衡[13]。封閉緩蘇則是在封閉的空間內(nèi)，物料在溫濕度可控或機(jī)械通風(fēng)以及流化的環(huán)境下進(jìn)行緩蘇，達(dá)到所需的平衡態(tài)[14]。在糧食干燥中，空氣緩蘇得到廣泛的應(yīng)用，但由于空氣能充分與物料接觸，設(shè)置的緩蘇溫濕度又非常適合各類(lèi)微生物的滋生，且緩蘇時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)造成的能耗大，遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求。

真空緩蘇是指將物料置于具有一定真空度的環(huán)境中，因真空環(huán)境下水的沸點(diǎn)較低，物料依靠?jī)?nèi)部余熱進(jìn)行緩慢蒸發(fā)，在降低水分含量的同時(shí)使得物料中心部位的水分逐漸向表面擴(kuò)散，達(dá)到新的平衡狀態(tài)，隨即通過(guò)真空泵將濕蒸汽和熱空氣抽走，以維持所需的真空壓力[15]。由于在真空狀態(tài)下，存在的稀薄空氣中氧氣濃度極低，因此對(duì)微生物的作用力非常弱，能夠在一定程度上抑制農(nóng)產(chǎn)品霉變生蟲(chóng)等的發(fā)生。

微波緩蘇是通過(guò)改變常規(guī)緩蘇過(guò)程中水分遷移勢(shì)梯度的方向，利用極性分子在微波照射下產(chǎn)生激烈運(yùn)動(dòng)，水等極性分子由雜亂無(wú)章非極性態(tài)變成有序排列，由于電場(chǎng)方向反復(fù)轉(zhuǎn)換，物料中水分介電損耗較大，與周?chē)肿樱Ｗ樱┌l(fā)生碰撞摩擦而產(chǎn)生大量的熱量，從而加速物料內(nèi)部水分向表面的遷移[16]。在適當(dāng)?shù)拇趴毓茴l率下進(jìn)行緩蘇，極大程度上減小由于水分分布不均而造成的農(nóng)產(chǎn)品表皮干裂對(duì)品質(zhì)的影響，同時(shí)也能夠快速鈍化或殺滅物料內(nèi)部細(xì)菌和寄生蟲(chóng)。

1.2 緩蘇段的設(shè)置

目前，糧食干燥主要是在大型的干燥設(shè)備中進(jìn)行，通過(guò)將緩蘇段設(shè)置在不同的干燥階段，控制空氣氣流方向、溫濕度以及操作壓力從而調(diào)節(jié)緩蘇環(huán)境，完成緩蘇過(guò)程[17]。緩蘇段要求設(shè)計(jì)合理，一般情況下緩蘇時(shí)間需在40 min以上，時(shí)間過(guò)短則無(wú)法均衡糧粒內(nèi)部水分?，F(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)緩蘇的研究集中在物料所需的緩蘇工藝參數(shù)上，而對(duì)于干燥設(shè)備中緩蘇段的設(shè)置涉獵較少，大量相關(guān)的論述僅在相關(guān)專(zhuān)利中提及。常見(jiàn)的干燥系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)為：預(yù)熱段—干燥段—緩蘇段—冷卻段，筆者在已有的研究基礎(chǔ)上，將緩蘇段設(shè)置及控制方法歸類(lèi)，能夠?qū)徧K操作有個(gè)系統(tǒng)的把握（圖1）。

圖1 緩蘇段設(shè)置及可控參數(shù)歸類(lèi)Fig.1 Tempering period settings and adjustable parameter classification

干燥前設(shè)置緩蘇段，多用于由提升機(jī)將原糧提到攪龍后灑入儲(chǔ)留部進(jìn)行緩蘇。在干燥中，常采用一段或與多段干燥段交替設(shè)置的緩蘇段，谷物在緩蘇過(guò)程中使內(nèi)外水分進(jìn)行充分的熱濕傳遞趨于平衡，有利于加速降水速率、減少谷物熱損傷、提高干燥后品質(zhì)。而在冷卻段增加緩蘇操作，則是為了避免因溫差過(guò)大引起的品質(zhì)劣變，如糧粒裂紋、掛面硬結(jié)等，使緩蘇過(guò)程能夠柔和地完成冷卻。此外，也有部分專(zhuān)利通過(guò)對(duì)緩蘇段內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)。如姜志富等[18]在緩蘇段內(nèi)加入谷物換位器，能將塔內(nèi)側(cè)溫度較高的谷物置換到靠塔外側(cè)，減少谷物緩蘇過(guò)程中糧粒間的溫度差，提高烘干制品的均勻性。劉勇獻(xiàn)等[15]在緩蘇段水平設(shè)置均勻交叉分布的角狀盒或連續(xù)的通風(fēng)節(jié)以及抽真空裝置，當(dāng)谷粒內(nèi)外水分達(dá)到較低含水率的平衡態(tài)時(shí)，濕熱空氣通過(guò)角狀盒被抽出，可平衡殼體內(nèi)部的真空壓力，同時(shí)防止抽真空時(shí)殼體變形，起到緩蘇保質(zhì)的作用。專(zhuān)利“一種糧食緩蘇裝置”包括導(dǎo)料傘、導(dǎo)糧槽和集糧斗，糧食從高處落下通過(guò)導(dǎo)料傘將其分散，沿導(dǎo)糧槽流入下一導(dǎo)料傘，產(chǎn)生的輕微沖擊波通過(guò)吸收勢(shì)能減緩糧食的流速，從而避免了因糧粒垂直下落造成破損的弊病[19]。為了使糧粒內(nèi)部水分得到充分平衡，在緩蘇室內(nèi)增加若干層相互錯(cuò)開(kāi)的隔板以增加緩蘇時(shí)間，并在出口處增設(shè)糧粒分流裝置，便于檢測(cè)糧粒的濕度[20]。

2 緩蘇操作對(duì)糧食品質(zhì)的影響

2.1 碾磨品質(zhì)

當(dāng)前，緩蘇操作對(duì)糧食外觀品質(zhì)的影響主要在于谷物的裂紋率（爆腰率）、整精米率（head rice yield，HRY）和破碎度，其中裂紋率是評(píng)價(jià)谷物干后品質(zhì)的主要指標(biāo)，且與破碎敏感性及整精米率顯著相關(guān)[21-22]。HRY作為評(píng)估商業(yè)碾米質(zhì)量的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，獲得最大碾磨品質(zhì)是稻谷工業(yè)的終極目標(biāo)。大多研究表明：不當(dāng)?shù)木徧K操作是引起裂紋的主要原因。

Cnossen等[23]基于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度理論，將不同水分含量（低水分：17%～18%；高水分：20%～21%）的兩種稻谷在3 種溫濕度不同的干燥條件下干燥，然后在所干燥溫度下分別緩蘇0、80、160、240 min，研究干燥和緩蘇處理在高于和低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度對(duì)稻谷內(nèi)核裂紋率的影響。結(jié)果表明內(nèi)核裂紋率隨著干燥期間緩蘇時(shí)間的增長(zhǎng)而降低，相比對(duì)照樣品，一些樣品在延長(zhǎng)緩蘇后裂紋顯著增高，然而卻有較高的整精米率，且與對(duì)照樣品的整精米率相同，這說(shuō)明防止裂紋比保持高整精米率所需的緩蘇時(shí)間要長(zhǎng)。當(dāng)緩蘇溫度為60 ℃（高于稻米玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）時(shí)，HRY增加，裂紋率降低。

Iguaz等[24]考察了稻谷連續(xù)干燥、間歇干燥和最終緩蘇干燥對(duì)稻谷外觀品質(zhì)的影響，得出裂紋率隨著溫度和空氣蒸發(fā)量的增強(qiáng)而增加，緩蘇溫度60 ℃時(shí)，裂紋率由連續(xù)干燥的29%降到4.5%，保持了較高的HRY，在干燥過(guò)程中引入緩蘇能夠加快干燥速率，提高稻谷品質(zhì)。Cnossen[25]和劉木華[26]等認(rèn)為，當(dāng)?shù)竟染徧K溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，由于水分?jǐn)U散速率增加，能快速降低內(nèi)部應(yīng)力，稻谷在低水分平衡態(tài)下從橡膠態(tài)進(jìn)入玻璃態(tài)，而且可使已產(chǎn)生裂紋得以消除，顯著降低干燥和緩蘇時(shí)間。Aquerreta等[27]發(fā)現(xiàn)，采用多次循環(huán)干燥，分別在常溫、中溫和高溫下緩蘇，得出的結(jié)論與之前相同。然而，Jaiboon等[28]采用流化床干燥溫度為90、110、130 ℃對(duì)稻谷進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)除了干燥溫度90 ℃，更高的干燥溫度能夠提高稻谷的HRY，而緩蘇時(shí)間則對(duì)HRY沒(méi)有任何影響。Dong Renjie等[29]證明長(zhǎng)粒米比短粒米在防止內(nèi)部裂紋所需的緩蘇時(shí)間長(zhǎng)。楊國(guó)鋒等[30]運(yùn)用隸屬度分析法對(duì)間歇干燥的高水分稻谷進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出優(yōu)化干燥條件為：緩蘇溫度60 ℃，干燥段數(shù)2段。此外，楊國(guó)鋒等[31]還發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)干燥作業(yè)的緩蘇過(guò)程中存在一個(gè)能夠提高稻谷HRY的臨界緩蘇時(shí)間，當(dāng)?shù)竟瘸跏妓趾繛?1.2%時(shí)，隨著干燥溫度的升高，同一緩蘇溫度下相鄰緩蘇時(shí)間稻谷的HRY差值出現(xiàn)的越明顯。大量研究顯示：對(duì)于許多不同的干燥處理，適當(dāng)?shù)母邷鼐徧K都能夠縮短總干燥時(shí)間，可防止稻米裂紋并提高整精米率，且緩蘇越充分，稻谷的爆腰增率越小[32-33]。

2.2 食用品質(zhì)

感官評(píng)價(jià)和理化指標(biāo)是評(píng)價(jià)食用品質(zhì)最常用的方法。感官評(píng)價(jià)多與黏彈性、軟硬度、香味、滋味和質(zhì)地等指標(biāo)有關(guān)，但具有主觀性；理化指標(biāo)則是從客觀性來(lái)評(píng)價(jià)樣品的特征值，主要研究直鏈淀粉含量、黏度速測(cè)（rapid visco analyzer，RVA）特征值、游離脂肪酸值、糊化特性以及相關(guān)物性值，發(fā)現(xiàn)理化特性的變化趨勢(shì)與食味品質(zhì)具有顯著的相關(guān)一致性[34-35]。

孟祥國(guó)等[36]探索了及時(shí)干燥、日曬干燥與堆放3 d延時(shí)干燥處理后的稻谷米飯?jiān)跉馕?、色澤、外觀結(jié)構(gòu)、適口性和滋味方面的食味品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示及時(shí)干燥處理的米飯硬度、彈性、咀嚼度、回復(fù)性和黏聚性均顯著高于延時(shí)干燥，且增加10 h緩蘇的及時(shí)干燥工藝在食味品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)上均高于未緩蘇的處理。

楊國(guó)鋒等[31]采用干燥-通風(fēng)聯(lián)合作業(yè)將干燥溫度不低于60 ℃，緩蘇溫度不低于干燥溫度的稻谷壟谷后粉碎，測(cè)定其RVA特征值（最低黏度、峰值黏度、最終黏度、崩解值、回生值），結(jié)果表明稻谷的RVA特征值在一定波動(dòng)范圍內(nèi)隨著干燥和緩蘇溫度的升高以及緩蘇時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，而且緩蘇溫度對(duì)RVA特征值的影響顯著高于干燥溫度和緩蘇時(shí)間。在連續(xù)干燥和干燥-通風(fēng)聯(lián)合作業(yè)中，緩蘇時(shí)間和溫度均對(duì)稻谷脂肪酸值有極顯著的影響，不同緩蘇狀態(tài)下呈現(xiàn)趨勢(shì)不同。

Jaiboon等[28]將糯米（初始水分含量為28.8%）在流化床中干燥溫度分別為90、110、130 ℃，緩蘇時(shí)間分別為0、30、120 min條件下處理，研究糯米的糊化特性和顏色隨著干燥溫度和緩蘇時(shí)間的變化，數(shù)據(jù)顯示當(dāng)干燥溫度為110、130 ℃時(shí)，3 個(gè)緩蘇時(shí)間下糯米的峰值黏度均低于樣品；回升值黏度隨著干燥溫度升高和緩蘇時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；并指出采用白度指數(shù)（white index，WI）定義糯米色澤是不合理的，因?yàn)閍和b值對(duì)WI值的影響遠(yuǎn)低于L值。

2.3 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

糧食的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主要是指淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)。Jaisut等[37]通過(guò)高溫流化床干燥、緩蘇和通風(fēng)的方式處理棕色香米，探究干燥溫度、緩蘇時(shí)間和稻米初始水分含量對(duì)其淀粉消化率和血糖值的影響，發(fā)現(xiàn)同一溫度下，緩蘇時(shí)間在30、60、120 min條件下的淀粉最大水解率分別是26.3%、25.3%、24.8%，處理后糙米的血糖指數(shù)從高水分降到低中等水平，且干燥溫度對(duì)血糖生成指數(shù)或淀粉水解率的影響比緩蘇時(shí)間更為顯著。

此外，也有一些研究緩蘇干燥過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的變化。趙麗娟等[38]研究發(fā)現(xiàn)，相比靜態(tài)和動(dòng)態(tài)干燥，緩蘇-間斷干燥對(duì)胡蘿卜中β-胡蘿卜素保留率最高。黃忠強(qiáng)[39]以緩蘇時(shí)間和干基含水率為試驗(yàn)因素，干燥時(shí)間、干燥后多糖和總黃酮的含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行響應(yīng)面分析，得出加入緩蘇工藝后的干品，其多糖和總黃酮含量分別比未引入前提高了31.33%和44.21%，并縮短了10.14%的干燥時(shí)間。

綜上所述，緩蘇在縮短糧食干燥時(shí)間、改善干制品品質(zhì)的同時(shí)，還可最大限度地提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

3 緩蘇工藝和參數(shù)的優(yōu)化方法

緩蘇操作參數(shù)的優(yōu)化是糧食間歇干燥中關(guān)鍵的因素之一。合理的緩蘇操作參數(shù)設(shè)計(jì)不僅能夠確保干制品的品質(zhì)，還能降低能耗。緩蘇參數(shù)的優(yōu)化主要是指緩蘇溫度、緩蘇時(shí)間和緩蘇過(guò)程。近年來(lái)，大量相關(guān)研究側(cè)重于利用數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬分析緩蘇過(guò)程對(duì)糧食顆粒（主要為稻谷、玉米和小麥）干燥中內(nèi)部溫濕度梯度及其應(yīng)力的變化，預(yù)測(cè)緩蘇對(duì)品質(zhì)變化的影響，從而找出較優(yōu)的干燥工藝參數(shù)，也有通過(guò)緩蘇過(guò)程中谷粒的成像進(jìn)行在線檢測(cè)，以及相關(guān)干燥設(shè)備中系統(tǒng)軟硬件的開(kāi)發(fā)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。干燥和緩蘇過(guò)程描述準(zhǔn)確性與谷粒內(nèi)核水分分布密切相關(guān)[40-41]。

3.1 理論分析和數(shù)值模擬

早在20世紀(jì)80年代，Steffe等[42-43]就考慮一種多層復(fù)合球面幾何體，采用費(fèi)克擴(kuò)散定律從理論上模擬了稻谷緩蘇中液體水分的擴(kuò)散，用已知的稻谷成分液相擴(kuò)散系數(shù)，如淀粉、麩皮和稻殼，模擬緩蘇工藝。賈燦純等[44]利用計(jì)算機(jī)模擬緩蘇過(guò)程中玉米顆粒內(nèi)部水分分布，采用有限元分析法進(jìn)行分析，明確了玉米在緩蘇過(guò)程中內(nèi)部水分的變化規(guī)律。奚河濱[45]基于液態(tài)方程推導(dǎo)出非穩(wěn)態(tài)方程（Luikov方程）為緩蘇過(guò)程的擴(kuò)散模型，利用稻谷緩蘇過(guò)程中的相關(guān)特性，增加約束條件求出離散解。然而，由于研究者只考慮了緩蘇過(guò)程中籽粒內(nèi)部液態(tài)水?dāng)U散的梯度分布，忽略了溫度梯度對(duì)水分?jǐn)U散的影響，且模型采用基本的費(fèi)克定律，缺乏對(duì)籽粒內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的考慮，因而對(duì)緩蘇研究理論的研究不夠成熟。

大多數(shù)模型基于費(fèi)克第二定律和修改后的簡(jiǎn)化模型，對(duì)經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行簡(jiǎn)化或者依據(jù)具體情況修改液體擴(kuò)散方程。Igathinathane等[46]建立的干燥模型可以適當(dāng)修改，采用已知的稻谷成分水分?jǐn)U散系數(shù)，以解決緩蘇過(guò)程中的水分?jǐn)U散。將干燥和緩蘇模型結(jié)合運(yùn)用能夠?qū)θ魏味嗤ǖ阑蜷g歇干燥進(jìn)行完整的數(shù)值模擬。李娟玲[47]提出了稻谷固定床深層干燥的模擬方法并編制了相應(yīng)的程序，并分別建立了干燥中加熱和緩蘇階段的數(shù)學(xué)模型。Igathinathane等[10]考慮了糙米稻谷在橢球坐標(biāo)系中的多元橢球幾何體，對(duì)已建立干燥模型的邊界條件進(jìn)行適當(dāng)修改，附加固定邊界條件與常規(guī)導(dǎo)數(shù)邊界條件和加入緩蘇擴(kuò)散系數(shù)因素以模擬緩蘇過(guò)程，并采用有限差分法分析緩蘇過(guò)程中稻谷的水分?jǐn)U散，實(shí)驗(yàn)證實(shí)指數(shù)關(guān)系能夠充分模擬擴(kuò)散系數(shù)在真空加速緩蘇過(guò)程中的變化規(guī)律。改進(jìn)的緩蘇模型與干燥模型能夠模擬任何多道干燥過(guò)程并有助于進(jìn)行敏感性因素分析，設(shè)備設(shè)計(jì)和優(yōu)化操作的實(shí)施。Yang Wade等[48]采用有限元模型模擬稻谷干燥和緩蘇過(guò)程中內(nèi)部水分分布和溫度擴(kuò)散行為?；谶@項(xiàng)工作，Jia Chiyu等[49]開(kāi)發(fā)了用以描述單內(nèi)核干燥、緩蘇和內(nèi)部應(yīng)力，基于有限元分析的Matlab與C++編譯器的軟件包，用經(jīng)驗(yàn)方程來(lái)描述熱濕擴(kuò)散過(guò)程。Dong Renjie等[50]采用簡(jiǎn)化的球形干燥模型對(duì)單個(gè)米粒在干燥和緩蘇期間水分含量分布進(jìn)行模擬，確定緩蘇處理對(duì)長(zhǎng)粒稻谷和短粒稻谷水分梯度的影響，得出50 ℃緩蘇120 min能夠去除干燥過(guò)程中稻谷內(nèi)部產(chǎn)生的80%的水分梯度，在3 個(gè)溫度水平下緩蘇240 min能夠消除所有的水分梯度。模型的優(yōu)化能夠?yàn)榫徧K過(guò)程提供較符合實(shí)際情況的分析和模擬方法，對(duì)籽粒內(nèi)部水分或溫度的數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步細(xì)化，為全面研究熱濕變化奠定基礎(chǔ)；而對(duì)單個(gè)籽粒進(jìn)行建模分析，必然進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化使得偏微分方程的求解能夠收斂，由于糧食內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，過(guò)于簡(jiǎn)化可能會(huì)失去模擬的真實(shí)性。

數(shù)學(xué)模型的整合，緩蘇模擬過(guò)程的創(chuàng)新以及模型對(duì)物料擬合度的適應(yīng)性均為研究緩蘇提供充分的理論依據(jù)。陳怡群等[51]利用水稻薄層干燥的Page方程和水稻平衡水分Pfost方程建立了循環(huán)式谷物干燥機(jī)的干燥模型，用VB編制程序，可計(jì)算出干燥所需的緩蘇程度系數(shù)、干燥時(shí)間和能耗。Poomsa-ad等[52]研究了流化床中干燥溫度、水分含量和緩蘇時(shí)間對(duì)HRY和操作時(shí)間的影響，建立了HRY隨緩蘇時(shí)間變化的二階多項(xiàng)式方程，其系數(shù)與水分含量和谷物溫度有關(guān)。Nishiyama等[53]采用球形干燥模型對(duì)小麥、長(zhǎng)粒稻谷和短粒稻谷進(jìn)行模擬分析，提出模型中表面?zhèn)髻|(zhì)系數(shù)H能夠成功用于模擬緩蘇，且緩蘇溫度對(duì)所需緩蘇時(shí)間有顯著的影響。Cihan等[54]運(yùn)用各種模型對(duì)稻谷薄層間歇干燥過(guò)程中緩蘇時(shí)間進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)Midilli模型用來(lái)描述稻谷薄層間歇干燥最充分，系數(shù)a和b，干燥系數(shù)k和指數(shù)n在Midilli模型中可以表示緩蘇時(shí)間的一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù)。Hacihafizo?lu等[55]通過(guò)對(duì)大量經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)Midilli模型能夠很好擬合稻谷薄層干燥。邢佐群等[56]依據(jù)糧粒降溫過(guò)程中水分傳遞速度模型方程的相關(guān)理論，提出一種降溫緩蘇多級(jí)順流糧食干燥工藝。Khir等[57]利用基于費(fèi)克定律和斜率方程的非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散模型描述稻谷紅外加熱后冷卻的水分?jǐn)U散。結(jié)果表明稻谷在紅外（infra-red，IR）加熱和冷卻下，稻谷溫度和緩蘇處理對(duì)水分?jǐn)U散影響非常顯著，IR加熱獲得了高加熱速率和水分?jǐn)U散。在干燥稻谷時(shí)伴隨緩蘇的IR加熱和冷卻比對(duì)流干燥的水分?jǐn)U散系數(shù)高很多。李長(zhǎng)友等[58]采用5HP-3.5型循環(huán)式緩蘇干燥機(jī)對(duì)所建立糧食深層順流干燥緩蘇過(guò)程含水率在線模型解析值進(jìn)行驗(yàn)證，擬合度很高。此外，利用深層干燥質(zhì)量守恒方程和水分?jǐn)U散模型，對(duì)高濕稻谷逆流干燥過(guò)程水分變化進(jìn)行在線解析，并驗(yàn)證了解析模型的準(zhǔn)確性。將緩蘇相關(guān)的參數(shù)，如緩蘇程度系數(shù)、表面?zhèn)髻|(zhì)系數(shù)、HRY等綜合考慮，能為緩蘇過(guò)程分析提供新思路；半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯⒗碚撆c實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用較為廣泛，但不同糧食的物性和干燥方式不同，因此采用單一模型并不能充分描述不同谷物品質(zhì)緩蘇過(guò)程的質(zhì)熱變化。

3.2 成像在線監(jiān)控

許多研究預(yù)測(cè)干燥后糧食籽粒存在水分梯度，但對(duì)于緩蘇過(guò)程中水分分布和動(dòng)力學(xué)的直接測(cè)量仍然無(wú)法提供理論預(yù)測(cè)的驗(yàn)證。

Hwang等[59]利用磁共振成像（magnetic resonanceimaging，MRI）技術(shù)，根據(jù)單粒稻谷內(nèi)部不同區(qū)域磁共振（magnetic resonance，MR）信號(hào)強(qiáng)度的變化，在線檢測(cè)了緩蘇過(guò)程中稻谷內(nèi)部水分的瞬態(tài)分布及遷移過(guò)程，得出米粒中心水分不均勻呈間隔分布，胚胎區(qū)域表現(xiàn)出比胚乳區(qū)域更高的MR信號(hào)強(qiáng)度，瞬態(tài)信號(hào)強(qiáng)度符合雙指數(shù)函數(shù)，提出了緩蘇過(guò)程中的對(duì)流和擴(kuò)散有助于降低稻谷顆粒內(nèi)部的水分梯度，從而為稻谷緩蘇時(shí)間的設(shè)計(jì)提供了有力的依據(jù)。宮元娟等[60]運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，以真空緩蘇干燥前后香菇的面積圖像收縮率為指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，多目標(biāo)非線性理論和方法優(yōu)化工藝參數(shù)。研究表明[59-60]在線監(jiān)控能夠形象地描述緩蘇過(guò)程。

3.3 軟件開(kāi)發(fā)

李長(zhǎng)友等[61]根據(jù)循環(huán)式緩蘇干燥機(jī)系統(tǒng)的工作原理，采用80C51單片機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與單片機(jī)雙向通訊。隨后，在循環(huán)式緩蘇干燥機(jī)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用模糊控制的推理方法對(duì)人工控制經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，從而完成相應(yīng)的軟件控制系統(tǒng)[62]。緩蘇干燥機(jī)配套軟硬件的開(kāi)發(fā)為智能干燥控制奠定了基礎(chǔ)。

3.4 能耗和經(jīng)濟(jì)效益

能耗是考察糧食干燥機(jī)性能和干燥工藝優(yōu)化與否的重要量化指標(biāo)。干燥能量效率提高1%就能使利潤(rùn)增加10%。在干燥最終含水量相同的情況下，總干燥時(shí)間越短，干制品品質(zhì)越高，節(jié)能效果越好，對(duì)能源的利用也越有效。常見(jiàn)的緩蘇操作優(yōu)化是通過(guò)緩蘇段的設(shè)置、多次循環(huán)緩蘇干燥、緩蘇過(guò)程中氣流方向的改變、緩蘇倉(cāng)內(nèi)結(jié)構(gòu)變化以及參數(shù)的選擇。雖然在干燥設(shè)備或干燥過(guò)程中增加緩蘇段可以降低能耗，但長(zhǎng)時(shí)間的緩蘇也延長(zhǎng)了總干燥時(shí)間。

王繼煥等[63]利用糧食烘干機(jī)尾氣余熱作為熱源，結(jié)合中間緩蘇倉(cāng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果顯示熱緩蘇能顯著降低烘干機(jī)的能量消耗，提高經(jīng)濟(jì)效率，改善糧食的食用品質(zhì)。Igathinathane等[64]研究了100～700 mmHg的真空壓力對(duì)加速糙米雙通道干燥緩蘇過(guò)程的影響，基于容器中緩蘇谷物上部空間相對(duì)濕度的緩蘇指數(shù)監(jiān)控整個(gè)緩蘇過(guò)程，可以觀察到，緩蘇時(shí)間隨著真空壓力的增加而逐漸減少。與完成95%緩蘇的樣品相比，高于500 mmHg的真空緩蘇所需總干燥時(shí)間縮短了近50%；在700 mmHg完成100%緩蘇的樣品，最大能節(jié)約72%的時(shí)間。Jumah等[65]采用一種新型的旋轉(zhuǎn)射流噴動(dòng)床，研究回潮玉米干燥時(shí)不同緩蘇比對(duì)能耗的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)緩蘇時(shí)間為10、20、40 min時(shí)，能耗比連續(xù)干燥分別節(jié)約19%、23%、30%。當(dāng)緩蘇時(shí)間為60 min時(shí)，能耗節(jié)約的最大值為37%，但較長(zhǎng)的緩蘇時(shí)間也增加了總干燥時(shí)間。

3.5 存在問(wèn)題

緩蘇過(guò)程中糧食品質(zhì)變化機(jī)理缺乏研究。糧食品質(zhì)的變化在對(duì)谷粒的完整性的檢測(cè)和預(yù)防機(jī)理上比較成熟，而對(duì)食用品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究相對(duì)較少，且相關(guān)變化機(jī)理尚未涉及，甚至處于空白階段。

解析模型和數(shù)值模擬的局限性。在當(dāng)前的研究中，理論分析雖然與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較符合，能夠獲得較好的一致性，但是在構(gòu)建模型的過(guò)程中存在大量假設(shè)和簡(jiǎn)化以利于方程求解，并不能夠客觀形象的描述在線緩蘇，它可以作為緩蘇參數(shù)設(shè)置時(shí)的初步參考，但還不足以用于指導(dǎo)規(guī)?；纳a(chǎn)實(shí)踐，很少有文獻(xiàn)對(duì)糧食緩蘇干燥進(jìn)行有效的模擬。

運(yùn)用于生產(chǎn)的緩蘇干燥設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)比較薄弱。不同干燥設(shè)備中以及獨(dú)立緩蘇設(shè)備中對(duì)緩蘇過(guò)程的研究不夠全面和系統(tǒng)，忽略了緩蘇過(guò)程中的一些影響因素。干燥設(shè)備中緩蘇段的設(shè)置雖然根據(jù)不同需求有相應(yīng)的調(diào)整，但對(duì)于物流、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中獨(dú)立的緩蘇設(shè)備不能夠滿足要求。對(duì)于緩蘇設(shè)備相關(guān)軟硬件的開(kāi)發(fā)，機(jī)械設(shè)備的改善遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于上述存在的問(wèn)題，對(duì)今后研究重點(diǎn)提出幾點(diǎn)建議：針對(duì)不同地域，多品種的糧食在同一緩蘇干燥設(shè)備處理中，建立標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)操作參數(shù)，為深入研究糧食緩蘇干燥提供可參考的依據(jù)，從而節(jié)約人力、物力和財(cái)力資源；成像技術(shù)能夠在線監(jiān)控糧食在緩蘇過(guò)程中內(nèi)部水分遷移的具體變化過(guò)程，比較形象地再現(xiàn)了遷移規(guī)律，能夠更準(zhǔn)確地描述緩蘇過(guò)程中溫濕度變化，成為糧食干燥最有力的分析方法；將數(shù)學(xué)模擬與成像技術(shù)相結(jié)合，結(jié)合理論分析和實(shí)際情況，從而能夠?qū)徧K過(guò)程進(jìn)行客觀全面的分析，大大提高精度值，為緩蘇進(jìn)一步優(yōu)化提供較大的發(fā)展空間，能夠嚴(yán)格控制糧食干燥的各個(gè)環(huán)節(jié)；研究開(kāi)發(fā)性能穩(wěn)定，可操作性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，配有糧食水分在線檢測(cè)智能控制的緩蘇或干燥設(shè)備，以方便操作和檢測(cè)。另外，相關(guān)針對(duì)緩蘇過(guò)程軟硬件的開(kāi)發(fā)也為更好地理解和掌控過(guò)程參數(shù)變化提供了依據(jù)。

[1] KUDRA T. Energy aspects in drying[J]. Drying Technology, 2004, 22(5): 917-932. DOI:10.1081/DRT-120038572.

[2] 任廣躍, 張忠杰, 朱文學(xué), 等. 糧食干燥技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2011, 26(2): 124-128.

[3] 張忠杰, 任廣躍, 尹君, 等. 糧食節(jié)能干燥技術(shù)研究進(jìn)展[C]//糧油倉(cāng)儲(chǔ)節(jié)能減排專(zhuān)題技術(shù)會(huì)議論文集. 濟(jì)南: 國(guó)家糧食局, 2010: 46-49.

[4] VáQUIRO H A, CLEMENTE G, GARCíA-PéREZ J V, et al. Enthalpy-driven optimization of intermittent drying of Mangifera indica L.[J]. Chemical Engineering Research and Design, 2009, 87(7): 885-898. DOI:10.1016/j.cherd.2008.12.002.

[5] 董怡為. 稻谷在緩蘇過(guò)程中失水特性研究[C]//中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)議文集. 大慶: 中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì), 2007: 1-8.

[6] PRACHAYAWARAKORN S, POOMSA-AD N, SOPONRONNARIT S. Quality maintenance and economy with high-temperature paddydrying processes[J]. Journal of Stored Products Research, 2005, 41(3): 333-351. DOI:10.1016/j.jspr.2004.05.001.

[7] JITTANIT W, SAETEAW N, CHAROENCHAISRI A. Industrial paddy drying and energy saving options[J]. Journal of Stored Products Research, 2010, 46(4): 209-213. DOI:10.1016/j.jspr.2010.04.005.

[8] POOMSA-AD N, SOPONRONNARIT S, PRACHAYAWARAKORN S. Effect of tempering on subsequent drying of paddy using fluidisation technique[J]. Drying Technology: A International Journal, 2002, 20(1): 195-210. DOI:10.1081/DRT-120001374.

[9] SOPONRONNARIT S, WETHACAMA S, SWASDISEVI T, et al. Managing moist paddy by drying ,tempering and ambient air ventilation[J]. Drying Technology: A International Journal, 1999, 17(1/2): 335-343. DOI:10.1080/07373939908917534.

[10] IGATHINATHANE C, CHATTOPADHYAY P K, PORDESIMO L O. Moisture diffusion modeling of parboiled paddy accelerated tempering process with extended application to muti-pass drying simulation[J]. Journal of Food Engineering, 2008, 88(2): 239-253. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2008.02.014.

[11] KALANTARI D, ESHTAVAD R. Influence of different tempering period and vacuum conditions on the rice grain breakage in a thin layer dryer[J]. Cercetari Agronomice in Moldova, 2013, 46(4): 5-12. DOI:10.2478/v10298-012-0098-2.

[12] BOILLEREAUX L, ALAMIR M, CURET S, et al. Estimation of temperature field during microwave tempering with unknown dielectric properties using CLPP: a generic user-friendly software sensor[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2011, 12(3): 288-297. DOI:10.1016/j.ifset.2011.01.009.

[13] 劉偉濤, 李汴生, 楊?yuàn)檴? 等. 廣式?jīng)龉討?yīng)子緩蘇干燥特性研究[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(12): 107-111. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6630.2009.12.019.

[14] 任廣躍, 王芳, 張忠杰, 等. 干燥溫度及緩蘇操作對(duì)稻谷爆腰的影響[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā), 2013, 34(19): 112-114. DOI:10.3969/ j.issn.1005-6521.2013.19.031.

[15] 劉勇獻(xiàn), 申保慶, 趙祥濤. 谷物緩蘇保質(zhì)低溫真空連續(xù)干燥裝置: 200620032229.0[P]. 2007-09-12.

[16] 程玉明. 茶葉微波緩蘇機(jī): 200720112482.5[P]. 2008-06-11.

[17] KUMAR C, KAMRIM A, JOARDDER M U H. Intermittent drying of food products: a critical review[J]. Journal of Food Engineering, 2014, 121: 48-57.

[18] 姜志富, 劉永華, 田陽(yáng), 等. 多段塔式烘干機(jī): 201020170991.5[P]. 2010-12-15.

[19] 張麗琍, 祁斌, 吳雷, 等. 一種糧食緩蘇裝置: 201220023269.8[P]. 2012-09-19.

[20] 林國(guó)明, 洪旭, 曾光輝. 塔式糧食烘干機(jī)及其緩蘇室: 201320448572.7[P]. 2014-02-26.

[21] 楊國(guó)鋒, 王肇慈. 稻谷裂紋研究的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 1997, 12(2): 1-6.

[22] 曹崇文. 玉米干燥中應(yīng)力裂紋的生成、擴(kuò)展、檢測(cè)和預(yù)防分析[J].干燥技術(shù)與設(shè)備, 2009, 7(4):153-158.

[23] CNOSSEN A G, JIMéNEZI M J, SIEBENMORGEN T J. Rice fissuring response to high drying and tempering temperatures[J]. Journal of Food Engineering, 2003, 59(1): 61-69. DOI:10.1016/S0260-8774(02)00431-4.

[24] IGUAZ A, RODRíGUEZ M, VRíSEDA P. Influence of handling and processing of rough rice on fissures and head rice yields[J]. Journal of Food Engineering, 2006, 77(4): 803-809. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2005.08.006.

[25] CNOSSEN A G, SIEBENMORGEN T J, YANG W. The glass transition temperature concept in rice drying and tempering: effect on drying rate[J]. Transactions of the ASAE, 2002, 45(3): 759-766. DOI:10.13031/2013.8845.

[26] 劉木華, 吳顏紅, 曾一凡, 等. 基于玻璃化轉(zhuǎn)變的稻谷爆腰產(chǎn)生機(jī)理分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2004, 20(1): 30-34. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6819.2004.01.007.

[27] AQUERRETA J, IGUAZ A, ARROQUI C, et al. Effect of high temperature intermittent drying and tempering on rough rice quality[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 80(2): 611-618. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2006.06.012.

[28] JAIBOON P, PRACHAYAWARAKORN S, DEVAHASTIN S, et al. Effects of fluidized bed drying temperature and tempering time on quality of waxy rice[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 95(3): 517-524. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2009.06.019.

[29] DONG R J, LU Z H, LIU Z Q, et al. Effect of drying and tempering on rice fissuring analysed by integrating intra-kernel moisture distribution[J]. Journal of Food Engineering, 2010, 97(2): 161-167. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2009.10.005.

[30] 楊國(guó)鋒, 夏寶林, KINGSLY A R P, 等. 間歇干燥及緩蘇對(duì)高水分稻谷干燥品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2015, 30(1): 102-106.

[31] 楊國(guó)峰, 周雯, AMBROSE R P K, 等. 高溫連續(xù)干燥與干燥-通風(fēng)聯(lián)合對(duì)稻谷品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(17): 1-7. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201417001.

[32] CNOSSEN A G, SIEBENMORGEN T J. The glass transition temperature concept in rice drying and tempering: effect on milling quality[J]. Transactions of ASAE, 2000, 43(6):1661-1667. DOI:10.13031/2013.3066. [33] LI Y B, CAO C W, YU Q L, et al. Study on rough rice fissuring during intermittent drying[J]. Drying Technology, 1998, 17(9): 1779-1793. DOI:10.1080/07373939908917652.

[34] 鄭先哲, 趙學(xué)篤, 陳立. 稻谷干燥溫度對(duì)稻米食味品質(zhì)影響規(guī)律的研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2000, 16(4): 126-128. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6819.2000.04.033.

[35] 鄭先哲. 干燥后稻米食味值的預(yù)測(cè)與分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2004, 20(2): 193-195. DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2004.02.046.

[36] 孟祥國(guó), 鄭先哲, 張強(qiáng). 稻谷及時(shí)干燥工藝對(duì)品質(zhì)影響[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2014, 36(3): 149-153. DOI:10.3969/j.issn.1003-188X.2014.03.036.

[37] JAISUT D, PRACHAYAWARAKORN S, VARANYANOND W, et al. Effects of drying temperature and tempering time on starch digestibility of brown fragrant rice[J]. Journal of Food Engineering, 2008, 86(2): 251-258. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2007.10.002.

[38] 趙麗娟, 孔令鵬, 張立明. 膠體多孔介質(zhì)的緩蘇-間斷干燥工藝研究[J]. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 27(4): 60-64. DOI:10.3969/ j.issn.1672-6510.2012.04.016.

[39] 黃忠強(qiáng). 金線蓮微波真空干燥工藝的研究[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué), 2011: 36-47.

[40] YANG W, JIA C C, SIEBENMORGEN T J, et al. Relationship of kernel moisture content gradients and glass transition temperatures to head rice yield[J]. Biosystems Engineering, 2003, 85(4): 467-476. DOI:10.1016/S1537-5110(03)00091-6.

[41] WU B, YANG W N, JIA C C. A three-dimensional numerical simulation of transient heat and mass transfer inside a single rice kernel during the drying process[J]. Biosystems Engineering, 2004, 87(2): 191-200. DOI:10.1016/j.biosystemseng.2003.09.004.

[42] STEFFE J F, SINGH R P. Liquid diffusivity of rough rice components[J]. Transactions of the ASAE, 1980, 23(3): 767-774; 782. DOI:10.13031/2013.34660.

[43] STEFFE J F, SINGH R P. Theoretical and practical aspects of rough rice tempering[J]. Transactions of the ASAE, 1980, 23(3): 775-782. DOI:10.13031/2013.34661.

[44] 賈燦純, 李業(yè)波, 劉登贏, 等. 緩蘇過(guò)程中玉米顆粒內(nèi)部水分分布的數(shù)學(xué)模擬[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 1996, 12(1): 147-151. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6819.1996.01.030.

[45] 奚河濱. 水稻順流干燥工藝緩蘇過(guò)程的研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 1998, 14(4): 208-212. DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.1998.04.043.

[46] IGATHINATHANE C, CHATTOPADHYAY P K. Moisture diffusion modelling of drying in parboiled paddy components. Part II: bran and husk[J]. Journal of Food Engineering, 1999, 41(2): 89-101. DOI:10.1016/S0260-8774(99)00075-8.

[47] 李娟玲, 陳坤杰, 楊明毅, 等.稻谷固定床深層干燥的計(jì)算機(jī)模擬[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2001, 32(6): 59-62. DOI:10.3969/ j.issn.1000-1298.2001.06.017.

[48] YANG W, JIA C C, SIEBENMORGEN T J, et al. Intra-kernel moisture responses of rice to drying and tempering treatments by finite element simulation[J]. Transactions of the ASAE, 2002, 45(4): 1037-1044.

[49] JIA C, YANG W , SIEBENMORGEN T J, et al. Development of computer simulation software for single grain kernel drying, tempering, and stress analysis[J]. Transactions of the ASAE 2002, 45(5): 1485-1492.

[50] DONG R J, LU Z H, LIU Z Q, et al. Moisture distribution in a rice kernel during tempering drying[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 91(1): 126-132. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2008.08.012.

[51] 陳怡群, 常春, 胡志超, 等. 循環(huán)式谷物干燥機(jī)干燥過(guò)程的模擬計(jì)算和分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2009, 25(7): 255-259. DOI:10.3969/ j.issn.1002-6819.2009.07.046.

[52] POOMSA-AD N, TERDYOTHIN A, PRACHAYAWARAKORN S, et al. Investigations on head-rice yield and operating time in the fluidised-bed drying process: experiment and simulation[J]. Journal of Stored Products Research, 2005, 41(4): 387-400. DOI:10.1016/ j.jspr.2004.06.002.

[53] NISHIYAMA Y, CAO W, LI B M. Grain intermittent drying characteristics analyzed by a simplified model[J]. Journal of Food Engineering, 2006, 76(3): 272-279. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2005.04.059.

[54] CIHAN A, KAHVECI K, HAC?HAF?ZO?LU O. Modelling of intermittent drying of thin layer rough rice[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 79(1): 293-298. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2006.01.057.

[55] HAC?HAF?ZO?LU O, CIHAN A, KAHVECI K. Mathematical modelling of drying of thin layer rough rice[J]. Food and Bioproducts Processing, 2008, 86(4): 268-275. DOI:10.1016/j.fbp.2008.01.002.

[56] 邢佐群, 孫佩東, 尹思萬(wàn), 等. 降溫緩蘇多級(jí)順流糧食干燥工藝的模擬研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2008, 24(3): 243-246. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6819.2008.03.049.

[57] KHIR R, PAN Z L, SALIM A, et al. Moisture diffusivity of rough rice under infrared radiation drying[J]. LWT-Food Science and Technology, 2011, 44(4): 1126-1132. DOI:10.1016/j.lwt.2010.10.003.

[58] 李長(zhǎng)友, 馬興灶, 麥智煒. 糧食熱風(fēng)干燥含水率在線模型解析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2014, 30(11): 10-20. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.11.002.

[59] HWANG S S, CHENG Y C, CHANG C, et al. Magnetic resonance imaging and analyses of tempering processes in rice kernels[J]. Journal of Cereal Science, 2009, 50(1): 36-42. DOI:10.1016/j.jcs.2008.10.012.

[60] 宮元娟, 于永偉, 秦軍偉, 等. 以圖像計(jì)算收縮率優(yōu)化香菇真空緩蘇干燥工藝[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(12): 352-357. DOI:10.3969/ j.issn.1002-6819.2010.12.059.

[61] 李長(zhǎng)友, 曹艷明. 谷物循環(huán)干燥機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2002, 33(6): 86-88. DOI:10.3969/j.issn.1000 1298.2002.06.025. [62] 曹艷明, 李長(zhǎng)友. 谷物循環(huán)干燥機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2003, 34(1): 83-85. DOI:10.3969/j.issn.1000-1298.2003.01.026. [63] 王繼煥, 劉啟覺(jué). 糧食烘干機(jī)尾氣余熱利用與中間緩蘇倉(cāng)試驗(yàn)研究[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 1999(2): 44-47.

[64] IGATHINATHANE C, CHATTOPADHYAY P K. PH-Postharvest technology: development of an accelerated tempering process for drying parboiled paddy[J]. Biosystems Engineering, 2002, 83(1): 97-105. DOI:10.1006/bioe.2002.0100.

[65] JURNAH R Y, MUJUMDAR A S, RAGHAVAN G S V. A mathematical model for constant and intermittent batch drying of grains in a novel rotating jet spouted bed[J]. Drying Technology, 1996, 14(3/4): 765-802. DOI:10.1080/07373939608917124.

Advances in the Application of Tempering in Grain Drying

REN Guangyue, ZHANG Wei, CHEN Xi, DUAN Xu, ZHANG Ledao, ZHU Wenxue
(College of Food and Bioengineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China)

Drying is an important means to ensure grain safety. The poor drying capacity and low quality of grain are two key problems to be solved during grain storage in China. Tempering, as an important part of grain processing, storage and circulation, has dual characteristics of saving energy consumption and improving product quality. This paper classifies the tempering operation in detail and systematically elaborates the optimization method for tempering operation parameters in grain drying process and its effects on grain quality and energy consumption. Some problems that exist in the field of grain drying are put forward, and the application prospects of tempering in grain drying are analyzed objectively.

tempering; grain; drying; quality; energy consumption

10.7506/spkx1002-6630-201601047

S210.45

A

1002-6630（2016）01-0279-07

任廣躍, 張偉, 陳曦, 等. 緩蘇在糧食干燥中的研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(1): 279-285. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601047. http://www.spkx.net.cn

REN Guangyue, ZHANG Wei, CHEN Xi, et al. Advances in the application of tempering in grain drying[J]. Food Science, 2016, 37(1): 279-285. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601047. http://www.spkx.net.cn

2015-03-20

河南省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目（121199110110）

任廣躍（1971—），男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)。E-mail：guangyueyao@163.com