楊 潔 陳 嘯 沈 祥 孔丹丹 彭 飛 王紅英

(中國農(nóng)業(yè)大學工學院，北京 100083)

不同品種大麥熱物理特性參數(shù)的研究

楊 潔 陳 嘯 沈 祥 孔丹丹 彭 飛 王紅英

(中國農(nóng)業(yè)大學工學院，北京 100083)

為研究大麥的熱物理特性參數(shù)，收集不同品種大麥，分析其營養(yǎng)組成、容重和熱物理特性參數(shù)及其之間的相關(guān)性，并進行聚類分析。結(jié)果表明：大麥的比熱隨著溫度的升高而增大，不同品種大麥的比熱差異并不顯著。在25 ℃時，大麥的比熱范圍為1 523.5～2 066.0 J·kg-1K-1。不同品種大麥的熱傳導系數(shù)和熱擴散系數(shù)差異顯著，其中熱傳導系數(shù)的范圍為0.063～0.074 W·m-1K-1，熱擴散系數(shù)的范圍為0.177 0～0.250 8 m2·s-1·10-6。同時比熱與原糧容重之間呈顯著負相關(guān)；熱傳導系數(shù)與粗灰分含量之間呈極顯著負相關(guān)，與粉料容重之間呈極顯著正相關(guān)，與酸洗纖維含量之間呈顯著負相關(guān)，與原糧容重之間呈顯著正相關(guān)?；诖篼湹臒嵛锢硖匦詤?shù)對大麥進行聚類分析，將參試品種分為3個類群以指導實際生產(chǎn)。

大麥 品種 比熱 熱傳導系數(shù) 熱擴散系數(shù) 聚類分析

大麥是全球重要谷物原料之一，具有生育期相對較短、耐瘠、抗旱、抗寒和抗鹽堿能力較強以及適應性較廣等特性[1-3]。大麥主要作為飼料原料(粗蛋白低于11.5%才可用于釀造啤酒等)，其營養(yǎng)成分和營養(yǎng)價值與玉米相近，可以作為替代玉米的一個重要選擇[4]。近年來，飼料市場需求量和生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴大，并以生產(chǎn)顆粒料為主，所以降低加工成本、提高加工技術(shù)、保存配合飼料中熱敏性物質(zhì)的營養(yǎng)價值等成為當前配合飼料濕熱加工中的瓶頸問題[5-6]。熱物理特性參數(shù)主要用于分析和模擬傳熱過程中的換熱速率和換熱量，是飼料濕熱加工中的關(guān)鍵參數(shù)[7]。

熱物理特性參數(shù)包括比熱、熱傳導系數(shù)、熱擴散系數(shù)，而關(guān)于物料熱物理特性參數(shù)只有一些半理論公式和經(jīng)驗公式，很難進行理論計算，想要獲得物料的熱物理特性參數(shù)主要方法還是依賴實測。國內(nèi)外比熱測定主要采用混合法和量熱法[8]，混合法已經(jīng)測定了小麥等農(nóng)產(chǎn)品和食品的比熱[9-15]。雖然混合法是最常見的比熱測定方法，但是測量過程會有熱損失，產(chǎn)生誤差。近年來，差示掃描量熱儀(DSC)開始較為普遍地用于測定物料的比熱[16-22]。國內(nèi)外對農(nóng)產(chǎn)品的熱傳導系數(shù)和熱擴散系數(shù)的研究較少，有關(guān)文獻中給出的數(shù)值都是采用自制裝置測定或計算而得的[23-26]。目前，關(guān)于大麥熱物理特性的研究報道較少，尤其是品種對其熱物理特性參數(shù)的影響還未見報道，不能滿足生產(chǎn)和科研工作的需要。

本試驗研究不同品種大麥的熱物理特性參數(shù)，用DSC測定比熱，用KD2 Pro 熱特性分析儀測定熱傳導系數(shù)、熱擴散系數(shù)，分析熱物理特性參數(shù)與大麥自身化學組成、組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系，并進行聚類分析。大麥熱物理特性參數(shù)的變化規(guī)律可以作為熱質(zhì)傳遞過程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也可用來指導飼料生產(chǎn)中調(diào)質(zhì)器、冷卻器的設(shè)計及加工工藝參數(shù)的優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

1.1.1 主要儀器

SRJX-3-9高溫電爐：上海陽光實驗儀器有限公司；Fibertec 2010粗纖維測定儀：瑞典FOSS公司、Kjeltec 2300凱氏定氮儀、DSC-60型差示掃描量熱儀：日本島津公司；熱特性分析儀KD2 Pro：美國Decagon公司；GHCS-1000型谷物容重器：鄭州中谷科技有限公司；JFSD-100小型粉碎機：上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.1.2 主要材料

本研究選取國內(nèi)廣泛種植的大麥品種13個，每個品種取3份，樣品品種及來源見表1。2014年采集新鮮大麥均自然干燥到安全水分11 %，然后用粉碎機粉碎備用。

表1 大麥品種及來源

1.2 試驗方法

1.2.1 大麥主要營養(yǎng)成分含量測定

水分、粗蛋白、粗灰分分別按照GB/T 21305—2007、GB/T 5511—2008、GB/T 22510—2008方法進行測定；中性洗滌纖維的測定分別按照GB/T 20806—2006方法進行測定；酸性洗滌纖維按照NY/T1459—2007方法進行測定；容重按照GB/T 5498—2013方法進行測定，粉料容重按照ASAE S269.4 DEC1991方法進行測定。

1.2.2 大麥熱物理特性參數(shù)測定

比熱用DSC進行測定，具體做法是先用2個空白坩堝在25 ℃保持5 min，然后以10 ℃/min的速度升溫到130 ℃，在此溫度條件下保持10 min獲得基線，然后放入標準物藍寶石樣品，在同樣的條件下獲得標準樣品曲線，最后在同樣的條件下測定大麥樣品的DSC曲線，大麥的取樣量為8 mg。每個樣品至少進行3次試驗，取3次試驗平均值作為最終結(jié)果。

熱傳導系數(shù)和熱擴散系數(shù)利用KD2 pro熱特性分析儀進行測定，具體做法是將被測樣品置于直徑25 mm，高35 mm 的小燒杯內(nèi)，裝滿后壓實。并用封口膜和保鮮膜將燒杯口密封。將長30 mm，直徑1.28 mm，間距6 mm的SH-1 探針垂直插入樣品中，加熱絲提供一定的熱量，熱電偶不斷測量溫度的變化。經(jīng)過2 min后，讀取儀器顯示屏上的熱傳導系數(shù)與熱擴散系數(shù)數(shù)值。每個樣品至少進行3次試驗，取3次試驗平均值作為最終結(jié)果。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用 Excel 2007 對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，利用SPSS 16.0 統(tǒng)計軟件進行方差分析，標記字母法表示組間差異顯著性，并選用Q型聚類法，以歐式距離平方作為距離的測度方法，以離差平方和法進行聚類分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 大麥主要營養(yǎng)成分含量及容重分析

13個不同品種大麥樣品的營養(yǎng)成分分析結(jié)果見表2。由表2可以看出，大麥的粗蛋白質(zhì)量分數(shù)為11.26%～16.30%，屬于飼用大麥(粗蛋白低于11.5%才可用于釀造啤酒等)。大麥的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、酸洗纖維和中洗纖維的平均質(zhì)量分數(shù)為14.15%、2.30%、4.73%、12.26%。

整體來看，不同品種大麥的營養(yǎng)成分均存在不同程度的差異。酸洗纖維和中洗纖維的含量變幅較大，變幅分別為3.22%～5.50%和11.15%～16.99%，表明不同品種大麥的酸洗纖維和中洗纖維差異顯著(P<0.05)，其中酸洗纖維含量最高和最低的品種分別是11號(5.50±0.08)%和8號(3.22±0.07)%，中洗纖維含量最高和最低的品種分別是3號(16.99±0.09)%和8號 (11.15±0.06)%。粗蛋白、粗灰分的含量變化均為中等變幅，變幅分別為11.26～16.30%和2.12～2.62%，其中粗蛋白質(zhì)量分數(shù)最高和最低的品種分別是10號(16.30±0.01)%和3號(11.26±0.13)%，粗灰分質(zhì)量分數(shù)最高和最低的品種分別是 11號(2.62±0.06)%和6號(2.12±0.11)%。變異系數(shù)由高到低依次為酸洗纖維(12.90 %)、中洗纖維(11.64 %)、粗蛋白(9.96 %)和粗脂肪(5.65%)。

根據(jù)中國飼料營養(yǎng)成分及營養(yǎng)價值表，大麥的粗蛋白質(zhì)量分數(shù)為11.0%～13.0 %，粗蛋白的質(zhì)量分數(shù)高于玉米(8.0%～8.7%)[27]。Feedipedia綜合上萬份皮大麥樣品的理化指標均值得出，皮大麥的粗蛋白質(zhì)量分數(shù)與小麥接近(9.5%～13 %)，酸性洗滌纖維質(zhì)量分數(shù)5%～7%，中性洗滌纖維質(zhì)量分數(shù)約18%～24%[28]。受大麥中纖維、脂肪含量及抗營養(yǎng)成分等因素的影響，其營養(yǎng)價值明顯低于玉米、小麥。本試驗中測定的大麥的蛋白質(zhì)含量比以上研究結(jié)果稍高，酸洗纖維和中洗纖維含量比以上研究結(jié)果稍低，這可能是因為品種、生長地區(qū)、氣候條件、施肥及儲存條件等的不同，導致營養(yǎng)成分存在差異。

13個不同品種大麥樣品的容重分析見表2。大麥的容重為636.00～690.00 g/L，大麥粉的容重為552.80～631.60 g/L。整體來看，不同品種大麥的容重存在不同程度的差異(P<0.05)，但變幅較小。

表2 不同品種大麥的主要營養(yǎng)成分及容重

注：結(jié)果表示為平均數(shù)±標準差，同列肩標不包含相同字母表示差異顯著(P≤0.05)。變異系數(shù)大于10%為強變異，變異系數(shù)在5%～10%為中等變異，變異系數(shù)小于5%為弱變異，余同。

2.2 大麥熱物理特性參數(shù)分析

比熱、熱傳導系數(shù)、熱擴散系數(shù)是農(nóng)產(chǎn)品和食品熱(傳遞)特性的3個重要工程參數(shù)，這些參數(shù)受物料的化學成分、物理結(jié)構(gòu)、物質(zhì)狀態(tài)、含水率、溫度等所影響。熱物理特性參數(shù)是飼料加工中調(diào)質(zhì)制粒、冷卻過程中傳熱計算的重要參數(shù)[29]。目前，國內(nèi)有關(guān)大麥比熱測定的研究很少。

2.2.1 不同品種大麥比熱分析

比熱是單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度每升高或降低1 ℃(K)所吸收或放出的熱量，是物料傳熱特性的重要參數(shù)。

由圖1可以看出，大麥的比熱隨著溫度的升高而增大，并且所有大麥比熱隨溫度的變化趨勢一致。溫度對農(nóng)產(chǎn)品的比熱具有影響，但是長期被忽視。Taiwo等[13]觀察到磨細豇豆的比熱隨溫度增加到一定水平而增加，隨著溫度再升高則比熱減少。Wang等[17]采用DSC方法分析了溫度對馬鈴薯比熱的影響，結(jié)果表明比熱隨著溫度的升高而增大。Yang等[18-19]測定了琉璃苣種子的比熱隨溫度的變化規(guī)律，結(jié)果表明含水率在1.2%～30.3%，溫度在6～20 ℃時，琉璃苣種子的比熱由770 J·kg-1K-1增加到1 990 J·kg-1K-1。Kaletun?等[20]利用DSC研究了溫度對不同蛋白質(zhì)含量谷物比熱的影響，結(jié)果表明谷物比熱與溫度成正相關(guān)關(guān)系。王紅英等[21-22]利用DSC 測定了溫度對飼料玉米、豆粕、乳清粉比熱的影響，結(jié)果表明比熱值與溫度成正相關(guān)關(guān)系。Alma等[30]指出大豆的比熱隨溫度增加到一定值，接著隨溫度增加而減少。本試驗的研究結(jié)果與以上研究結(jié)果相一致，大麥的比熱隨溫度的升高而增大。

由表3可以看出，不同品種大麥在不同溫度下的比熱值為中等變異，差異并不顯著，只有9號大麥的比熱值顯著低于其他大麥品種，這可能是因為不同品種大麥的營養(yǎng)組分之間存在一定的差異。在25 ℃時，大麥的比熱在1 523.5～2 066.0 J·kg-1K-1之間，比徐昭[31]測定的大麥比熱值(800 J·kg-1K-1)更大。這可能與大麥的品種、組成成分、組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，也可能與測定方法有關(guān)，徐昭[31]測定大麥比熱時采用的是磁力攪拌式水卡計和電位計等二次儀表組裝的測定裝置，存在一定的熱量散失，有可能測定的大麥比熱值偏小。

圖1 不同品種大麥比熱隨溫度的變化曲線

樣品編號25℃/J·kg-1K-135℃/J·kg-1K-145℃/J·kg-1K-155℃/J·kg-1K-165℃/J·kg-1K-111858.5±204.4ab2429.5±160.5ab2654.0±121.6ab2823.0±96.2a2986.5±72.8a21904.5±122.3ab2443.0±100.4ab2694.5±85.6a2891.5±78.5a3080.5±87.0a31963.0±4.2a2433.0±49.5ab2705.0±53.7a2895.5±61.5a3076.0±86.3a42066.0±192.3a2628.0±376.2a2893.5±409.4a3099.0±437.0a3317.0±470.9a51974.0±282.8a2490.5±287.8a2721.0±285.7a2970.0±284.3a3180.0±289.9a61800.5±24.8ab2400.5±16.3ab2594.5±10.6ab2756.5±34.6ab2903.5±55.9ab71958.5±321.7a2481.0±288.5a2719.0±304.1a2910.5±323.1a3096.0±335.2a81822.5±75.7ab2378.5±137.9ab2645.0±157.0ab2849.5±167.6a3000.5±180.3a91523.5±2.1b2053.5±77.1b2232.5±96.9b2360.0±108.9b2477.5±112.4b101885.5±149.2ab2528.5±85.6a2792.0±99.0a2981.5±106.8a3176.5±106.8a111886.5±251.0ab2354.5±65.8ab2603.5±71.4ab2803.0±83.4a3001.5±95.5a121746.5±105.4ab2369.5±41.7ab2607.5±46.0ab2822.0±50.9a3010.0±70.7a131803.5±65.8ab2292.0±84.9ab2539.0±93.3ab2738.5±91.2ab2923.5±96.9ab平均值1861.02406.32646.22838.53017.6變幅1523.5～2066.02053.5～2628.02232.5～2893.52360.0～3099.02477.5～3317.0標準差180.1182.8200.2218.6241.8變異系數(shù)/%9.77.67.67.78.0樣品編號75℃/J·kg-1K-185℃/J·kg-1K-195℃/J·kg-1K-1105℃/J·kg-1K-1115℃/J·kg-1K-113135.5±51.6a3298.0±22.6ab3575.5±26.2abc3840.5±72.8ab4065.0±73.5a23263.0±89.1a3466.0±104.7ab3797.5±125.2ab4101.0±134.4ab4342.5±146.4a33264.5±89.8a3461.5±106.8ab3763.0±134.4ab4047.5±139.3ab4258.5±133.6a43536.5±490.0a3768.0±511.9a4129.0±554.4a4442.5±587.6a4689.5±597.5a53320.5±318.9a3511.5±350.0ab3839.0±383.3ab4147.5±402.3ab4411.5±412.2a63051.5±78.5ab3226.0±127.3bc3518.0±196.6bc3881.0±345.1ab4503.5±723.4a73301.0±342.2a3490.0±352.1ab3810.5±382.5ab4129.0±427.1ab4368.5±444.8a83177.0±176.8a3369.5±184.6ab3669.5±215.7abc3973.0±250.3ab4206.5±275.1a92611.0±101.8b2783.5±91.2c3109.0±56.6c3561.5±12.0b4318.0±111.7a103375.0±104.7a3579.5±109.6ab3906.5±105.4ab4202.5±102.5ab4427.5±108.2a113186.5±84.1a3363.0±83.4ab3674.5±96.9abc3987.5±126.8ab4257.5±139.3a123193.0±72.1a3399.5±57.3ab3718.5±54.5ab4027.5±61.5ab4241.5±71.4a133088.5±101.1a3269.5±99.7abc3565.0±103.2abc3855.5±85.6ab4097.5±78.5a平均值3192.63383.53698.14015.14322.1變幅2611.0～3536.52783.5～3768.03109.0～4129.03561.5～4442.54065.0～4689.5標準差259.5274.8292.4285.0289.3變異系數(shù)/%8.18.17.97.16.7

2.2.2 不同品種大麥熱傳導系數(shù)分析

熱傳導系數(shù)又稱熱導率，反映了物質(zhì)傳導熱量的能力，是一個重要的熱物理參數(shù)。由圖2可以看出，不同品種大麥熱傳導系數(shù)的范圍為0.063～0.074 W·m-1K-1，比龔紅菊等[31]測定的含水量為10%時大麥的熱傳導系數(shù)(0.153 6 W·m-1K-1)偏小。這可能與大麥的品種、組成成分、組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，也可能與測定方法的精確性有一定關(guān)系，龔紅菊測定大麥熱傳導系數(shù)時采用的是導熱系數(shù)測定裝置和電位差計、功率表等二次儀表組裝的測定裝置，存在一定的熱量散失，由于比熱和熱傳導系數(shù)成反比，所以測定的大麥熱傳導系數(shù)值偏大。本試驗采用的是探針法，由于測量過程中試樣在探針表面只有幾攝氏度的升溫，其余部分的溫升更小，試樣的物性變化極小，測試結(jié)果能更準確地反映出試樣的真實狀態(tài)。

圖2 不同品種大麥的熱傳導系數(shù)

由圖2可以看出，不同品種大麥的熱傳導系數(shù)差異顯著，這可能是因為不同大麥品種的營養(yǎng)成分存在差異。同時大麥的熱傳導系數(shù)也比較復雜，不但與組成成分有關(guān)，也與組織結(jié)構(gòu)，孔隙大小，孔隙形狀、孔隙分布、孔隙填充物質(zhì)有關(guān)，并且常溫下谷物的熱傳導系數(shù)隨溫度的變化較小。

2.2.3 不同品種大麥熱擴散系數(shù)分析

熱擴散系數(shù)又稱熱擴散率，它反映了導熱過程中大麥導熱能力和儲熱能力之間的關(guān)系。在同樣的加熱條件下, 大麥的熱擴散率越大, 大麥內(nèi)部各處的溫度差別就越小。一般熱擴散系數(shù)是由比熱、熱傳導系數(shù)和密度數(shù)據(jù)計算而來的，本試驗中數(shù)據(jù)是由KD2 Pro熱特性分析儀測定的。

由圖3可以看出，不同品種大麥的熱擴散系數(shù)差異顯著，其中熱擴散系數(shù)的范圍為0.177 0～0.250 8 m2·s-1·10-6，熱擴散系數(shù)最大的為7號樣品，最小的為9號樣品。目前熱擴散系數(shù)的實測數(shù)據(jù)很少，沒有大麥熱擴散系數(shù)的相關(guān)報道。

圖3 不同品種大麥的熱擴散系數(shù)

2.3不同品種大麥主要營養(yǎng)成分和熱物理特性參數(shù)的相關(guān)性分析

通過不同品種大麥營養(yǎng)成分和熱物理特性參數(shù)的相關(guān)性分析, 可以了解它們之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。表4顯示13種大麥的營養(yǎng)成分與熱物理特性參數(shù)的相關(guān)系數(shù)。相關(guān)性分析表明, 比熱與原糧容重之間呈顯著負相關(guān)(r=-0.442*)；熱傳導系數(shù)與粗灰分含量之間呈極顯著負相關(guān)(r=-0.582**)，與粉料容重之間呈極顯著正相關(guān)(r=0.542**)，與酸洗纖維含量之間呈顯著負相關(guān)(r=-0.391*)，與原糧容重之間呈顯著正相關(guān)(r=0.484*)；熱擴散系數(shù)與比熱之間呈極顯著正相關(guān)(r=0.910**)。

大麥的熱物理特性不僅與溫度和水分相關(guān)，還與其自身的化學組成、組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。由于大麥本身的特點，營養(yǎng)成分含量可以反映大麥的化學組成，而容重可以反映組織結(jié)構(gòu)。通過對大麥熱物理特性與其生理生化指標的內(nèi)在關(guān)系分析，可以為加工提供可靠的理論數(shù)據(jù)。

2.4基于熱物理特性參數(shù)的不同品種大麥聚類分析

基于大麥的熱物理特性參數(shù)，利用離差平方和法對13份大麥進行聚類分析，以歐式距離平方為5時將參試品種分為3個類群，如圖4及表5所示?？梢钥闯?，第一類群有8個品種，第二類群有4個品種，第三類群有1個品種。

圖4 不同品種大麥聚類圖

不同品種大麥的熱物理特性參數(shù)平均值見表6。從表6中可以看出，第一類大麥的熱傳導系數(shù)最大(0.069 1 W·m-1K-1)，比熱和熱擴散系數(shù)均屬于中等水平(分別為1 838.5 J·kg-1K-1、0.214 1 m2·s-1·10-6)，說明其傳導熱量的能力較強，具有優(yōu)良的導熱性能；第二類大麥比熱及熱擴散系數(shù)最大(分別為1 990.4 J·kg-1K-1、0.236 9 m2·s-1·10-6)，熱傳導系數(shù)最小(0.068 0 W·m-1K-1)，說明其在加工過程中(如飼料的調(diào)質(zhì)制粒)達到同等溫度時吸收的熱量較多，并且物料內(nèi)部各處的溫度差別較?。坏谌惔篼湹谋葻峒盁釘U散系數(shù)最小(分別為1 523.5 J·kg-1K-1、0.177 0 m2·s-1·10-6)，熱傳導系數(shù)屬于中等水平(0.069 0 W·m-1K-1)，說明其在加工中達到同等溫度時吸收的熱量較少，并且物料內(nèi)部各處的溫度差別較大。

表4 不同品種大麥主要營養(yǎng)成分和熱物理特性參數(shù)的相關(guān)性分析

注：*和**分別表示0.05和0.01水平上差異顯著。

表5 不同品種大麥聚類結(jié)果

表6 不同品種大麥熱物理特性參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果

3 結(jié)論

3.1 在營養(yǎng)組分方面，大麥的粗蛋白質(zhì)量分數(shù)為11.26%～16.30%，屬于飼用大麥。大麥的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、酸洗纖維和中洗纖維的平均質(zhì)量分數(shù)為14.15%、2.30%、4.73%、12.26%。不同品種大麥的營養(yǎng)成分均存在不同程度的差異。酸洗纖維和中洗纖維的含量變幅較大，粗蛋白、粗灰分的含量變化均為中等變幅。

3.2 在熱物理特性方面，大麥的比熱隨著溫度的升高而增大，并且所有大麥比熱隨溫度的變化趨勢一致。不同品種大麥在不同溫度下的比熱值為中等變異，差異并不顯著，只有9號大麥的比熱值顯著低于其他的大麥品種，這可能是因為不同品種大麥的營養(yǎng)組分存在一定差異。在25 ℃時，大麥的比熱在1 523.5～2 066.0 J·kg-1K-1之間。不同品種大麥的熱傳導系數(shù)差異顯著，其中熱傳導系數(shù)的范圍為0.063～0.074 W·m-1K-1。不同品種大麥的熱擴散系數(shù)差異顯著，其中熱擴散系數(shù)的范圍為0.177 0～0.250 8 m2·s-1·10-6。

3.3 比熱與原糧容重之間呈顯著負相關(guān)；熱傳導系數(shù)與粗灰分含量之間呈極顯著負相關(guān)，與粉料容重之間呈極顯著正相關(guān)，與酸洗纖維含量之間呈顯著負相關(guān)，與原糧容重之間呈顯著正相關(guān)；熱擴散系數(shù)與比熱之間呈極顯著正相關(guān)。

3.4 基于大麥的熱物理特性參數(shù)，利用離差平方和法對大麥進行聚類分析，將參試品種分為三個類群，第一類大麥傳導熱量的能力較強；第二類大麥達到同等溫度時吸收的熱量較多，并且內(nèi)部各處的溫度差別較??；第三類大麥達到同等溫度時吸收的熱量較少，并且內(nèi)部各處的溫度差別較大。

大麥熱物理特性參數(shù)的測定，對其作為飼料原料，指導飼料加工中調(diào)質(zhì)器、冷卻器的設(shè)計及加工工藝參數(shù)的優(yōu)化具有理論參考價值，同時熱物理特性參數(shù)的變化規(guī)律還可作為數(shù)學分析或軟件模擬中熱質(zhì)傳遞過程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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Study on Thermal Physical Properties of Varied Barley Cultivars

Yang Jie Chen Xiao Shen Xiang Kong Dandan Peng Fei Wang Hongying

(College of Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083)

In order to study the thermal physical properties of barley, different barley cultivars samples were collected, the nutritional composition, the density and thermal physical properties were analyzed, and cluster analysis was carried out. The results showed that the specific heat increased with the heating temperature increasing. The variation was medium for the specific heat at different temperature among barley cultivars. The variation of the specific heat was from 1 523.5 to 2 066.0 J·kg-1K-1at 25 ℃. Significant difference was found between the thermal conductivity and the thermal diffusivity among barley cultivars, and the variation was from 0.063 to 0.074 W·m-1K-1and from 0.177 0 to 0.250 8 m2·s-1·10-6. Correlation analysis showed that the specific heat was negatively correlative with the density; the thermal conductivity was significantly and negatively correlative with the content of crude ash, it was significantly and positively correlative with the density of mash, it was negatively correlative with the content of crude acid detergent fiber，and it was positively correlative with the density. Cluster analysis was conducted according to the thermal physical properties, the barley samples were clustered into three categories, and it can be used to guide the practical production.

barley, cultivar, specific heat, thermal conductivity, thermal diffusivity, cluster analysis

TS210

A

1003-0174(2016)04-0028-07

時間：2016-04-22 09:49:52

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20160422.0949.002.html

“十二五”國家科技計劃(2011BAD26B0401)，公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203015)，基本科研業(yè)務費專項(2014BH017)

2015-06-16

楊潔，女，1983年出生，博士后，飼料原料加工特性

王紅英，女，1966年出生，教授，飼料加工技術(shù)與裝備