吳中華，王珊珊，董曉林，趙麗娟，張忠杰

（1.天津科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300222；2.天津市低碳綠色過(guò)程裝備國(guó)際聯(lián)合研究中心，天津 300222；3.國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037）

新收獲的稻谷含水率高，需要干燥到安全水分含量才能長(zhǎng)期儲(chǔ)藏[1-3]。在機(jī)械化熱風(fēng)干燥過(guò)程中，稻谷內(nèi)部存在水分梯度和溫度梯度，從而產(chǎn)生應(yīng)力；當(dāng)應(yīng)力過(guò)大時(shí)，稻谷內(nèi)部將產(chǎn)生裂紋（應(yīng)力裂紋，俗稱爆腰），導(dǎo)致稻谷整精米率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值降低[4-8]。為了抑制爆腰的發(fā)生，稻谷干燥過(guò)程中常采用干燥-緩蘇操作，即在稻谷烘干塔間隔設(shè)置烘干區(qū)和緩蘇區(qū)：干燥區(qū)通入熱風(fēng)，稻谷籽粒內(nèi)部，籽粒與熱風(fēng)之間都發(fā)生熱質(zhì)傳遞，導(dǎo)致籽粒水分整體降低被干燥，籽粒內(nèi)部水分梯度增大；在緩蘇區(qū)，沒(méi)有熱風(fēng)通入，只有稻谷籽粒內(nèi)部熱質(zhì)傳遞，籽粒內(nèi)部的水分梯度逐漸降低。

近20 年來(lái)，稻谷干燥緩蘇的研究頗多，并以研究緩蘇對(duì)爆腰影響為主。例如，任廣躍等研究緩蘇溫度和時(shí)間對(duì)稻谷爆腰的影響，發(fā)現(xiàn)緩蘇時(shí)間120～160 min、緩蘇溫度50～60 ℃可以有效降低爆腰率[9]。解釋爆腰現(xiàn)象的玻璃化轉(zhuǎn)變理論[10-15]認(rèn)為：稻谷籽粒內(nèi)部的水分梯度及本身的溫度是決定稻谷產(chǎn)生爆腰的兩個(gè)主要因素。劉木華[16-17]、Cnossen[18]、Yang Wade[19]等提出：稻谷籽粒在橡膠態(tài)溫度下緩蘇更有利于減少裂紋。由此可見(jiàn)，干燥過(guò)程稻谷內(nèi)部的水分梯度和溫度是研究緩蘇降低爆腰的基礎(chǔ)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得稻谷內(nèi)部的水分梯度信息較為困難，雖然如低場(chǎng)核磁共振法等先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)可實(shí)時(shí)探測(cè)干燥過(guò)程中物料內(nèi)部水分分布圖像，但將像素點(diǎn)特征信息與含水率定量對(duì)應(yīng)卻存在難度[20-24]。數(shù)值模擬已廣泛應(yīng)用于包括稻谷等物料干燥過(guò)程研究，并能夠提供內(nèi)部水分分布和溫度等各種信息[25-26]。在前人研究[27-29]基礎(chǔ)上，本課題組建立了熱風(fēng)干燥過(guò)程中稻谷籽粒內(nèi)部熱濕傳遞三維適體數(shù)學(xué)模型[30]。

本研究旨在應(yīng)用所建立的稻谷籽粒內(nèi)部熱濕傳遞數(shù)學(xué)模型，對(duì)稻谷干燥-緩蘇工藝過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，研究緩蘇過(guò)程中稻谷內(nèi)部水分梯度變化規(guī)律、工藝過(guò)程參數(shù)影響以及干燥-緩蘇過(guò)程優(yōu)化機(jī)制，為稻谷干燥緩蘇提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

稻谷為產(chǎn)自海南省三亞地區(qū)的‘天優(yōu)3301’秈型感溫三系雜交水稻，在2016年7月收獲密閉包裝后，并在2～4 ℃的條件下進(jìn)行空運(yùn)和儲(chǔ)藏。

1.2 數(shù)學(xué)模型的建立

1.2.1 稻谷籽粒三維適體網(wǎng)格

本研究采用圖像法和網(wǎng)格處理軟件得到稻谷籽粒三維適體網(wǎng)格。首先，選擇籽粒飽滿的稻谷剝殼放置在背景板上，采用OLYMPUSSZ-17型高倍數(shù)碼相機(jī)拍照，得到如圖1A所示的稻谷實(shí)際形狀圖片。旋轉(zhuǎn)15°再次拍照，如此循環(huán)直到旋轉(zhuǎn)180°拍下最后一張，獲得12 張稻谷二維圖片。將12 張圖片導(dǎo)入到CAD軟件中提取稻谷外形輪廓尺寸數(shù)據(jù)，再將稻谷外形輪廓尺寸數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維繪圖軟件Solidworks中進(jìn)行結(jié)構(gòu)重組，得到三維幾何模型結(jié)構(gòu)（圖1B）。將三維幾何模型導(dǎo)入多物理場(chǎng)耦合軟件COMSOL Multiphysics 5.1中進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到圖1C所示的稻谷籽粒網(wǎng)格。該網(wǎng)格包含50 020 個(gè)四面體結(jié)構(gòu)。

圖1 采用圖像法獲得的稻谷籽粒三維適體網(wǎng)格Fig. 1 3D body fitted grid for paddy grains obtained by image processing method

1.2.2 稻谷熱濕傳遞模型

為了模擬稻谷熱風(fēng)干燥-緩蘇過(guò)程中籽粒內(nèi)部熱濕傳遞過(guò)程內(nèi)部水分時(shí)空變化規(guī)律，在前人工作基礎(chǔ)上，本研究建立了籽粒內(nèi)部熱濕傳遞數(shù)學(xué)模型。模型基于以下假設(shè)：1）干燥過(guò)程中稻谷籽粒體積收縮較小，因而忽略干燥過(guò)程中稻谷外形和體積變化；2）稻谷物性為各向同性。稻谷熱濕傳遞模型包括傳熱傳質(zhì)控制方程以及相應(yīng)的邊界和初始條件。

1.2.2.1 熱量傳遞控制方程

熱量傳遞控制方程見(jiàn)公式（1）。

式中：λ表示稻谷的導(dǎo)熱系數(shù)/（W/（m·K））；T表示稻谷籽粒內(nèi)部溫度/K；M表示稻谷籽粒內(nèi)部干基水分含量/（kg/kg）；t表示干燥-緩蘇過(guò)程總時(shí)間/min；cp表示稻谷的實(shí)測(cè)比熱容（2 272.14 J/（kg·K））；ρ表示稻谷籽粒的實(shí)測(cè)密度（1 145.065 5 kg/m3）；hw表示水分蒸發(fā)焓（2 500 kJ/kg）。

傳熱控制方程的初始條件、邊界條件分別見(jiàn)式（2）、（3）。

式中：T0表示環(huán)境溫度（293.15 K）；Tg表示干燥氣體溫度/K；ht表示對(duì)流傳熱系數(shù)（48.313 W/（m2·K））。

1.2.2.2 水分傳遞控制方程

水分傳遞控制方程見(jiàn)公式（4），其中Deff的表達(dá)式見(jiàn)式（5）。

式中：Deff表示稻谷籽粒水分有效擴(kuò)散系數(shù)/（m2/s）；D0表示有效擴(kuò)散系數(shù)指前因子/（m2/s）；Ea表示擴(kuò)散活化能/（kJ/mol）；R表示理想氣體常數(shù)（8.314×10－3kJ/（mol·K））。

水分傳遞控制方程的初始條件、邊界條件分別見(jiàn)式（6）、（7）。

式中：M0表示稻谷籽粒初始含水率（28.2%）（以干基計(jì)，下同）；M表示稻谷籽粒實(shí)際含水率/%；Me表示平衡含水率/%；n表示法線方向；hD表示稻谷籽粒對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，當(dāng)?shù)竟忍幱诰徧K階段時(shí)，hD＝0 m/s；而稻谷處于干燥階段時(shí)，采用式（8）～（11）計(jì)算。

式中：Re表示雷諾數(shù)；Sh為舍伍德準(zhǔn)數(shù)，其定義見(jiàn)式（9）。

通過(guò)方程式（8）和（9）得到稻谷籽粒對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算公式（式（10））。

式中：Req表示稻谷的等效半徑，在本研究中為7.86×10－3m；Sc為施密特準(zhǔn)數(shù)，其表達(dá)式見(jiàn)公式（11）。

式中：μa表示熱風(fēng)的黏度/（（N·s）/m2）；ρa(bǔ)表示熱風(fēng)的密度/（kg/m2）。

1.3 稻谷籽粒實(shí)驗(yàn)和模擬方法

稻谷籽粒等溫單純干燥實(shí)驗(yàn)方法：稱取一定質(zhì)量的稻谷籽粒進(jìn)行剝殼處理，剔除形狀、大小相差很大的稻米。每次實(shí)驗(yàn)稱取30 g剝殼稻谷籽粒分成3 組，每組10 g進(jìn)行等溫單純干燥實(shí)驗(yàn)。打開(kāi)電熱鼓風(fēng)干燥箱，把干燥箱的溫度加熱到60 ℃，并將物料托盤(pán)預(yù)熱10 min。待托盤(pán)溫度穩(wěn)定后，將稻谷籽粒平鋪在托盤(pán)上，置于干燥箱中干燥，每隔10 min取出物料并迅速稱質(zhì)量。待稻谷籽粒質(zhì)量保持恒定后停止實(shí)驗(yàn)，整理數(shù)據(jù)并繪制稻谷籽粒干燥實(shí)驗(yàn)曲線。

等溫干燥-緩蘇過(guò)程模擬方法：本實(shí)驗(yàn)等溫干燥-緩蘇過(guò)程主要通過(guò)數(shù)值模擬研究，即通過(guò)1.2節(jié)中稻谷籽粒熱濕傳遞數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)。在熱量傳遞模型中，本實(shí)驗(yàn)中Tg為45～70 ℃；hD表示稻谷籽粒與熱風(fēng)間對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，設(shè)置hD＝0 m/s為緩蘇過(guò)程，否則為干燥過(guò)程。通過(guò)改變Tg以及干燥過(guò)程中hD，可以模擬研究緩蘇溫度、緩蘇時(shí)間和緩蘇比對(duì)干燥過(guò)程的影響。

1.4 模型求解與驗(yàn)證

采用商用有限元軟件-多物理場(chǎng)C O M S O L Multiphysics 5.1軟件對(duì)上述稻谷籽粒熱濕傳遞模型進(jìn)行求解。采用Dell小型工作站（2.9 GHz芯片/12 G內(nèi)存/8 T硬盤(pán)）進(jìn)行求解運(yùn)算，時(shí)間步長(zhǎng)為1 min。每次求解運(yùn)行時(shí)間約數(shù)小時(shí)。

模型驗(yàn)證主要通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)和模擬稻谷籽粒干燥曲線。圖2表示在熱風(fēng)干燥溫度為60 ℃時(shí)稻谷單純干燥過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬獲得的干燥曲線。從圖2中可看出，稻谷干燥為降速干燥。實(shí)驗(yàn)曲線和模擬干燥曲線趨勢(shì)一致，兩者之間最大誤差為8%，低于一般數(shù)值模擬的15%精度要求，因此數(shù)學(xué)模型得到驗(yàn)證。

圖2 模擬與實(shí)驗(yàn)稻谷干燥曲線（熱風(fēng)溫度60 ℃）Fig. 2 Comparison of the experimental and simulated drying curves(hot air temperature 60 ℃)

2 結(jié)果與分析

2.1 等溫干燥-緩蘇工藝下稻谷干燥特性的變化

2.1.1 含水率

圖3 等溫干燥-緩蘇過(guò)程中稻谷整體含水率曲線Fig. 3 Change in moisture content of paddy grains during isothermal drying-tempering process

圖3 是稻谷籽粒在熱風(fēng)溫度60 ℃、緩蘇時(shí)間20 min，緩蘇比（干燥時(shí)間/緩蘇時(shí)間）1∶1的條件下，交替進(jìn)行熱風(fēng)干燥和緩蘇得到的稻谷籽粒整體含水率隨時(shí)間變化的曲線。0～20 min是第1干燥段，稻谷含水率（干基含水率，后同）隨時(shí)間快速下降。20～40 min是第1緩蘇段，稻谷籽粒整體含水率維持不變。40～60 min是第2干燥段，稻谷含水率隨干燥時(shí)間延長(zhǎng)而下降；但水分下降速率小于第1干燥段。類似地，隨著干燥段次數(shù)增加，稻谷水分下降速率越來(lái)越小?？鄢徧K時(shí)間，稻谷整體含水率從28.2%降至15%所需時(shí)間為50 min。

圖4比較了熱風(fēng)溫度60 ℃下，干燥-緩蘇工藝（剔除緩蘇時(shí)間）和單純干燥工藝下稻谷籽粒整體含水率隨干燥時(shí)間變化圖。在0～20 min，因?yàn)榻?jīng)歷相同干燥過(guò)程，干燥曲線重合；而在20～40 min，曲線開(kāi)始分離，經(jīng)過(guò)緩蘇后的稻谷籽粒干燥速率更快。稻谷籽粒含水率從28.2%降至15%，干燥-緩蘇工藝需時(shí)約50 min，而單純干燥工藝需時(shí)約53 min。由此可知，緩蘇不僅可以使得稻谷內(nèi)部的水分分布更加均勻，同時(shí)還能加快稻谷籽粒的干燥速率。

圖4 干燥-緩蘇工藝與單純干燥工藝稻谷含水率變化曲線Fig. 4 Changes in moisture content of paddy grains during drying-tempering and drying processes

2.1.2 水分分布

圖5 緩蘇過(guò)程中稻谷水分分布變化Fig. 5 Variation in moisture distribution inside paddy kernels during tempering process

圖5 為在熱風(fēng)溫度60 ℃、緩蘇比為1∶1等溫干燥-緩蘇干燥工藝過(guò)程中，第1緩蘇段中稻谷籽粒內(nèi)部水分的分布，其中紅色表示含水率高，藍(lán)色表示含水率低。由圖5A可知，干燥20 min（即緩蘇0 min）時(shí)，干基含水率分布范圍為14.7%～25.8%；稻谷籽粒內(nèi)核部分含水率高，而邊界部分含水率低，因此稻谷籽粒內(nèi)部存在水分梯度。水分梯度將產(chǎn)生稻谷干燥應(yīng)力（濕應(yīng)力），水分梯度越大，干燥應(yīng)力越大；當(dāng)干燥應(yīng)力超過(guò)籽粒屈服應(yīng)力時(shí)，將導(dǎo)致稻谷產(chǎn)生應(yīng)力裂紋（爆腰）。由圖5B可知，緩蘇5 min后，干基含水率范圍變?yōu)?6.6%～24.4%；紅色區(qū)域范圍明顯減小，藍(lán)色區(qū)域擴(kuò)大，由此可知緩蘇過(guò)程水分由高水分內(nèi)核部位向低水分邊界部位遷移，使得稻谷內(nèi)部水分分布逐漸均勻，水分梯度減少。緩蘇10 min后，籽粒干基含水率范圍變?yōu)?7.3%～23.3%（圖5C）；緩蘇20 min后，干基含水率范圍變?yōu)?8.1%～22.1%（圖5D），水分梯度進(jìn)一步減少。以上表明，在緩蘇過(guò)程中，水分由高水分內(nèi)核區(qū)域向低水分邊界區(qū)域傳遞，使得稻谷內(nèi)部水分分布趨向均勻，減少了水分梯度和干燥應(yīng)力，從而有利于抑制稻谷爆腰。

2.1.3 水分梯度

圖6 等溫干燥-緩蘇工藝中籽粒水分梯度隨時(shí)間的變化規(guī)律Fig. 6 Variation in moisture gradient of paddy kernels during isothermal drying-tempering process

為了表征緩蘇對(duì)稻谷內(nèi)部的水分梯度的影響，選取稻谷籽粒長(zhǎng)軸方向上兩個(gè)位置點(diǎn)：靠近內(nèi)核點(diǎn)A（0 m，0.001 m，0 m）和邊界B點(diǎn)（0 m，0.003 m，0 m）；通過(guò)計(jì)算同一時(shí)刻這兩個(gè)點(diǎn)之間的含水率差值，并除以兩點(diǎn)間的距離可得到該時(shí)刻的水分梯度。從圖6中可以看出，第1干燥段0～20 min，稻谷籽粒內(nèi)部的水分梯度從0開(kāi)始迅速增加，在20 min后達(dá)到階段峰值32.69 kg/（kg·m）。20～40 min為第1緩蘇段，此時(shí)稻谷籽粒內(nèi)部的水分梯度開(kāi)始下降，階段低值為14.99 kg/（kg·m）。40～60 min為第2干燥段，此時(shí)稻谷籽粒內(nèi)部的水分梯度又開(kāi)始上升；但由于稻谷內(nèi)部水分相比于第1干燥段散失了一部分，所以水分梯度階段的高值降低。隨著干燥和緩蘇的交替進(jìn)行，水分梯度的干燥階段高值越來(lái)越低，同時(shí)水分梯度呈下降趨勢(shì)；經(jīng)過(guò)3 次緩蘇后，稻谷內(nèi)部的終了（即稻谷籽粒整體水分達(dá)到安全含水率15%）水分梯度下降到10.5 kg/（kg·m），減少至第1干燥階段高值的0.32%。

圖7 干燥-緩蘇工藝與單純干燥工藝下稻谷內(nèi)部水分梯度隨時(shí)間的變化曲線Fig. 7 Changes in moisture gradient inside paddy kernels during drying-tempering and drying processes

從圖7中可以看出，稻谷籽粒內(nèi)部的水分梯度呈現(xiàn)先增加后逐漸減小的趨勢(shì)：對(duì)于單純干燥組，在0～20 min，水分梯度從0迅速增加到峰值33.4 kg/（kg·m）；然后逐漸降低到最終的20.3 kg/（kg·m）。緩蘇不僅能降低稻谷籽粒內(nèi)部的水分梯度最大值，且能極大地降低干燥結(jié)束時(shí)稻谷內(nèi)部的水分梯度。干燥-緩蘇工藝下稻谷籽粒內(nèi)部的水分梯度為10.5 kg/（kg·m），接近單純干燥組的50%。干燥終了水分梯度越大，稻谷籽粒殘余干燥應(yīng)力越大，在冷卻過(guò)程更容易產(chǎn)生爆腰。

2.2 等溫干燥-緩蘇工藝參數(shù)對(duì)水分梯度的影響

2.2.1 干燥溫度對(duì)水分梯度的影響

圖8 干燥溫度對(duì)稻谷水分梯度的影響Fig. 8 Effect of drying temperature on moisture gradient of paddy kernels

圖8 是稻谷籽粒分別在熱風(fēng)溫度為45～70 ℃下，模擬得到的水分梯度變化圖。0～20 min是第1干燥段，稻谷籽粒水分梯度隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大；溫度越高稻谷內(nèi)部的水分梯度越大，45、50、55、60、65、70 ℃對(duì)應(yīng)的水分梯度最大值分別為29.2、30.69、32、32.8、33、33.4 kg/（kg·m）。20～40 min是第1緩蘇段，稻谷內(nèi)部的水分梯度開(kāi)始減??；緩蘇溫度越高時(shí)水分梯度降低幅度越大，原因是溫度越高稻谷內(nèi)部的水分遷移越快。因此，熱風(fēng)溫度越高，對(duì)應(yīng)干燥段水分梯度越大，緩蘇降低稻谷內(nèi)部的水分梯度作用更明顯。

2.2.2 緩蘇比對(duì)水分梯度的影響

圖9 緩蘇比對(duì)稻谷水分梯度的影響Fig. 9 Effect of drying/tempering ratio on moisture gradient of paddy kernels

由圖9可知，干燥緩蘇比越小，單次緩蘇階段時(shí)間越長(zhǎng)，緩蘇階段水分梯度降幅越大。以第1個(gè)緩蘇階段為例，各緩蘇比條件下，稻谷籽粒水分梯度從峰值32.8 kg/（kg·m）降至條件下的15.0（緩蘇比1∶1）、11.4（緩蘇比1∶1.5）、6.9 kg/（kg·m）（緩蘇比1∶3）。緩蘇比越小，對(duì)應(yīng)的緩蘇階段水分梯度峰值降速越小。以第1個(gè)緩蘇階段為例，稻谷籽粒水分梯度峰值降低速率在緩蘇比1∶1、1∶1.5、1∶3的條件下分別為0.89、0.54、0.43 kg/（kg·m·min）?？梢?jiàn)，稻谷干燥-緩蘇過(guò)程存在一個(gè)適宜緩蘇時(shí)間，干燥/緩蘇比不宜過(guò)大。

2.2.3 緩蘇時(shí)間對(duì)水分梯度的影響

圖10 緩蘇時(shí)間對(duì)稻谷水分梯度的影響Fig. 10 Effect of tempering time on moisture gradient of paddy kernels

圖10 是稻谷籽粒在熱風(fēng)溫度60 ℃、緩蘇時(shí)間分別為10、20、30 min，緩蘇比1∶1的條件下得到的水分梯度曲線。緩蘇時(shí)間越長(zhǎng)，干燥和緩蘇階段水分梯度振蕩幅度越大。緩蘇時(shí)間10 min下，第2干燥階段峰值比第1階段高，后續(xù)干燥階段峰值依次降低；緩蘇時(shí)間20 min和30 min下，干燥階段峰值依次降低。圖10中時(shí)間間隔10、20、30 min下，水分梯度最大值分別為24.9、32.8、32.8 kg/（kg·m）?？梢?jiàn)，縮短緩蘇時(shí)間有助降低干燥階段水分梯度最大值，緩解稻谷爆腰；但緩蘇時(shí)間短，緩蘇次數(shù)增多，會(huì)導(dǎo)致切換操作頻繁。

2.3 干燥-緩蘇過(guò)程優(yōu)化

為了降低水分梯度最大值，同時(shí)減少緩蘇次數(shù)和縮短總緩蘇時(shí)間，根據(jù)干燥-緩蘇工藝過(guò)程參數(shù)研究結(jié)果，提出一種干燥-緩蘇工藝優(yōu)化策略，即在稻谷籽粒干燥過(guò)程的前期和結(jié)束設(shè)置緩蘇段：干燥前期設(shè)置緩蘇段，以降低遞增段的水分梯度最大值；中期為純干燥段，以縮短總緩蘇時(shí)間；結(jié)束時(shí)設(shè)置緩蘇段，以降低干燥終了籽粒內(nèi)部的水分梯度。

圖11顯示了一種優(yōu)化干燥-緩蘇工藝下稻谷水分梯度隨時(shí)間變化曲線。熱風(fēng)溫度60 ℃下，0～40 min為干燥緩蘇段，緩蘇時(shí)間為10 min，緩蘇比為1∶1；40～70 min為單純干燥階段；70～100 min為單純緩蘇階段。與圖6比較，稻谷籽粒水分梯度最大值從33.4 kg/（kg·m）降低為27.3 kg/（kg·m）；干燥終了水分梯度由10.5 kg/（kg·m）降低為7.9 kg/（kg·m），總緩蘇時(shí)間不變。與圖10中緩蘇比1∶1，緩蘇時(shí)間為10 min干燥緩蘇工藝相比，稻谷籽粒水分梯度最大值從24.9 kg/（kg·m）增為27.3 kg/（kg·m），但干燥終了水分梯度由11.9 kg/（kg·m）降低為7.9 kg/（kg·m），緩蘇操作次數(shù)由5 次降低至3 次。

圖11 優(yōu)化干燥-緩蘇工藝下稻谷籽粒水分梯度曲線Fig. 11 Moisture gradient curve of paddy kernels under optimal drying-tempering process conditions

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用稻谷籽粒熱風(fēng)干燥的三維適體熱質(zhì)傳遞數(shù)學(xué)模型，對(duì)不同緩蘇操作條件下的稻谷籽粒等溫干燥-緩蘇過(guò)程水分分布進(jìn)行模擬。在模擬結(jié)果基礎(chǔ)上，得到以下結(jié)論。1）緩蘇操作不僅降低干燥過(guò)程中峰值水分梯度，更極大地降低了干燥終了水分梯度。熱風(fēng)溫度60 ℃下的單純干燥，稻谷籽粒峰值水分梯度為33.4 kg/（kg·m），干燥終了時(shí)水分梯度為20.3 kg/（kg·m）；而在60 ℃等溫干燥-緩蘇工藝下，干燥終了水分梯度為10.5 kg/（kg·m），約為單純干燥的50%。2）緩蘇溫度、緩蘇比和緩蘇時(shí)間是緩蘇過(guò)程的重要參數(shù)。3）提出了一種干燥-緩蘇過(guò)程優(yōu)化策略，即在干燥前期設(shè)置短時(shí)緩蘇，中期為單純干燥，后期為長(zhǎng)時(shí)緩蘇。本研究中，通過(guò)在稻谷籽粒干燥前40 min設(shè)置兩個(gè)10 min短時(shí)緩蘇，再單純干燥30 min后，設(shè)置30 min長(zhǎng)時(shí)緩蘇，可顯著降低籽粒內(nèi)部水分梯度最大值和終了值，減少緩蘇操作次數(shù)。