微波处理对稻谷理化品质的影响研究开题报告

 2022-07-23 03:07

1. 研究目的与意义

稻谷,是指没有去除稻壳的子实,属于禾本科稻属普通栽培稻亚属中的普通稻亚种。其加工完成之后即大米,我国是大米种植与消费大国, 以大米为主食的国民占总人口的 60%以上, 我国稻谷的年消耗量约为1.9亿吨, 折算成大米约为1.3亿吨[1]。我国 1995 年稻谷年产量为 18522. 6 万吨 ,玉米为 11198. 6 万吨 , 小麦为 10200. 7 万吨[2]。我国气象条件复杂 ,从全国主要地区谷物收获气象条件可看出[3], 无论南方或北方在收获季节常逢阴雨天气,新收获的粳稻水分含量有在20%以上[4],玉米水分一般在25%左右,有时高达40%[5],粮食由于不能及时干燥到安全水分而造成霉变的损失相当严重,据农业部门统计,一般年景粮食损失为10%,严重年景多达15%[3],发展粮食干燥技术对减少产后损失是非常重要和迫切的。有资料统计 1992 年前后国家每年收购入库的高水分粮约 2500多万吨 ,而烘干机的处理能力最多只有 1000 万吨[6]

稻谷在储藏过程中因陈化变质、仓储害虫及霉变等引起的损失每年约 5#215;10 9 kg。 目前主要采用化学药剂熏蒸的方法防虫防霉,但由于熏蒸剂对环境和人类健康的危害以及残留等问题,一些化学药剂相继被淘汰,广泛使用的磷化氢也因害虫抗性及环境污染等问题面临禁止使用[7]

微波是 1~1 000 mm 的超高频电磁波,其以加热迅速、使用方便,且不会给环境带来污染等优点,在食品的干燥、杀菌、防虫防霉等领域逐渐得到应用,而微波处理一定程度上也会影响食品中成分的变化。因此,优化微波处理工艺,选择最适参数,以最大程度杀菌、杀虫、抑酶,并且将微波对稻谷品质影响降至最低,在微波处理稻谷工艺中至关重要[8]

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2. 研究内容和预期目标

(一)研究内容

1、阅读文献,收集研究现有稻谷的处理工艺及其产品的品质特性;

2、设计正交实验,改变微波处理的功率、单位面积加载量、温度等参

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3. 国内外研究现状

微波是一种高频电磁波,微波是波长范围为 1mm ~ 1m 的电磁波, 频率范围为3.0#215;102mhz ~3.1#215;105mhz ,常用微波加热频率为915mhz和2450mhz 。微波加热系统是由微波发生器的磁控管接受电源功率而产生微波功率,通过波导输送到微波加热器中,需加热的物体在微波场的作用下被加热,一般情况下,被干燥物料中的水分子由于布朗运动,分子的排列杂乱无章迅速变化,极性互相抵消,宏观上不呈现极性,当被置于由微波发生器产生的交替变化的电场中时,带正电的氢端趋向负极,带负电的氧端趋向正极,随外加电场以 915mhz( 或2450mhz) 快速变化而使分子运动加剧,相邻分子之间,分子与离子之间产生类似摩擦、碰撞、振动、挤压的作用,导致体系温度迅速升高 ,使被加热物料瞬间加热。由于用微波加热,被加热物料是整体同时被加热,具有加热均匀,热能利用率高,不需传热,瞬时可达高温的独特之处,微波加热技术在许多领域的应用得到了迅速发展。

然而,微波对粮食的加工处理应用尚不广泛。国外粮食烘干技术研究起步于上世纪40年代,60年代基本实现谷物干燥机械化,70年代谷物干燥实现了自动化,80年代向高效、优质、节能、降低成本、自动控制方向发展,同时不断开发新工艺、新机型、新能源。近年来微波加热干燥谷物的技术在国外得到研究和应用。有资料报道显示,国外已有功率为150kw ,塔高 16 . 6m 的微波谷物烘干机, 微波烘干机处于研制和探索阶段,没有定型,相关的技术参数没有发表[9]

国外的粮食微波处理实验实验如roger 等[10]报道,稀淀粉溶液(30%)在较弱的微波下(2 450 mhz,0.5w/g 左右)照射35 s ~90 s,淀粉的分子量、分子尺寸都有微弱下降,并且,其分子量、 分子尺寸的下降程度随微波增强而增加。另外,含水量在 12% ~ 18% 的淀粉在较强的微波下,会发生分子断裂或降解。

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4. 计划与进度安排

2022.1-2022.3查阅文献,准备实验;

2022.3-2022.4开始实验,完成论文初稿;

2022.4-2022.5完善实验,修改论文,翻译外文文献;

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5. 参考文献

[1] 庞乾林. 稻米知识纵览[j]. 中国稻米,2004,(3):44-47.

[2]国家统计局. 中国统计年鉴. 北京: 中国统计出版社,1996, 371

[3]何金榜. 中国农村谷物干燥机的发展现状及趋势. '' 93 国际谷物干燥与储藏技术学术研讨会论文集. 北京: 中国农业工程学会, 1993, 252-259

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