小麦的平衡水分与吸着热研究

来源:南粤论文中心 作者:李兴军1,YF_5叉林2, 发表于:2010-05-13 08:15  点击:
【关健词】平衡水分含量;小麦;吸着等温线;数学模型;吸着等热;干燥
摘要:在10—35℃、RH 11.3%一96%的温湿度范围内,采用静态平衡称重法对软麦和硬麦的 吸附与解吸平衡水分进行了测定.小麦的平衡水分在一定相对湿度下随温度的增加而减少,解 吸与吸附等温线之间存在滞后现象.采用6个非线性回归方程描述吸着(吸附/解吸)等温线, 其中MOE、MCPE及修正BET方程分别在ERⅣ11.3%一96%、11.3%一96%及11.3%一 49.9%范围内适合描述小麦等温线.硬麦(陇塬2号、南段l号)的吸湿特性与软麦(赵庄2 号、鲁麦1号)的差异很小.从不同温度下的ER

前言

小麦是世界上重要的粮食作物之一。我国小 麦年产量居世界前列,约10亿t.一部分小麦用于 长周期(3—5  a)储藏,主要通过控制含水量和温 度来达到品质保持.平衡水分测定就是用来判断 储藏粮食水分的变化趋向.研究平衡水分含量 (EMC)和平衡相对湿度(ERH)之间的关系对于 谷物干燥、通风、阐明水活度的影响及改进储藏中 的物理调控很重要.通常对测定数据选择合适的 数学模型来定性EMC—ERH这种关系.国外已经 发展了许多理论的、半理论的及经验方程式,用于 描述小麦吸着(吸附/解吸)等温线.我国曾开展 过小麦平衡水分的研究,但是获得数据有限,未能 进行数学模型分析.Van den Berg和Bruin编写了
77个等温线方程,其中只有10个方程对小麦测
定数据适合⋯.Duggal等口1采用Henderson、修正 Henderson、Day-Nelson、修正Chung—Pfost、Chen- Clayton及Strohman.Yoerger方程对麦壳(chaff)和 未脱壳的麦粒吸着(包括吸附与解吸)特性进行
分析,对未脱壳的麦粒采用Strohman-Yoerger方

收稿日期:2009-02-25 基金项目:国家粮科院科研业务费专项(ZX0708一1) 作者简介:李兴军(1971一),男,陕西长武人,博士,副研究员,研
究方向为粮食生理生化.
程分析的ERH残差平方和最小,对麦壳采用
Chen—Clayton方程则ERH残差平方和最小,修正 Chung—Pfost方程估计的ERH标准差最小.不过, 他们仅比较了一种或两种来源的小麦数据.Nel.
1ist和Dumont¨o分析了13种来源的小麦数据,发 现5个等温线方程适合这些数据,其中修正 Chung—Pfost对小麦等温线最适合.但是作者指 出,分析更多的数据时就要更新该方程系数.Sun 和WoodsHl用Chen.Clayton、修正Chung.Pfost、修 正Hendemon、修正Oswin及Strohman—Yoerger方 程分析了29套小麦EMC/ERH数据,指出修正 Chung—Pfost和修正Oswin是首选数学模型.
吸着热(heat of sorption)对理解农产品吸附/ 解吸机制很重要,可用于谷物干燥程序设计.接近 水分子汽化潜热(1atent   heat)时的净吸着等热 (net isosterie heat of sorption,Q:),常常表明产品 中还存在结合水.当产品干燥至较低含水量时,吸 着水的汽化热升高并超过纯水的汽化热.本研究 中选取10℃、20℃、25℃、30℃及35℃5种温 度获得吸着等温线,对研究太阳能对流干燥有用. 本研究的目的是:分析温度对小麦吸附和解吸等 温线的影响;就文献中可利用的6个吸着等温线 方程找出适合我国小麦的等温线模型;从试验数 据计算水分吸着等热(isosteric   heat  of sorption, 口“).

1     材料与方法

1.1仪器与药品 分析天平:上海梅特勒一托利多公司,
1/10000:PRX一350A智能人工气候箱:6台,宁波 海曙赛福实验仪器厂,温度偏差±1.0   oC,经常用 标准温度计(0—50   oc范围)校正;DHG9040A智 能干燥箱:杭州蓝天仪器厂,温度偏差±1.0℃, 放置样品的位置用标准温度计校正;干燥器:内径
240 mm,4个;铝盒:直径5  cm、厚度2 cm,90个;
250 mL玻璃广口瓶:450个;由铜网作成的小桶: 直径2.8 cm、高度4  cm,450个;9号橡皮塞:450 个.醋酸钾、氯化镁、碳酸钾、硝酸镁、氯化铜、氯化
钠、氯化钾、硝酸钾均为优级纯,购自天津市光复 科技发展有限公司.氯化锂购自北京国药集团化 学试剂有限公司.五氧化二磷购自北京精益化学 试剂有限公司.
1.2材料与试验方法
本研究采用4个小麦品种,鲁麦1号、陇塬2 号2个品种分别来自山东和陕西,常温储藏1a. 赵庄2号、南段l号于2008年6月分别从北京和 山东收获.4种小麦的硬度用SKCS     4100小麦籽 粒硬度仪测定,分别是18、74、24及68.新收获的 高水分赵庄2号、南段1号用于测定解吸曲线.鲁 麦l号、陇塬2号加水到湿基2l%,在冰箱平衡2 周,再用于测定解吸曲线.对于吸附曲线测定,4
种小麦含水量在40.5℃保温箱降到湿基7%一
表l  9种饱和盐产生的平衡相对湿度   %

中,将测定值和理论值之间的残差平方和最小化.

 


对百分率误差MRE=—二尘—凡 —一、残差平方

和RSS=.王(m;一mPi)2及标准差SE=
√/型∑.弋(m;希一和mPI残)2 差的分布,来分析模型的拟
合情况.m;是测定值,rrt。;是预测值,m。;是平均测
定值,rt是测定数目.R2是基本的判定标准,MRE 是百分率(%)统计参数.RSS和SE决定拟合的 好坏,MRE小于10%时模型拟合度好.

表2   水分吸着等温线数学模型
肌jC了舌t丽273
 

8%,然后在干燥器中用P:O,固体脱水到干基
Chen.Clayton

CCE
—    3×(  +    .    15 )。4
ln【业型鼍型型】
 
5%以下.
本试验采用静态称重法测定平衡水分含量, 即利用表l的饱和盐溶液在一定温度(10 cC、20
℃、25℃、30℃及35℃)下产生恒定的蒸汽压.
Chu修ng焉Pfost脚E肼=L,击汕【L 一L搞l×InI  I。,KHJ】J
M盹肘=【一揣I
 

将3.000—5.000   g小麦籽粒倒入铜桶,悬挂在橡
H 钲nderson
L    L×L c2 +Jt】J白
 
胶塞下方挂钩上,然后置于盛60    mL过饱和盐溶 液的广口瓶,塞紧橡胶塞,并保持铜桶底部距离盐
(;。“。唧酬M0$肚¨(c吣-“t:,xt)[I焉芒斋产lq
 
溶液上部2—3  cm.进样后在第20—30天这一期
修正
sYE
E月Ⅳ=e。p[cl×。xp(一c2   x朋)×ln
 
间每隔1  d称量1次,两次连续称重不超过2 mg
时,此时样品中含水量就是该温度和ERH下的平
衡水分(E肼C).小麦含水量测定采用整粒烘干
修SYE
正哪肼(P.)=一C矿3 x ex高p(一c等4×M)笔J     高(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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