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　　Foodjx導讀：玉米是我國主要糧食作物之一，玉米籽粒收獲時含水量較高，再加上收獲季節(jié)經(jīng)常遇到連續(xù)陰雨天氣，若不能及時得到干燥就會出現(xiàn)變質(zhì)霉爛現(xiàn)象，嚴重影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，大大降低了其經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)的農(nóng)作物干燥是采用熱風干燥方式，干燥時物料受熱先外后內(nèi)，干燥效果與干燥質(zhì)量較差，尤其因玉米籽粒大，單位比面積小，籽粒皮層結(jié)構(gòu)緊密光滑，造成水分不易從籽粒內(nèi)部向外部轉(zhuǎn)移，特別在高溫介質(zhì)作用下，玉米籽粒表皮的水分急劇汽化，表皮之下的水分不能及時轉(zhuǎn)移，導致壓力升高，表皮脹裂，淀粉糊化，淀粉得率下降，干燥后玉米品質(zhì)明顯下降，而且設備結(jié)構(gòu)復雜，難以控制，對干燥工藝和設備要求較高。
　　
　　微波干燥作為一種新興技術(shù)，具有干燥速度快、時間短、熱穩(wěn)定性高、加熱均勻性好、產(chǎn)品質(zhì)量高和殺菌殺蟲等*的優(yōu)點及其干燥機理，微波干燥已成功地用于醫(yī)藥、食品工業(yè)、化工、煙草以及木材加工等領域，但在農(nóng)產(chǎn)品干燥中的應用起步較晚，而且規(guī)模較小。本文通過對玉米籽粒微波干燥的研究，探討玉米籽粒微波干燥的*工藝[1，2]。
　　
　　1試驗材料、設備與方法
　　
　　1.1試驗材料與設備
　　
　　玉米：掖單19號，由安徽農(nóng)業(yè)大學試驗總場提供，原始水分為26.4%，發(fā)芽率為93.2%。
　　
　　微波爐：WP750-1型微波爐，微波工作頻率為2450MHz，可定功率輸出工作。根據(jù)以前的試驗結(jié)論，本試驗統(tǒng)一選用150W檔。
　　
　　溫度計：輻射TH1-400溫度計，精度為±1℃。
　　
　　分析天平：TG725C型單盤分析天平，精度為±0.01ｇ。
　　
　　電熱鼓風干燥箱：101-1型電熱恒溫箱。
　　
　　1.2試驗與測定方法
　　
　　水分測定：按GB5497-85方法測定，130℃定時烘干法。
　　
　　發(fā)芽率測定：按GB5520-85方法測定。
　　
　　淀粉得率測定：按GB/T5514-85方法測定。
　　
　　爆腰率測定：從經(jīng)過微波處理的玉米籽粒中隨機取出100粒，從中挑出有裂紋的粒數(shù)，即為玉米的爆腰率(每個樣品做三次試驗，結(jié)果取平均值)。
　　
　　試驗方法:參照玉米入庫貯藏標準，把玉米籽粒的zui終含水量定為12%~14%的范圍內(nèi)，按試驗要求設定不同單位干燥功率和不同干燥時間對玉米進行微波干燥試驗，記錄每一時間段的玉米重量和溫度。干燥后的樣品冷卻后測其水分、爆腰率、發(fā)芽率和淀粉得率。根據(jù)各個時刻的水分含量計算失水速率。
　　
　　2試驗結(jié)果與分析
　　
　　2.1玉米籽粒干燥特性
　　
　　玉米籽粒干燥特性曲線是干燥過程中玉米水分和干燥時間之間的關(guān)系曲線，如圖1所示。
　　
　　隨干燥時間的延長，玉米的含水率逐漸下降，原始水分為26.4%的玉米降到14%，采用0.4W/g的功率進行干燥需要大約50分鐘，而采用0.15W/g功率干燥需要150分鐘左右?？梢姡瑔挝毁|(zhì)量的微波干燥功率越大，失水加快，總干燥時間縮短。
　　
　　玉米籽粒干燥速率曲線是干燥過程中任何時間的干燥速率和該時間玉米籽粒的水分的關(guān)系曲線，如圖2所示。在干燥曲線上各點的切線斜率即為該點水分時相應的干燥速率。
　　
　　玉米籽粒內(nèi)含水量減少，失水速率下降，單位質(zhì)量的微波干燥功率越大，失水速率加快，整個干燥過程可以分為三個階段：預干燥階段、恒速干燥階段和降速干燥階段。在預干燥階段，干燥速率從零開始迅速上升到zui高值。在恒速干燥階段，蒸發(fā)的水分基本按直線下降，干燥速率基本是穩(wěn)定的。這是由于向玉米提供的熱量基本全部消耗于以液態(tài)轉(zhuǎn)移的水分蒸發(fā)，此時，玉米表面水分蒸發(fā)速率幾乎等于玉米內(nèi)部水分向外部擴散的速率。當玉米干燥到一定水分時，干燥速率減慢，進入到降速干燥階段，水分下降逐漸減慢，在干燥末期向平衡水分接近[3~5]。
　　
　　玉米籽粒溫度特性曲線是干燥過程中玉米溫度和干燥時間之間的關(guān)系曲線，如圖3所示。
　　
　　隨單位干燥功率的提高，玉米zui高溫度升高，而且單位干燥功率越高，溫度升高得越快。單位干燥功率為0.4W/g的zui高溫度為90℃，而單位干燥功率為0.15W/g的zui高溫度只有50℃左右。
　　
　　2.2排濕風速對平均失水速率和溫度的影響
　　
　　排濕風速增加，玉米水分下降減慢，干燥總時間略增，溫度也略低。微波干燥時，由于玉米溫度高于排濕氣流溫度，當排濕風速提高后，玉米與周圍的對流換熱程度增強，用于失水熱量相對減少，但因微波干燥時存在一定自?；瘏^(qū)，這種影響程度較小。
　　
　　2.3單位質(zhì)量干燥功率對玉米籽粒發(fā)芽率、爆腰率和淀粉得率的影響
　　
　　隨單位干燥功率的提高，爆腰率升高，發(fā)芽率和淀粉得率下降，而且干燥功率越高，爆腰率上升得越快，發(fā)芽率和淀粉得率下降得越快。單位干燥功率為0.4W/g的爆腰率高達60%，發(fā)芽率只有8%和淀粉得率只有39.6%，而單位干燥功率為0.15W/g的爆腰率只有2%，發(fā)芽率為98%和淀粉得率為78.6%。
　　
　　隨玉米干燥zui高溫度的提高，引起玉米爆腰率上升，發(fā)芽率和淀粉得率下降，而且玉米干燥zui高溫度越高，爆腰率升高得越快，發(fā)芽率和淀粉得率下降得越快。當玉米zui高溫度高于60℃時，爆腰率開始大幅度上升，發(fā)芽率和淀粉得率開始大幅度下降?？梢?，玉米微波干燥應避免溫度過高，玉米微波干燥zui高溫度應控制在60℃以下。
　　
　　由圖6右圖可以得出，隨玉米干燥平均失水速率的提高，引起玉米爆腰率上升，發(fā)芽率和淀粉得率下降，而且玉米干燥平均失水速率越高，爆腰率升高得越快，發(fā)芽率和淀粉得率下降得越快。當平均失水速率大于0.15%/min，爆腰率開始大幅度上升，發(fā)芽率和淀粉得率也開始大幅度下降?？梢?，玉米微波干燥應避免平均失水速率過快，玉米微波干燥平均失水速率應控制在0.15%/min以下[6]。
　　
　　由圖6左圖可以得出，隨單位干燥功率的提高，爆腰率升高，發(fā)芽率和淀粉得率下降，而且干燥功率越高，爆腰率上升得越快，發(fā)芽率和淀粉得率下降得越快。單位干燥功率為0.4W/g的爆腰率高達60%，發(fā)芽率只有8%和淀粉得率只有39.6%，而單位干燥功率為0.15W/g的爆腰率只有2%，發(fā)芽率為98%和淀粉得率為78.6%。
　　
　　由圖6中圖可以得出，隨玉米干燥zui高溫度的提高，引起玉米爆腰率上升，發(fā)芽率和淀粉得率下降，而且玉米干燥zui高溫度越高，爆腰率升高得越快，發(fā)芽率和淀粉得率下降得越快。當玉米zui高溫度高于60℃時，爆腰率開始大幅度上升，發(fā)芽率和淀粉得率開始大幅度下降。可見，玉米微波干燥應避免溫度過高，玉米微波干燥zui高溫度應控制在60℃以下。
　　
　　由圖6右圖可以得出，隨玉米干燥平均失水速率的提高，引起玉米爆腰率上升，發(fā)芽率和淀粉得率下降，而且玉米干燥平均失水速率越高，爆腰率升高得越快，發(fā)芽率和淀粉得率下降得越快。當平均失水速率大于0.15%/min，爆腰率開始大幅度上升，發(fā)芽率和淀粉得率也開始大幅度下降?？梢姡衩孜⒉ǜ稍飸苊馄骄俾蔬^快，玉米微波干燥平均失水速率應控制在0.15%/min以下[6]。
　　
　　3結(jié)論
　　
　　玉米微波干燥過程分為預干燥、恒速干燥和降速干燥三個階段。在預干燥階段，水分的汽化主要在籽粒的表面，水分蒸發(fā)速度比較快；在恒速干燥階段，水分在籽粒表面的汽化過程已經(jīng)結(jié)束，其蒸發(fā)的速度取決于內(nèi)部水分向表面擴散的速率，蒸發(fā)的水分基本按直線下降，干燥速率基本是穩(wěn)定的。當玉米干燥到一定水分時，干燥速率減慢，進入到降速干燥階段，水分下降逐漸減慢。因此，可以根據(jù)玉米初始含水量進行分段微波干燥。微波干燥玉米籽粒的*干燥工藝是單位質(zhì)量干燥功率為0.2W/g，zui高干燥溫度不超過60℃，平均失水速率應控制在0.15%/min以下。