提高稻谷加工整精米率的原理方法

李興軍 劉靜靜 徐詠寧 王若蘭

摘要：整精米率是稻谷研磨加工的最重要參數。本文概述了影響整精米率的因素如稻谷收獲條件、干燥工藝、籽粒的物理化學特性、研磨系統組成的類型及效率，以及仿真模型。稻谷籽粒玻璃化轉變溫度（Tg）是含水率的函數，如果干燥后的緩蘇工藝在Tg下進行，米粒的外部層是玻璃態，而中心仍然是橡膠態，則引起裂紋。緩蘇允許水分從稻谷籽粒內部擴散到外部表面，減少了水分梯度進而減少裂紋。最小化稻谷裂紋和破裂，需要研發干燥期間材料脅迫和變形的預測模型，了解米粒中張力強度，預測其破裂。同時從稻谷水分吸附/解吸等溫線上查尋Tg。

關鍵詞：稻谷 整精米率 破碎機理 玻璃化轉變溫度 平衡水分

糧農組織（FAO）在2014年報道世界上稻谷總產量是472.25百萬噸。到2025年，世界上100億人口要依靠稻米為主食，需求量880百萬噸。FAO在2004年報道稻谷收獲后損失量占總產量的15%-6%，其中9%損失主要是由于采用陳舊和落后的干燥技術、加工方法，還有不科學的儲存運輸及處理技術，而在稻谷生產者一方損失2%-3%。收獲后損失是生產環節和生產后操作期間多種因素的綜合構成。我國中央儲備糧管理總公司采用和普及現代化綠色生態儲糧技術，迄今智能化儲糧的覆蓋率達95%，糧食損失率不到1%[1]。精米就是采用機械設備除去了稻谷殼、胚芽和麩皮層的大米。整精米就是稻谷研磨加工后籽粒長度等于完整粒3/4的精米，碎米是米粒長度在完整粒的3/4-1/4之間。我國稻谷標準GB1350-2009規定秈（粳）稻谷研磨的1、2、3、4、5級整精米率分別≥50%（61%）、47%（58%）、44%（55%）、41%（52%）、38%（49%），這表明我國稻谷研磨加工的碎米產量通過科技創新有一定的下降空間。本文介紹整精米率的影響因素及調控方法研究進展，以期為我國稻谷儲存流通中整精米率提高和糧食減損提供參考。

一、影響整精米率的因素及評價方法

（一）影響整精米的因素

整精米價格是碎米的2-3倍。評價稻谷研磨的效率采用的指標是整精米率（HRY）和白度，而不是大米的售價。稻谷研磨效率也受籽粒形狀、大小及干凈度所影響（Conway 1991）。

提高稻谷研磨品質的途徑有改進育種程序及栽培技術，優化收獲和干燥條件[2]。7個美國品種收獲的最佳含水率范圍是13.8%-17.7%，推遲稻谷收獲時間則減少HRY（Jodari and Linscombe 1996）。改進稻谷收獲后管理及優化干燥條件，可減少籽粒裂紋發生。收獲后處理操作期間稻谷快速吸附或解吸水分則引起米粒裂紋（Cnossen et al 2003）。稻谷收獲后立即進行人工干燥是米粒裂紋的主要原因之一，米粒破裂率隨稻谷干燥氣流含水率的減少而快速地增加（Peuty et al 1994）。水分梯度導致米粒內張力和壓縮脅迫，如果足夠大，引起米粒裂紋破裂，緩蘇則通過加快水分從籽粒核心擴散到表面，使得米粒內水分分布更均勻 （Cihan and Ece 2001）。通常不可見的裂紋導致研磨期間籽粒破碎率高。

稻谷研磨加工期間摩擦、擦皮增加了籽粒表面溫度，誘導籽粒熱脅迫，導致破裂產生，減少整精米率[3]。高溫高濕的氣候條件對稻谷研磨產量有決定性影響。稻谷溫度與研磨環境溫度之間的差異降低研磨系統的效率，研磨環境的RH對研磨系統的效率影響顯著（Autrey et al 1995）。當夏天環境溫度在40-50℃之間，研磨期間稻米溫度從30℃可波動到研磨后的45℃，糧溫增加會引起米粒熱脅迫。糧溫的變化與整粒米率（HRY）是負相關關系。

（二）整精米的評價方法

研磨試驗在豎向研磨車間進行，最佳條件是含水率15%，軸角速度900 min-1，50號網格大小的金剛砂石，零出口阻力，研磨速率2.3 t/h [4]。基于精米的胚粘附率、碎米率、白度進行工藝優化。帶有白色胚的大米，具有珍貴的營養成分和纖維。稻谷研磨特性影響大米胚的粘附率。

采用圖像處理技術可以確定精米的品質參數，能夠客觀、規則地檢測研磨操作，便于操作者在幾分鐘內快速反應，改變材料的特性。數字圖像分析可用于確定整精米產量;對精米樣品記錄三維特征（長、投影面積的周長），并計算特征尺寸比率（CDR）。CDR定義為所有整精米籽粒的尺寸特征之和與樣品中包含的整精米和碎米的籽粒尺寸特征之和的比值（Yadav and Jindal 2001）。精米籽粒的兩維圖像能夠用于定量評價HRY和在線監測研磨程度，更好地控制大米研磨操作。從兩維圖像可估算品質參數白度和HRY，而關聯的平均灰度分析則指示米粒表面的脂肪濃度（Fant et al 1994）。從精米樣品的數字化圖像獲得灰色水平分布的平均值，可估算精米的總白度。數字圖像分析估計的米粒表面麩皮層，與化學法測定的表面脂肪濃度是相關的（Liu et al 1998）。李興軍等[5]根據FCF快綠染料堿性溶液與淀粉結合的原理，建立了大米破碎指數的化學檢測方法。

（三）玻璃化轉變溫度（Tg）

Sharma 和Kunz （1982）解釋稻谷干燥和緩蘇期間的米粒裂紋，引入了玻璃化轉變溫度（Tg）概念。目前認為，稻谷干燥和緩蘇過程中采用的溫度范圍內，發生了淀粉相態轉變，在米粒裂紋中起重要作用[6]。稻谷籽粒是含水率（M）的函數（圖1），如55℃干燥的“準兩優”長粒[7-8]稻谷Tg=59.61-0.79M。當籽粒溫度穿過它的Tg，米粒的膨脹系數、比體積、擴散率顯著變化。干燥后的緩蘇工藝如果在下進行，那么在米粒的兩部位產生不同的膨脹系數，外部層是玻璃態，而中心仍然是橡膠態，則引起籽粒裂紋（Cnossen et al 2003）。圖2是稻谷干燥后冷卻過程籽粒各部分溫度和含水率的變化，籽粒表面、中間及中心存在水分梯度。Cihan 和Ece（2001）發現在較高溫度（60°C）的橡膠態，或者高于，快速除去一定數量的水分，整精米產量降低不顯著。Iguaz 等[9]進一步指出，約80°C高溫干燥后在60°C緩蘇能夠節省時間，不降低米粒品質。依賴于操作條件，干燥溫度的減少和緩蘇時間的延長增加了HRY 68%-74%。German等（2000）推論，干燥溫度≤70°C，在兩步干燥之間對16%含水率的稻谷插入緩蘇時間，整精米產量滿意，褐變指數可接受。

定量分析稻谷干燥過程，用到的三個重要的熱特性參數是熱傳導率、比熱和熱擴散率。Yang 等（2003）指出在溫度約53℃，稻谷品種Calora 發生碎米百分率快速增加，它的籽粒熱膨脹速率顯著增加。稻谷熱傳導率隨含水率增加而增加。低于Tg，熱傳導率不變化;高于Tg熱傳導率顯著增加。稻谷直鏈淀粉和蛋白含量的差異影響其熱特性，由于它們影響淀粉晶體度（Perdon et al 2000）。

為了深入了解裂紋的本質，就要充分了解米粒的機械學特性包括張力、壓縮及彎曲強度（Lu and Siebenmorgen 1995）。如果在干燥后忽略緩蘇工藝，當米粒從橡膠態轉變為玻璃態，干燥過程或之后米粒可能發生裂紋。緩蘇工藝是保持HRY的一個有效方式，否則干燥時間段延長HRY就減少（Cnossen and Siebenmorgen 2000）。裂紋在干燥或解吸過程能夠被啟動和傳播。另外，稻谷淀粉分子結構中支鏈淀粉半晶體部分隨儲藏時間發生晶體化的程度，主要取決于儲藏溫度與特定淀粉分子Tg之間的差值[10]。

（四）研磨程度（DOM）與米粒營養品質的關系

稻谷的研磨程度（DOM）是由品種決定的[11]，稻谷的大多數物理特性顯著影響DOM。稻谷籽粒長度、長寬比率與DOM是正相關，而籽粒寬度、厚度、球面積、堆密度與DOM是負相關[12]。在所有研磨期間（0-100s），籽粒表面積和真密度對DOM沒有顯著影響（Liang et al 2008）。DOM影響精米的營養品質。已經報道了研磨程度影響硒[13]、蛋白（28.6%）、總灰分（84.7%）（Lamberts et al 2007）、鐵（24%-84%）的損失。加重米糠層除去直接相關于大米白度（Park et al 2001）。

二、提高稻谷研磨效率的原理

研磨期間，脅迫破裂（裂紋）引起米粒的破碎。裂紋的主要影響因素是稻谷品種、收獲后管理操作、干燥方法及操作條件。

（一）稻谷含水率及收獲方法

稻谷含水率對研磨系統的產量具有顯著影響，在含水率10%-14%范圍，水分降低1%，它就增加0.7%-3%（Pominski et al 1961）。采用3個摩擦變白機系列，其中一個變白機作為拋光機，在含水率12%-14%濕基，稻谷研磨的米粒破碎最少 （Afzalinia et al 2002）。研磨期間米粒破碎率隨著米粒直徑減少而增加，也隨著稻谷含水率在12%-16%范圍增大而增加（Dilday 1987）。為了高質量研磨工藝中合理的米粒破碎率，稻谷必須在最佳含水率和合適的成熟階段收獲（Luh 1991）。稻谷收獲的方法也影響研磨期間米粒破碎，收割機收獲的稻谷破碎率比人工收獲的高5%。

（二）干燥和緩蘇工藝

稻谷干燥期間，水分從籽粒表面蒸發，接著水分從籽粒中心部位向表面擴散，引起籽粒外部層的壓迫力和內部層的張力。當籽粒表面的壓迫力超過內部的張力強度，籽粒將裂紋（Li et al 1999）。在研磨加工時，裂紋的籽粒則可能斷裂。

米粒的裂紋率隨干燥氣流溫度和蒸發容量增加而增加（Bonazzi et al 1997）。如果蒸發容量高的空氣用作干燥溫度、相對濕度（RH）的函數，就降低稻谷品質。當干燥空氣是高RH，干燥溫度可達到80 °C，不影響谷粒加工品質（Abud et al 2000）。稻谷干燥后在高溫（60°C）緩蘇，除去較多的含水率，干燥時間縮短38%以上。與稻谷一步干燥相比，干燥分成兩步或三步進行，籽粒裂紋率顯著減少。在高溫緩蘇則減少籽粒裂紋率，增加了整精米率。為了達到含水率除去6%，且不影響稻谷品質，在兩步干燥中帶有干燥后60°C緩蘇，效果好，節省能量[14]。

許多干燥方法如熱空氣、太陽能、過熱蒸汽、流化床及真空干燥，用于研究干燥條件對蒸谷米的影響。干燥溫度對蒸谷米HRY具有負影響，緩蘇時間則有正影響（Elbert et al 2001）。褐變指數主要受所用的干燥氣流溫度所影響。預汽蒸稻谷中發生了半糊化，米粒的強度和硬度增加（Kato et al 1983）。預汽蒸時間增加半蒸谷米HRY、凝膠糊化程度及糊糊化溫度，減少半蒸谷米的白色腹部[15]。Sutherland和 Ghaly （1992）對稻谷使用熱空氣流化技術，包括80°C處理5 h，102°C預汽蒸70s，熱空氣流化技術140 °C干燥2 min，緩蘇30 min，在環境空氣溫度下通風直到最終含水率是12.3%-13.8%濕基。分析采用熱空氣流化床干燥稻谷的經濟可行性，發現整精米產量相關于最終含水率。稻谷最初含水率的增加引起整精米產量的增加。流化床干燥中稻谷含水量快速下降而引起籽粒內脅迫發生，引起整精米率降低，降低精米品質及價值（Soponronnarit and Prachayawarakorn 1994）。為了最大化整精米產量，在干燥第一個階段后推薦緩蘇環節，可減少水分脅迫（Cnossen et al 2003）。從蒸谷米除去大量的水需要分散在多階段干燥，以促進米粒水分平衡，顯著減少研磨期間米粒破碎。

過熱的蒸汽干燥優點是，干燥速率大、產品脫除臭味（Iyota et al 2002）。第一階段干燥和緩蘇后稻谷含水率對整精米率和將含水率從高降到安全水平的操作時間具有重要的影響。第一階段在150°C汽蒸，第一階段干燥后含水率不應該低于18.4%濕基，隨后的緩蘇處理至少25 min [16]。

較長的間歇比率或較短的單元干燥時間，產生較低的大米裂紋百分率。稻谷干燥后米粒不立刻裂紋，可采取方法阻止裂紋形成（Bautista et al 2000）。與低溫10°C儲藏比較，稻谷品種Brazos 60°C干燥后45°C緩蘇減少籽粒裂紋率25%（Nguyen and Kunze 1984）;與20°C緩蘇比較， 50°C緩蘇減少了籽粒裂紋率32%-50%[17];甚至在較高溫度（60°C）緩蘇允許較短的干燥時間，不影響米粒質量（Cnossen et al 2003）。開口裂紋形成的速率隨著浸入溫度的降低而增加，加速水分擴散到米粒，以阻止開口裂紋的形成[18]。

稻谷裂紋問題在采用60℃的加熱空氣干燥更盛行。籽粒內發生裂紋是由于干燥期間水分和溫度梯度引起的脅迫。稻谷干燥后引起籽粒裂紋的因素是干燥速率和儲藏相對濕度，而籽粒裂紋百分率隨干燥溫度的增加而增加[11]。緩蘇處理允許水分從稻谷籽粒內部擴散到外部表面，減少水分梯度，從而減少米粒裂紋[19]。采用正確的高溫緩蘇能夠減少嚴厲干燥條件中米粒裂紋，增加HRY，與采用的干燥步驟數無關（Perdon et al 2000）。Aqueretta等[14]報道，在較高溫度緩蘇，不管干燥步驟的數目，籽粒裂紋百分率減少和HRY增加。

收獲后田間自然或人工干燥中，稻谷籽粒可能發生裂紋。在干燥期間，米粒內產生的水分梯度引起籽粒內微分脅迫，是之后產生裂紋的原因（Kunze and Calderwood 1985）。采用間歇式干燥工藝能夠減少籽粒裂紋數量，即在干燥循環之間插入緩蘇環節，緩蘇縮短了在總干燥爐的時間，阻止米粒裂紋和破碎。與連續干燥工藝比較，間歇式干燥工藝減少稻谷裂紋率20%，在于均等化了籽粒內水分濃度[9]。氣流溫度和蒸發容量增加，擴大了籽粒裂紋的百分率，而間歇和最后的緩蘇工藝減少了裂紋籽粒數，提高了整精米產量和最終的米粒品質[9]。如果蒸發容量保持很低，整精米率產量不受高干燥溫度所影響（Abud et al 2000）。

與熱空氣干燥比較，過熱蒸汽干燥稻谷增加了HRY，由于它促進了淀粉糊化，但是在干燥前幾分鐘期間發生了較高程度的曼拉德反應，導致稻谷白度值低。過熱蒸汽干燥稻谷的白色腹部百分率與熱空氣干燥的差異很小[20]。高干燥氣流溫度導致較高的稻谷籽粒溫度，延長緩蘇時間則導致籽粒內部淀粉粒的部分糊化，以類似蒸谷米的方式影響籽粒品質（Inprasit and Noomhorm 2001）。影響稻谷各種特性的流化床干燥參數包括含水率、干燥氣流溫度和床厚度。

稻谷干燥行業在不同的干燥爐設計中采用加熱的空氣。柱狀和交叉流干燥爐使用干燥溫度45-78°C，而一些多步驟干燥爐在80-200°C高溫運行。這些高溫是研磨期間米粒裂紋和破碎的主要原因（Inprasit and Noomhorm 2001）。由于水分從籽粒外部層蒸發，高溫干燥建立了籽粒表面與核心部位之間的水分梯度[6]。高蒸發容量的氣流對稻谷品質造成負面影響。Kunze和Calderwood（1985）推斷干燥速率，而不是干燥氣流溫度決定米粒品質。Naret 等[21]研究遠紅外 （FIR）照射對稻谷干燥和研磨品質的影響，指出流動床干燥后臨界含水率約18.7%濕基，而與遠紅外照射結合能夠連續減少含水率到17.4%濕基，不影響整精米產量和白度。紅外（IR）照射加熱可以取得高加熱速率和能量效率[22]，而中紅外和遠紅外光源波長2-100 μm，中粒稻谷對紅外照射最大吸收在波長2.9 μm（Bekki 1991）。稻谷在厚床中進行混合以取得均勻的加熱，克服了紅外線有限的穿透力。

采用強力空氣快速冷卻稻谷是無益的，雖然它除去了大量的水分，但卻產生了明顯的水分和溫度梯度，容易引起裂紋。在不同階段淀粉的熱機械學特性的差異能夠產生脅迫和裂紋，導致研磨期間破碎、大米研磨品質差（Perdon et al 2000）。因此，可調控的緩慢冷卻對高溫干燥后的稻谷很重要。

（三）稻谷籽粒特性影響研磨加工品質

農產品的物理化學和機械學特性知識，對正確的儲藏操作，以及收獲后加工設備的設計、尺寸標注、生產和操作都很重要。Rehal等[23]綜述了稻谷研磨參數對整精米率的影響，研磨條件包括采用的磨輥類型、速度、溫度梯度、拋光的程度、稻谷品種及研磨之前給予的預處理等。稻谷籽粒含水率影響它的機械學特性（Yang et al 2003），而籽粒溫度變異影響熱膨脹系數和其他物理特性（Ekstrom et al 1966）。最大的水分梯度存在于垂直米粒長軸的方向、米粒縱長跨度的中間部位 （Yang et al 2000）。長和細小稻谷籽粒在研磨加工中易碎（Clement and Seguy 1994）。

米粒破碎主要是由機械脅迫引起，而不是熱脅迫（Matthews et al 1970）。Kamst 等（1999）指出，沿著米粒短軸和長軸，張力強度之間無顯著差異，在兩個測定方向沒有顯著的各向異性。徑節壓縮試驗和單軸壓縮測定的楊氏模量是一樣的。

完整糙米粒的彈性模塊、彎曲強度、斷裂能量隨著干燥時間延長而增加。在不同干燥時間段，對完整籽粒測定的機械學特性不受它們損失為裂紋或破碎籽粒所影響[24]。Jia 等（2002）采用有限元模擬稻谷內部脅迫揭示了，張力脅迫在干燥的開始階段突然增加，干燥后不久達到峰值，之后逐漸降低。

稻谷籽粒的內在特征決定了精米的品質。生長季節田間溫度升高則減少非蠟質稻谷胚乳中的直鏈淀粉含量（Asaoka et al 1985）。米飯所有質地參數彼此顯著相關，與直鏈淀粉含量正相關，與蒸煮時間負相關[10]。直鏈淀粉含量與所有質地參數、粥中固形物損失正相關，觀察到直鏈淀粉含量高的品種米飯質地硬、蒸煮時間短[25]。

研究顯示，蒸煮期間米粒水分吸附、固形物損失，在大米不同品種之間有差異，受到它們的物理化學特性如直鏈淀粉含量、凝膠稠度、堿液擴展值、糊化溫度、蛋白含量的影響。水分吸收速率與3個稻谷品種的直鏈淀粉含量負相關（Metcalf and Lund 1985），直鏈淀粉含量高的大米蒸煮期間水分吸附量較大。蛋白含量高的大米蒸煮期間需求的蒸煮水多，蒸煮時間長。對所有大米品種，采用修正的指數方程較好地描述了蒸煮米粒水分吸附量隨蒸煮時間的變化。在過量水中蒸煮米飯，精米水分吸收量從它的物理化學特性可預測[26]。

三、仿真

數學模型是智能化的工具，即采用數學概念和語言抽象化一個工藝或系統。仿真包含觀察記錄、分析（模型擬合），以及基于這些結果預測特定工藝或參數的行為。在稻谷加工中評價了干燥行為、水分吸附及變化趨勢的不同預測模型。Rao 等[27]基于指數模型和Arrhenius模型提出的干燥速率常數模型k=0.02·V0.473·Dg-0.699·T0.478和k=1.014·V0.473·Dg-0.699·exp（-654.46/T），式中k是干燥速率常數，T氣流溫度，Dg是糧食床深度，決定系數（R2）均是0.94。干燥時間主要依賴干燥氣流溫度，其次是糧食床深度和氣流速率。他們進一步指出，對流氣流干燥期間，熱傳遞系數隨空氣溫度升高而增大。稻谷研磨品質隨著氣流速度增加、床深度和空氣溫度的減少而改善。對流空氣干燥的整精米率，被床深度影響最大，其次是干燥氣流溫度。干燥氣流速率對整精米率沒有影響。稻谷籽粒破裂率隨著空氣溫度和蒸發容量增加而增加（Bonazzi et al 1997）。

基于分子熱力學方法，設計的簡化模型用于分析食品的平衡水分數據，從物理學角度洞察食品EMC的本質[28]。修正GAB模型更適合預測稻谷在研究的溫度和水分活度范圍的解吸平衡含水率。MCPE和MHE模型給出了可接受的擬合度，而MHAE和MOE不適合擬合稻谷干燥溫度下的水分解吸等溫線[9]。

冷卻糧食直到安全儲存溫度，能夠抑制昆蟲和霉菌活性，將化學藥劑的使用最小化。糧食通風系統通過降低整個糧堆的溫度梯度來阻止品質劣變，糧堆的溫度梯度可引起水分遷移和袋狀霉變（Metzger et al 1983）。Iguaz 等（2004）提出的動態熱和質量平衡的數學模型，模擬強力冷空氣通風稻谷倉中糧堆溫度、含水率的變化，能夠預測在不同通風條件，糧食溫度和水分的演變，以及冷卻糧堆需要的時間。

Husain等（1987）成功模擬了研磨加工期間HRY和白度與大米物理化學特性的關系。對選擇的稻谷品種，HRY降低是研磨時間的冪函數，擬合的R2范圍0.974-0.997，MRE低于1%。

在模擬中，流動限制用于糙米分離、變色米分類的工藝中，需要加大糙米分離機、大米色選機每小時的處理量。將提出的模型用于大米自動化加工廠，用于設計和改進大米研磨工藝。在脫石、脫殼、研磨、拋光工藝中沒有流動限制。由于模擬中色選機敏感度高和進料速度低，所以在色選工藝有嚴格的流動限制 （Chung and Lee 2003）。

對糙米加濕的膜包裝技術提出的數學模型，是基于糙米包裝膜內水汽的平衡。以聚合物膜包裝糙米的目的是抑制糙米含水率的變化，預測的包裝膜內的RH和糙米含水率，與加濕試驗的讀數相一致[29]。對低密度聚乙烯（LDPE）膜和聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）膜包裝、不包裝的糙米，Tanaka等[30]提出了一個數學模型預測糙米厚層加濕處理期間的含水率分布輪廓，結論是，在試驗條件下，提出的加濕模型成功地描述了糙米厚層加濕處理。

Courtois等（2001）將稻谷籽粒模擬為兩個水分分室系統，就熱和質量（水分）作為一個整體。籽粒外部水分遷移受Fick和傅里葉法則所支配，這個分室方法在計算機上以高效的方式給出籽粒內部水分遷移的阻力，顯示了這個非線性系統的穩健行為。

四、展望

（一）提升農藝和研磨加工技術，最小化稻谷收獲后管理操作中的損失

糧食行為依賴于收獲期間含水率、干燥機制，研磨期間存在的含水率、研磨條件。研磨加工的重要問題是籽粒破碎，減少了HRY，由研磨期間產生的熱梯度導致籽粒產生壓縮力和張力脅迫。為了最小化溫度梯度，需要調整已有的加工機。為了高HRY，東南亞一些國家對長粒稻谷變成蒸谷米進行研磨加工。蒸谷米能夠忍受摩擦力到較高的值，產生高的整精米率，但是加工機械成本和經濟成本均較高。我國稻谷標準GB1350-2009規定秈（粳）稻谷研磨的一級整精米率≥50%（61%），這表明從提高整精米產量角度值得研發新技術。

（二）研發稻谷干燥期間籽粒張力脅迫的預測模型

了解稻谷收獲后處理期間的變化，并采用最佳的干燥條件，以控制米粒裂紋形成、優化稻谷研磨品質的工藝。修正GAB、MCPE、MHE均是稻谷干燥過程最佳平衡水分方程。最小化稻谷裂紋和破碎，需要干燥期間材料脅迫和變形的預測模型。已經清楚了變形速率對稻谷機械學特性具有影響。米粒中裂紋是由于張力失敗，必須了解張力強度，能夠預測它的破裂。

（三）含水率13.5%-15.0%中晚秈稻儲藏時間與整精米率關系研究

日本國家糧食標準和日本大米協會規定粳白米的最高允許水分為16%。這表明日本的粳稻谷儲存水分應該在15%-15.5%之間。我國糧食質量標準中含水率既是糧食收購計價、扣量和貿易價格核算的依據，也是在各地均能安全儲藏的水分。目前大米的國家標準水分高于相應稻谷的國家質量標準水分1%，經過2-3年的儲藏，出庫稻谷的水分還低于國家質量標準水分1%-2%，稻谷出庫水分比加工企業的需求水分低2%-3%。如果進行加工前潤谷，稻谷發生快速再吸附現象則易裂紋破碎。隨著控溫儲糧技術的推廣，帶有大米加工車間的一些糧庫儲存稻谷半年到一年，為了提高稻谷研磨加工的整精米率和白度，在冬季入倉時適當提高稻谷水分1.0%-1.5%。急需研究含水率13.5%-15.0%中晚秈稻儲藏不同時間的研磨加工品質。

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（者單位：國家糧食和物資儲備局科學研究院、河南工業大學 糧油食品學院）