干燥是稻谷收获后必要处理环节,需要从收获时可达20.0%～30.0%(湿基)的初始含水率干燥至14.0%～14.5%的安全贮藏含水率。不合理的干燥工艺,会引起稻谷干后品质严重下降,影响经济价值,目前主要的稻谷干燥方式为热风干燥工艺,但其存在干燥效率与干后品质矛盾。本研究基于稻谷的玻璃化转变规律提出变温干燥工艺,有望提高其适应性,缓解稻谷干燥效率与干后品质矛盾。主要采用试验与模拟相结合手段,建立稻谷玻璃化转变温度与其含水率之间的关系,解析稻谷在干燥过程中所呈现状态的变化规律;对稻谷干燥过程中的温度场与水分场进行数值模拟,探究其温度与水分分布规律,优化出稻谷恒温热风干燥工艺参数(稻谷温度、初始含水率和热风风速),并在恒温干燥试验的基础上进行稻谷变温干燥工艺研究,分析稻谷变温干燥特性,以提高干燥品质和效率为目标,优化稻谷变温干燥模式。主要研究内容及结论如下:(1)通过单因素与中心组合试验研究各影响因素(稻谷温度、稻谷初始含水率、热风风速)对稻谷干后评价指标(干燥时间、稻谷爆腰指数、整精米率)的影响规律。研究结果表明,各影响因素对稻谷干后评价指标影响程度依次为:稻谷温度、稻谷初始含水率、热风风速;在单因素试验基础上,综合分析考虑各项评价指标,并确定各影响因素合适工艺参数取值范围为:温度40～50℃、初始含水率20%～24%、热风风速0.4～0.8m/s;最终优化出最佳稻谷恒温热风干燥工艺参数为:稻谷温度45℃、初始含水率22%、热风风速0.50m/s,此时所需干燥时间为205 min、爆腰指数为70、稻谷整精米率为57.37%,所建立回归数学模型可用来预测稻谷恒温干燥工艺。(2)研究稻谷在干燥过程中所处状态(玻璃态或橡胶态)与玻璃化转变温度变化规律以及料层水分、温度变化分析。结果表明,稻谷在干燥过程中存在玻璃化转变的现象,其玻璃化转变温度与稻谷含水率呈负相关;模拟显示,稻谷处于橡胶态时所产生的应力小于稻谷处于玻璃态时产生的应力,且应力分布沿稻谷籽粒短半轴方向高于长半轴方向;在稻谷干燥过程中,水分梯度作用时间较温度梯度显著,籽粒内外温差较大时,保持时间较短(2～4 min)。(3)在稻谷恒温热风干燥试验基础上,以5、10、15℃为变温幅度,确保稻谷始终处于橡胶态或玻璃态下进行干燥,研究稻谷变温干燥工艺对各干燥指标的影响规律,并采用数值模拟与试验相结合方法分析稻谷在干燥过程中温度和水分变化规律。结果表明,稻谷以变温幅度5℃和10℃干燥时,与稻谷温度45℃恒温干燥相比,干后稻谷爆腰指数分别降低了20和10,整精米率提高12.9%和8.4%,干燥时间缩短30 min和60 min;且稻谷处于橡胶态干燥时,可较好的保证稻谷食味品质,与恒温45℃干燥条件下相比,食味品质差异性不显著;对各指标综合分析后可知,在变温干燥过程中,当稻谷始终处于橡胶态进行干燥时,可实现稻谷高能效、高品质相协调干燥目标。研究结果有助于充分理解稻谷内水分与温度变化规律,完善稻谷变温干燥工艺,缓解稻谷干燥效率与干后品质矛盾。