粮食种子干燥储藏及热质传递研究(李栋指导)

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1、中国农业大学本科生“URP”立项申请书项目名称粮食种子干燥储藏及热质传递研究申请人李栋工作单位工学院联系电话13683051585电子信箱dongli@cau.edu.cn填表日期2012年3月15日中国农业大学教务处制5项目名称粮食种子干燥储藏及热质传递研究项目起止时间2012年4月-2013年3月项目申请人情况姓名李栋性别男出生日期1973年8月最后学历与学位博士专业技术职务教授/博导从事专业农业工程一、项目概况粮食种子干燥是种子生产加工过程中一个必不可少的重要环节，相对于粮食干燥，由于种子干燥

2、后必须依然具有旺盛的生命力，种子发芽率不能低于干燥前，种子活力必须得到保证，因此对粮食种子干燥有更高的要求。本课题以水稻、小麦、玉米等粮食种子为例，研究我国粮食种子在不同含水率下的热力学特性，探究粮食种子干燥储藏过程对种子发芽率和活力等的影响，探明种子的最佳干燥储藏工艺；研究粮食种子的基本理化特性，建立干燥储藏过程中种子的热质传递模型。研究种子活力和种子干燥储藏等加工关键技术，将有助于全面提高我国种子的质量，为开发高品质种子，提高我国粮食种子的国际竞争力提供理论基础和实践指导。二、实施计划及方案(明

3、确各个环节对培养学生创新能力的具体思路及考核办法)1、粮食种子结构成分研究（1）研究三种粮食种子（水稻、小麦、玉米）不同的结构：种皮、胚（胚根、胚芽、胚轴、子叶）、胚乳（内胚乳、外胚乳）。（2）研究三种粮食种子（水稻、小麦、玉米）不同的化学成分：淀粉、蛋白质、脂肪、糖类、纤维素、水分等。2、粮食种子裂变机制研究（1）研究外界环境的温度、湿度、氧气含量等对粮食种子的劣变影响。（2）研究内部种子呼吸作用、蛋白质变性、酶失活等因素对粮食种子的劣变影响。3、粮食种子干燥过程动力学研究（1）研究粮食种子在不同

4、的干燥方式和干燥条件下，干燥时间与含水率的关系，以及分析其与种子大小、形状、孔隙率等的影响。（2）对粮食干燥曲线进行数学模拟。4、粮食种子农学特性研究（1）研究粮食种子成熟度、初始含水率、干燥温度等对种子发芽率的影响。（2）研究不同活力种子萌发时的热学特性，从热学层面考察影响种子活力的因素。5、粮食种子热力学特性研究（1）研究粮食种子的热转变特征温度：考察在不同的含水率、相对湿度、加热速率等的因素影响下，种子的玻璃化转变温度、熔融温度，研究分析各个因素对特征温度的影响，确定它们之间的相互关系。（2）

5、研究粮食种子的力学特性：考察种子的蠕变、应力松弛特征曲线，分析种子破裂的影响因素等。6、粮食种子储藏仓流场和温度场研究（1）研制一个小型的种子储藏仓。（2）研究种子在储藏过程中，外界环境的温度湿度、仓内温度湿度、种堆温度湿度三者的变化规律，发现和预防种子结露、发热，建立仓内水蒸汽流场和温度场。7、粮食种子热质传递机理研究（1）根据传递过程原理，结合具体孔道条件，初步推断出迁移机理和必须考虑的因素。（2）研究粮食种子热质传递相关的基础理化参数，包括比热、比重、孔隙度、导热系数、水分扩散系数、水的汽化潜

6、热等。8、粮食种子的热质传递模型建立及优化5（1）建立种子内部的水分含量和温度以及颗粒空隙内气体的温度、湿度、速度的预测模型：在颗粒尺度上建立小尺度（毫米级）热质传递模型；在储藏仓尺度上建立大尺度（米级）传递模型。（2）分析各种模型参数（粮食种子颗粒几何参数与热物理参数、仓型参数、气候参数等）及仓储条件（如外部温度、湿度、风速以及内部温度梯度）在模型中的作用，实时监测不同条件下的各种参数，对数学模型进行验证和优化。三、项目实施的基础和条件李栋是教育部“新世纪优秀人才”，现在主要研究方向是农产品干燥和

7、农业物料特性。李栋是美国InternationalJournalofFoodEngineering（被SCI和EI核心同时收录）、InternationalAgricultureEngineeringJournal和MASAUMJournalofOpenProblemsinScienceandEngineering等国际学报的编委会委员，BioresourceTechnology、FoodHydrocolloids、CarbohydratePolymers、FoodChemistry、Journal

8、ofPharmaceuticalSciences、SeparationandPurificationTechnology、FuelProcessingTechnology、FoodAdditivesandContaminants、JournalofFoodEngineering、FoodandBioprocessTechnology、Cellulose、ColloidsandSurfacesA:PhysicochemicalandEngineeringAspects、