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为解决糙米增湿不均匀影响碾米性能的问题，研究人员运用 DEM-DDM 模拟方法研究锅式增湿器转速和倾角对糙米增湿均匀性的影响。结果显示，最佳参数为转速 40 rpm、倾角 80°，该研究有助于糙米增湿过程的数字化设计与优化。
在大米加工过程中，碾米环节至关重要，它是将稻谷脱去麸皮层使其可食用的过程。多年来，学者们致力于从碾米机结构入手，提升碾米性能、降低能耗。然而，即便对机械结构进行改进，仍存在进一步提升的空间。后来，有研究发现，对糙米进行适当增湿，能有效改善其碾米性能并降低能耗。增湿过程是利用雾化水持续对糙米表面进行加湿，使糙米达到适宜碾米的水分含量，即 16% - 16.5%。糙米的麸皮层在吸收水分后会膨胀变软，从而减少碾米时所需的挤压力和剪切力，降低碎米率。
但实际操作中，由于糙米颗粒数量庞大，实现均匀增湿困难重重。不均匀的增湿会导致糙米出现裂纹，严重影响碾米质量。目前用于增湿的主要设备是锅式增湿器，它结构简单，能处理大容量糙米。过往研究虽发现锅式增湿器的转速等参数会影响增湿效果，但多基于经验和反复试验，缺乏对不同设备的普适性和可信度。同时，利用图像观察技术研究增湿过程也存在局限，难以获取短时间和小尺度下液滴作用于颗粒的大量瞬态信息。
在此背景下，江苏科技大学和中国农业科学院的研究人员开展了相关研究。他们运用离散元 - 离散液滴（DEM-DDM）模拟方法，对锅式增湿器中糙米的增湿过程进行数值模拟，探究增湿器转速和倾角对增湿均匀性的影响，并分析颗粒动力学特征，以揭示这些参数影响增湿均匀性的内在机制，进而提出糙米增湿过程的最佳参数。该研究成果发表在《Biosystems Engineering》上，为糙米增湿工艺的优化提供了重要依据，有助于推动糙米加工行业的数字化设计与发展。
研究人员在开展研究时，主要运用了两种关键技术方法。一是离散元 - 离散液滴（DEM-DDM）模拟方法，该方法通过建立模型，模拟液滴与糙米颗粒之间的相互作用，能够直观地呈现增湿过程中颗粒的运动和湿度分布情况；二是采用实验研究方法，选用东北农业大学水稻实验站的粳稻糙米品种东农 429，利用谷物水分仪测定其初始水分含量，通过在不同转速下进行增湿实验，观察增湿效果并对比分析。
研究人员首先进行了不同转速下的增湿实验。实验结果显示，20 rpm 时，锅式增湿器内糙米颗粒增湿后颜色差异明显，表明增湿不均匀；而在 50 rpm 时，糙米颗粒间的增湿均匀性显著提升。通过对不同转速和倾角下糙米颗粒在锅式增湿器内的混合行为和动力学特征分析发现，增湿器的转速主要影响颗粒的径向混合，转速增加时，径向混合增强；倾角则主要影响颗粒的轴向混合，较低的倾角更有利于轴向混合。综合分析得出，糙米增湿不均匀的主要原因是颗粒群中心与喷雾区之间位置交换无效。进一步研究确定，糙米增湿的最佳参数为转速 40 rpm、倾角 80°。与倾角相比，转速对改善糙米增湿不均匀现象的作用更为显著。
研究结论表明，增湿器的转速和倾角对糙米增湿均匀性有着不同程度的影响。转速影响颗粒的径向混合，而倾角影响轴向混合。研究确定的 40 rpm 转速和 80° 倾角为糙米增湿的最佳参数，为实际生产提供了科学依据。该研究成果的重要意义在于，通过对糙米增湿过程的深入研究，揭示了影响增湿均匀性的关键因素，为糙米增湿过程的数字化设计和优化提供了有力支持，有助于提升糙米碾米的整体质量，降低碾米过程中的能耗和碎米率，对推动糙米加工行业的发展具有重要价值。
