蚕蛹（Silkworm Pupa）是2004年卫生部批准的作为普通食品管理的食品新资源中唯一的昆虫类食品，富含大量的蛋白质、脂肪酸、甲壳素、糖类和丰富的微量元素等[1,2]。蚕蛹不仅仅是一种具有较高营养价值的美食，也是一种具有较强功能活性的中药[3,4]。目前，我国的蚕蛹大多进行粗加工后当饲料和肥料处理，在其他应用领域的开发利用较少，且手段和途径有限，产品种类不多，限制了蚕桑产业收入增长[5]。将蚕蛹干燥加工成即食干制品，可以降低其水分含量和水分活度，延长贮藏期和提高其附加值，是未来蚕蛹深加工发展的主要方向[6]。因此，研究干燥过程中蚕蛹内水分迁移规律对干燥工艺和产品品质的提高具有重要意义。
物料水分含量与状态是影响物料干燥的关键因素，物料中水分含量的多少以及其结合状态直接影响产品的外观、品质、组织结构和易腐烂程度[7]。但是常规测定水分方法存在测定时间长、测定结果不精准等问题，并且只能测定总体的水分含量，无法实时测定物料中水分的变化，限制食品加工的进一步研究[7,8]。低场核磁共振技术（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）是一种无损快速的检测技术，包括低场核磁共振波谱及氢质子核磁成像技术[9]，可以通过横向弛豫时间T2的变化实时跟踪样品干燥过程中水分状态变化情况，能快速、直观地得到水分变化规律，随着核磁技术的不断发展，LF-NMR技术在农产品的干燥、贮藏、加工和质量评价等领域得到较为广泛的应用[10,11]。迄今，未见有关LF-NMR应用于蚕蛹在干燥过程中水分迁移变化规律的研究报道。
本文以新鲜蚕蛹为对象，采用低场核磁共振技术（LF-NMR）研究热泵干燥（heat pump drying，HPD）和变温压差膨化干燥（explosion puffing drying，EPD）两种干燥方式下蚕蛹的水分分布和迁移规律，结合干燥特性曲线及干燥过程中内部水分状态等参数，建立蚕蛹热泵干燥（HPD）和变温压差膨化干燥（EPD）过程干基含水量和总峰面积A总之间的关系方程，以期为蚕蛹热泵干燥和变温压差膨化干燥提供理论参考依据。
1 材料与方法
1.1 原料
新鲜蚕蛹，蛋白质含量20.67%，初始干基含水量3.24 g/g，取自广西平乐国弘茧丝绸有限公司。
1.2 主要仪器设备
WRH-100AB型环闭除湿热泵干燥机，正旭新能源设备科技有限公司；KAAE型变温压差膨化干燥机，江苏楷益智能科技有限公司；JJ1000型电子天平，常熟市双杰测试仪器厂；NMI20型核磁共振成像分析仪，苏州（上海）纽迈电子科技有限公司；PH-070A型干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 原料处理
挑选大小均匀，新鲜的蚕蛹，采用热泵干燥和变温压差膨化干燥方式对其进行干燥。
1.3.2 干燥方法
热泵干燥：在恒定风速，温度为 80 ℃，装载量为15 kg/m2，相对湿度为25%条件下进行干燥，每隔30 min取样，进行LF-NMR测定，直至蚕蛹干基含水量降到0.05 g/g以下停止干燥。
变温压差膨化干燥：将装载量为15 kg/m2的蚕蛹均匀平铺于变温压差膨化机组膨化罐的钢丝筛上，关闭罐门，打开蒸汽发生器，待罐内温度（膨化温度）为80 ℃，膨化压力达到0.3 MPa时保持10 min（停滞时间），打开泄压阀，同时关闭蒸汽发生器，打开冷凝水，以抽空温度达到80 ℃（干燥温度），真空罐真空度为0.098 MPa，每保持30 min（干燥时间）取一次样品，进行LF-NMR测定，直至蚕蛹干基含水量降到0.05 g/g以下停止干燥。
1.3.3 干基含水量
蚕蛹干基含水量采用GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》中规定的直接干燥法测定，经测定，蚕蛹初始干基含水量为3.24 g/g。干燥过程中，蚕蛹干基含水量根据式（1）计算：
式中：
M——干燥到t时刻的蚕蛹干基含水量，g/g；
mt——干燥到t时刻的蚕蛹质量，g；
m——绝干蚕蛹的质量，g[12]。
1.3.4 干燥速率
蚕蛹热泵干燥和变温压差膨化干燥过程的干燥速率按式（2）计算。
式中：
DR——干燥速率，g/g·min；
Δt——相邻2次测定的时间间隔，min；
Mt+Δt——干燥至t+Δt时刻的蚕蛹干基含水量，g/g；
Mt——干燥至t时刻的蚕蛹干基含水量，g/g[13]。
1.3.5 T2的采集及反演
参照盘喻颜等[7]的方法并作适当修改，每隔 30 min取出样品称量后，置于核磁管中并放入磁体线圈中心，先用FID序列获得样品的中心频率，再用CPMG脉冲序列测样品中的横向弛豫时间T2，每份样品重复采集三次信号，并将结果取平均值。序列参数设置为：主频SF1=18 MHz、偏移频率O1=418100.47 kHz、90 °脉冲时间 P90=10 μs、180 °脉冲时间 P180=20 μs、采样点数TD=240008、累加次数4次、回波时间TE=600 ms、回波次数=4000。
1.3.6 NMR成像实验及参数设定
参照盘喻颜等[7]的方法并作适当修改。将样品放入磁体线圈中心进行信号采集，用核磁共振成像软件中的SE序列来获得可视化信息表，每隔20 min进行一次NMR成像，成像参数设置为：主频SF1=18 MHz、偏移频率O1=159.609 131 kHz、采样点数TD=256、采样频率SW=20 kHz、采样时间DW=50 μs、信号采样总时间ACQ=12.8 ms、接收机死时间DT2=1.4 ms、模拟增益RG1=20 dB、数字增益DRG1=3 dB、选层方向 GsliceY=1、相位编码方向 GphaseZ=1、频率编码方向 GreadX=1、90 °脉冲宽度 P1=1200 μs、180 °脉冲宽度 P2=1200 μs、90 °脉冲幅度 RFA1=3%、180 °脉冲幅度RFA2=6%、射频脉冲形状RFSH1为5sinc256、重复采样次数NS=4、累加次数RP1count=4、相位编码步数RP2count=128。
为保证数据的高精准性，对所得的峰面积和横向弛豫时间进行标准化处理，得到每单位质量样品对应的峰面积和横向弛豫时间，峰面积A2和横向弛豫时间T2标准化处理可分别表示为式（3）和式（4）：
式中：
At和 Tt——分别为 t时刻反演后的峰面积和横向弛豫时间，ms；
A2和T2——分别为t时刻标准化处理后的峰面积和横向弛豫时间，ms；
M2——对应蚕蛹的质量，g[7]。
1.4 数据分析
用SPSS 19.0软件对试验数据进行方差分析处理，采用Duncan法进行多重比较，显著性水平为p＜0.05，Origin 8.0绘图。
2 结果与讨论
2.1 干燥方式对蚕蛹水分迁移规律的影响
2.1.1 干燥方式对干燥特性的影响
在“1.3.2干燥方法”规定的条件下，分别对蚕蛹进行热泵干燥和变温压差膨化干燥，干燥过程的干燥曲线和干燥速率曲线见图1a和1b。
图1 不同干燥方式下的干燥曲线（a）和干燥速率曲线（b）
Fig.1 Drying curve (a) and drying rate curve (b) under different drying methods
由图1a可知，从蚕蛹的干基含水量变化趋势看，随着干燥时间的延长，EPD和 HPD两种干燥方式的蚕蛹干基含水量均持续降低，其中EPD蚕蛹干基含水量下降更明显，水分迁移更快。在EPD和HPD两种干燥方式下，蚕蛹干基含水量由3.24 g/g降至0.05 g/g以下所需时间分别为160和280 min，时间相差1.75倍。
由图1b可知，EPD和HPD两种干燥方式均有增速、降速两个阶段，在整个干燥过程中以降速干燥为主，干基含水量较高时，干燥速率大，随着干基含水量的降低，干燥速率不断减小。在降速阶段，EPD干燥的干燥速率明显高于 HPD干燥的干燥速率，这与吴钊龙等[4]研究不同干燥方式干燥蚕蛹的结果一致。主要是因为 EPD干燥是利用相变和气体的热压效应原理，使蚕蛹内部的水分迅速升温汽化，干燥速度加快[14]。
2.1.2 新鲜蚕蛹的 T2反演谱随弛豫时间的变化
图2 新鲜蚕蛹的T2反演谱
Fig.2 T2 inversion spectrum of fresh silkworm pupa
如图2所示，反演后的新鲜蚕蛹的NMR T2反演图谱有3个波峰，表明新鲜蚕蛹内部存在3种不同水分状态，3种不同水分状态在T2反演图谱中对应的横向弛豫时间T2范围分别为结合水T21（0～2 ms）、不易流动水 T22（2～100 ms）、自由水 T23（100～1000 ms）[15]，对应3个峰的峰面积分别为：49.531、661.651、1730.075，峰面积占比分别为2.03%、27.10%、70.87%。由此可见，新鲜蚕蛹中70%以上的水都是自由流动的水，只有不到 3%的水与蚕蛹中的大分子进行紧密的结合。
2.1.3 干燥方式对低场核磁共振图谱的影响
蚕蛹热泵干燥和变温压差膨化干燥过程的核磁共振波谱分别图3a和3b。
T2与信号强度的关系曲线可以间接反映出蚕蛹中水分的含量、状态和移动方式，T2越大，水分自由度越高，越容易排出；T2越小，水分与其他非水组分的结合越紧，水分自由度越小，越不容易排出；如图3所示，随着干燥时间延长，EPD和HPD两种干燥方式的干燥过程中水分变化呈现出相似的趋势，均发生了不同程度的迁移。一是峰位置逐渐左移，二是峰面积逐渐减小，即自由水含量不断减少，同时水分与非水组分的结合程度越来越紧密，在干燥的前期过程中主要散失的是自由水，这与蔡路昀等[16]研究不同干燥方式对沙丁鱼水分迁移规律影响的结果一致。
图3 不同干燥方式下的核磁共振波谱
Fig.3 NMR spectra under different drying methods
注：（a）HPD drying；（b）EPD drying。下图同。
2.1.4 干燥方式对蚕蛹核磁信号幅度变化的影响
HPD与EPD两种干燥方式对蚕蛹干燥过程中横向弛豫时间 T21、T22、T23和峰面积 A21、A22、A23、A总的影响结果见表1。
横向弛豫时间 T2反映了样品内部氢质子的存在状态和所处的化学环境，与氢质子所受的束缚力有关，氢质子受束缚力越小，水分越易脱去，T2弛豫时间越长，在T2图谱上峰位置越靠右；反之氢质子受束缚力越大，水分越难脱去，T2弛豫时间越短，在T2图谱上峰位置越靠左[17]。
由表1可知，蚕蛹在EPD和HPD两种干燥方式中，结合水横向弛豫时间 T21、不易流动水横向弛豫时间T22、自由水横向弛豫时间T23均随着干燥时间的延长呈下降趋势。不同干燥时间T2反演谱中各个峰面积的大小可以表征含水量的多少（A21、A22、A23分别为峰T21、T22、T23的峰面积，A总为3个峰的总峰面积），新鲜蚕蛹中A23信号量大，占据了总水分信号量A总的主体。随着干燥时间的延长，EPD和HPD两种干燥过程中总峰面积A总均逐渐减小，结合水峰面积A21和不易流动水A22均呈先上升后下降的趋势，自由水峰面积A23均呈下降趋势，且均在蚕蛹干基含水量为0.12 g/g左右时，自由水的信号完全消失，同时不易流动水的波峰明显左移。可见干燥破坏了蚕蛹内部细胞结构，对蚕蛹水分状态的变化起明显作用，在相同干燥时间下，EPD干燥的总峰面积低于HPD干燥，说明此干燥时间下EPD干燥的水分要低于热泵干燥，这与干燥曲线的变化趋势相一致，表明EPD干燥能够有效增加样品内外水分梯度，加快内部水分由内往外迁移[15]。EPD和HPD两种干燥最终阶段，剩余总水分信号均以少量结合水和不易流动水为主，蚕蛹干制品达到安全水分，可实现安全储藏。
表1 蚕蛹的水分分布在不同干燥方式下随干燥时间的变化
Table 1 The moisture distribution of silkworm pupa changes with the drying time under different drying methods
注：同干燥方式同列不同小写字母表示差异显著（p＜0.05）。
干燥方式 干燥时间/min T21/ms T22/ms T23/ms A21 A22 A23 A总0 0.031a 77.426f 890.215f 49.531c 661.651e 1730.075d 2441.257f EPD HPD 30 0.031a 47.508e 756.463e 70.960e 674.308f 407.679c 1152.947e 60 0.031a 34.305d 642.807d 75.491f 247.090d 85.393b 407.974d 90 0.027a 21.049c 546.228c 69.788d 210.280c 5.651a 285.719c 120 0.027a 17.887b 464.159b 30.544b 186.413b - 216.957b 150 0.023a 15.199a 335.160a 27.159a 160.885a - 188.044a 0 0.031a 77.426h 890.215h 49.531f 661.651g 1730.075f 2441.257h 30 0.027a 65.793g 756.463g 57.104h 668.916h 682.483e 1408.503g 60 0.023a 47.508f 642.807f 50.010g 436.753f 468.435d 955.198f 90 0.023a 40.370e 464.159e 47.701e 376.023e 162.587c 586.311e 120 0.023a 34.305d 394.421d 40.368d 335.610d 47.080b 423.058d 150 0.019a 29.151c 335.160c 37.732c 305.980c 0.005a 343.717c 180 0.019a 24.771b 284.804b 32.652b 205.062b - 237.714b 210 0.019a 21.049a 242.013a 28.411a 177.379a - 205.790a
图4 蚕蛹EPD和HPD干燥过程中干基含水量和总峰面积的相关性分析
Fig.4 Correlation analysis of dry basis moisture content and total peak area during the drying process of silkworm pupa EPD and HPD
2.2 蚕蛹干基含水量和 T2反演谱总峰面积相关性分析
总峰面积表示样品中的相对总含水量，通过定标曲线可以定量得到样品中总含水量和不同状态水分的含量[18]。为了研究蚕蛹EPD和HPD过程中T2反演谱总峰面积随干基含水量变化的规律，建立了蚕蛹EPD和HPD过程A2与干燥过程中的实际干基含水量的关系方程见图4。
由图 4可知，EPD干燥的线性拟合方程为 A总=702.01x+173.92（R2=0.9997），HPD干燥的线性拟合方程为 A 总=695.94x+229.24（R2=0.9968），两者均具有较高的拟合度，其中EPD干燥拟合度高于HPD干燥拟合度，呈显著的线性关系（p＜0.05），表明 EPD和HPD两种不同干燥方式，蚕蛹干基含水量对T2反演谱总峰面积有显著影响。所得模型可通过分析 T2反演图谱结合线性方程间接计算蚕蛹干燥过程中任一时刻的干基含水量。
2.3 干燥方式对蚕蛹干燥过程中核磁共振成像的影响
蚕蛹热泵干燥和变温压差膨化干燥过程的蚕蛹氢质子成像分别图5a和5b。
核磁共振成像（MRI）是根据不同位置的氢质子共振频率不同，获得不同的磁共振信号强度，不仅能够高效率、高精准、无损伤测定物料水分分布情况以及加工过程中的结构变化，而且还能够通过图像的清晰度和亮度直观地提供内部结构可视化信息[19]。图像的亮度与氢质子的活跃程度及密度有关，图像越亮，说明氢质子的活跃程度越强，密度越高[20]。由图5可知，随着干燥时间的延长，蚕蛹在EPD和HPD干燥方式下，氢质子密度图像亮度均呈下降的趋势，表明其内部干基含水量逐渐减少；这与谢小雷等[21]报道的用MRI技术研究牛肉干燥过程中的H质子密度图像变化趋势一致。
蚕蛹在EPD过程中干燥不均现象明显，相对而言HPD的MRI图信号分布均匀性更好一些。主要是因为EPD脆度大于HPD[4]，EPD能使蚕蛹内部有膨化作用，使孔道扩充，质地更加酥脆，以至于出现干燥不均现象。
图5 HPD（a）和EPD（b）干燥方式下蚕蛹氢质子成像对比图
Fig.5 Comparison of hydrogen proton imaging of silkworm pupa under HPD (a) and EPD (b) drying methods
3 结论
变温压差膨化干燥（EPD）在干燥过程中水分下降较快，其干燥速率也快于热泵干燥（HPD）。新鲜蚕蛹内部存在3种不同水分状态，3种不同水分状态在T2反演图谱中对应的横向弛豫时间T2范围分别为结合水 T21（0～2 ms）、不易流动水 T22（2～100 ms）、自由水T23（100～1000 ms），对应3个峰的峰面积分别为：49.531、661.651、1730.075，峰面积占比分别为2.03%、27.10%、70.87%。蚕蛹随着干燥时间的延长，EPD 和HPD2种干燥方式下T2弛豫时间均呈现出相同的变化趋势，一方面是峰位置向左迁移，另一方面是总峰面积A总不断减小，水分的主要状态逐步变成不易流动水和结合水。经拟合，蚕蛹EPD和HPD过程干基含水量x和总峰面积A总之间的关系方程（定标曲线方程）分别为 A总=702.01x+173.92及 A总=695.94x+229.24，两者均呈显著的线性关系（p＜0.05），决定系数（R2）分别为0.9997和09968，但热泵干燥（HPD）过程的氢质子密度分布相对均匀。综合考虑，EPD能更好描述蚕蛹干燥过程中水分迁移规律。
[1]Xingya Long, Jiajia Song, Xin Zhao, et al. Silkworm pupa oil attenuates acetaminophen-induced acute liver injury by inhibiting oxidative stress-mediated NF-κB signaling [J].Food Science & Nutrition, 2020, 8(1): 237-245
[2]Yu Zhang, Junhong Wang, Zuoyi Zhu, et al. Identification and characterization of two novel antioxidant peptides from silkworm pupae protein hydrolysates [J]. European Food Research and Technology, 2020: 1-10
[3]吴钊龙,林芳,陈振林,等.蚕蛹变温压差膨化干燥工艺优化[J].食品研究与开发,2021,42(5):153-158
WU Zhaolong, LIN Fang, CHEN Zhenlin, et al.Optimization of explosion puffing drying process for silkworm pupa at variable temperatures and pressure difference [J]. Food Research and Development, 2021, 42(5):153-158
[4]吴钊龙,林芳,陈振林,等.不同干燥方式对蚕蛹干制品品质的影响[J].保鲜与加工,2021,21(5):117-121
WU Zhaolong L, LIN Fang, CHEN Zhenlin, et al. Effect of different drying methods on the quality of dried silkworm pupa products [J]. Storage and Process, 2021, 21(5): 117-121
[5]Attaribo Thomas, Gaiqun Huang, Xiangdong Xin, et al.Effect of the silkworm pupa protein-glucose conjugate on the thermal stability and antioxidant activity of anthocyanins [J].Food & Function, 2021, 12(9): 4132-4141
[6]Yuxiao Zou, Tenggen Hu, Yang Shi, et al. Silkworm pupae oil exerts hypercholesterolemic and antioxidant effects in high-cholesterol diet-fed rats [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2017, 97(7): 2050-2056
[7]盘喻颜,段振华,钟静妮.利用低场核磁共振技术分析月柿果片微波间歇干燥过程中的内部水分变化[J].食品工业科技,2021,42(14):33-39
PAN Yuyan, DUAN Zhenhua, ZHONG Jingni. Analysis of internal moisture changes of persimmon slices during intermittent microwave drying using low-field NMR [J].Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(14):33-39
[8]臧秀.低场核磁共振及成像技术监测海参干制过程中的品质变化[D].大连:大连工业大学,2017
ZANG Xiu. Quality monitoring analysis of sea cucumber during drying process by low field nuclear magnetic resonance and imaging technology [D]. Dalian: Dalian Polytechnic University, 2017
[9]徐建国,徐刚,张绪坤,等.利用核磁共振成像技术分析胡萝卜干燥过程中内部水分传递[J].农业工程学报,2013,29(12):271-276,293
XU Jianguo, XU Gang, ZHANG Xukun, et al. Moisture transport in carrot during hot air drying using magnetic resonance imaging [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(12): 271-276, 293
[10]Hansen Christian-lyndgaard, Thybo Anette-kistrup, Bertram Hanne-christine, et al. Determination of dry matter content in potato tubers by low-field nuclear magnetic resonance(LF-NMR) [J]. J Agric Food Chem, 2014, 58(19):10300-10304
[11]薛广,李敏,关志强,等.基于低场核磁共振的罗非鱼片微波真空干燥过程水分变化规律[J].广东海洋大学学报,2020,40(6):123-129
XUE Guang, LI Min, GUAN Zhiqiang, et al. Moisture change of tilapia fillet in microwave vacuum drying process based on low-field nuclear magnetic resonance [J]. Journal of Guangdong Ocean University, 2020, 40(6): 123-129
[12]盘喻颜,段振华,刘艳,等.火龙果片微波间歇干燥特性及其动力学研究[J].食品与机械,2019,35(3):195-201
PAN Yuyan, DUAN Zhenhua, LIU Yan, et al. Research on properties and kinetic model of intermittent microwave drying to pitaya slices [J]. Food & Machinery, 2019, 35(3):195-201
[13]吴钊龙,林芳,陈振林,等.蚕蛹热泵干燥特性及其动力学模型研究[J].食品研究与开发,2020,41(18):1-6
WU Zhaolong, LIN Fang, CHEN Zhenlin, et al. Heat pump drying characteristics and kinetic modeling of silkworm pupa[J]. Food Research and Development, 2020, 41(18): 1-6
[14]吴钊龙,林芳,陈振林,等.蚕蛹变温压差膨化干燥特性及其动力学模型研究[J].食品科技,2020,45(10):88-95
WU Zhaolong, LIN Fang, CHEN Zhenlin, et al. Drying characteristics and kinetic modeling of silkworm pupa by explosion puffing drying at variable temperatures and pressure difference [J]. Food Science and Technology, 2020,45(10): 88-95
[15]马慧俐,王松磊,贺晓光,等.不同干燥方式下黄牛肉水分分布迁移规律研究[J].核农学报,2021,35(1):138-146
MA Huili, WANG Songlei, HE Xiaoguang, et al. Water distribution and migration of yellow beef under different drying methods [J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences,2021, 35(1): 138-146
[16]蔡路昀,台瑞瑞,周小敏,等.不同干燥方式下沙丁鱼干燥特性的比较[J].食品工业科技,2019,40(6):19-25
CAI Luyun, TAI Ruirui, ZHOU Xiaomin, et al. Comparison of drying characteristics of sardines under different drying methods [J]. Science and Technology of Food Industry, 2019,40(6): 19-25
[17]M A Ruizcabrera, P Gou, L Foucat, et al. Water transfer analysis in pork meat supported by NMR imaging [J]. Meat Science, 2004, 67(1): 169-178
[18]李定金,段振华,刘艳,等.利用低场核磁共振技术研究调味山药片真空微波干燥过程中水分的变化规律[J].食品科学,2019,40(5):116-123
LI Dingjin, DUAN Zhenhua, LIU Yan, et al. Variation in water content during vacuum microwave drying of flavored yam chips process analyzed by low-field nuclear magnetic resonance imaging [J]. Food Science, 2019, 40(5): 116-123
[19]Fangfang Xu, Xin Jin, Lu Zhang, et al. Investigation on water status and distribution in broccoli and the effects of drying on water status using NMR and MRI methods [J]. Food Research International (Ottawa, Ont.), 2017, 96: 191-197
[20]吕豪,吕为乔,崔政伟,等.不同微波环境下苹果片干燥特性分析[J].农业机械学报,2018,49(S1):433-439
LYU Hao, LYU Weiqiao, CUI Zhengwei, et al. Analysis on drying characteristics of apple slices under different microwave conditions [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(S1): 433-439
[21]谢小雷,李侠,张春晖,等.牛肉干中红外-热风组合干燥工艺中水分迁移规律[J].农业工程学报,2014,30(14):322-330
XIE Xiaolei, LI Xia, ZHANG Chunhui, et al. Moisture mobility mechanism of beef jerky during combined mid-infrared and hot air drying [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(14):322-330