离散元法的螺旋搅拌机参数优化及其数据模型构建

为探讨螺旋搅拌机内糙米颗粒的随机运动和混合特性,采用离散元法(DEM)和试验相结合的方法模拟了糙米颗粒的运动轨迹.从单颗粒的随机运动和颗粒群的混合运动两方面分析了颗粒的运动规律和混合特性.分别阐述了螺旋搅拌机叶片的转速和充填量对颗粒混合程度的影响,应用SigmaPlot软件对仿真数据进行分析并分别建立转速、填充量与变异...     

XHJ-Ⅱ型稀释混合机混合质量影响因素的试验研究

针对XHJ-Ⅱ型稀释混合机,结合工艺和预混合饲料生产的实际需要,进行了混合加工组合设计试验。得出了影响混合机混合质量的因素的主次顺序为:转筒夹角、充满系数、混合时间、转筒转速。交互作用的主次顺序为:混合时间与充满系数的交互作用、转筒的夹角与转筒转速的交互作用、转筒转速与充满系数的交互作用、转筒转速与混合时间的交互作用。混合时间与充满系数的交互作用最大。同时得出了该机混合均匀度的最佳工艺方案为:转筒与地面垂线的夹角为20°,转筒转速为33r/min,混合时间为6min,充满系数为0.4,此时该机的混合均匀度最高,变异系数CV为3.21%。     

限制性糊化糙米粉的挤压工艺参数研究

以双螺杆挤压机为实验设备,以糙米为主要原料,在重组糙米成型的前提下,研究了物料水分、机筒温度、螺杆转速对重组糙米糊化度的影响。利用单因素试验和正交试验确定限制性糊化糙米重组米的最佳工艺参数为:机筒温度110℃、物料水分35%、螺杆转速140r/min。在该工艺条件下,重组糙米糊化度为89.79%。     

基于EDEM的翻板冷却器布料器布料效果的离散元仿真优化

翻板冷却器是一种采用逆流冷却原理的立式冷却设备。为解决翻板冷却器布料不均的问题,更好地适应多形态、多物状的物料,基于EDEM软件,针对以大豆颗粒为代表的颗粒料和以大豆低温粕为代表的粕粉料,对翻板冷却器布料器的布料情况进行了离散元仿真。通过中心组合试验回归分析的方法,以颗粒分布离散率为响应值,对撒料盘与铅锤面的倾斜夹角(简称“撒料倾角”)和转轴转速进行了优化,并将优化结果应用于检疫性大豆灭活工艺冷却工段的翻板冷却器布料器。结果表明：物料类型为以大豆颗粒为代表的颗粒料时,撒料倾角为53.59°、转轴转速为45.91 r/min时布料效果最优,颗粒分布离散率为2.44%;物料类型为以大豆低温粕为代表的粕粉料时,撒料倾角为49.02°、转轴转速为46.45 r/min时布料效果最优,颗粒分布离散率为2.99%。实际工程应用结果表明,大豆颗粒布料总体均匀,冷却情况较好。综上,基于EDEM对翻板冷却器布料器的布料效果进行优化具有可行性和有效性。     

混合原料高浓度酒精发酵工艺优化

在单因素试验的基础上,对混合原料高浓度酒精发酵工艺进行正交试验优化,结果表明,影响高浓度酒精发酵因素的主次顺序为发酵温度＞糖化酶添加量＞发酵时间＞接种量＞摇床转速,最佳发酵条件参数为发酵温度33 ℃、糖化酶添加量160 U/g、发酵时间60 h、接种量25%、摇床转速140 r/min。在此最佳工艺条件下,发酵醪酒精度可达到15.95%vol。     

输送辊上禽蛋轴向运动和翻转运动综合试验台的研制

为了阐明禽蛋大小头自动定向中轴向运动和翻转运动的机理以及优化处理装置的结构参数和输送运动参数,研制了输送辊上禽蛋轴向运动和翻转运动综合试验台。试验台的支撑辊子直径和材质及表面状况、支撑辊子转速和移动速度、支撑辊子中心距、导向杆弯曲角度和与辊子间的距离等结构和输送运动参数可调,利用高清晰数码相机摄录禽蛋的轴向运动和翻转运动的影像,通过截屏获取禽蛋运动的图像,运用图像处理软件解析禽蛋运动参数和姿态参数。用洋鸡蛋30枚对所研制的试验台进行了验证性试验,结果表明洋鸡蛋的轴向运动水平偏转角和轴向运动位移及翻转运动翻转角的运动规律与在禽蛋大小头定向排列装置上测试结果一致。经长时间运行,试验台运行稳定、操作方便和测试可靠,为输送辊上禽蛋定向运动机理的解析和卵形农产品定向研究提供了试验条件。     

基于DEM离散元建模技术的双轴桨叶式食品混合机运动仿真分析

目的：分析双轴桨叶式混合机内食品粉体颗粒的运动混合特性,优化验证混合机结构。方法：采用EDEM软件对3种不同尺寸的食品粉体颗粒按比例混合进行仿真,以后处理Bin Groups建立混合箱观察混合情况,并通过研究不同类型食品粉体之间的颗粒数量来进行评估。结果：在t=5 s时,3种粉体食品颗粒所对应的方格中颗粒数量还存在一定的差距,但是基本相差不大,3种粉体食品颗粒的混合程度已经很高;3种粉体食品颗粒之间的接触随时间的变化趋势大体上是相同的,随着时间的增加,各种粉体食品之间的接触数量也随之增加,待t=8 s之后,各种粉体食品颗粒之间的接触数量基本达到稳定值。结论：采用离散元法可以有效分析桨叶式混合机中粉体食品的混合情况。     

卵形体农产品大小头自动定向翻转运动仿真模型建立与试验验证

为了深入探讨卵形体农产品大小头自动定向中翻转运动规律的影响因素和动力学特性,降低实际试验成本,设计了由卵形体、输送辊、导向杆组成的数字化虚拟样机(仿真模型),并运用ADAMS运动仿真技术对卵形体翻转运动过程进行了仿真,创建了翻滚距离和导向杆作用距离仿真值的测量方法;在此基础上,对不同长轴L、短轴B、蛋形角θ和输送辊中心距E、导向杆弯曲角度γ、输送速度v条件下仿真值和实际试验值进行比较分析。结果表明,仿真结果与实测结果呈现相同的变化规律,相对误差均在10%以内,所建的仿真模型是可信和有效的,利用该模型研究翻转运动规律是可行的。     

基于EDEM的回转组合多层筛筛选过程的离散元分析

回转组合多层筛是粮食和油料的高效清理设备。借助三维建模软件,建立了回转组合多层筛三维实体模型,基于离散元仿真软件EDEM模拟了小麦在筛选过程中的运动情况。改变筛体的运动参数(回转半径、回转频率及筛面倾斜角度),通过数据后处理得到物料中小麦颗粒、杂质颗粒的运动情况,分析各参数对物料推进速度、杂质去除率和小麦提取率的影响。结果表明,回转组合多层筛回转半径在20～25 mm之间、回转频率在6～7 Hz之间、筛面倾斜角度在6°～8°之间时,物料推进速度快、处理量大、除杂效率高、小麦损耗少。研究结果为回转组合多层筛的仿真研究提供数据支持。     

挤压参数对酿造酱油原料糊化度的影响

利用挤压技术对酿造酱油的芝麻粕和面粉等原料进行预处理,可以起到淀粉糊化的作用。在单因素试验的基础上,以挤出物 糊化度为考察指标,以挤压温度、螺杆转速、面粉含量、含水量为挤压参数,运用Box-Behnken试验设计对挤压芝麻粕酿造酱油中挤压 参数进行优化。 结果表明,最佳挤压参数为挤压温度90 ℃,螺杆转速200 r/min,面粉含量26%,含水量21%。 在此最优条件下,挤出物 的糊化度为91.23%。     

固体混合研究现状及在烟草加工中的应用展望

从混合机理、混合设备、混合效果的评价等方面综述了固体混合的研究现状。简要介绍了近年来烟草加工过程物料混合的研究进展,结合烟草加工的特点对该领域今后的研究方向提出了展望。     

Experiments on dough rheology to improve screening of bread wheat cultivars

The bread‐making potential of flour may be roughly estimated by dough rheology, especially its tolerance to over‐mixing as determined with the farinograph. The objective of this study was to identify the relative effects of experimental conditions likely to affect dough mixing stability: mixer speed, temperature, salt, yeast and bread additives such as ascorbic acid and preservatives. The addition of 1–2% salt or ascorbic acid (50 mg kg^?1 flour) improved dough mixing stability and counteracted the negative effect of bread preservatives. Mixing salted dough at slow speed (63 rpm) and 25 °C might be a more realistic bread‐making procedure for performing dough rheology assays with equipment such as the farinograph, compared to official methods (only flour and water, no salt; 30 °C). Amongst five bread wheat cultivars, differences existed in dough strengthening response to both salt and ascorbic acid, a property that may find application in wheat breeding and screening.     

适用于高黏度非牛顿流体的骨素调配反应罐的研制

针对常规调配反应罐中物料混合不均匀、溶解效率低、反应温度不易控制、香味损失等问题,设计开发一种适用于高黏度非牛顿流体的骨素调配反应装置,该装置由罐体、立式复合搅拌装置、底部乳化搅拌装置、反应挥发物收集回流装置以及投料装置组成。该装置非常适合于高黏度非牛顿流体物料的调配、混合、反应,能够实现多功能操作、大大节省能源,同时提高反应的可控程度、降低劳动强度和投资成本,对挥发性风味物质进行调制和回收,实现香气的固化和再利用。     

Rheological properties of yeasted and nonyeasted wheat doughs developed under different mixing conditions

BACKGROUND: In order to explore the differences in rheological behaviour of full formula and flour/water doughs due to mixing, small‐amplitude oscillatory strain (SAOS) rheological measurements were made on fully developed nonyeasted and inactivated yeasted dough formulations mixed at various speeds using the Brabender Farinograph and the Bohlin ReoMixer. These results were compared with large‐strain empirical rheological results (including Kieffer rig uniaxial extension) as well as baking test results to determine differences due to mixer speed and/or flow distribution. RESULTS: The uniaxial extension and baking tests detected mixing speeds with incomplete dough development. Above those speeds, energy input to peak development was relatively constant in the Farinograph. Extensibility trends showed increases with speed in the yeasted dough samples, which were attributed to variation in fermentation time during mixing to peak torque at different speeds. While SAOS results did not show differences due to mixing speed, they did detect differences between the yeasted and nonyeasted dough formulations, as well as significant differences (P < 0.01) between yeasted doughs mixed in the two different mixers. CONCLUSION: The results indicate that known differences in the distribution of elongational and shear flows in the two mixers impact the development of dough structure during mixing. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry     

PET/PE共混纤维纺丝组件的结构与性能

通过PET/PE进行共混纺丝实验,对共混纺丝组件的性能做了研究。观察分析了一般纺丝组件（无静态混合圆盘）和共混纺丝组件（装设静态混合圆盘）获得的PET/PE共混纤维电镜照片。实验结果表明,共混纺丝组件能有效地促进PET/PE共混过程中相的分散和阻止分散相的再凝聚;并且伴随着共混纺丝组件中静态混合圆盘数目的增加,共混纤维中分散相颗粒的分布均匀性与细化程度明显增大。     

烟田掺沙对土壤理化性质与烤烟养分积累的影响

为解决植烟水稻土质地黏重、烤烟生长发育受阻的问题,以云南玉溪烤烟5年连作的水稻土为研究对象,通过掺沙改变土壤粒级组成,研究土壤水稳性团聚体组成、理化指标、酶活性以及烤烟养分吸收与干物质积累情况,并分析了其相关性。结果表明,与未掺沙处理比较,掺沙30%、60%后砂粒含量分别显著增加了44.55%、58.59%（p<0.05）,黏粒、粉砂粒含量随掺沙量的增加而降低。掺沙后,<0.25 mm粒级团聚体含量显著降低（p<0.05）,大团聚体含量增加,土壤团聚体稳定性大小为掺沙30%>掺沙60%>不掺沙;土壤pH、过氧化氢酶活性增加,有机质、速效钾等主要养分含量降低,掺沙30%后土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶活性分别比不掺沙处理显著提高了20.42%、268.69%（p<0.05）;烟株干物质、氮磷钾元素累积量均增加,其中掺沙30%时增幅最大,并且干物质和养分累积量也最高。Pearson相关分析与冗余分析表明,土壤机械组成对土壤性状和养分累积的影响显著,多数生长指标、土壤pH、过氧化氢酶活性与砂粒含量极显著正相关（p<0.01）,与黏粒、粉砂粒含量极显著负相关（p<0.01）,土壤团聚体稳定性与砂粒含量正相关。综上,本试验中水稻土掺沙比例为30%为宜,此比例掺沙可以明显改善土壤结构,改良土壤质量,阻滞土壤酸化,增加烟株对养分的吸收,促进烟株生长。     

超声场下搅拌特性的试验研究

在自制的数字化搅拌设备实验平台的基础上,以水和不同浓度的CMC溶液为介质,探索超声波场对搅拌功率特性和搅拌混合特性影响的试验研究。结果表明:在本试验所用介质中,超声波对搅拌功率影响不大;在低黏度介质中,超声波对混合特性影响不大,在中黏度介质中,超声波可以明显改善混合特性。     

基于CFD流场分析的反应釜搅拌器结构改进

承压反应釜在固液混合过程中往往伴随强烈的热传递效应,而密度较低的粉末状固相介质与液体混合的难度相对较大,投料溶入效果不佳和物料结团漂浮等问题较常见。针对此类反应釜的搅拌不充分等问题,采用CFD技术指导反应釜内搅拌器结构进行设计和改进,对反应釜内的固液搅拌混合过程进行了三维数值模拟。数值计算采用多重参考系法(MRF),κ-ε湍流模式以及Mixture多相流模型,模拟了反应釜中的流场形态,通过混合过程的两相流计算得到固相体积分数的分布情况和变化规律,并在此基础上预测了混合时间。结果表明:改进后的搅拌器效果明显增强,该混合过程的CFD模拟可得到相对准确的流场分布及各项特性参数预测结果,可为该类反应釜搅拌器的设计和优化提供参考。     

Study on dynamic response mechanism of rice grains in friction rice mill and scale-up approach of parameter based on discrete element method

Rice milling is a key step that decides nutritional quality and economic benefits of rice in rice processing. Because of diverse requirements for the bran removal degree and rice handling capacity, rice milling effect must be accurately controlled. In this study, the milling process of rice in milling cavity was simulated through discrete element method, and simulation effectiveness was verified by experiments. Dynamic response characteristics of rice particles to different parameters were clarified. The more energy input and the larger particle volume fraction in shear zone, the higher milling degree of rice. A scale-up mathematical model involving structural and operating parameters was established for the first time. There is a linear relationship between the model and the energy loss. Experimental results showed that the model can accurately predict the milling degree of rice. This study can provide theoretical guidance for the design of rice mill or similar equipment.