全封闭带式输送机返料装置返料性能仿真试验研究

为揭示小麦颗粒在全封闭带式输送机返料装置中的运动规律和返料性能,为返料装置的结构优化提供理论指导,开展了全封闭带式输送机返料装置返料性能仿真试验。采用离散元软件EDEM和Hertz-Mindlin颗粒接触模型建立了多球元叠加小麦颗粒模型和返料装置离散元仿真模型,对小麦颗粒群在返料板作用下的运动规律进行研究;以颗粒返回率为评价指标,返料板倾斜角、带速为考察指标进行二因素四水平仿真正交试验。结果表明:颗粒群在返料板的推动作用下呈现4种运动方式;返料板倾斜角是影响评价指标的主要因素,带速是次要因素;返料板倾斜角0°和带速3.5 m/s为最优组合参数,此条件下颗粒返回率为43.76%;较小返料板倾斜角有利于返料板携带走更多的颗粒和减缓改向滚筒底部颗粒堆积;颗粒返回率与带速呈正相关关系,较高带速可以提高颗粒返回率。研究结果揭示了返料装置返料机理以及返料性能的影响规律,可为返料装置的结构优化提供理论指导。     

响应曲面法优化超微蛋壳粉制备工艺

目的:通过二次回归旋转正交试验进行参数优化,建立选择因素与蛋壳超微粉体颗粒粒径的变化规律。方法:利用可调参数式行星球磨机对蛋壳进行超微粉碎,研究粉碎时间、公转盘转速、球料比、填充率对粒径的影响。结果:得到最优的理论组合为填充率21.46%、粉碎时间3.67h、公转盘转速421.83r/min、球料比5.97g/g。采用激光粒度仪测量粒径,此时蛋壳颗粒粒径的中位径(d50)可达3.49μm,比表面积为1650.08m2/kg。结论:蛋壳超微粉碎后,粒度达到微米级,经过二次回归旋转正交试验得到最优化的粉碎参数。     

气缸摆板机构对片烟箱内密度偏差率的影响

为了解气缸摆板机构的摆幅、摆频和中心位置对箱内密度偏差率的作用规律,改善片烟箱内密度偏差率(DVR),采用减压阀控制气缸工作和9点密度检测法检测片烟箱内密度偏差率的方法,考察了气缸摆板机构的摆幅、摆频和中心位置对取样量和片烟箱内密度偏差率的影响.结果表明:当摆幅等于75mm,中心位置在气缸伸出175 mm处,工作压力为0.10～0.15 MPa时,试验期间DVR小于12％.     

基于EDEM的螺旋输送机输送效率和能耗分析

为研究水平管式螺旋输送机的输送效率和能耗影响因素,并寻找输送机的最佳运动学参数（进料速度、转速、螺距和螺旋直径）,通过改变输送机的4种参数,在离散元软件EDEM中模拟仿真,以输送一定质量物料所需的时间和能耗为双试验指标进行正交试验,考察分析参数与输送机输送效率、能耗之间的相应变化关系。研究表明：螺旋直径对螺旋输送机的输送效率和能耗影响最大,进料速度、螺距和转速也有积极影响,但不如螺旋直径明显,较优的参数组合方案是螺距200 mm,转速80 r/min,进料速度8.1 t/h,螺旋直径210 mm（物料填充率44%）。研究为更好地设计水平螺旋输送机,在提升其输送效率、降低能耗上提供参考。     

砻谷机振动喂料器中物料流的离散元模拟及试验研究

利用离散元分析软件EDEM,建立砻谷机振动喂料器和稻谷颗粒的模型,设置相应的参数,对振动喂料器中物料流进行离散元模拟。仿真出理论参数下单颗粒物料的平均运动速度大致为0.22m/s,整个物料流的平均运动速度约为0.24m/s,得出各颗粒的运动轨迹,分析其喂料均匀性。采用GM63B型测振仪,测定试验喂料器中不同振幅下物料流的运动速度,验证模拟结果的可行性,为新型振动喂料器中物料的运动分析提供参考。     

胶辊砻谷机工作参数对稻谷脱壳率的影响

为了探寻胶辊砻谷机工作参数对稻谷脱壳率的影响,选取辊间压力、进机流量、快辊线速、线速差等主要参数作为研究对象进行单因素试验,并在单因素试验的基础上,利用正交试验的方法优化分析工作参数对脱壳率的影响.结果表明,辊间压力与线速差是影响稻谷脱壳率的两个重要因素,进机流量是影响脱壳率的主要因素,而快辊线速对脱壳率的影响较弱.     

基于离散元法回转清理筛运动参数对筛分过程的影响分析

以HZZD型回转清理筛为原形,建立了离散元仿真筛分模型,借助离散元分析软件EDEM,通过改变清理筛运动参数,分析影响物料平均推进速度和筛分效率的因素,以获得最佳运动参数。分析结果显示,对颗粒群平均推进速度的影响水平:筛体回转半径>转速>筛面倾角;为达到较好的筛分效果,筛体回转半径、转速和筛面倾角宜取为20 mm、450 r/min、6?~8?。     

春笋微波干燥色泽模型及工艺试验

通过讨论春笋在微波干燥过程中水分含量和颜色的变化规律 ,建立了相应的动力学变化模型 ,用于微波干燥中品质变化的预测与监控。并以前期发射功率、后期发射功率和转换时水分含量作为因素 ,以单位失水率、复原率、色泽参数L、a和b为指标 ,设计三因素三水平正交试验 ,得出较佳的工艺组合。     

正交设计优化茶皂苷的酶法辅助提取

利用纤维素酶辅助提取茶籽粕中的茶皂苷。以茶皂苷得率为指标,通过单因素试验和正交设计优化提取工艺。最佳提取工艺参数为:pH 5.1,酶解温度47℃,酶解时间130 min,纤维素酶加入量1.125 mg/mL。在此条件下茶皂苷得率为20.23%。对纤维素酶酶解前后的脱脂茶籽粕进行的扫描电镜分析表明:酶解后茶籽粕颗粒表面变得粗糙、颗粒之间相互粘连,证实了纤维素酶对茶籽细胞壁的破坏作用。     

微波辅助双水相体系提取碎铜茶中茶多酚的研究

采用微波辅助乙醇-磷酸氢二钾双水相的方法对碎铜茶中茶多酚进行提取,探讨了双水相体系的分配系数、乙醇体积分数、料液比、提取时间、提取温度和微波功率等因素对茶多酚提取的影响,并采用正交试验法进行优化。试验结果表明:乙醇体积分数为40%,料液比为1∶50(g/m L),提取温度为75℃,微波功率为450 W,提取时间为90 s等优化条件下,茶多酚提取率可达47.21%。研究结果可为碎铜茶品质分析和综合开发利用提供科学依据。     

扁形绿茶自动化生产线关键加工工艺优化

为优化扁形绿茶自动化生产线做形和炒干工艺,以外观度、色泽度和成形度为评价指标进行单因素试验;在此基础上,以感官评分、容重、茶汤-b/a值、儿茶素品质指数为评价指标进行正交试验,对其工艺参数进行优化,并采用感官评价和理化分析相结合的方式分析扁形绿茶加工过程中品质成分变化。结果表明:做形工序最佳工艺参数为投叶量75 g、时间75 s、温度220℃,炒干工序最佳工艺参数为投叶量60 g、时间160 s、温度160℃。扁形绿茶加工过程中理化成分发生了一系列变化,在制品的含水率、水浸出物、茶多酚和咖啡碱含量呈不断减少趋势;游离氨基酸总量呈先减少后不断增加趋势,在杀青工序含量最低;可溶性糖含量呈先增加后减少趋势,在炒干工序含量最高。相比采用传统工艺加工的扁形绿茶,利用优化工艺加工扁形绿茶的感官评分提高了2.27分,茶叶容重增加10.84%,茶汤色泽有明显改善,儿茶素品质指数上升。     

基于Fluent-EDEM耦合的茶叶红外杀青机

针对目前茶叶杀青机存在杀青不均匀、热能利用率低等缺陷,提出了一种以红外辐射为热源的滚筒式杀青机,将红外热源置于滚筒中心,采用Fluent-EDEM耦合杀青过程中的离散场、流场和温度场,并进行耦合分析,在流体软件Fluent中设置湍流模型和辐射模型,在离散元软件EDEM中建立茶叶与茶叶及茶叶与滚筒的接触模型,耦合求解计算得到杀青机滚筒内流场温度分布和杀青叶升温曲线,实现对茶叶杀青过程中流场的数值模拟,并与同型号的电加热滚筒内流场模拟结果进行比较。模拟结果表明,电加热结构的温度流场在滚筒内均匀分布,热能利用率低;而红外杀青机滚筒内流场温度分布主要集中在滚筒右部及底部,能将大部分热能直接辐射到杀青叶上,热能利用率高,该杀青装置能使杀青叶在短时间内快速升温,从而快速钝化酶的活性,提高茶叶品质。红外杀青机滚筒内的温度实测值与模拟值的相对误差约为0.99％,说明模拟过程中参数设置是合理的。     

基于EDEM的核桃壳仁混合物振动筛分级工艺优化

为提高核桃壳仁混合物的分级效果，对现有核桃壳仁混合物分级设备进行三维实体建模，利用EDEM软件模拟核桃壳仁混合物的分级过程，以筛面上物料的运动速度、质量以及各等级颗粒在统计区域的数量为指标，以振幅、振动频率、振动方向角、筛面倾角为考察因素，对振动筛分级工艺进行优化。结果表明：在振动频率12 Hz、振幅5 mm、振动方向角45°、筛面倾角4°的工艺参数组合下，各等级核桃壳仁的透筛率最高，分级效果最好。     

球磨法制备富硒绿茶粉工艺优化

以紫阳富硒茶成叶为原料,通过漂烫杀青、冷冻干燥和球磨等工艺制备富硒绿茶粉,在漂烫工艺中以茶叶成叶中硒元素含量为指标考察硒元素的流失情况,比较了冷冻干燥与40 ℃烘箱干燥的干燥效率,并选择球磨时间、研磨球大小球比和球磨转速三个因素,通过单因素和正交试验对制备工艺条件进行优化。实验结果表明,漂烫温度为100 ℃条件下,茶叶成叶中硒含量随漂烫时间延长而降低,由69.58 μg/kg(0 s)降低至64.72 μg/kg(60 s),损失率7%;16 h冷冻干燥鲜叶失水率为52.05%,40 ℃烘箱干燥失水率为49.52%。影响富硒绿茶粉颗粒粒径大小的因素依次为球磨时间>大小球比>球磨转速,球磨加工最优工艺为:球磨时间50 min,球磨转速800 r/min,大小球比1:6;采用激光粒度仪及扫描电镜对其表征,球磨颗粒形态断面清晰,粒径分布均匀,D₅₀值为3.25±0.35 μm,茶粉中硒含量为(63.18±4.22) μg/kg。该工艺条件下生产的富硒绿茶粉颗粒均匀,色泽翠绿,茶叶中硒元素保留度高。     

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。     

基于离散元EDEM的米粒破碎特性分析

目的:优化碾米机碾辊转速,减少碾白过程中米粒的碎米率。方法:利用SolidWorks软件建立挤压填充模型,采用EDEM软件中颗粒黏结模型建立单粒米粒以及两粒米粒碰撞接触模型,模拟不同含水率的米粒在不同下落速度下的碰撞过程,观察相应米粒碰撞结果。结果:米粒在碰撞过程中有3种临界状态,分别是完整米粒、轻微破碎米粒、断裂米粒。在设定的含水率范围下,米粒破碎率随着含水率和碰撞速度的增加而增加;单粒米粒和两粒米粒碰撞模型中完整米粒状态的临界破碎速度相近,分别为23.5,22.0 m/s。结论:速度和含水率对米粒破碎形态影响显著,并且在含水率为10.6%下,米粒不破碎能承受的最大速度为22.0 m/s,此时米粒破碎率较小且满足碾白需求。     

基于EDEM的组合清理筛筛分仿真和性能分析

为优化平面回转筛的结构和工艺参数，提高组合清理筛的筛分处理量和筛分效率，采用离散元软件EDEM对组合清理筛的平面回转筛分过程进行模拟仿真，探究颗粒在筛分过程中的运动规律，并仿真分析了回转半径、回转速度和筛面倾角对组合清理筛筛分处理量和筛分效率的影响。结果表明，提高回转半径、回转速度和筛面倾角均可提高组合清理筛筛分处理量，但会降低筛分效率（物料提取率和除杂率）。在回转速度为420 r/min左右、回转半径为20 mm左右、筛面倾角为7°~ 9°时，组合清理筛的筛分效率较好，筛分处理量也较大。     

基于DEM离散元技术的玉米直线振动筛仿真分析

目的：分析物料颗粒在直线振动筛面上的运动情况,以便直线振动筛的机构优化。方法：基于离散单元法,采用EDEM软件对直线振动筛面上物料颗粒的运动情况进行仿真分析。以堆积角为响应,采用批处理的形式对仿真物料颗粒的离散元仿真参数进行校准;采用SolidWorks软件建立直线振动筛的三维模型,以物料在筛网面的下落高度、物料颗粒的形状尺寸为变量,以物料颗粒在筛网面上运动的平稳程度为指标,通过仿真,观察物料颗粒在晒网面的运动速度及位置分布情况。结果：单球形颗粒的速度分布相对较大,在达到振动筛分平稳阶段,单球形玉米颗粒的速度分布相对稳定,颗粒跳动现象明显减少。双球形玉米颗粒的速度分布相对较小,在达到筛分的稳定阶段,双球形玉米颗粒的位置跳动比较明显。双球形玉米颗粒在振动筛面的速度明显低于单球形玉米颗粒,不同下落高度的单球形玉米颗粒对振动筛分有一定的影响。结论：在对直线型振动筛分设计过程中,不同的高度,不同的颗粒形状对筛分的效率都有较大的影响,基于离散元法可以有效地分析物料振动筛分情况。     

基于EDEM固液分离装置螺旋轴参数优化与试验

目的：解决餐厨垃圾固液分离装置脱水率低，出料不畅的问题。方法：对餐厨垃圾固液分离装置关键部位螺旋轴进行参数优化，基于Creo对固液分离装置进行三维建模；通过EDEM仿真软件对挤压过程进行仿真分析，制作优化后的螺旋轴样机并进行实验验证。结果：优化后的螺旋轴结构参数为输送距离373 mm，压缩距离180 mm，螺旋轴压缩端直径96 mm，螺旋叶片直径98 mm，螺旋轴长度553 mm；EDEM仿真分析得出固液分离装置出料口的受力范围为2.7~4.5 N，平均受力3 N，出料速度范围为1.3~4.7 m/s，平均速度1.9 m/s。结论：优化后的餐厨垃圾固液分离装置样机脱水率明显提高，出料顺畅，脱水效果优于优化前。