用于浸油的大豆挤压预处理试验及可视化研究

论文摘要

本课题采用已获国家专利(专利号:98115743.2)的膨化浸油预处理工艺,即:大豆物料只经过清理、粉碎、膨化、浸出等工序,在此工艺基础上,采用四因素五水平部分实施二次旋转回归试验设计,利用Reda软件对数据进行处理。系统研究了模孔长度,阻流环直径,喂入量,套筒温度对粕残油率,粕蛋白NSI值,挤出物膨化度,挤出物剪切强度的影响规律。使用可剖分式单螺杆挤压机对大豆粉进行挤压,挤出40分钟后测量挤出物膨化度和剪切强度,然后在57℃下浸提110分钟,再对浸出粕的残油率,粕蛋白NSI值进行测量。课题还研究了高速摄像原理,并利用可视化单螺杆挤压机,采用高速摄像法对大豆挤出过程进行了拍摄,分析了大豆粉在挤出过程中的状态变化以及在机筒内的运动参数。膨化浸油预处理工艺方面:1、建立了挤压系统参数与粕残油率之间的关系方程。分析了各挤压系统参数对粕残油率的影响规律。2、建立了挤压系统参数与粕蛋白NSI值之间的关系方程。分析了各挤压系统参数对粕蛋白NSI值得影响规律。3、建立了挤压系统参数与挤出物膨化度之间的关系方程。分析了各挤压系统参数对挤出物膨化度影响规律。4、建立了挤压系统参数与挤出物剪切强度之间的关系方程。分析了各挤压系统参数对挤出物剪切强度的影响规律。5、分析了实际生产中要得到低残油率和高NSI值的粕需要的挤压条件,以及粕残油率与挤出物膨化度之间的关系。大豆挤出过程可视化方面:1、研究了高速摄像的原理,结合实际,建立了适合拍摄大豆挤出过程的高速摄像系统。2、对大豆挤出过程成功拍摄,并对拍摄图片进行分析。得出大豆挤出过程由固体输送段,出油段,流体输送段三段组成。3、分析挤压机机筒内大豆粉的运动参数。大豆挤出过程中的固体输送段是以散粒体形式输送的,并建立了散粒体输送物理模型。4、对高速摄像法对大豆挤出过程进行可视化研究中可能存在的误差进行了分析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.1.1 大豆生产现状及其营养价值
• 1.1.2 膨化浸油的优势
• 1.1.3 挤压过程可视化的意义
• 1.1.4 小结
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 挤压机发展历史
• 1.2.2 油料挤压膨化现状
• 1.2.3 大豆蛋白挤压研究现状
• 1.2.4 可视化研究现状
• 1.3 高速摄像技术
• 1.3.1 高速摄像技术概述
• 1.3.2 高速摄像与高速摄影的比较
• 1.3.3 高速摄像发展历程
• 1.3.4 高速摄像技术用于大豆可视化的优势
• 1.4 课题的研究内容
• 1.5 课题的来源
• 第二章 大豆挤压预处理试验研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验设备、仪器与药品
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 试验因素及其因素水平的确定试验分析
• 2.2.1 喂入量的单因素试验
• 2.2.2 以阻流坏直径为单因素的试验
• 2.2.3 其他因素参数水平的确定
• 2.2.4 小结
• 2.3 大豆挤压预处理试验结果分析
• 2.3.1 不同挤压系统参数对粕残油的影响规律
• 2.3.2 不同挤压系统参数对粕蛋白NSI值影响规律
• 2.3.3 不同挤压系统参数对挤出物膨化度的影响规律
• 2.3.4 不同挤压系统参数对挤出物剪切强度的影响规律
• 2.3.5 小结
• 第三章 利用高速摄像法对大豆挤出过程的可视化研究
• 3.1 高速摄像原理研究
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 固态图像传感器的工作原理
• 3.1.3 高速摄像中利用的光学原理
• 3.1.4 高速图像信息处理
• 3.2 利用高速摄像法对大豆挤出过程的试验研究
• 3.2.1 试验材料及高速摄像系统
• 3.2.2 试验计划
• 3.2.3 试验分析
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 在学期间公开发表论文及著作情况
• 致谢