叶类物料湿法微细粉碎技术研究

论文摘要

叶类物料湿法微细粉碎技术对于解决农副产品的深加工问题和变废为宝、提高农副产品的附加值具有重大的社会意义和经济意义。本文从叶类物料湿法微细粉碎机理和湿法微细粉碎设备等方面对叶类物料的性状及其破碎机理、粉碎模型、粉碎设备作了细致的分析探讨和对比研究;对叶类物料湿法粉碎设备粉碎腔内的物料流场状态进行了数值模拟和对比分析;就不同湿法粉碎设备对叶类物料的粉碎效果等方面作了对比实验研究;并对典型叶类物料——茶叶的湿法微细粉碎作了相关的理论和实验研究;对叶类物料湿法微细粉碎机进行了结构改进和参数优化。1)分析叶类物料纤维组织结构、对其形态参数和力学性能进行研究,分析叶类物料超细粉碎断裂机理,得出叶类物料湿法微细粉碎最有效的粉碎方式为剪切粉碎方式;2)研究叶类物料粉碎设备关键结构的数学建模和粉碎腔内流场的计算机模拟。研究了剪切粉碎机理、涡流运动、湍流域的相关特性参数以及相关结构对粉碎效果的影响;3)采用两种不同的剪切粉碎装备对叶类物料进行了粉碎试验,试验结果表明,采用复合式的湿法粉碎方式对叶类物料的粉碎细度效果较理想。并对典型叶类物料——茶叶进行了多次实验研究分析,使粉碎结果基本上达到了预期要求;4)根据数值模拟参数和实验结果,对叶类物料湿法微细粉碎机进行了结构改进和参数优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.1.1 叶类物料经过粉碎之后的用途和意义
• 1.1.2 叶类物料湿法微细粉碎的实际意义和应用
• 1.1.3 叶类物料传统的干法粉碎存在的不足
• 1.2 叶类物料湿法微细粉碎技术研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 课题研究内容与研究方法
• 1.3.1 叶类物料的性状研究
• 1.3.2 流场分析
• 1.3.3 实验研究
• 1.3.4 粉碎机结构的改进和优化
• 第二章 叶类物料特性分析及湿法粉碎机理研究
• 2.1 物性研究
• 2.1.1 拉伸实验
• 2.1.2 剪切实验
• 2.2 不同湿法粉碎机的粉碎机理分析
• 2.2.1 胶体磨粉碎机理分析
• 2.2.2 均质机粉碎机理分析
• 2.3 叶类物料粉碎动力学模型建立
• 2.3.1 粉碎动力学基本模型
• 2.3.2 叶类物料粉碎过程模型建立
• 第三章 剪切机和受控切割机对叶类物料粉碎作用的的流场对比研究
• 3.1 流体力学的研究方法
• 3.1.1 流体力学简介
• 3.1.2 计算流体动力学概述
• 3.1.3 计算流体动力学应用范围
• 3.2 叶类物料流体流场分析
• 3.2.1 高剪切均质机内的叶类物料流体流场分析
• 3.2.2 受控切割机切割头内流体流场的分析
• 3.2.3 高剪切均质机和受控切割机流场对比分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 高剪切均质机和受控切割机对叶类物料微细粉碎的实验研究
• 4.1 试验设备及仪器
• 4.2 高剪切均质机和受控切割机对叶类物料湿法微细粉碎效果的对比试验
• 4.2.1 试验材料和准备
• 4.2.2 试验设计及数据处理
• 4.2.3 结果分析和讨论
• 4.2.4 总结和展望
• 4.3 有叶茎茶叶和去叶茎茶叶的湿法粉碎效果对比试验
• 4.3.1 试验材料和准备
• 4.3.2 试验设计及数据处理
• 4.3.3 结果分析和讨论
• 第五章 典型叶类物料湿法微细粉碎研究
• 5.1 茶叶粉碎力学分析
• 5.2 茶叶纤维流体微团运动与粉碎断裂方式
• 5.2.1 茶叶纤维流体微团运动
• 5.2.2 茶叶纤维粉碎断裂方式
• 5.2.3 茶叶微细粉碎能量原理
• 5.2.4 茶叶微细粉碎的有效方式
• 5.3 茶叶粉碎的试验研究
• 5.3.1 定转速的高剪切均质机和受控切割机对茶叶的粉碎试验
• 5.3.2 粉碎时间和转速对粉碎效果的影响
• 5.3.3 分析和讨论
• 第六章 叶类物料湿法微细粉碎机的结构改进和参数优化
• 6.1 高剪切均质机的关键参数对粉碎的影响分析
• 6.1.1 叶轮结构的选择
• 6.1.2 定转子结构的选择
• 6.1.3 定转子间间隙的选择
• 6.1.4 开槽率与开槽宽度的选择
• 6.1.5 转子转速的选择
• 6.1.6 粉碎时间的选择
• 6.2 受控切割机的关键参数对粉碎的影响分析
• 6.2.1 叶轮结构的选择
• 6.2.2 刀片结构的选择
• 6.2.3 刀片间隙的选择
• 6.2.4 刀片与叶轮间隙
• 6.2.5 叶轮转速的选择
• 6.2.6 粉碎时间的选择
• 6.2.7 进料量的选择
• 第七章 总结和展望
• 7.1 总结
• 7.1.1 叶类物料的性状研究总结
• 7.1.2 流场分析总结
• 7.1.3 实验研究总结
• 7.1.4 粉碎机结构的改进和优化总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文