高油脂物料微细粉碎技术及实验研究

论文摘要

在市场及技术调研的基础上,对高油脂物料的营养保健功能及微细粉碎作用进行了简要分析,研究了高油脂物料微细粉碎技术的开发现状,指出了该技术所涉及的市场需求和存在的问题。通过对物料微细粉碎机理的分析,得出了高油脂物料在粉碎过程中可能产生的复杂质构变化的解析表达式。分析了物料粉碎的作用形式以及变形形式,探讨了物料有效的粉碎方式,根据断裂力学及黏弹性理论,推导了撞击及剪切作用力场下颗粒断裂的方式、温度及能量耗散的数学表达式。对物料粉碎过程所进行的分析,为提高粉碎效率提供了指导。利用计算流体动力学商业软件对能用于高油脂物料微细粉碎的针盘式粉碎机进行了气固两相的数值研究。对气相采用RNGκ?ε湍流模型,固相采用基于Euler-Lagrange方法的颗粒轨道模型,充分考虑了固体颗粒受力、粒度分布及颗粒与壁面的关系,根据不同粉碎机结构及工艺参数的变化,比较了撞击和剪切作用力场下的速度及压力场的变化情况,呈现了颗粒在粉碎腔内扩散的过程,指出了通过结构改变来提高粉碎剪切效率的方法,为该类粉碎机应用于高油脂物料的微细粉碎提供了指导。利用物性分析的手段对典型高油脂物料—花生进行了实验,分析了该类物料在不同含水率下的粉碎特性,为粉碎工艺的改进提供了原始数据及建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.1.1 高油脂物料及其微细粉碎
• 1.1.2 高油脂物料微细粉碎应用现状
• 1.1.3 高油脂物料微细粉碎研究现状
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 课题研究的总体方案
• 第二章 物料微细粉碎机理分析
• 2.1 高油脂物料的非线形黏弹塑性
• 2.1.1 黏弹性
• 2.1.2 黏塑性
• 2.1.3 非线性黏弹塑性
• 2.2 物料粉碎机理
• 2.2.1 物料粉碎作用形式
• 2.2.2 物料粉碎变形形式
• 2.2.3 物料粉碎力学分析
• 2.2.4 物料粉碎能量分析
• 2.2.5 物料粉碎过程分析
• 2.3 总结与讨论
• 第三章 物料粉碎流场CFD 数值研究
• 3.1 计算流体动力学（CFD）
• 3.1.1 计算流体力学概念
• 3.1.2 计算流体动力学应用
• 3.1.3 计算流体动力学工作步骤
• 3.1.4 CFD 商用软件FLUENT 简介
• 3.2 物料粉碎流场CFD 几何模型构建
• 3.2.1 粉碎流场的几何结构
• 3.2.2 边界区域定义及网络划分
• 3.3 两相流控制方程
• 3.3.1 流体基本控制方程
• 3.3.2 湍流控制方程
• 3.3.3 固体颗粒控制方程
• 3.4 数值计算方法
• 3.5 计算结果的分析与讨论
• 3.5.1 撞击作用粉碎流场
• 3.5.2 撞击—剪切作用粉碎流场
• 第四章 典型高油脂物料物性分析实验
• 4.1 实验的目的与方法
• 4.1.1 实验目的
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.2.1 实验材料与仪器
• 4.1.2.2 实验操作方法
• 4.2 实验结果的分析与讨论
• 4.2.1 颗粒的物理性质
• 4.2.2 颗粒的粉碎特性
• 4.3 物性分析实验总结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.1.1 物料微细粉碎机理分析总结
• 5.1.2 物料粉碎流场数值研究总结
• 5.1.3 物料物性分析实验总结
• 5.2 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