基于连续介质假设原理的膨化机螺杆摩擦阻力分析及参数优化
2018-10-10卢进南
食品与机械 2018年8期
关键词:优化
毛 君 鲁 楠 谢 苗 卢进南 贾 凯
(辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁 阜新 123000)
挤压膨化机因其独特的加工方式和输出结果,目前越来越受到饲料加工业和食品制造业的重视。通过挤压膨化技术处理的原料利用率通常能够达到80%甚至更多,因此大大地提高了产品的生产率和质量[1-2]。挤压加工技术最早出现在19世纪70年代的英国,并逐渐被应用到橡胶工业中[3],直到1936年第一台单螺杆挤压膨化机首次被意大利人应用于方便谷物食品生产中[4]。现如今挤压膨化加工技术己经非常普遍地应用于膨化玉米、大豆等谷物食品和饲料产品。但是如何不断提高膨化机的生产效率、降低能耗一直是国内外学者探讨的重点课题,现已成为膨化机研究的热点和关键问题。
近年来相关学者对如何优化挤压膨化机的设计进而提高设备的生产效率降低能耗进行了大量研究,但目前对挤压膨化机的优化研究仍略有局限性。张魁学等[5]通过正交多项式回归设计法研究分析了螺杆转速、物料温度以及工作压力等因素对机器生产率、耗电量、膨化率等的影响。邹凤等[6]利用动量定理推导出模孔径长比、物料与模孔壁间摩擦因数和模孔两端压强差三者间理论关系式。李少华等[7]以油菜籽为原料采用响应面分析法研究模孔直径、膨化温度、喂料速度和物料含水率对膨化预榨饼残油质量分数的影响规律,并对参数进行工艺优化。杨凯等[8]建立了同向啮合双螺杆挤压膨化机共轭型螺杆的力学模型及有限元模型,并运用有限元分析方法对不同螺距和内外径比(SAR)的螺杆进行了应力分析。……
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