牛顿型黏性物料转盘离心雾化成粒特性

针对转盘离心雾化器,研究松香—石蜡混合物的成粒特性,分析工艺参数对纤维数量、纤维直径、界面波波长和颗粒粒径的作用机理,建立无量纲预测模型。结果表明:纤维数量由韦伯数与稳定数决定,低黏度物料的纤维数量主要受表面张力影响。因离心拉伸,纤维断裂的界面波波长为纤维直径的3.56倍,但其断裂仍为短波模式。完全纤维状成粒的纤维数量维持不变且与流量无关,流量的增加主要通过纤维直径和长度的延伸来体现。颗粒粒径主要由纤维直径和界面波波长决定,高转速时液膜与转盘间切向速度滑移增大,颗粒粒径不再明显减小,可以采用如增大转盘直径或者改善转盘表面拓扑结构等途径调控颗粒粒径,而非无限加大转盘转速。     

高覆盖率下超声冲击处理改善AISI 304力学性能研究

以AISI304材料为例,实验研究了在高覆盖率下超声冲击处理后GNG/CG(Gradient nano-grained on the coarse-grained substrate)材料的力学性能,分析了覆盖率、应力状态、应变率对力学性能的影响。结果表明,随着覆盖率的增加,GNG/CG304不锈钢的屈服强度逐步提高,塑性降低,应变率敏感系数提高,双轴应力状态下变形能力提高。高覆盖率冲击处理得到的GNG/CG结构能够有效抑制NG层的局部塑性应变,从而在提高材料强度的同时,保持良好的塑性。     

‘黑美人’马铃薯颗粒全粉品质特性分析

为开发‘黑美人’马铃薯特色食品,对比分析了‘黑美人’马铃薯颗粒全粉和‘陇薯7’号马铃薯颗粒全粉的蛋白质、淀粉、维生素C、灰分、花青素含量及氨基酸构成等营养品质指标,色泽、碘蓝值、持水率、持油率、析水率、溶解度、膨胀度、沉淀指数、最低胶凝浓度等理化和加工特性。结果表明,‘黑美人’马铃薯颗粒全粉蛋白质含量(10.23%)、维生素C含量(7.95 mg/100 g)和必需氨基酸与氨基酸总量比值(47.20%)等营养品质指标,持水率(5.65 g/g)、持油率(3.023 g/g)、膨胀度(14.48%)和沉淀指数(38.83 mL)等加工特性指标均高于‘陇薯7号’马铃薯颗粒全粉,且差异显著(P0.05)。‘黑美人’马铃薯颗粒全粉还含有丰富的花青素,含量达到342.06 mg/100 g,花青素保持率83.72%,全粉与原料色泽非常接近,花青素保持良好。‘黑美人’马铃薯颗粒全粉比普通马铃薯颗粒全粉营养价值更高,食品加工性能更优,具有广阔的开发利用前景。     

超声冲击处理S30408不锈钢的微观组织演变与电化学性能

通过超声冲击处理(UIT)方法在S30408奥氏体不锈钢表面构筑梯度纳米结构,通过XRD、硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和电化学测试等方法研究了超声冲击时间对试验钢表层纳米微观结构和耐腐蚀性能的影响。结果表明,超声冲击处理后在材料表层产生了一定深度的硬化层,同时引入了残余压应力,且残余压应力和硬度均随着超声冲击时间的增加而增加,在超声冲击时间为300 s时分别达到最大值740.12 MPa和82.22 HRB。超声冲击处理后试样表层观察到呈梯度变化的微观结构,可分为纳米层、剧烈塑性变形层和基体。超声冲击使表层晶粒得到细化,并引发了马氏体转变,超声冲击时间为300 s时的晶粒尺寸最小,马氏体转变量最大,分别为14.82 nm和39.80%。超声冲击处理对S30408不锈钢耐蚀性能的影响是晶粒尺寸、残余应力、马氏体相变含量、表面缺陷等因素共同作用的结果,超声冲击时间为180 s时试样的耐蚀性最好,自腐蚀电流密度为1.22 μA/cm²。     

紫色马铃薯颗粒全粉加工关键工艺参数优化

为获得高品质紫色马铃薯颗粒全粉,以"黑美人"马铃薯为原料,通过单因素和正交试验对关键工艺参数进行优化,得出最佳工艺参数组合为:漂烫时间25 min,蒸煮温度95℃,蒸煮时间35 min,干燥温度120℃。该工艺条件下生产紫色马铃薯颗粒全粉,产品得率为22.87%,水分6.96%,蛋白质10.23%,淀粉68.9%,维生素C23.64 mg/100 g,灰分4.06%,花青素346.06 mg/100 g,花青素保持率83.72%,碘蓝值6.6786。所得颗粒全粉色泽均匀,游离淀粉含量低,花青素保持率高,感官品质良好。     

转盘边缘黏性薄液膜不同破碎模式临界转变特性

液膜在离心粒化器边缘的破碎模式直接决定了雾化后的液滴形态和尺寸分布,是影响物料品质的关键因素。针对转盘粒化器,提出临界转变系数表征液膜由膜状向纤维状破碎的转变条件,并拓展至其他破碎模式,建立了滴状向纤维状、完全纤维状及纤维状向膜状破碎转变的临界关系。结果表明,转盘表面润湿性对于液膜呈滴状以及滴状向纤维状模式转变影响显著,未完全润湿导致临界流量存在一定的随机性,转盘直径与临界流量间无明确规律;而完全纤维状以及膜状时,大直径转盘临界流量明显升高。转速、流量、密度及黏度的提高,破碎模式趋向于膜状;而增大表面张力,即使对于较大流量和转速,液膜也能维持纤维状或滴状模式。调整转盘直径将引起表面张力与离心力同时变化,若未打破平衡,其破碎模式不会改变。研究结果为转盘粒化器的设计与优化提供了可借鉴的理论与应用基础。     

转盘表面黏性薄液膜稳态流动特性数值模拟

转盘表面薄膜流广泛存在于转盘反应器、造粒和分子蒸馏等化工领域,其流动特性对造粒、反应以及热质传递具有重要影响。建立了稳态薄膜流动特性理论模型,并对比实验数据与数值模拟结果,研究了等效Froude数Fr、量纲1特征厚度与长度比值ε和浇注尺寸r_i对薄膜厚度分布的影响,导出了水跃和同步区半径模型并通过实验验证。结果表明：等效Froude数Fr不会对薄膜厚度分布产生明显影响;量纲1 ε和浇注尺寸r_i是水跃发生与否的决定条件,增大ε或缩小r_i有助于水跃出现,水跃半径稳定于r=0.85;平均径向速度呈典型三分区特征,缩小浇注尺寸r_i将引起浇注区范围加大而加速区范围显著缩小,导致薄膜无明显加速现象而直接进入同步区,但同步区半径维持在r=1.53。研究结果为转盘反应器以及离心粒化器等的设计与优化提供了可借鉴的理论与应用基础。     

湿法超细粉碎制备全豆豆浆关键技术研究

采用试验研究结合数值分析的方法,研究湿法超细粉碎技术在制备全豆豆浆中的应用,分析不同工艺参数对粉碎后纤维颗粒尺寸的影响,并通过因次分析获得经验公式。结果表明:纤维颗粒平均体积尺寸随循环次数、静刀片数量以及转速的增加而降低;但是切割深度决定了粉碎后纤维颗粒的尺寸极限,当循环次数达到3次以后,继续增加循环次数对粉碎后颗粒尺寸的影响较小。获得的计算粉碎后纤维颗粒尺寸D0以及功耗W的经验公式,计算误差≤15%;最终获得的湿法超细粉碎制备全豆豆浆的优化工艺参数为:n=9 000rad/min,Z_r=216,T=3。