胡淑珍 周海軍 孫志宏 劉印志 馬顯軍
(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院,北京 100083;2. 中機(jī)康元糧油裝備(北京)有限公司,北京 100083)
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衣架式米粉擠絲機(jī)機(jī)頭的設(shè)計(jì)
胡淑珍1周海軍1孫志宏2劉印志1馬顯軍2
(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院,北京 100083;2. 中機(jī)康元糧油裝備(北京)有限公司,北京 100083)
為了提高米粉加工的自動(dòng)化程度和降低勞作強(qiáng)度,設(shè)計(jì)一種衣架式米粉擠絲機(jī)機(jī)頭來(lái)解決米粉擠絲工藝中出絲速度不均的問(wèn)題?;诹鲃?dòng)基本假設(shè)、體積流量方程、流動(dòng)平衡方程等推導(dǎo)計(jì)算出衣架式機(jī)頭主體部分的結(jié)構(gòu)尺寸;考慮到米粉屬天然高分子物質(zhì),設(shè)計(jì)了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和加熱系統(tǒng)。衣架式機(jī)頭是利用淚滴型歧管的分配作用、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)流道截面和加熱系統(tǒng)改變米粉物性參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)擠絲速度均勻性的。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該衣架式米粉擠絲機(jī)頭顯著提高出絲速度的均勻性,RV值降低到5%以下,符合設(shè)計(jì)要求。
米粉;擠絲機(jī);衣架式機(jī)頭;出絲速度
米粉是以大米為原料,經(jīng)熟化后再加工成型而成。根據(jù)成型工藝分為切粉(切條成型)和榨粉(擠壓成型)兩種,目前大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中,以擠壓法生產(chǎn)米粉居多[1-2]。米粉螺桿擠壓技術(shù)將輸送、壓縮、混合、蒸煮、變性、脫水、殺菌、成型等多種操作單元同時(shí)完成,具有在高溫、高壓工況下短時(shí)、高效、連續(xù)加工且其加工過(guò)程清潔衛(wèi)生的特點(diǎn)[3]。但擠出法生產(chǎn)米粉時(shí),由于擠絲機(jī)機(jī)頭出絲面較大,米粉擠絲機(jī)螺桿靠近出絲面幾何中心,而現(xiàn)有各種圓口機(jī)頭或方口淺槽機(jī)頭因沒(méi)有流道的設(shè)計(jì),熔融米粉借助螺桿的推動(dòng)由擠絲機(jī)機(jī)筒直接進(jìn)入機(jī)頭擠絲孔,這就導(dǎo)致各個(gè)出絲孔截面上的壓力不均,米粉物料多少不一,進(jìn)而無(wú)法保證米粉物料在出絲面上各個(gè)出絲孔擠絲速度一致,表現(xiàn)為中心快,邊緣慢,擠絲速度相對(duì)差異率在15%~20%乃至更高,這為米粉生產(chǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)增加了困難。目前在米粉擠絲機(jī)設(shè)計(jì)中,還是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、試制、應(yīng)用[4],這種設(shè)計(jì)方法周期長(zhǎng)、精度低、成本高,難以滿足米粉生產(chǎn)的高端化、自動(dòng)化要求[5]。目前對(duì)米粉的研究主要集中在原料儲(chǔ)藏方式[6-7]、原料品種[8-9]、粉碎處理[10-11]和發(fā)酵處理等對(duì)米粉品質(zhì)的影響[12-13]以及復(fù)合米粉生產(chǎn)[14-15]、保鮮保溫[16-17]和干燥[18-19]等方面,雖對(duì)裝備的研究較少,但也為裝備研究提供了基礎(chǔ)。根據(jù)米粉的原料特性及生產(chǎn)實(shí)際,借鑒塑料造粒、纖維紡絲等其他領(lǐng)域?qū)β輻U擠出機(jī)機(jī)頭的研究[20-21],課題組擬研制一種米粉專(zhuān)用寬幅化擠出機(jī)頭,旨在有效解決米粉擠出設(shè)備的出絲速度不一致問(wèn)題。
1.1 基本組成
該衣架式機(jī)頭包括主體部分和輔助部分。主體部分主要包括歧管、扇形及模唇等結(jié)構(gòu);后者主要包括加熱及調(diào)節(jié)等輔助機(jī)構(gòu)。機(jī)頭總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
1.2 工作原理
米粉擠絲生產(chǎn)中用的各種圓口機(jī)頭或方口淺槽機(jī)頭直接連接擠絲機(jī)機(jī)筒,沒(méi)有流道的設(shè)計(jì),熔融米粉由擠絲機(jī)機(jī)筒中的螺旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€向下或者是向前,進(jìn)入機(jī)頭擠絲孔,這就無(wú)法保證米粉物料在出絲面上各個(gè)出絲孔的流速一致及流量均勻。本研究選擇直線漸縮型衣架機(jī)頭,機(jī)頭呈左右對(duì)稱(chēng)衣架式,左右兩邊的歧管向下傾斜呈160°夾角,利于熔融米粉沿歧管方向流動(dòng);歧管截面呈淚滴型,相比于圓形截面,淚滴型截面的歧管呈現(xiàn)上部體積大,下部體積小,且圓滑過(guò)渡,增大重力作用,黏滯力相對(duì)減小,利于高黏度的米粉向下流動(dòng)。熔融米粉經(jīng)淚滴型岐管均勻分配到整個(gè)扇形區(qū)內(nèi),按設(shè)計(jì)假設(shè),米粉熔體流經(jīng)阻尼區(qū)、模唇區(qū) 、模板區(qū)時(shí)的流速是相等的,但在實(shí)際中由于受物料組分、溫度、壓力等指標(biāo)的穩(wěn)定性影響很難做到完全一致。因此在流道阻尼區(qū)后設(shè)計(jì)了阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),工作時(shí),逆時(shí)針擰動(dòng)調(diào)節(jié)阻尼螺桿,使流道間隙減小,從而調(diào)節(jié)流速使米粉熔融體以均勻的速度通過(guò)過(guò)渡區(qū)、模唇區(qū),最終進(jìn)入模板區(qū)以均勻的速度擠出。另外,由于米粉原料屬于天然高分子聚合物,其流變特性受原料品種、產(chǎn)地等因素影響較大[22],為提高機(jī)頭對(duì)原料的適應(yīng)性,在機(jī)頭上設(shè)計(jì)了加熱機(jī)構(gòu)——可改變米粉原料的流變特性。衣架式機(jī)頭工作原理見(jiàn)圖2。
1. 過(guò)渡頭 2. 衣架擠出機(jī)頭 3. 模板 4. 壓板 5. 壓力傳感器 6. 調(diào)節(jié)螺桿 7. 加熱恒溫裝置
圖1 機(jī)頭總體結(jié)構(gòu)圖
Figure 1 Main structure of extruder die
衣架式機(jī)頭主體部分主要包括歧管、扇形及模唇結(jié)構(gòu),采用一維流動(dòng)理論對(duì)初步參數(shù)進(jìn)行研究設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)中質(zhì)量流量區(qū)Q0為35 kg/h,米粉非牛頓指數(shù)取0.44[5]。
米粉擠絲機(jī)衣架式機(jī)頭簡(jiǎn)化模型見(jiàn)圖3。
2.1 岐管最大半徑
根據(jù)產(chǎn)量與入口半徑關(guān)系式,可由式(1)求得岐管最大半徑R0:
(1)
1. 進(jìn)料口 2. 岐管 3. 扇形區(qū) 4. 阻尼區(qū) 5、6. 調(diào)節(jié)區(qū) 7. 過(guò)渡區(qū) 8. 模唇區(qū) 9. 模板區(qū)
圖2 衣架式機(jī)頭工作原理
Figure 2 The working principle of the hanger type head
x. 岐管軸方向y. 機(jī)頭擠出方向z. 岐管任意點(diǎn)幅寬方向長(zhǎng)度,mm 2Q0. 米粉產(chǎn)量,Q0=35 kg/hB. 半幅寬長(zhǎng)度,0.375 mPx. 熔體沿岐管流動(dòng)的壓力,PaPy. 熔體沿扇形區(qū)流動(dòng)的壓力,PaL. 模唇長(zhǎng)度,mmyc. 扇形區(qū)中心高度,mmy0. 穩(wěn)壓區(qū)高度,mmR0. 岐管最大半徑,mmr. 任意處岐管半徑,mmH. 狹縫厚度,mm
圖3 衣架機(jī)頭簡(jiǎn)化模型
Figure 3 Coat-hanger passageway model
式中:
U0——入口流速,0.8 m/min;
ρ——米粉的密度(水分含量不同,密度略有差異),取1 050 kg/m3。
將米粉U0及ρ代入式(1),可得R0=14.87 mm,考慮到加工精度,整取R0=15 mm。
2.2 扇形區(qū)間隙
淚滴岐管設(shè)計(jì)中,采用當(dāng)量面積相等法則,即將淚滴岐管有效截面積近似為圓管形岐管,根據(jù)流體在圓管中流動(dòng)理論,可得熔體沿x方向的體積流量方程為[23]:
(2)
考慮到dx,dy,dz,有
(3)
將式(3)代入式(2),消去dx,化簡(jiǎn)得:
(4)
把岐管半徑r看成z的函數(shù),將式(4)乘以n次方,重排可得:
(5)
式中:
φ1=(πn/3n+1)(1/2K)1/n。
(6)
根據(jù)熔體流動(dòng)平衡方程[24],可得熔體在歧管內(nèi)的體積流量:
Q=Q0z/B。
(7)
將式(9)式代入式(7),得:
(8)
按衣架式機(jī)頭設(shè)計(jì)理念,欲使熔體流出均一,沿寬度方向熔體流出的流量需相等,即下式成立:
(9)
將式(9)此代入式(4),乘以n次方,經(jīng)整理得:
(10)
式中:
(11)
根據(jù)流動(dòng)基本假設(shè)[25]可知,式(8)中的dpx/dy與式(10)中的dpy/dy相等,因此,可將式(8)代入式(10)中,消去dpx/dy后整理得:
r3n+1=[3n+1/2π(2n+1)]nznH2n+1[1+(dz/dy)2]1/2。
(12)
(13)
將vy、vx、式(2)中的dx和式(6)中的Q,代入式(13)中,經(jīng)化簡(jiǎn)整理后得:
(14)
將式(14)代入式(12)消去根號(hào)項(xiàng)[1+(dz/dy)2]1/2,經(jīng)整理化簡(jiǎn)后,可得歧管半徑函數(shù)計(jì)算函數(shù):
(15)
當(dāng)z=B時(shí),r=R0,既得歧管最大半徑
(16)
可得狹縫厚度:
(17)
將R0=15,B=375代入,可求得H=5 mm。
2.3 岐管半徑
由式(15)、(16)可得圓錐型岐管任意截面處半徑為:
(18)
將B值及不同Z處幅寬代入式(18),可求得淚滴型歧管不同Z處相對(duì)于圓錐型歧管的當(dāng)量r值。具體當(dāng)量r值見(jiàn)表1。
岐管采用淚滴岐管設(shè)計(jì),關(guān)于非圓形狀岐管與圓形岐管的處理方法有多種,本研究參照文獻(xiàn)[26],采用當(dāng)量半徑法,即將傳統(tǒng)圓形岐管半徑作為淚滴截面的當(dāng)量半徑,即,按圓錐岐管求得圓管半徑作為淚滴岐管的當(dāng)量半徑,淚滴岐管當(dāng)量半徑采用當(dāng)量系數(shù)法,按式(19)計(jì)算:
表1 任意幅寬處岐管當(dāng)量半徑值
(19)
式中:
S0——淚滴截面的面積,mm2;
U——淚滴截面的周長(zhǎng),mm;
R0淚滴——淚滴當(dāng)量半徑;mm。
淚滴截面結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)圖4。
Z0. 淚滴夾角,取33°H. 狹縫厚度,5 mmRi.半徑,15mmLe. 長(zhǎng)方形高,mmS0、S1、S2、S3、S4、S5. 各代表處面積,mm2
圖4 淚滴岐管截面基本結(jié)構(gòu)
Figure 4 Tear-dropped manifold structure
由圖4可知,淚滴截面總面積可通過(guò)式(20)求得:
S0=2(S1+S2+S3+S4+S5),
(20)
式中:
S3——面積為三角形面積,(RisinZ0·RicosZ0)/2 mm2;
S4——面積為三角形面積,(RicosZ0-H/2)·(RicosZ0-H/2)cotZ0/2 mm2;
S5——面積為長(zhǎng)方形面積,(RicosZ0-H/2)cotZ0/2 mm2。
可知水滴截面總周長(zhǎng)U為S1和S2弧長(zhǎng)加S4三角形邊長(zhǎng)以及S5長(zhǎng)方形的寬,即:
(21)
當(dāng)水滴的面積及周長(zhǎng)公式(21)代入式(19)可知,此當(dāng)量半徑會(huì)正好等于淚滴形狀圓形的半徑;因此確定Ri0=15 mm;分別將Ri1及Ri2代入式(19),如上所述,淚滴截面的半徑確定,淚滴夾角、狹縫厚度確定,便可以確定唯一的淚滴截面,即幅寬375, 325,275 mm處淚滴截面尺寸便確定。
為最大程度使岐管內(nèi)流動(dòng)平穩(wěn),淚滴漸縮幅度以首3個(gè)截面為放樣基準(zhǔn)面,確保隨后淚滴岐管截面的圓弧面頂點(diǎn)與前3個(gè)截面均相切在同一條直線上,故由最大淚滴截面積,漸縮至50 mm處時(shí),圖5中陰影部分為在幅寬長(zhǎng)度方向上,最終漸縮遞減掉的面積。
2.4 扇形區(qū)高度
扇形區(qū)高度由穩(wěn)壓區(qū)高度及三角區(qū)高度組成,即:
L1=yc+y1,
(22)
式中:
Z0. 淚滴夾角 R0. 最大歧管半徑 B. 幅寬
L1——扇形區(qū)高度,mm;
yc——三角形區(qū)高度,mm;
y0——穩(wěn)壓區(qū)高度,mm。
2.4.1 三角區(qū)高度 根據(jù)直線漸縮型岐管其X軸斜率恒定特點(diǎn),可得:
(23)
由于幅寬B按食品米粉工藝要求確定為375 mm,衣架角度一般在160°~175°,本例中先初步選定α/2為80°,可得yc=58.5 mm。
2.4.2 穩(wěn)壓區(qū)高度 將式(13)平方重排可得:
(24)
由此得:
(25)
將式(15)中的r代入式(25)中,化簡(jiǎn)整理得
(26)
式中:
(27)
(28)
(29)
將n代入式(29),可得y0=1.8 mm。
將y0及yc相加取整得:L1=60 mm。
2.5 模唇長(zhǎng)度
根據(jù)模唇在米粉成型中的作用,要考消除因米粉彈性回復(fù)形變而產(chǎn)生的出模膨脹,必須使熔體流經(jīng)模唇的最低時(shí)間大于等于熔體在該工藝條件下的應(yīng)力松弛時(shí)間。按理論計(jì)算模唇長(zhǎng)度應(yīng)為:
(30)
式中:
ts——熔體應(yīng)力松弛時(shí)間,s。
取米粉的應(yīng)力松馳時(shí)間為0.123 s[27],工程設(shè)計(jì)中模唇長(zhǎng)度還與制品厚度有關(guān),本試驗(yàn)中由于模板為多孔多排,其模唇厚度不是真實(shí)擠出厚度,結(jié)合兩方面考慮,本模唇長(zhǎng)度取30 mm,模唇高度取54 mm。
2.6 調(diào)節(jié)區(qū)
在流道扇形區(qū)后設(shè)計(jì)了阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),其主要由阻尼棒、壓板、緊固螺栓、緊固方板等組成(見(jiàn)圖6)。工作時(shí),逆時(shí)針擰動(dòng)調(diào)節(jié)阻尼螺桿,使其頂緊壓板從而調(diào)小壓板與流道間的間隙,而達(dá)到流量流速調(diào)節(jié)的目的。
1. 調(diào)節(jié)螺桿 2. 調(diào)節(jié)板 3. 螺母 4. 調(diào)節(jié)壓板
從功能角度而言,調(diào)節(jié)螺桿就像是一個(gè)調(diào)節(jié)閥,可以方便地調(diào)節(jié)流道中熔體的流速、壓力,使熔體在其出口橫向全寬方向上的流速均勻一致。考慮到米粉擠出機(jī)機(jī)頭幅寬設(shè)計(jì)較大,其阻尼調(diào)節(jié)區(qū)間隙初步定在0~5 mm可調(diào)。調(diào)節(jié)區(qū)寬度設(shè)定20 mm,可使米粉熔體有一個(gè)充分的流動(dòng)寬度,調(diào)節(jié)區(qū)上、下夾角按45°設(shè)計(jì)。
2.7 過(guò)渡區(qū)
本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)多排多孔米粉方形擠出,因此最終口唇區(qū)會(huì)較厚,從阻尼調(diào)節(jié)區(qū)至口唇區(qū)中間設(shè)計(jì)過(guò)渡區(qū),此過(guò)渡區(qū)的設(shè)計(jì)需確保流場(chǎng)平穩(wěn)過(guò)渡。取過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)53 mm。
2.8 加熱恒溫系統(tǒng)
米粉熔體在機(jī)頭流道中流動(dòng)擠出的過(guò)程中溫度會(huì)發(fā)生變化,首先,物料與機(jī)頭機(jī)體接觸,勢(shì)必要向空氣中散熱,尤其是冬天散熱更歷害,會(huì)使邊壁附近物料溫度降低;其次,由于流道各功能區(qū)的尺寸變化帶來(lái)的局部流速大而產(chǎn)生的摩擦生熱問(wèn)題,都會(huì)使物料溫度發(fā)生變化而使得熔體在流道中各處溫度是不均勻的,溫度波動(dòng)導(dǎo)致米粉熔體的流變參數(shù)變化,從而影響米粉擠出速度。在傳統(tǒng)槽形機(jī)頭擠出過(guò)程中,其模頭左、右兩端與中心的溫度差異分別在10 ℃以上。為了保證流速均勻,勢(shì)必要對(duì)機(jī)頭溫度進(jìn)行定量控制。針對(duì)溫度對(duì)流動(dòng)均勻性的不利影響方面,設(shè)計(jì)了電加熱系統(tǒng),主要用來(lái)補(bǔ)償對(duì)模頭寬幅邊緣由于散熱面導(dǎo)致的溫度不均問(wèn)題。針對(duì)模頭的寬幅尺寸,加熱系統(tǒng)采用三區(qū)式設(shè)計(jì),左、中、右各采用一區(qū)電熱系統(tǒng),其啟停采用PLC自動(dòng)控制,根據(jù)生產(chǎn)中需要的溫度設(shè)定后,加熱系統(tǒng)加熱到設(shè)定溫度點(diǎn)后,自動(dòng)停止加熱??紤]在生產(chǎn)中,升溫時(shí)間短,速度快,電功率設(shè)計(jì)偏大,左右區(qū)電加熱功率4.5 kW,中區(qū)電加熱功率3 kW。
2.9 模板區(qū)
從米粉制品來(lái)看,其生產(chǎn)絲徑要求范圍在0.5~2.0 mm,應(yīng)該對(duì)模板單獨(dú)設(shè)計(jì),對(duì)不同規(guī)格或絲徑要求的擠出任務(wù),可通過(guò)更換不同規(guī)格的模板得以實(shí)現(xiàn)。為了防止出絲粘接,排數(shù)設(shè)計(jì)越少越好,但也需結(jié)合產(chǎn)量的需要,初步設(shè)計(jì)為2排。根據(jù)市場(chǎng)上米粉的形狀、直徑,以最典型的直徑尺寸1.5 mm為代表,在出孔板上均勻排列,過(guò)渡段厚度為15 mm,微孔段的厚度為10 mm,導(dǎo)入角為19°,見(jiàn)圖7。
1. 微孔段 2. 過(guò)渡段 3. 導(dǎo)入角
除了擠絲機(jī)頭結(jié)構(gòu)外,影響米粉擠出速度均勻的操作條件主要是擠出轉(zhuǎn)速、溫度及物料水分含量。為分析擠絲機(jī)機(jī)頭在不同操作條件下對(duì)擠絲速度均勻性的影響,具體試驗(yàn)因素設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。
表2 米粉擠出試驗(yàn)因素水平表
出絲速度均勻性可以用速度標(biāo)準(zhǔn)差與其平均值的百分比來(lái)衡量,能很好地評(píng)價(jià)數(shù)值個(gè)體之間的離散程度以及結(jié)果指標(biāo)分布程度好壞。按式(31)計(jì)算速度平均值v'。
(31)
式中:
v'——代表點(diǎn)??壮鼋z速度的平均值,m/s;
N——代表點(diǎn)??椎目倲?shù)量;
vi——每個(gè)代表點(diǎn)??壮鼋z速度,m/s;
計(jì)算所有代表點(diǎn)的速度均勻率RV值:
(32)
各代表點(diǎn)用長(zhǎng)卡尺進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量,記錄其10 s內(nèi)擠出的米粉長(zhǎng)度,每個(gè)試驗(yàn)下共測(cè)3次,每次開(kāi)始相隔4 min,按式(32)計(jì)算米粉速度相對(duì)均勻率RV,見(jiàn)表3。
由表3可知,在不同操作條件下,所設(shè)計(jì)米粉擠出機(jī)機(jī)頭對(duì)出絲速度的均勻性均有顯著提高(現(xiàn)有擠絲設(shè)備RV值在15%~20%),其RV值在3%~5%,其中在轉(zhuǎn)速60 r/min、擠出溫度86 ℃、水分含量32%的操作條件下,RV值最低,為3.47%。這表明文中所設(shè)計(jì)衣架式擠絲機(jī)頭達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
表3 擠出速度RV值表
基于衣架式機(jī)頭一維流動(dòng)理論,設(shè)計(jì)了米粉直線漸縮淚滴型衣架機(jī)頭結(jié)構(gòu),確定關(guān)鍵參數(shù):衣架角度160°,狹縫厚度5 mm,扇形區(qū)高度60 mm,同時(shí)設(shè)計(jì)了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及加熱系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)衣架式擠絲機(jī)機(jī)頭在多種操作條件下均可顯著提高米粉出絲均勻性,有效地解決了生產(chǎn)中出絲不均問(wèn)題,降低了生產(chǎn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了米粉生產(chǎn)效率。在以后的工作中,還需要精確計(jì)算此設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù),使其臻于完善。
[1] 劉軍, 沈衛(wèi)東. 米粉生產(chǎn)線機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)[J]. 食品與機(jī)械, 2007, 23(1): 109-111.
[2] 李坤, 丁美鋒, 張建中. 全自動(dòng)粉絲擠出機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 包裝與食品機(jī)械, 2013(6): 39-41.
[3] 岑軍健. 國(guó)內(nèi)外米粉生產(chǎn)技術(shù)的比較[J]. 食品與機(jī)械, 2007, 23(5): 5-6, 40.
[4] 李坤, 丁美鋒, 張建中. 全自動(dòng)粉絲擠出機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 包裝與食品機(jī)械, 2013(6): 39-41.
[5] SHETTY S, RUSCHAK K J, WEINSTEIN S J. Model for a two-cavity coming die with pressure and temperature deformation[J]. Polymer Engineering&Science, 2012, 52(6): 1 173.
[6] 梁蘭蘭, 趙志敏, 吳軍輝, 等. 稻谷陳化時(shí)間對(duì)米粉制品品質(zhì)特性的影響[J]. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2010(4): 65-70.
[7] 吳衛(wèi)國(guó), 李合松, 曹薇, 等. 稻谷儲(chǔ)藏期對(duì)米粉品質(zhì)的影響[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2006(1): 5-7.
[8] 羅文波, 林親錄, 黃亮, 等. 不同品種秈米生產(chǎn)的鮮濕米粉理化特性與感官品質(zhì)[J]. 食品與機(jī)械, 2011, 27(3): 7-12, 48.
[9] 竇紅霞, 楊特武, 趙思明, 等. 不同品種秈米化學(xué)成分、凝膠和糊化特性及米粉加工品質(zhì)比較[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2014(3): 1-6.[10] 潘思軼, 王可興, 劉強(qiáng). 不同粒度超微粉碎米粉理化特性研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2003(5): 1-4.
[11] 熊柳, 初麗君, 孫慶杰. 損傷淀粉含量對(duì)米粉理化性質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2012(3): 11-14.
[12] LU Zhan-hui, SASAKI T, KOBAYASHI N, et al. Elucidation of fermentation effect on rice noodles using combineddynamic viscoelasticity and thermal analyses[J]. Cereal Chemistry, 2009, 86(1): 70-75.
[13] 周顯青, 李亞軍, 張玉榮. 發(fā)酵對(duì)大米粉及其制品品質(zhì)影響研究進(jìn)展[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2010(3): 14-17.
[14] 康竹君, 陳愷, 李煥榮, 等. 復(fù)合米粉擠壓膨化制品配方的研究[J]. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 2012(6): 26-32.
[15] 邢燕, 熊柳, 孫慶杰, 等. 綠豆淀粉和糯米粉復(fù)配體系的理化性質(zhì)與粉皮質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的關(guān)系研究[J]. 食品科學(xué), 2013(13): 122-126.
[16] 謝定, 劉永樂(lè), 易翠平, 等. 殺菌對(duì)保鮮方便米粉品質(zhì)的影響[J]. 食品與機(jī)械, 2006, 22(4): 32-35.
[17] 林親錄, 吳躍, 王婧, 等. 鮮濕米粉生產(chǎn)中HACCP關(guān)鍵控制點(diǎn)分析[J]. 食品與機(jī)械, 2011, 27(5): 163-164, 181.
[18] 熊柳, 孫慶杰. 干燥方式對(duì)方便米線復(fù)水性影響的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2009(7): 157-158.
[19] 趙思明, 譚汝成, 劉友明. 方便米粉高溫高濕干燥數(shù)學(xué)模型研究[J]. 食品科學(xué), 2003(7): 52-54.
[20] 朱錦祥. 衣架式發(fā)泡板機(jī)頭的設(shè)計(jì)與研究[D]. 蘇州: 蘇州大學(xué), 2008: 23-27.
[21] 謝曉宏. 板材擠出衣架式機(jī)頭三維流場(chǎng)的研究[D]. 北京: 北京化工大學(xué), 2005: 14-18.
[22] HU Shu-zhen, LI Shu-jun, ZHANG Xiao-zhong, et al. Rheological properties of gelatinized rice noodle paste by screw extrusion[J]. IAEJ, 2016(6): 35-42.
[23] 唐志玉. 塑料擠塑模與注塑模優(yōu)化設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000: 88-100.
[24] 邁切里. 塑料橡膠擠出模頭設(shè)計(jì)[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2000:55-58.
[25] 徐向紅, 楊延清, 李健康. 衣架式模頭淚滴形歧管的設(shè)計(jì)優(yōu)化[J]. 機(jī)械工程師, 2006(8): 76-78.
[26] 楊廣軍, 申長(zhǎng)雨, 陳靜波, 等. 衣架式口模設(shè)計(jì)計(jì)算[J]. 中國(guó)塑料, 1999, 13(2): 84-87.
[27] 趙思明, 陳世龍, 楊特武, 等. 米粉及其專(zhuān)用稻研究進(jìn)展[C]// 第八屆中國(guó)米粉、粉絲產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)論文集. 廣州: 中國(guó)糧油學(xué)會(huì), 2013: 10-22.
Design of coat-hanger die using in rice noodles wire extruding machine
HUShu-zhen1ZHOUHai-jun1SUNZhi-hong2LIUYin-zhi1MAXian-jun2
(1.ChineseAcademyofAgriculturalMechanizationofScience,Beijing100083,China;2.ChinaMachineryKangyuanCerealsandOilsEquipment(Beijing)Co.,Ltd.,Beijing100083,China)
In order to improve the degree of automation and reduce labor intensity in the rice noodles processing, designed the coat-hanger die of rice noodles wire extruding machine to solve rice crowded uneven wire speed problem in the process of silk.Based on the flow basic assumptions, volume flow equation and the flow balance equation is derived to calculate hangers type main part of the structure of the Coat-Hanger Die size. Considering the rice noodle is a natural polymer material, adjusting mechanism and the heating system is designed. The Coat-Hanger Die realize the crowded wire velocity uniformity by using the tears manifold distribution function, regulator to adjust flow channel section and the heating system change rice physical parameters. The results showed that the Coat-Hanger Die improves the uniformity of the wire speed and that the RV value reduced to below 5%,which is in good accordance with the designing requirement.
rice noodles; wire extruding machine; coat-hanger die; wire speed
2015年糧食公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(編號(hào):201513003)
胡淑珍 (1978—),女,中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院高級(jí)工程師,博士。E-mail: 861679642@qq.com
2016—07—24
10.13652/j.issn.1003-5788.2016.10.015