飼料顆粒成型過程中的流變特性
《農業工程學報》2017年第33卷第23期刊載了中國農業大學陳嘯、孔丹丹、王紅英和方鵬的論文——「基於顆粒飼料成型本構模型的小麥成型試驗研究」。該研究由公益性行業(農業)科研專項(項目號:201203015)資助。。
顆粒飼料生產過程中,飼料原料在粉碎、混合、調質後進行的擠壓成型加工是一個重要工序。物料顆粒粒子在這一過程中持續受壓並相互重疊搭接,顆粒體系由鬆散態逐漸固化黏結成型,表現出力學特性及粘彈塑性等成型特性的規律性變化。
從材料流變學角度研究顆粒飼料成型特性,對飼料原料在擠壓成型過程中表現出的力學特性及彈塑性、黏性等流變特性進行探討是極有必要的,對於分析顆粒飼料成型規律、優化成型工藝與設備具有理論指導意義。
該文嘗試構建了表現黏性、彈性、塑性等材料特性的本構模型。對顆粒成型流變特性研究結果表明,黏彈塑性本構模型精度較高,可較好地表徵小麥原料成型過程中的黏彈塑性等材料流變特性,由此可對其成型特性展開研究。
各顆粒飼料生產加工因素對錶征小麥原料成型流變特性的本構模型係數的影響則主要表現為,彈性模量隨含水率的升高逐漸降低,較高的擠壓載荷顯著增大了集成塑性係數,黏性係數絕對值則受到成型溫度的正向規律影響,而摩擦損耗因子受各試驗因素的影響並不明顯。
同時,顆粒成型質量指標與本構模型係數間的相關關係為:顆粒成型密度、顆粒成型率、顆粒成型硬度分別與黏性係數、塑性模量與彈性模量間的相關係數為最高,皆大於0.80並達到極顯著相關性水平(P
以上結果反映了材料流變學特性與顆粒成型質量間,存在高度相關關係,這可為基於本構模型對顆粒成型質量進行分析和控制提供依據。
該文為顆粒飼料成型特性研究提供了一種新角度,並為從材料流變學角度對顆粒成型過程、產品成型質量等進行分析和控制提供理論依據和基礎數據,從而為顆粒飼料的高效低耗生產、產品質量的改善做出貢獻。


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