大豆蛋白液噴涂系統(tǒng)及霧化規(guī)律的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著人們生活品質(zhì)的提升，產(chǎn)品的包裝越來(lái)越受到人們的重視，特別是食品的包裝。但目前應(yīng)用于食品的包裝材料大部分是石油基包裝材料，存在難以自然降解、不可回收等諸多問(wèn)題，加上我國(guó)人口眾多、對(duì)包裝材料的消耗量相對(duì)較大，不僅加大了石油等不可再生能源的消耗，而且對(duì)人們賴以生存的環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。為此國(guó)家提倡加大綠色環(huán)保、可食包裝材料的研發(fā)及應(yīng)用，蔬菜紙因具有原料來(lái)源豐富、可自然降解可再生等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有很好地實(shí)用價(jià)值。但純蔬菜紙因不具有熱封

2、性能無(wú)法直接作為包裝材料使用，本課題科研團(tuán)隊(duì)提出了以純蔬菜紙為基材進(jìn)行大豆蛋白液噴涂覆膜制備大豆蛋白膜-蔬菜復(fù)合紙，使具備熱封性能。在蔬菜復(fù)合紙制備過(guò)程中噴霧系統(tǒng)的選擇及大豆蛋白液噴涂霧化規(guī)律對(duì)蔬菜復(fù)合紙質(zhì)量有重要影響，本文在天津市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“大豆蛋白液流變學(xué)特性及其霧化規(guī)律的研究”的支持下，針對(duì)大豆蛋白液具有高粘稠度的特點(diǎn)，研究了專用大豆蛋白液噴涂霧化系統(tǒng)，并對(duì)大豆蛋白液霧化規(guī)律進(jìn)行測(cè)量分析。
　　本文首先根據(jù)蔬菜復(fù)合

3、紙噴涂覆膜的工藝要求及設(shè)備環(huán)境，選擇扇形電子脈沖噴涂霧化型噴嘴，其能在低耗氣率下霧化高粘度液體且霧化質(zhì)量較好。對(duì)噴涂系統(tǒng)中控制器工作原理、PWM流量調(diào)節(jié)技術(shù)以及噴涂參數(shù)PID閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。其次，對(duì)大豆蛋白液噴涂霧化粒度場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，并分析了不同噴涂參數(shù)對(duì)大豆蛋白液噴涂霧化顆粒粒度分布的影響。實(shí)驗(yàn)采用了5種不同粘度的大豆蛋白液作為噴涂基液，利用天津大學(xué)研制的L-Ⅲ激光粒度儀測(cè)量不同噴涂氣壓、噴涂液壓大豆蛋白液噴涂霧化場(chǎng)中

4、霧化顆粒的索特平均直徑分布（SMD），并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比。研究表明：對(duì)大豆蛋白液噴涂霧化場(chǎng)軸向距離30cm、徑向距離0cm處，隨著噴涂氣壓的增大，大豆蛋白液噴涂霧化顆粒粒徑呈減小趨勢(shì)，其他參數(shù)不變，噴涂氣壓從0.12MPa增加到0.20MPa時(shí)，大豆蛋白液噴涂霧化顆粒的索特平均直徑（SMD）從40.44μm減小到28.02μm，隨著噴涂氣壓的進(jìn)一步增大，霧化顆粒的索特平均直徑（SMD）變化相對(duì)緩慢；隨著噴涂液壓的增大，大豆蛋白液噴

5、涂霧化顆粒的索特平均直徑先有較為明顯增大趨勢(shì)然后趨于穩(wěn)定，噴涂氣壓0.20MPa，噴涂液壓分別為0.12MPa、0.16MPa、0.20MPa、0.24MPa時(shí)，噴涂霧化顆粒的索特平均直徑（SMD）為22.86μm、27.57μm、28.02μm、28.92μm；當(dāng)噴涂參數(shù)一定時(shí)，隨著大豆蛋白液粘度的增大，噴涂霧化顆粒的索特平均直徑呈減小趨勢(shì)；大豆蛋白液粘度、噴涂參數(shù)相同時(shí)，在噴涂霧化場(chǎng)中，隨著軸向距離的增加，霧化顆粒的索特平均直徑呈現(xiàn)

6、減小趨勢(shì)，且減小速率先急后緩；隨著徑向距離的增加，霧化顆粒的索特平均直徑也是呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。最后，對(duì)大豆蛋白液噴涂霧化顆粒速度場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。利用高速攝像機(jī)采集不同噴涂氣壓、噴涂液壓、噴涂流量等噴涂參數(shù)下的大豆蛋白液噴涂霧化場(chǎng)圖像，運(yùn)用自編MATLAB數(shù)字圖像互相關(guān)程序，獲得大豆蛋白液噴涂霧化場(chǎng)速度矢量圖。運(yùn)算結(jié)果表明，大豆蛋白液噴涂霧化顆粒速度隨著噴涂氣壓的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，而隨著噴涂流量的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，噴涂液壓增加時(shí)