摘要：传统山药去皮方法存在化学试剂易残留、营养成分流失、影响口感和交叉感染风险大等缺点,为此,提出了利用高压水射流加工技术去除山药皮的方法并分析动力学规律,探索高压水射流加工技术在根茎类蔬菜鲜切加工上的应用,为食品加工机械发展提供新思路。首先,根据断裂力学知识理论建立山药剪切应力和能量释放率关系模型,采用虚拟裂纹闭合技术,利用ANSYS软件计算山药开裂的能量释放率GⅡ,获得山药切割去皮所需最小应力τ,进而推导出水射流压力最小值;然后,通过离散元法对麻山药进行建模,并利用EDEM-Fluent耦合方法分析水射流切割山药去皮过程动力学特征;最后,使用高压水射流切割设备开展麻山药切割去皮验证试验,结果显示仿真与验证结果之间的误差仅为11.68%。由此表明:离散元模型有效地分析了高压水射流对麻山药皮切割去除过程的动力学规律,且射流压力为2.5 MPa时可实现麻山药切割去皮,为山药去皮机理研究提供理论基础和数据支持。
文章目录
0 引 言
1 山药皮去除过程受力分析与关键参数确定
1.1 山药裂纹类型的确定
1.2 滑开型裂纹的受力分析
1.3 剪切应力和能量释放率关系模型的建立及其数值计算
1.4 水射流临界压力的确定
2 基于离散元法山药去皮过程的数值模拟和分析
2.1 建立模型
2.1.1 山药离散元模型建立
2.1.2 耦合射流束模型建立
2.2 山药去皮过程数值模拟主要数据测定与选取
2.2.1 山药密度的测定
2.2.2 山药恢复系数的测定
2.2.3 山药静摩擦因数的测定
2.3 山药离散元黏结模型的建立
2.4 EDEM-Fluent耦合分析流程
2.5 数值模拟结果与分析
2.5.1 射流束流场分布模拟结果与分析
2.5.2 山药去皮过程模拟结果与分析
3 试验验证与分析
3.1 试验样本
