26 - 食品科学技术学报页
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第 卷 第 期
2014
年
7
月
食 品 科 学 技 术 学 报
Journal of Food Science and Technology
Jul. 2014
doi:10. 3969 / j. issn. 2095鄄6002. 2014. 04. 005
文章编号
:
2095鄄6002(2014)04鄄0021鄄07
引用格式
:
肖志刚
,
申德超
.
基于量纲分析的挤压参数与淀粉糖浆出品率经验公式的建立
.
食品科学技术学报
,2014,32(4):
21 - 27.
XIAO Zhigang, SHEN Dechao. Empirical formula relating toextrusion parameters and ratio of starch syrup based on dimen鄄
sional analysis. Journal of Food Science and Technology, 2014,32(4):21 - 27.
基于量纲分析的挤压参数与淀粉糖浆出品率
经验公式的建立
肖志刚
1
,
摇
申德超
2
,
*
(
1.
沈阳师范大学 粮食学院
,
辽宁 沈阳
摇 110034
;
2.
山东理工大学 轻工与农业工程学院
,
山东 淄博
摇 255049
)
摘
摇
要
:
为减少多因素复杂反应系统的试验次数
,
基于改进的量纲分析
“
仔
冶
试验设计方法
,
以挤压
预处理制得的玉米粉为原料生产淀粉糖浆
.
以物料含水率
、
挤压机机筒温度
、
模孔孔径
、
螺杆转速
、
轴头间隙及模孔长度为试验变量
,
考察各因素变化对糖业出品率的影响规律
.
由经验公式计算得
出的各试验点的预测值与实际值相对误差
< 0郾 44%
,
组分方程曲线上其他各点预测值与实际值相
对误差
< 2郾 61%
,
除了组分方程曲线之外
,
对多点的预测值与实际值进行了比较
,
相对误差
< 5% .
所建立的经验公式
,
其预测精度比较高
,
能够为实际生产提供参考
.
关键词
:
量纲分析
;
挤压
;
淀粉糖浆
;
经验公式
中图分类号
:
TS201郾 1
;
TS221摇 摇 摇 摇 摇
文献标志码
:
A
收稿日期
: 2014 06 22
基金项目
: “
十二五
冶
农村领域国家科技支撑计划项目
(2012BAD34B02);
哈尔滨市学科带头人基金资助项目
(2012RFXXN107);
黑龙江省
教育厅科学技术研究重点项目
(12511z006).
作者简介
:
肖志刚
,
男
,
教授
,
主要从事粮食
、
油脂及植物蛋白工程方面的研究
;
*
申德超
,
男
,
教授
,
博士生导师
,
主要从事农产品加工工艺和设备方面的研究
.
通讯作者
.
摇 摇
量纲分析是
Backingham
在
1914
年提出的
[1]
,
是依据方程中变量的量纲齐次理论推导无量纲数群
仔
项
,
即导出相似准则的方法
,
是相似理论在模型试
验方面的运用
[2]
.
据相似理论之中的经典定理
G.
Murphy
定理得知
,
试验结果拟合成组分方程时
,
两
个组分方程型式须一致
[3]
.
这一规定限制了量纲分
析法的推广应用
,
是其长期应用于机械工程等领
域
[4 - 6]
,
而在食品工程等领域应用较少的主要原因
.
蒋亦元院士经过长期细致的研究工作
[7 - 9]
,
认为试
验结果拟合成组分方程时
,
不必遵循
“
两个组分方
程具有相同的型式
冶,
对经典定理进行了修正
.
按修
正后的
G. Murphy
定理所规定的原则和方法
,
国内
学者对滚筒式牧草干燥机及油菜籽挤压机的工作参
数进行了研究
,
均得出组分方程相关系数及模型预
测精度有所提高的结论
[10 - 11]
.
以挤压预处理玉米粉为原料生产淀粉糖浆
,
其
在简化工序
、
节约能耗
、
提高原料利用率等方面
,
具
有较为明显的优势
[12 - 15]
.
为进一步验证所修正
G.
Murphy
定理结论的可靠性
,
为量纲分析应用领域的
进一步拓展提供数据支持
,
发挥其分析复杂多因素
系统试验次数少
,
试验设计灵活等优势
,
按所修正
G. Murphy
定理试验设计的要求
,
在研究淀粉糖浆糖
液滤速和出品率与挤压机参数关系的经验公式时
,
我们采用量纲分析
仔
试验设计法
.
有关建立挤压参
数与糖液滤速经验公式等问题见文献
[16] .
以糖液
出品率为指标验证所修正的定理更具代表性
,
本文
采用
仔
试验设计法
,
对出品率和挤压机参数的关系
等进行分析和总结
.
12
