朱剑伟:微型水力旋流器分离含淀粉颗粒的豌豆蛋白浆液的数值模拟以及实验研究论文

朱剑伟:微型水力旋流器分离含淀粉颗粒的豌豆蛋白浆液的数值模拟以及实验研究论文

本文主要研究内容

作者朱剑伟(2019)在《微型水力旋流器分离含淀粉颗粒的豌豆蛋白浆液的数值模拟以及实验研究》一文中研究指出:豌豆的主要成分是淀粉和蛋白,其中淀粉含量为40%~45%,蛋白含量为20%~25%,粗纤维含量为8%~12%。在制备豌豆蛋白时,豌豆磨浆后过滤可以去除纤维渣和大部分淀粉,但是所得到的豌豆蛋白浆液中仍然含有小部分淀粉颗粒。利用水力旋流器将这部分淀粉去除可以提高豌豆蛋白产品的蛋白质含量。同时,水力旋流器在全封闭条件运行,可以防止浆液与氧气接触,有利于减少豆腥味产生。本文从数值模拟和实验研究两方面对含淀粉颗粒豌豆蛋白浆液的旋液分离进行了探讨。首先,针对实验室现有微型水力旋流器结构,选择适合高速漩涡螺线流的雷诺应力湍流模型(RSM)来计算旋流器内部流体的湍流运动;采用颗粒的罗辛-拉姆勒(R-R)分布和离散相模型(DPM)对豌豆浆液中的次相不溶组分的运动进行模拟。利用计算流体力学前处理软件(Icem-cfd)将水力旋流器内部流场模型划分为高质量的六面体网格并在计算软件(Fluent)中采用一定的边界条件进行计算机数值仿真模拟运算。通过比较计算所得压力场、速度场和离散相颗粒分离结果与前人结果以及实验结果,证明本文所采用的模型和数值计算方法是合理可靠的。在此基础上,利用计算机数值方法以及响应面方法预测了进料速度A、进料淀粉浓度B、分股比C和进料蛋白浓度D等重要参数对水力旋流器内部流场以及水力旋流器分离效率的单一和交互影响,得到了不同操作参数下水力旋流器内部流场的分布特征和分离效率的二次多项式回归方程。经过实验验证,回归方程模型的预测能力对于不溶(淀粉)组分分离效率的相对误差在10%以内;对可溶(蛋白)组分分离效率的相对误差在15%以内,从而为含淀粉颗粒豌豆蛋白浆液旋液分离的实验研究提供了参考。实验研究首先考察了单级旋流器的分离情况。采用无氧磨浆结合螺旋去渣方法制备含淀粉颗粒豌豆蛋白浆液。控制豆水质量比分别为1:7、1:5和1:3,得到蛋白含量不同而淀粉颗粒含量基本相同的浆液。实验发现,浆液中蛋白浓度越高,不溶(淀粉)组分的分离效率减少,可溶(蛋白)组分的分离效率没有显著差异;进料速度大于18.92 m/s(或进料压力大于0.5 MPa)和分股比为0.3时,溢流中的蛋白占总蛋白以及底流中的淀粉占总淀粉的比例均可达到80%以上。操作条件改变将会导致总体分离效率降低。为了达到尽量降低浆液中淀粉含量并尽量减少蛋白损失的目标,设计并组装了处理能力为1.6 L/min的三级水力旋流器组,并在此设备上进行了豌豆浆液的分离。结果表明,从溢流级的溢流中所得豌豆蛋白产品的蛋白含量为85%(w/w),蛋白质回收率达到90%以上。

Abstract

wan dou de zhu yao cheng fen shi dian fen he dan bai ,ji zhong dian fen han liang wei 40%~45%,dan bai han liang wei 20%~25%,cu qian wei han liang wei 8%~12%。zai zhi bei wan dou dan bai shi ,wan dou mo jiang hou guo lv ke yi qu chu qian wei zha he da bu fen dian fen ,dan shi suo de dao de wan dou dan bai jiang ye zhong reng ran han you xiao bu fen dian fen ke li 。li yong shui li xuan liu qi jiang zhe bu fen dian fen qu chu ke yi di gao wan dou dan bai chan pin de dan bai zhi han liang 。tong shi ,shui li xuan liu qi zai quan feng bi tiao jian yun hang ,ke yi fang zhi jiang ye yu yang qi jie chu ,you li yu jian shao dou xing wei chan sheng 。ben wen cong shu zhi mo ni he shi yan yan jiu liang fang mian dui han dian fen ke li wan dou dan bai jiang ye de xuan ye fen li jin hang le tan tao 。shou xian ,zhen dui shi yan shi xian you wei xing shui li xuan liu qi jie gou ,shua ze kuo ge gao su xuan guo luo xian liu de lei nuo ying li tuan liu mo xing (RSM)lai ji suan xuan liu qi nei bu liu ti de tuan liu yun dong ;cai yong ke li de luo xin -la mu le (R-R)fen bu he li san xiang mo xing (DPM)dui wan dou jiang ye zhong de ci xiang bu rong zu fen de yun dong jin hang mo ni 。li yong ji suan liu ti li xue qian chu li ruan jian (Icem-cfd)jiang shui li xuan liu qi nei bu liu chang mo xing hua fen wei gao zhi liang de liu mian ti wang ge bing zai ji suan ruan jian (Fluent)zhong cai yong yi ding de bian jie tiao jian jin hang ji suan ji shu zhi fang zhen mo ni yun suan 。tong guo bi jiao ji suan suo de ya li chang 、su du chang he li san xiang ke li fen li jie guo yu qian ren jie guo yi ji shi yan jie guo ,zheng ming ben wen suo cai yong de mo xing he shu zhi ji suan fang fa shi ge li ke kao de 。zai ci ji chu shang ,li yong ji suan ji shu zhi fang fa yi ji xiang ying mian fang fa yu ce le jin liao su du A、jin liao dian fen nong du B、fen gu bi Che jin liao dan bai nong du Ddeng chong yao can shu dui shui li xuan liu qi nei bu liu chang yi ji shui li xuan liu qi fen li xiao lv de chan yi he jiao hu ying xiang ,de dao le bu tong cao zuo can shu xia shui li xuan liu qi nei bu liu chang de fen bu te zheng he fen li xiao lv de er ci duo xiang shi hui gui fang cheng 。jing guo shi yan yan zheng ,hui gui fang cheng mo xing de yu ce neng li dui yu bu rong (dian fen )zu fen fen li xiao lv de xiang dui wu cha zai 10%yi nei ;dui ke rong (dan bai )zu fen fen li xiao lv de xiang dui wu cha zai 15%yi nei ,cong er wei han dian fen ke li wan dou dan bai jiang ye xuan ye fen li de shi yan yan jiu di gong le can kao 。shi yan yan jiu shou xian kao cha le chan ji xuan liu qi de fen li qing kuang 。cai yong mo yang mo jiang jie ge luo xuan qu zha fang fa zhi bei han dian fen ke li wan dou dan bai jiang ye 。kong zhi dou shui zhi liang bi fen bie wei 1:7、1:5he 1:3,de dao dan bai han liang bu tong er dian fen ke li han liang ji ben xiang tong de jiang ye 。shi yan fa xian ,jiang ye zhong dan bai nong du yue gao ,bu rong (dian fen )zu fen de fen li xiao lv jian shao ,ke rong (dan bai )zu fen de fen li xiao lv mei you xian zhe cha yi ;jin liao su du da yu 18.92 m/s(huo jin liao ya li da yu 0.5 MPa)he fen gu bi wei 0.3shi ,yi liu zhong de dan bai zhan zong dan bai yi ji de liu zhong de dian fen zhan zong dian fen de bi li jun ke da dao 80%yi shang 。cao zuo tiao jian gai bian jiang hui dao zhi zong ti fen li xiao lv jiang di 。wei le da dao jin liang jiang di jiang ye zhong dian fen han liang bing jin liang jian shao dan bai sun shi de mu biao ,she ji bing zu zhuang le chu li neng li wei 1.6 L/minde san ji shui li xuan liu qi zu ,bing zai ci she bei shang jin hang le wan dou jiang ye de fen li 。jie guo biao ming ,cong yi liu ji de yi liu zhong suo de wan dou dan bai chan pin de dan bai han liang wei 85%(w/w),dan bai zhi hui shou lv da dao 90%yi shang 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自江南大学的朱剑伟,发表于刊物江南大学2019-10-21论文,是一篇关于数值模拟论文,豌豆蛋白论文,水力旋流器论文,淀粉论文,江南大学2019-10-21论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自江南大学2019-10-21论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

标签:;  ;  ;  ;  ;  

朱剑伟:微型水力旋流器分离含淀粉颗粒的豌豆蛋白浆液的数值模拟以及实验研究论文
下载Doc文档

猜你喜欢