大豆蛋白液噴涂系統(tǒng)及霧化規(guī)律的研究.pdf

1、近年來，隨著人們生活品質的提升，產品的包裝越來越受到人們的重視，特別是食品的包裝。但目前應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、不可回收等諸多問題，加上我國人口眾多、對包裝材料的消耗量相對較大，不僅加大了石油等不可再生能源的消耗，而且對人們賴以生存的環(huán)境造成嚴重的污染。為此國家提倡加大綠色環(huán)保、可食包裝材料的研發(fā)及應用，蔬菜紙因具有原料來源豐富、可自然降解可再生等諸多優(yōu)點，具有很好地實用價值。但純蔬菜紙因不具有熱封

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

3、紙噴涂覆膜的工藝要求及設備環(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量較好。對噴涂系統(tǒng)中控制器工作原理、PWM流量調節(jié)技術以及噴涂參數PID閉環(huán)反饋調節(jié)技術進行了簡單介紹。其次，對大豆蛋白液噴涂霧化粒度場進行了測量，并分析了不同噴涂參數對大豆蛋白液噴涂霧化顆粒粒度分布的影響。實驗采用了5種不同粘度的大豆蛋白液作為噴涂基液，利用天津大學研制的L-Ⅲ激光粒度儀測量不同噴涂氣壓、噴涂液壓大豆蛋白液噴涂霧化場中

4、霧化顆粒的索特平均直徑分布（SMD），并對實驗結果進行分析對比。研究表明：對大豆蛋白液噴涂霧化場軸向距離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，其他參數不變，噴涂氣壓從0.12MPa增加到0.20MPa時，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，隨著噴涂氣壓的進一步增大，霧化顆粒的索特平均直徑（SMD）變化相對緩慢；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，噴涂霧化顆粒的索特平均直徑（SMD）為22.86μm、27.57μm、28.02μm、28.92μm；當噴涂參數一定時，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；大豆蛋白液粘度、噴涂參數相同時，在噴涂霧化場中，隨著軸向距離的增加，霧化顆粒的索特平均直徑呈現

6、減小趨勢，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減小趨勢。最后，對大豆蛋白液噴涂霧化顆粒速度場進行測量。利用高速攝像機采集不同噴涂氣壓、噴涂液壓、噴涂流量等噴涂參數下的大豆蛋白液噴涂霧化場圖像，運用自編MATLAB數字圖像互相關程序，獲得大豆蛋白液噴涂霧化場速度矢量圖。運算結果表明，大豆蛋白液噴涂霧化顆粒速度隨著噴涂氣壓的增大呈現先減小后增大的趨勢，而隨著噴涂流量的增加呈先增大后減小的趨勢，噴涂液壓增加時