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机制面条面带力学特性及流变行为研究

机制面条面带力学特性及流变行为研究

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作者：刘维江苏大学

学位级别：硕士

机制面条面带是面条机械化生产过程中的中间产物,其力学特性和流变行为可以反映面条在加工过程中的加工品质。然而,目前缺乏系统的针对水分含量较低的机制面条面带的力学特性及流变行为评价方法,且面条加工过程中原料品质及加工过程参... 详细信息

机制面条面带是面条机械化生产过程中的中间产物,其力学特性和流变行为可以反映面条在加工过程中的加工品质。然而,目前缺乏系统的针对水分含量较低的机制面条面带的力学特性及流变行为评价方法,且面条加工过程中原料品质及加工过程参数对面带黏弹性的影响规律尚不明确。因此,本文通过加载卸载、应力松弛和蠕变-恢复试验,研究了面带的力学特性和流变行为,并确定了面带流变模型,在此基础上,采用流变模型表征了不同品质小麦粉、和面时间、和面真空度和压延速度条件下面带黏弹性的差异,并分析了面条加工过程中原料品质和加工过程参数对面带加工性能的影响规律。主要研究内容和结果如下:(1)研究了机制面条面带力学特性及流变模型。分别采用不同测试参数进行加载卸载、应力松弛和蠕变-恢复试验,并用不同元件个数的广义Maxwell模型和Burgers模型表征面带的应力松弛和蠕变-恢复行为,研究测试参数对面带力学特性和流变行为的影响,并确定最适流变模型。结果表明,加(卸)载速度越小,面带的弹性度越小;加载量越大,加载速度越大,面带的黏弹性参数值越大;5元件广义Maxwell模型对应力松弛曲线的拟合度R>0.96;Burgers模型对蠕变-恢复R>0.96。因此,最适测试参数:加(卸)载速度1mm/s、压缩应变量25%～55%、压缩载荷30～50N,应力松弛和蠕变-恢复行为可分别用5元件广义Maxwell模型和Burgers模型表征。(2)研究了小麦粉品质对面带的力学特性和流变行为的影响。将两种品质差异较大的小麦粉按比例混合成5种不同品质梯度的小麦粉,分别采用加载卸载、应力松弛和蠕变-恢复试验,研究不同品质小麦粉在不同水分含量下的面带的力学特性和流变行为,并用流变模型表征其黏弹性。结果表明,随着面筋蛋白质含量和质量的提高,面带的硬度、弹性度和黏弹性均逐渐增大,但水分含量为38%时,不同品质小麦粉面带之间的硬度、弹性度、黏弹性差异最大。因此,对于机制面条,较大加水量的面带更能体现小麦粉的品质差异。(3)研究了和面时间对面带力学特性和流变行为的影响。分别采用加载卸载、应力松弛和蠕变-恢复试验,研究不同水分含量的面带在不同和面时间下的力学特性和流变行为,并用流变模型表征其黏弹性。结果表明,在各水分含量下,和面10min时,面带的硬度和弹性度最高;面带水分含量为34%时,随和面时间增加,面带的黏弹性先增加后降低,在15min时最高;面带水分含量为36%和38%时,面带的黏弹性先增加后保持不变,10min时为转折点。因此,机制面条加工中,和面时间不宜过长,加水量小时可取10～15min,加水量大时可取10min。(4)研究了和面真空度对面带力学特性和流变行为的影响。分别采用加载卸载、应力松弛和蠕变-恢复试验,研究不同水分含量的面带在不同真空度下的力学特性和流变行为,并用流变模型表征其黏弹性。结果表明,真空度为-0.06MPa可明显提高面带的硬度和弹性度;面带水分含量为34%时,真空度为-0.04MPa,黏弹性即可显著增大;而面带水分含量为36%和38%时,真空度达到-0.06MPa,黏弹性才可显著增大;且水分含量越高,真空度增加对其黏弹性的影响越小。因此,机制面条加工中,加水量较小时,和面真空度为-0.04MPa即可,加水量较大时,和面真空度应达到-0.06MPa。(5)研究了压延速度(压辊线速度)对面带力学特性和流变行为的影响。分别采用加载卸载、应力松弛和蠕变-恢复试验,研究不同水分含量的面带在不同压延速度下的力学特性和流变行为,并用流变模型表征其黏弹性。结果表明,提高压延速度,面带硬度、弹性度和黏弹性减小,但水分含量为36%和38%的面带,当压延速度大于5.0mm/s,其硬度、弹性度和黏弹性没有明显变化。因此,面带水分含量较低,压延速度不宜过快;而面带水分含量较高,可以适当提高压延速度。

关键词：机制面条面带力学特性流变行为流变模型小麦粉品质和面时间真空和面压延速度

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