螺棱间隙对单螺杆食品挤压膨化机熔体输送影响数值模拟

摘要

采用POLYFLOW软件对单螺杆挤压膨化机中食品熔体的三维等温流场进行数值模拟,结合粒子示踪技术,探索不同螺棱间隙(0.4,0.8,1.2 mm)对食品熔体流场和混合性能的影响.研究表明:随着螺棱间隙的减小,螺棱顶端的剪切速率增大,食品熔体平均黏度变小,螺杆的轴向输送能力变差;随着螺棱间隙的增大,食品熔体的停留时间先增后减,分散混合能力变差.当螺棱间隙增至1.2 mm时,物料停留时间反而比间隙值为0.4 mm时长,说明螺棱间隙过大,食品物料的停留时间将难以控制,同时对各物料组分的混合效果也较差.螺棱间隙对熔体流场和混合特性均有一定的影响,螺棱间隙为0.8 mm时,既能保证对熔体的输送能力,又能保证良好的流场分布和混合效果,为比较理想的螺棱间隙.