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挤压设备供料自控系统设计及玉米胚芽浸油挤压预处理的试验研究

王建鑫

  挤压膨化技术在农产品精深加工领域的应用越来越广泛,同时挤压膨化技术在淀粉质原料的精加工生产中的优越性和先进性也越来越明显。国内外专家学者的研究表明,挤压膨化物料产品的效果与物料温度、喂料速度、螺杆转速、物料湿度和添加酶制剂等工艺有着密切的关系。目前我们研制的YJP200型挤压膨化机精度不高,加料、加水、加酶控制为PID控制,这一系统的有时不稳定、状态不完全可控等缺点直接影响着挤压膨化产品的质量、生产效率和生产的稳定性。本课题是以YJP200型单螺杆挤压机为研究对象,设计开发一套适应本挤压机的更精确、更智能的供料自控系统。采用动态BP算法,在线实时控制,然后用Matlab软件对挤压加料、加水和加酶制剂自动控制系统进行仿真研究。仿真结果表明,神经网络PID控制器优于传统PID控制器,具有较高的精度和较强的适应性,可以获得满意的控制效果。 针对高油料作物湿法脱胚玉米胚芽,在原来油料挤压膨化机的基础上,自行设计安装一套油料轧榨装置,应用挤压膨化预处理技术挤压湿法脱胚玉米胚芽。对工艺参数进行系统的研究,以达到降低生产成本,减少残油率,提高浸出效率的目的。论文主要包括以下几项内容: (1)在所加粉料、水、酶的工艺流程及控制要求的基础上,运用PID控制、变频调速等技术分别设计了加粉料、加水、加酶流量的三个控制系统。 (2)将BP神经网络运用于PID控制,确定PID最优参数,利用Matlab软件进行系统仿真,仿真结果表明BP神经网络PID控制器具有较好的控制效果,提高了挤压机的自动化程度。 (3)自行设计安装一套轧榨装置。实验验证,改进装置适合应用高含油率油料作物,能够初步达到挤压膨化的效果。 (4)通过三因素五水平二次正交旋转组合试验设计,得出以残油率为主要考察指标的挤压系统参数最佳工艺措施区间:螺杆转速为46.94~55.22r/min、套筒温度为77.86~82.06℃和物料含水率为6.7~7.83%,在此条件下得出残油率<4%。 本文研究的加料、加水、加酶控制系统的优化基本达到了预期的功能要求,显示了较强的稳定性,具有较好的可靠性,可以应用到大中式试验和规模化生产中。玉米胚芽轧榨装置运行良好,并得到较优的实验参数。为下一步的优化试验研究提供了理论依据并奠定了有利基础。……   
[关键词]:挤压膨化;BP神经网络;PID流量控制;玉米胚芽;残油率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河北农业大学2011年
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