近年來食品安全和食品在貯藏期間損失量較大等問題日益嚴重,由于食品超高壓加工技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢因而成為倍受關(guān)注的非熱加工技術(shù)之一。食品經(jīng)過超高壓加工后不僅能夠延長保鮮時間,而且能在最大程度上保留食品的色澤風味以及營養(yǎng)成分。食品超高壓加工技術(shù)協(xié)同溫度處理在一定程度上可以提高滅菌效率和保障食品安全。因此食品超高壓加工技術(shù)在未來是非常具有潛力的一項高新技術(shù)。本文研究對象為食品超高壓設(shè)備的關(guān)鍵承壓部件中的超高壓三層組合艙體和立軛組件。超高壓三層組合艙體是食品加工容器,立軛組件不僅是食品超高壓設(shè)備的裝配基體,而且還要承受設(shè)備幾乎所有的軸向力。目前,超高壓三層組合艙體和立軛組件在安全和加工制造方面方面仍有待于進一步深入研究及優(yōu)化以滿足實際食品加工中的應用。在安全方面降低應力和變形量以及在加工制造方面降低難度十分重要。因此該研究具有非常重要的現(xiàn)實意義,本文研究的具體內(nèi)容如下:1.基于厚壁圓筒基礎(chǔ)理論和傳熱理論,分別對超高壓三層組合艙體的預應力狀態(tài)、熱-結(jié)構(gòu)耦合狀態(tài)進行理論求解計算,為提高計算效率和計算的準確性,編寫了MATLAB GUI程序。2.運用ANSYS Workbench軟件對超高壓三層組合艙體進行仿真,得到了溫度分布以及預應力狀態(tài)和熱-結(jié)構(gòu)耦合狀態(tài)下的應力分布數(shù)值,并與MATLAB GUI程序的理論計算值進行對比,結(jié)果表明,溫度相對誤差均小于0.006%,應力相對誤差均小于0.5%,間接說明理論計算和有限元模擬的準確性,同時進一步分析了不同溫度狀態(tài)下等效應力變化規(guī)律。3.運用ANSYS Workbench軟件對立軛組件的不同壓力狀態(tài)下進行仿真,得到了應力和變形量規(guī)律,同時對其強度進行校核。以降低等效應力和變形量為目標對該組件進行結(jié)構(gòu)改進,改進后立軛組件的等效應力和變形量分別下降了17.13%和20.00%,立軛的端部軸向變形量下降了19.69%,半圓塊的等效應力和變形量分別下降了21.78%和20.00%,同時保證了立軛組件具有良好對中性,在一定程度上提高了設(shè)備的的安全性。4.運用ANSYS Workbench軟件對超高壓三層組合艙體熱-結(jié)構(gòu)耦合狀態(tài)進行響應面和靈敏度分析,得到相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及溫度與等效應力的影響趨勢和程度。同時以降低艙體的等效應力峰值和過盈裝配難度為目標進行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后內(nèi)艙、中艙、外艙的等效應力分別下降5.27%、0.88%、0.90%,內(nèi)艙和中艙的過盈量下降25.21%、中艙和外艙的過盈量下降34.24%。5.以某公司的食品超高壓設(shè)備進行實驗研究,通過測量超高壓三層組合艙體熱-結(jié)構(gòu)耦合狀態(tài)在不同壓力值下的外艙外壁的徑向膨脹值,與ANSYS Workbench模擬值進行對比,驗證了熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真的準確性。本文對食品超高壓設(shè)備的關(guān)鍵承壓部件中的超高壓三層組合艙體和立軛組件進行了相關(guān)研究,該研究可為食品超高壓設(shè)備關(guān)鍵承壓部件的設(shè)計提供參考。
【學位單位】：鄭州輕工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TS203
【部分圖文】：

成為了倍受關(guān)注的社會焦點之一。食源性疾病每年影響著很多人，特別是嬰幼兒和老人。如圖1-1 所示，食源性疾病是指致病因素通過食品載體進入人體而引發(fā)的腹瀉或腸道傳染病。每年全球范圍內(nèi)由于食用含有致病體的食品而患上食源性疾病的患者有多達 6 億人。圖 1-1 食源性疾病的定義除此之外，如圖 1-2 所示，我國每年糧食、肉類、果蔬類以及一些名貴的中草藥在貯藏期間損失量較大。如何提高食品質(zhì)量、保障食品安全以及減少食品在貯藏期間的損失一直是食品科學方面研究熱點之一。為解決食品品質(zhì)及安全和食品損失問題，主要從食品加工、貯藏以及保鮮等方面尋找解決方法。傳統(tǒng)的食品加工、貯藏以及保鮮方法存在著設(shè)備能耗大，加工后或貯藏保鮮后存在食品品質(zhì)不佳以及化學藥劑殘留等一系列問題。目前食品科學方面工作者正在積極探索食品加工以及貯藏保鮮方面的新技術(shù)。圖 1-2 糧食、肉類、果蔬類、名貴中草藥霉變在當今的食品加工領(lǐng)域，熱加工技術(shù)依然是食品加工的核心技術(shù)[1]。如圖 1-3 所示，當今食品科學中需要解決的關(guān)鍵問題是安全和質(zhì)量，其中質(zhì)量主要包括營養(yǎng)、色澤風味以及口感。

圖 1-1 食源性疾病的定義除此之外，如圖 1-2 所示，我國每年糧食、肉類、果蔬類以及一些名貴的中草藥在貯期間損失量較大。如何提高食品質(zhì)量、保障食品安全以及減少食品在貯藏期間的損失一直食品科學方面研究熱點之一。為解決食品品質(zhì)及安全和食品損失問題，主要從食品加工、藏以及保鮮等方面尋找解決方法。傳統(tǒng)的食品加工、貯藏以及保鮮方法存在著設(shè)備能耗大加工后或貯藏保鮮后存在食品品質(zhì)不佳以及化學藥劑殘留等一系列問題。目前食品科學方工作者正在積極探索食品加工以及貯藏保鮮方面的新技術(shù)。

圖 1-3 當今食品加工中需解決的科學問題活水平和生活質(zhì)量的提升，人們倍加重視食品的安全、營養(yǎng)、色品超高壓加工技術(shù)(簡稱 HPP)是一種新興的非熱加工技術(shù)[2-4]。相高壓加工后，一方面可以殺滅細菌，延長保鮮時間，從而保證食大程度上保持食品原有的風味色澤及其營養(yǎng)價值。相比輻照和微加工技術(shù)具有節(jié)約能源、減少污染的優(yōu)點。食品超高壓加工技術(shù)“二十一世紀十大尖端科技”之一[5-6]。上超高壓協(xié)同溫度對食品進行處理能提高滅菌效率，保障食品安的要素之一，積極采取超高壓協(xié)同溫度可以進一步提高滅菌效率工技術(shù)已成為超高壓食品加工研究的重要方向。對不同的細菌施菌效果是不同的。超高壓協(xié)同溫度滅菌比較復雜，需要不斷通過等發(fā)達國家在食品超高壓加工設(shè)備方面已有了進一步的發(fā)展。由備的研發(fā)和生產(chǎn)制造方面起步較晚以及工業(yè)水平的限制，中國在

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林略蒂;;提高戶內(nèi)高壓設(shè)備運行環(huán)境管理水平[J];通訊世界;2017年11期

2 Neil S.Isaacs;顧天雁;;高壓下的化學合成[J];世界科學;1987年12期

3 ;巖石高溫高壓實驗設(shè)備[J];壓力容器;1988年05期

4 ;特種硅橡膠電線問世[J];合成橡膠工業(yè);1989年06期

5 ;尿素高壓設(shè)備修復技術(shù)的研究[J];齊魯石油化工;1989年03期

6 周俊;戴湘;;核電站電氣高壓設(shè)備工作人因失誤分析及預防[J];科技傳播;2016年18期

7 ;高壓設(shè)備與系統(tǒng)研究[J];電氣制造;2013年03期

8 陳勁鋼;;高壓設(shè)備的挖潛、改造[J];化肥工業(yè);1980年02期

9 馬東巍;于文強;;水電站高壓設(shè)備試驗的問題分析[J];科技致富向?qū)?2012年35期

10 盧寶松;;高壓設(shè)備故障處理實例[J];設(shè)備管理與維修;2017年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 戴庭本;;尿素高壓設(shè)備的腐蝕與檢測不容忽視[A];2004年全國化工、石化裝備國產(chǎn)化暨設(shè)備管理技術(shù)交流會會議論文集[C];2004年

2 樓曉峰;李衛(wèi)國;;一種適合發(fā)電廠高壓設(shè)備的溫度預警檢測無線傳輸系統(tǒng)[A];全國大中型水電廠技術(shù)協(xié)作網(wǎng)技術(shù)交流文集（十三）水電廠改造專集[C];2010年

3 朱瑞;甘曉玲;和勁松;于勇;李建平;朱松明;;農(nóng)產(chǎn)品超高壓加工過程能耗研究[A];中國機械工程學會包裝與食品工程分會2010年學術(shù)年會論文集[C];2010年

4 蘇

本文編號：2810127