嬰幼兒奶粉壓縮模型參數(shù)標(biāo)定及受力分析

劉少莉 蔣學(xué)峰 李歸浦 邢曉偉 熊麗娜 何光華，*

（1浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 杭州 310023；2貝因美（杭州）食品研究院有限公司，浙江 杭州 310053）

現(xiàn)市售嬰幼兒配方奶粉以粉末形式為主，存在易飛散、吸潮、粘勺以及沖調(diào)計(jì)量不準(zhǔn)等弊端［1-5］，大大增加了育兒難度。若能將定質(zhì)定量的粉狀奶粉通過壓縮成型技術(shù)制成統(tǒng)一形狀和重量的塊狀奶粉，不僅可以提高使用便攜性，降低育兒難度，還可以更精準(zhǔn)喂養(yǎng)。制備塊狀奶粉時(shí)，由于奶粉顆粒會(huì)受壓力作用造成顆粒破碎，從而影響了塊狀奶粉抗壓強(qiáng)度及溶解性，因此，需要研究壓縮工藝條件對(duì)奶粉顆粒狀態(tài)的影響，而奶粉屬于不連續(xù)的離散介質(zhì)，可以通過離散元仿真進(jìn)行奶粉顆粒的受力分析。

目前離散元仿真涉及的領(lǐng)域范圍非常廣泛，包括食品、制藥、資源、巖土、化工等。Hanley 等［6］以嬰幼兒配方奶粉為對(duì)象，使用準(zhǔn)靜態(tài)載荷試驗(yàn)校準(zhǔn)奶粉團(tuán)聚體的離散元模型，并利用模型分析了粒子響應(yīng)力學(xué)。Olaleye 等［7］以粘性奶粉為對(duì)象，模擬奶粉在管道中輸送，觀察其在管道中的沉積狀況。Afrassiabian 等［8］以乳糖粉為對(duì)象，基于離散元對(duì)樣品的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)值模擬，用于描述機(jī)械約束下的樣品行為。離散元模擬仿真參數(shù)輸入包括本征參數(shù)與模型接觸參數(shù)。本征參數(shù)是基本特性參數(shù)，一般不受仿真場景影響；接觸參數(shù)是非常模型化的參數(shù)，易受仿真場景影響，而文獻(xiàn)［6-8］中的仿真場景并非壓縮仿真，因此只可采用文獻(xiàn)中奶粉本征參數(shù)作為離散元壓縮仿真的參考依據(jù)。……