矩形喷嘴在煎饼打印过程中的流场及挤压力特性

来源：中国食品学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：吴健民，杜继芸，王超林，刘穆萨，刘杨，王博

单位：吴健民江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 江苏无锡 214122,杜继芸江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 江苏无锡 214122,刘穆萨江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 江苏无锡 214122,刘杨江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 江苏无锡 214122,王博江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 江苏无锡 214122,

摘要：为开发新型食品打印方式，以黄豆粉、小麦粉和荞麦粉面糊为打印材料，基于活塞挤压方式和矩形喷嘴进行煎饼打印，研究不同参数对矩形喷嘴中流场分布和活塞挤压力的影响规律。通过CFD模拟流场和活塞压力测试曲线，探讨不同参数对煎饼打印成型性能的影响，并预测其挤压力。结果表明:模拟压力与试验压力相关性良好(R2=0.954)，煎饼打印材料存在1~14 s内的稳定挤出缓冲时间和15~270 s内的停止挤出衰减时间，材料经过缓冲时间后稳定挤出打印，经过衰减时间后材料挤出停止。煎饼材料稳定挤压活塞挤压力范围为6~240 kPa，材料含水量的增加、喷嘴宽度的增大和挤出速度的减小会导致挤压力降低，并缩短缓冲时间和衰减时间。研究结果有助于基于挤压的食品打印机筛选合适的打印材料和选取适合的工艺参数，为基于矩形喷嘴的煎饼打印机的进一步开发提供了参考。

关键词：挤压力; 打印参数; 数值模拟; 矩形喷嘴; 煎饼打印

基金资助：国家自然科学基金项目(12172152)