發(fā)布時間：2023-02-28 18:02

　　近年來,隨著生活水平的日益提高和疾病譜的不斷演變,人們對個性時尚和營養(yǎng)健康的谷物食品的追求日益強(qiáng)烈。而3D打印加工技術(shù)因其具有智能化、個性化、綠色環(huán)保等特點,并可滿足不同人群對食品品質(zhì)、營養(yǎng)功能以及造型等的需求,無疑為實現(xiàn)健康谷物食品的個性化定制提供了新的途徑。本論文基于熱擠壓3D打印技術(shù)在谷物食品領(lǐng)域的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題,針對打印材料的流變特性對熱擠壓3D打印成型性起著關(guān)鍵的影響作用,提出對谷物食品的主成分淀粉的多尺度結(jié)構(gòu)、流變性能與打印成型性的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究,為熱擠壓3D打印技術(shù)應(yīng)用于淀粉及營養(yǎng)健康谷物食品的制造提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。論文以大米淀粉、馬鈴薯淀粉和玉米淀粉為研究對象,利用流變儀體系模擬熱擠壓3D打印過程,明晰三種淀粉在打印過程中流變性質(zhì)的變化規(guī)律以及對打印成型性的影響,由此建立淀粉材料流變性能與3D打印成型性的關(guān)系以及確定合理打印工藝參數(shù)的預(yù)測方法。在此基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)代分析技術(shù)進(jìn)一步揭示不同溫度或物料濃度的條件下熱擠壓3D打印對淀粉多尺度結(jié)構(gòu)、流變性能和打印成型性的影響,獲得三者之間的相互調(diào)控關(guān)系。相關(guān)主要研究結(jié)論如下:對三種淀粉的流變性能和熱擠壓3D打印成型...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 3D打印技術(shù)及其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.1.1 3D打印技術(shù)及其發(fā)展
        1.1.2 3D打印技術(shù)在食品中的應(yīng)用
        1.1.3 食品熱擠壓3D打印關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀
    1.2 熱擠壓3D打印與食品材料流變性能的關(guān)系
        1.2.1 熱擠壓食品材料的分類和流變學(xué)性質(zhì)
            1.2.1.1 熱擠壓沉積3D打印食品材料的分類
            1.2.1.2 食品材料的流變學(xué)
        1.2.2 淀粉材料的流變特性
            1.2.2.1 淀粉糊化體系
            1.2.2.2 淀粉糊流變行為
        1.2.3 淀粉類食品材料流變性質(zhì)對熱擠壓3D打印的影響
    1.3 淀粉的多尺度結(jié)構(gòu)及物理修飾調(diào)控
        1.3.1 淀粉的多尺度結(jié)構(gòu)
            1.3.1.1 淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)
            1.3.1.2 生長環(huán)結(jié)構(gòu)
            1.3.1.3 Blocklets粒子結(jié)構(gòu)
            1.3.1.4 層狀結(jié)構(gòu)
            1.3.1.5 結(jié)晶結(jié)構(gòu)
            1.3.1.6 鏈結(jié)構(gòu)
        1.3.2 淀粉結(jié)構(gòu)與流變特性的關(guān)系
        1.3.3 淀粉多尺度結(jié)構(gòu)的物理修飾
        1.3.4 利用熱擠壓3D打印技術(shù)調(diào)控淀粉多尺度結(jié)構(gòu)的可行性
    1.4 研究意義、目的及研究內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究目的
        1.4.3 主要研究內(nèi)容
第二章 不同淀粉流變學(xué)及其熱擠壓3D打印成型性研究
    2.1 材料和設(shè)備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 主要儀器設(shè)備
        2.1.3 熱擠壓3D打印機(jī)
            2.1.3.1 控溫加熱裝置
            2.1.3.2 擠出系統(tǒng)
            2.1.3.3 打印噴嘴
    2.2 實驗方法
        2.2.1 淀粉水分及直鏈淀粉含量測定
        2.2.2 淀粉懸浮液的配制
        2.2.3 淀粉體系流變測試
            2.2.3.1 溫度掃描
            2.2.3.2 剪切稀化測試
            2.2.3.3 觸變性測試
            2.2.3.4 應(yīng)力掃描
        2.2.4 淀粉熱擠壓3D打印方法
            2.2.4.1 線寬參數(shù)測試
            2.2.4.2 層數(shù)參數(shù)測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 不同品種淀粉的水分及直鏈淀粉含量
        2.3.2 不同品種淀粉體系流變學(xué)性質(zhì)研究
            2.3.2.1 不同濃度淀粉體系在溫度掃描過程中的流變學(xué)行為研究
            2.3.2.2 濃度對三種淀粉體系剪切稀化特性的影響
            2.3.2.3 不同溫度下淀粉體系觸變性
            2.3.2.4 不同濃度下淀粉體系觸變性
            2.3.2.5 不同品種淀粉體系在應(yīng)力掃描過程中的流變學(xué)行為研究
        2.3.3 三種淀粉材料熱擠壓3D打印成型性分析
            2.3.3.1 三種淀粉材料的打印絲形態(tài)
            2.3.3.2 體系溫度對打印線寬和層數(shù)的影響
            2.3.3.3 淀粉濃度對打印線寬和層數(shù)的影響
            2.3.3.4 不同濃度下三種淀粉材料的熱擠壓3D打印成型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 不同物料濃度熱擠壓3D打印對淀粉結(jié)構(gòu)及流變性能的影響
    3.1 材料和儀器
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 主要儀器和設(shè)備
    3.2 實驗方法
        3.2.1 不同濃度淀粉懸浮液的配制
        3.2.2 不同濃度熱擠壓3D打印淀粉樣品的制備
        3.2.3 不同物料濃度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的微觀結(jié)構(gòu)觀察
            3.2.3.1 掃描電子顯微技術(shù)分析原理
            3.2.3.2 分析方法
        3.2.4 不同物料濃度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的X-射線衍射分析
            3.2.4.1 X-射線衍射分析原理
            3.2.4.2 分析方法
        3.2.5 不同物料濃度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的傅里葉紅外光譜測定
            3.2.5.1 ATR-FTIR紅外光譜分析原理
            3.2.5.2 分析方法
        3.2.6 不同物料濃度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的小角X-射線散射分析
            3.2.6.1 小角X-射線散射分析原理
            3.2.6.2 分析方法
        3.2.7 不同物料濃度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的應(yīng)力掃描分析
            3.2.7.1 應(yīng)力掃描分析原理
            3.2.7.2 分析方法
        3.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 不同物料濃度的熱擠壓3D打印對淀粉樣品微觀結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 不同物料濃度的熱擠壓3D打印對淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.3 不同物料濃度的熱擠壓3D打印對淀粉短程有序結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.4 不同物料濃度熱擠壓3D打印對淀粉糊體系亞微觀結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.5 不同物料濃度的熱擠壓3D打印對淀粉流變性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 不同溫度熱擠壓3D打印對淀粉結(jié)構(gòu)及流變性能的影響
    4.1 材料和儀器
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 主要儀器和設(shè)備
    4.2 實驗方法
        4.2.1 淀粉懸浮液的配制
        4.2.2 不同溫度熱擠壓3D打印淀粉樣品的制備
        4.2.3 不同溫度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的微觀結(jié)構(gòu)觀察
            4.2.3.1 掃描電子顯微技術(shù)分析原理
            4.2.3.2 分析方法
        4.2.4 不同溫度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的X-射線衍射分析
            4.2.4.1 X-射線衍射分析原理
            4.2.4.2 分析方法
        4.2.5 不同溫度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的傅里葉紅外光譜測定
            4.2.5.1 紅外光譜分析原理
            4.2.5.2 分析方法
        4.2.6 不同溫度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的小角X-射線散射分析
            4.2.6.1 小角X-射線散射分析原理
            4.2.6.2 分析方法
        4.2.7 不同溫度熱擠壓3D打印的淀粉樣品的應(yīng)力掃描
            4.2.7.1 應(yīng)力掃描分析原理
            4.2.7.2 分析方法
        4.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 不同溫度熱擠壓3D打印對淀粉微觀形貌的影響
        4.3.2 不同溫度熱擠壓3D打印對淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.3 不同溫度熱擠壓3D打印對淀粉短程有序結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.4 不同溫度熱擠壓3D打印對淀粉糊體系亞微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.5 不同溫度熱擠壓3D打印對淀粉流變性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    一、結(jié)論
    二、創(chuàng)新點
    三、展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3751595