多面体腔体面糊混合过程信息-能量一体化框架与黏弹性结构形成及能效评估

《Sustainability》：Regularities of the Structure Formation Process in Complex Food Systems During Mixing

　　

摘要

本文提出了一种信息—能量一体化框架，用于评估新型多面体腔体内面糊混合过程中边界运动学相互作用与黏弹性结构的形成。该方法将空间边界速度场与非平衡黏性能量耗散耦合，并通过触变性滞后回线进行评估。在 T = 28 °C 条件下开展的实验黏度测量表明，结构的逐步均质化使比功率输入从 5143.7 → 4510.2 W/m³ 降低，在所研究的运行工况下能量降低 12.3%。对触变性能量耗散的评估确定了最优面筋网络结构化时间为 τ = 3.6 min，与常规处理相比缩短混合周期 14%，且不引起过度搅拌降解。采用具有分布式松弛谱的广义 Maxwell 本构模型，依据实验流动曲线进行标定，表现出高预测精度（R² > 0.92，吻合度超过 90%）。所提出的框架在边界剪切运动学、大分子面筋保护与加工能效之间建立了定量桥梁，为高性能混合设备设计提供了物理上可靠的基础。