基于BP神经网络的豆粕挤压膨化参数优化-论文.pdf

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1、·-——34-——中国饲料2012年第9期基于BP神经网络的豆粕挤压膨化参数优化沈阳化工大学机械工程学院郭树国王丽艳沈阳理工大学机械工程学院李成华【摘要]利用挤压膨化生产大豆组织蛋白对于提高豆粕的附加值和利用率具有重要意义。以单螺杆挤压膨化机为试验设备对豆粕进行膨化试验．运用正交试验方法研究了豆粕含水率、膨化机螺杆转速和机筒温度对豆粕膨化指数的影响。运用BP(BackPropagation)神经网络对试验数据进行训练和模拟，建立了豆粕的BP神经网络仿真模型。并与实测值进行对比。结果表明。利用BP神经网络建立的模型仿真结果与实测值接近

2、，能良好的反映工艺参数与膨化指数之间的复杂非线性关系，具有较好的预测性。【关键词】挤压膨化；参数优化；BP神经网络【中图分类号]$817．12【文献标识码】A[文章编号】1004—3314(2012)09—0034—03[Abstract]Extrusionofsoybeanmealforproductionofsoybeanproteinhadsignificanceforincreasingsoybeanvalueandutilization．Extrusionexperimentofsoybeanmealwasconducte

3、dwithsinglescrewextruderforinvestigatingimpactsofexperimentparametersonworkingperformance．rheefectsofmoisturecontent，screwrotationspeed，extrudingcylindertemperatureofsoybeanmealonextrusionindexwasstudied．ExperimentaldataweretrainedandsimulatedinBackProp—agation(BP)neur

4、alnetwork，andthesimulationmodelofBPneuralnetworkforsoybeanmealwasestablishedandCOB—paredwiththemeasuredvalues．TheresultsindicatedthatthesimulatedvaluesofBPneuralnetworkwereclosetothemeasuredvalues．[Keywords】extrusion；parameteroptimization；BPneuralnetwork长期以来，由于缺乏加工工艺和设

5、备，豆粕主优化试验工艺参数．预测试验结果方面有明显优要用于饲料原料，造成了资源极大浪费。因此．采势。本研究利用BP神经网络构建螺杆挤压机工用膨化技术加工豆粕为大豆蛋白是一种可行的加艺参数与膨化指数之间的关系模型。研究豆粕含工工艺。文东辉等(1999)和张宏(1999)研究认为，水率、膨化机螺杆转速和机筒温度对膨化指数之物料在挤压膨化加工过程中的变化复杂，目前有间的关系，旨在实现对豆粕挤压后产品质量的预关螺杆挤压加工食品原料的相关理论仍不完善，测。很难从物料特性、挤压机结构参数和加工条件预1材料与方法测挤压膨化的质量和效果。张敏等(2

6、006)和申德1．1试验设备与材料挤压膨化试验在自行研超等(2004)研究报道，物料含水量、螺杆转速和机制的单螺杆挤压膨化机上进行，挤压膨化机主要筒温度是影响膨化质量的主要参数，但其对膨化由螺杆、套筒、模头等组成．螺杆采用单螺旋等螺质量的影响很难用理论分析的方法来决定主次和距变根径矩形螺纹结构。膨化机的主要技术参数：优劣。采用传统的数学建模方法研究挤压机工艺模口直径为2．5mm、螺杆长度为150mm、螺杆外参数与目标之间的关系，尚存在诸多困难。朱文径为45mm、螺纹牙宽为5mm、螺纹牙高为3学和孙淑红(2011)、刘振宇和郭玉明(2

7、009)研究mm。试验材料为80～100目低变性豆粕，营养成认为，BP神经网络具有高度非线性映射能力，在分含量：蛋白质约为45％，粗纤维约为8％，脂肪约为2．7％。基金项目：辽宁省教育厅科学研究一般项目“高水分组织1．2试验仪器XMT型数显调节仪，AG一204型化复合蛋白力学特性与品质研究”(L2011067)分析天平．79725型电热恒温干燥箱，BA7200型}通讯作者连续光谱二级管阵列近红外分析仪。2012年第9期中国饲料1-3试验方法根据已有研究报道并结合试验2．1BP神经网络模型的训练在本系统中．神用挤压机参数可调性，试验中

8、考虑豆粕含水率、膨经网络的传递函数是基于S型的函数，其输入输化机螺杆转速和机筒温度3个因素．进行二次回出范围在区间【0，1】最佳，因此本文采用如下公式归通用旋转组合设计试验生产大豆组织蛋白。因进行归一化处理：素水平及编码见表1．试验计