米粉是深受我国人民喜爱的传统食品,直条米粉是其中的一个主要品种,在国内外均有广阔的市场。随着消费量的增大,近年来直条米粉生产线产量也随之增大,其加工技术装备也获得了一定的发展,但总体上仍存在设备性能差,生产效率低,产品品质不稳定等问题,其中挤丝机因结构不合理,挤出米粉均匀性不一等问题,成为影响米粉产业发展的重要问题之一。为此,本文运用理论指导、模拟设计优化及试验研究等方法,对新型高效方头米粉挤丝机进行研究,主要工作及结论如下：1)开展了米粉挤出流变特性研究：模拟工业生产况,通过小型双螺杆挤出机制备糊化米粉,采用旋转流变仪及毛细管流变仪进行测试,研究了不同温度、不同含水量及不同剪切速率下的糊化米粉的流变特性。旋转流变研究表明,米粉具有线性粘弹区,应力临界值τc约为800 Pa；复数粘度、表观粘度随水分含量、剪切速率及温度增大而下降,呈现剪切变稀现象,表现出假塑性；米粉动态储能模量、损耗模量随施加角频率增大而增大,储能模量远大于损耗模量,表现出典型的粘弹特性；通过对米粉毛细管流变曲线的拟合得出,米粉的剪切流动特性符合幂律模型；在米粉含水量30%～50%、温度75～105℃下,米粉面团幂率模型非牛顿指数11在0.3,～0.7之间,稠度系数在854～20645之间,拟合度99.6%。2)设计了70Kg/hr新型方头米粉挤丝机及试验台：基于食品螺杆挤出理论及米粉糊化特性,设计了米粉自熟螺杆、挤丝螺杆等螺杆系统结构及参数；基于衣架机头一维流动理论,研究设计了米粉直线渐缩泪滴型衣架机头结构,初步确定了关键参数：衣架角度1600,狭缝厚度5mm,扇形区高度60mm,配套设计了喂料器及自控等辅机系统。3)采用CFD软件Polyflow进行了米粉挤出机头的数值模拟及关键结构参数优化研究：以流变学基本原理为理论依据,建立了米粉熔体在挤出机头内的数学模型,通过Polyflow软件进行计算机三维流场数值模拟,以机头出口中心面速度均匀率RV值为评价指标,通过衣架夹角、狭缝厚度及过渡段形式三因素三水平正交试验,优化出：衣架角度1600,狭缝厚度4mm及过渡段形式C1(两级渐扩型)为机头结构最优参数组合；750mm宽幅方板模孔的排列方式及微孔段长度通过数值模拟也得到优化,最后基于优化设计,试制了新型挤丝机及试验台。4)进行了米粉挤出试验研究：米粉挤出均匀性试验表明,挤出转速对挤出米粉速度RV值有显著影响,挤出温度及物料含水对挤出速度RV及直径分布无显著影响；挤出转速、挤出温度及物料含水量极显著影响米粉糊化效果；随后,以糊化度及速度值RV值加权平均值为评价指标,确定最佳工艺参数为挤丝转速60rpm,挤出温度94℃及物料含水36%；在此最佳工艺参数下的挤出验证实验,取得米粉挤丝速度RV值6.79%,直径偏差在±0.2mm以内；试验结果与三维数值模拟结果趋势一致,验证了模拟方法的有效性及方头米粉挤丝机头设计的合理性；最后,通过与市售米粉产品的品质对比试验表明,除色泽、粘着性有待改善外,本实验米粉其它指标均接近或达到市售产品水平,说明本挤丝机挤出制品品质良好。进行了不同模板下米粉挤出的均匀性研究,得出两排孔模板挤出均匀性最佳,指出大型方头米粉挤丝机设计可朝宽幅高速度设计方向研究。