第5章 混合均質(zhì)機(jī)械及設(shè)備

1、食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l混合及其設(shè)備l均質(zhì)及其設(shè)備第一節(jié) 粉體混合機(jī)械第二節(jié) 液體攪拌與混合機(jī)械設(shè)備第三節(jié) 均質(zhì)機(jī)械設(shè)備l本章小結(jié) 思考題 自測(cè)題食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l混合及其設(shè)備n混合是指使兩種或兩種以上不同物料互相混合，成分濃度達(dá)到一定程度均勻性的單元操作。n混合操作所采用的設(shè)備因物料狀態(tài)不同而異。對(duì)于低黏度液體，采用的是液體攪拌與混合機(jī)械設(shè)備；對(duì)于粉料，所用的設(shè)備為混合器。介于兩種狀態(tài)之間的物料，既可用攪拌器，也可用混合器，但更經(jīng)

2、常使用的是捏合機(jī)。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l均質(zhì)及其設(shè)備n均質(zhì)(也稱勻漿)是一種使液體分散體系(懸浮液或乳化液)中的分散物(構(gòu)成分散相的固體顆?；蛞旱?微粒化、均勻化的處理過(guò)程。n除了高壓均質(zhì)機(jī)以外，膠體磨、超聲波均質(zhì)器(或稱超聲波乳化器)、高速攪拌器等都有均質(zhì)功能。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備第一節(jié) 液體攪拌與混合機(jī)械設(shè)備除了間歇式的液體攪拌設(shè)備以外，還可利用水粉混合機(jī)及靜態(tài)混合器等設(shè)備，以連續(xù)或半連續(xù)化的方式制備液體混合物。一、液體攪拌機(jī)二、水粉混合機(jī)三、靜態(tài)混合器食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備一、液體攪拌機(jī)l液體攪拌目的l帶有攪拌器的

3、設(shè)備（一）基本結(jié)構(gòu)（二）攪拌器（三）攪拌容器（四）攪拌器的傳動(dòng)裝置和軸封食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l帶有攪拌器的設(shè)備食品工業(yè)中典型的帶攪拌器的設(shè)備有：發(fā)酵罐、酶解罐、冷熱缸、溶糖鍋、沉淀罐等。這些設(shè)備雖然名稱不同，但基本構(gòu)造均屬于液體攪拌機(jī)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l液體攪拌目的在食品加工中，液體攪拌機(jī)主要用于以下方面：n促進(jìn)物料的傳熱，使物料溫度均勻化；n促進(jìn)物料中各成分混合均勻；n促進(jìn)溶解、結(jié)晶、浸出、凝聚、吸附等過(guò)程進(jìn)行；n促進(jìn)酶反應(yīng)等生化反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（一）基本結(jié)構(gòu)攪拌機(jī)械的種類較多，但其基本

4、結(jié)構(gòu)是一致的。其結(jié)構(gòu)如圖6.1所示，主要由攪拌裝置、軸封和攪拌容器三大部分組成，即：攪拌設(shè)備 軸封 攪拌裝置傳動(dòng)裝置攪拌軸攪拌器攪拌容器罐體附件食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備攪拌器攪拌器（或稱攪拌槳）及攪拌軸的主要作用是通過(guò)自身的運(yùn)動(dòng)使攪拌容器中的物料按某種特定的方式流動(dòng)，從而達(dá)到某種工藝要求。所謂特定方式的流動(dòng)（流型）是衡量攪拌裝置性能最直觀的重要指標(biāo)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備攪拌容器l攪拌容器也稱攪拌槽或攪拌罐。l其作用是容納攪拌器與物料在其內(nèi)進(jìn)行操作。l對(duì)于食品攪拌容器，除保證具體的工藝條件外，還要滿足無(wú)污染、易清洗等專業(yè)技術(shù)要求。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六

5、章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l罐體 罐體大多數(shù)設(shè)計(jì)成圓柱形，其頂部為開(kāi)放式或密閉式，底部大多數(shù)成碟形或半球形，平底的很少見(jiàn)到，因?yàn)槠降捉Y(jié)構(gòu)容易造成攪拌時(shí)液流死角，影響攪拌效果，同時(shí)也不利于料液的完全排放。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置是賦予攪拌裝置及其它附件運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)件組合體，在滿足機(jī)器所必須的運(yùn)動(dòng)功率及幾何參數(shù)的前提下，希望傳動(dòng)鏈短、傳動(dòng)件少、電動(dòng)機(jī)功率小，以降低成本。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備軸封l軸封是指攪拌軸及攪拌容器轉(zhuǎn)軸處的密封裝置。l為避免食品污染，軸封的選擇必須給予重視。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備附件典型攪拌設(shè)備通常還設(shè)

6、有進(jìn)出口管路、夾套、人孔、溫度計(jì)插套以及擋板等附件。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（二）攪拌器1攪拌器的類型2攪拌器的安裝形式3攪拌器槳葉與流型4攪拌器的選擇食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備1攪拌器的類型l兩大類型：l 小面積葉片高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌器，屬于這種類型的攪拌器有渦輪式、旋槳式等，多用于低黏度的物料；l 大面積葉片低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌器，屬于此類型的攪拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高黏度的物料。l各種典型攪拌器型式 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備2攪拌器的安裝形

7、式攪拌器不同的安裝形式會(huì)產(chǎn)生不同的流場(chǎng)，使攪拌的效果有明顯的差別。常見(jiàn)的五種攪拌軸相對(duì)于容器的安裝方式如圖圖6. 3所示。（1）中心立式攪拌安裝形式（2）偏心式攪拌安裝形式 （3）傾斜式攪拌安裝形式（4）底部攪拌安裝形式（5）旁入式攪拌安裝形式 (6) 其它安裝形式的攪拌器食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（1）中心立式攪拌安裝形式l安裝形式如圖6.3（1）所示。這種安裝形式的攪拌設(shè)備可以將槳葉組合成多種結(jié)構(gòu)形式以適應(yīng)多種用途。l特點(diǎn)l功率與轉(zhuǎn)速l擋板食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l擋板n為了防止在攪拌器附近產(chǎn)生渦流回轉(zhuǎn)區(qū)域，往往在立式容器的側(cè)壁上裝擋板。但用于食品料液

8、攪拌的不多見(jiàn)，原因是由于清洗上的不方便。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l特點(diǎn)n這種安裝的特點(diǎn)是攪拌軸與攪拌器配置在攪拌罐的中心線上，呈對(duì)稱布局，驅(qū)動(dòng)方式一般為帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)，或者通過(guò)減速傳動(dòng)，也有用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l功率與轉(zhuǎn)速n這種型式的攪拌設(shè)備的攪拌器功率可以從0.1kW至數(shù)百千瓦。常用功率范圍為 0.222kW。n一般認(rèn)為，功率小于3.7kW的為小型，5.522kW為中型，大于22kW為大型。食品工業(yè)中攪拌設(shè)備中多用中小型的攪拌器。n轉(zhuǎn)速低于100r/min的為低速型；100400r/min 的為中速型；大于400r/min的為高

9、速型。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（2 2）偏心式攪拌安裝形式偏心式攪拌安裝形式n攪拌器安裝在立式容器的偏心位置 如圖 6.3（2）所示。n能防止液體打漩，效果與裝擋板相近。中心線偏離容器軸線的攪拌軸，會(huì)使液流在各點(diǎn)處壓力分布不同，加強(qiáng)了液層間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而增強(qiáng)了液層間的湍動(dòng)，使攪拌效果得到明顯的改善。n但偏心攪拌容易引起設(shè)備在工作過(guò)程中的振動(dòng)，一般此類安裝形式只用于小型設(shè)備上。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（3）傾斜式攪拌安裝形式l是將攪拌器直接安裝在罐體上部邊緣處，攪拌軸斜插入容器內(nèi)進(jìn)行攪拌，如圖6.3（3）所示。l對(duì)攪拌容器比較簡(jiǎn)單的圓筒形或方形敞開(kāi)立式攪

10、拌設(shè)備，可用夾板或卡盤(pán)與筒體邊緣夾持固定。l這種安裝形式的攪拌設(shè)備比較機(jī)動(dòng)靈活，使用維修方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，一般用于小型設(shè)備上，可以防止打漩效應(yīng)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（4）底部攪拌安裝形式l將攪拌器安裝在容器的底部，如圖 6.3（4）所示。l它具有軸短而細(xì)的特點(diǎn)，無(wú)需用中間軸承，可用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，有使用維修方便、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。此外，攪拌器安裝在下封頭處，有利于上部封頭處附件的排列與安裝，特別是上封頭帶夾套、冷卻構(gòu)件及接管等附件的情況下，更有利于整體合理布局。由于底部出料口能得到充分的攪動(dòng)，使輸料管路暢通無(wú)阻，有利于排出物料。此類攪拌設(shè)備的缺點(diǎn)是，槳葉葉輪下部至軸封處常

11、有固體物料黏積，容易變成小團(tuán)物料混入產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質(zhì)量。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（5）旁入式攪拌安裝形式l攪拌器安裝在容器側(cè)壁，如圖 6.3（5）所示。l在同等功率下，能得到最好的攪拌效果。l轉(zhuǎn)速一般在360450r/min之間。l驅(qū)動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)兩種。l主要缺點(diǎn)是軸封比較困難。l不同角度的流動(dòng)效果食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l不同角度的流動(dòng)效果n圖6. 4所示為旁入式攪拌裝置在不同旋槳位置所產(chǎn)生的不同流動(dòng)狀態(tài)。(1) = 712 (2)12 (3)= 0圖圖6. 4 旁入式攪拌軸與徑向的夾角及流形旁入式攪拌軸與徑向的夾角及流形 食品工廠機(jī)械與設(shè)備

12、第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備(6)其它安裝形式的攪拌器除了以上5種形式的攪拌器外，還有其它安裝形式的攪拌器。如臥式容器攪拌器，是將攪拌器安裝在臥式容器的上方。此類布局可以降低整臺(tái)設(shè)備的安裝高度，提高設(shè)備的抗振動(dòng)能力，改善懸浮液的狀態(tài)，如充氣攪拌就是采用臥式容器的攪拌設(shè)備。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備3攪拌器槳葉與流型l流動(dòng)狀態(tài)與攪拌容器的結(jié)構(gòu)及其附件有一定關(guān)系。l攪拌器槳葉的結(jié)構(gòu)形狀與運(yùn)轉(zhuǎn)情況是決定容器內(nèi)液體流動(dòng)狀態(tài)最重要的因素。l攪拌器件周圍流體的運(yùn)動(dòng)方向有三種，即徑向流、軸向流和環(huán)流。l普通攪拌器一般只有一種為主導(dǎo)流向。l(1)軸向流型 或 (2)徑向流型 食品工廠機(jī)械與設(shè)

13、備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l液體由軸向進(jìn)入葉片，從軸向流出，稱為軸向流型，如圖6. 5（1）所示。l旋槳式葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài)不但有水平環(huán)流、徑向流，而且也有軸向流動(dòng)，其中以軸向流量最大。此類槳葉稱為軸流型槳葉。 l圖6. 2所示的攪拌器中，折葉開(kāi)啟渦輪式和旋槳式可以產(chǎn)生明顯的軸向流。（1）軸向流型l 軸向流型攪拌產(chǎn)生的流動(dòng)方向（即是朝容器底還是朝容器口）與攪拌 軸的轉(zhuǎn)向有關(guān)，所以在安裝使用時(shí)有必要注意。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l流體由軸向進(jìn)入葉輪，從徑向流出。l如平直葉的槳葉式、渦輪式葉片，這種高速旋轉(zhuǎn)的小面積槳葉攪拌器所產(chǎn)生的液流方向主要為垂直于罐壁的徑向流動(dòng)。

14、由于平直葉的運(yùn)動(dòng)與液流相對(duì)速度方向垂直。（2）徑向流型徑向流型l 低速運(yùn)轉(zhuǎn)，主要為環(huán)向流，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，液體的徑向流動(dòng)就逐漸增大，槳葉轉(zhuǎn)速越高，由平直葉排出的徑向流動(dòng)越強(qiáng)烈，打漩效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成液體外溢。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備4攪拌器的選擇l選擇因素及選擇試驗(yàn)l（1）根據(jù)介質(zhì)黏度高低選型l（2）根據(jù)攪拌過(guò)程和目的選型食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l選擇因素及選擇試驗(yàn)n一般選擇攪拌時(shí)主要應(yīng)從介質(zhì)的黏度高低、容器的大小、轉(zhuǎn)速范圍、動(dòng)力消耗以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等幾方面因素綜合考慮。n也可以通過(guò)小型試驗(yàn)進(jìn)行選擇。通?？刹捎媒?jīng)驗(yàn)類比的方法，以某臺(tái)實(shí)際使用的機(jī)型為

15、參考，在相近的工件條件下進(jìn)行類比選型。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l根據(jù)介質(zhì)黏度高低選型是一種基本方法。l如圖6. 6所示，隨著黏度增高，各種攪拌器選用的順序?yàn)樾龢健u輪式、槳式、錨式和螺帶式等。l對(duì)旋漿式指出了大容器量液體時(shí)用低轉(zhuǎn)速，小容量液體時(shí)用高轉(zhuǎn)速。l各類型式使用有重疊性，例如槳式攪拌器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用擋板后可以改善流型，所以，在低黏度時(shí)也是應(yīng)用得較普遍的。而渦輪式由于其對(duì)流循環(huán)能力、湍流擴(kuò)散和剪切都較強(qiáng)，幾乎是應(yīng)用最廣泛的一種槳型。 （）根據(jù)介質(zhì)黏度高低選型圖6. 6 攪拌器選擇曲線1.錨式、螺帶式；2.漿式；3.渦輪式；4、5.渦輪式、旋漿式；R1=1750r/

16、min; R2=1150r/min; R3=420 r/min食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（2）根據(jù)攪拌過(guò)程和目的選型n這種方法根據(jù)攪拌過(guò)程和目的，對(duì)照攪拌器的流動(dòng)效果作出判斷選擇。l低黏度均相液液混合l分散操作l懸浮液操作l有氣體吸收的攪拌l結(jié)晶過(guò)程的攪拌操作食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n這種混合，攪拌難度小，平槳式循環(huán)能力強(qiáng)，動(dòng)力消耗少，最適用。n平槳式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適宜小容量液相混合。n渦輪式動(dòng)力消耗大，會(huì)增加費(fèi)用。l低黏度均相液液混合食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l分散操作渦輪式因具有高剪切力和較大循環(huán)能力，所以最適用。其中平直葉渦輪剪

17、切作用大于折葉和后彎葉的剪力作用，因此應(yīng)優(yōu)先選用。為了加強(qiáng)剪切效果，容器內(nèi)可設(shè)置擋板。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n渦輪式：使用范圍大，其中以彎葉開(kāi)啟渦輪式最好。它無(wú)中間圓盤(pán)，上下液體流動(dòng)暢通，排出性能好，槳葉不易磨損。n槳式：速度低，只用于固體粒度小，固液相對(duì)密度差小、固相濃度較高、沉降速度低的懸浮液。n旋漿式：使用范圍窄，只適用于固液相對(duì)密度差小或固液比在5%以下的懸浮液。n對(duì)于有軸向流的攪拌器，可不加擋板。因固體顆粒會(huì)沉積在擋板死角內(nèi)，所以只在固液比很低的情況下才使用擋板。l懸浮液操作食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n圓盤(pán)式渦輪：最合適。它剪切力強(qiáng)，圓盤(pán)下可存

18、在一些氣體，使氣體的分散更平衡。n開(kāi)啟式渦輪：不適用。n平槳式及旋槳式：只在少量易吸收的氣體要求分散度不高的場(chǎng)合中使用。l有氣體吸收的攪拌食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l結(jié)晶過(guò)程的攪拌操作n小直徑的快速攪拌器：如渦輪式，適用于微粒結(jié)晶。n大直徑的慢速攪拌器：如槳式，用于大晶體的結(jié)晶。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（三）攪拌容器1罐體2附件食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備1罐體l罐體的形狀-支承-壓力-作用l罐體的容積-徑高比l罐體的換熱結(jié)構(gòu)食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l罐體的形狀-支承-壓力-作用用于低黏度物料的攪拌用罐體一般為立式圓筒形

19、容器，其底可以是平底的，也有碟形底和球形底的。罐體通過(guò)支座安裝在基礎(chǔ)或平臺(tái)上。罐體在常壓或規(guī)定的溫度及壓力下，為物料完成其攪拌過(guò)程提供一定的空間。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l罐體的容積-徑高比罐體容積由裝料量決定，根據(jù)罐體容積選擇適宜的高徑比，確定筒體的直徑和高度。選擇罐體的高徑比應(yīng)考慮物料特性對(duì)罐體高徑比的要求、對(duì)攪拌功率的影響和對(duì)傳熱的影響等因素。從夾套傳熱角度考慮，一般希望高徑比取大些。在固定的攪拌軸轉(zhuǎn)速下，攪拌功率與攪拌器槳葉直徑的 5 次方成正比，所以罐體直徑大，攪拌功率增加。需要有足夠的液位高度，就希望高徑比取大些。根據(jù)上述因素及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)罐內(nèi)物料為液-固相或液

20、-液相物料時(shí)，攪拌罐的高徑比為 11.3 ，當(dāng)罐內(nèi)物料為氣-液相物料時(shí)，攪拌罐的高徑比為12。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l罐體的換熱結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行加熱或冷卻操作的攪拌罐，通常為夾層式的。用于蒸汽加熱的夾套應(yīng)當(dāng)耐壓。此時(shí)的攪拌罐是壓力容器，必須由具備生產(chǎn)壓力容器許可證的廠商提供。攪拌罐器也可采用其它形式的換熱器，如盤(pán)管式等。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備2附件l在攪拌設(shè)備基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以在攪拌罐體或罐蓋上接裝各種需要的附件?？筛鶕?jù)工藝或操作要求提出。l常見(jiàn)附件：各種進(jìn)出料和工作介質(zhì)的管接口、各種傳感器（如溫度計(jì)、液位計(jì)、壓力表、真空表、pH計(jì)）的接插件管口

21、、視鏡、燈孔、安全閥、內(nèi)置式加熱（冷卻）盤(pán)管等。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l接管口n進(jìn)料管一般設(shè)在攪拌罐蓋部，也有設(shè)在罐體部位的。n出料管一般裝在罐底中心或側(cè)面，具體位置要能將所有液體排盡。n各種進(jìn)、出料管的接口形式有螺紋、法蘭、快接活接頭或軟管等幾種。n對(duì)于需要在攪拌過(guò)程中將固體物料加入到攪拌容器的情形，可在罐蓋上適當(dāng)位置設(shè)置投料口，如攪拌罐為負(fù)壓，可利用真空吸料原理從下面進(jìn)料。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備溫度計(jì)的插孔管的位置、長(zhǎng)度及數(shù)量要視罐體大小而定。對(duì)于容積較小的罐體，一般只在蓋上裝一根垂直于液面的長(zhǎng)管；對(duì)于高、大的罐體，則往往在罐體的側(cè)面的不同位置

22、安裝數(shù)個(gè)溫度計(jì)插管，如果是夾套式，在溫度計(jì)的插管位置必須避開(kāi)夾套。 l溫度插管食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l傳動(dòng)裝置n攪拌器傳動(dòng)裝置的基本組成有：電動(dòng)機(jī)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（有的還設(shè)一級(jí)帶輪）、攪拌軸支架。n立式攪拌器分為同軸傳動(dòng)和傾斜安裝傳動(dòng)兩種。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l攪拌器的軸封n軸封是攪拌軸與罐體之間密封裝置。n是否需要，與攪拌容器的壓力狀態(tài)及攪拌軸的安裝位置有關(guān)。真空攪拌設(shè)備和加壓攪拌設(shè)備均有密封機(jī)構(gòu)。攪拌軸與罐體軸線垂直安裝的也必須有軸封機(jī)構(gòu)。另外，有無(wú)菌要求的攪拌罐也需要有相應(yīng)的軸封措施。n軸封應(yīng)滿足密封和衛(wèi)生兩方面的要求。常見(jiàn)的軸封有兩種形式，填

23、料密封和機(jī)械密封。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備二、水粉混合機(jī)水粉混合機(jī)又稱水粉混合器、水粉混合泵、液料混合機(jī)、液料混料泵、混合機(jī)等，是一種將可溶性粉體溶解分散于水或液體中的混合設(shè)備。l外形與結(jié)構(gòu)l工作原理l適用場(chǎng)合食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l外形與結(jié)構(gòu)其 外 形 及 結(jié)構(gòu)如圖6.7所示，主要由機(jī)殼、葉輪、粉料斗及電機(jī)構(gòu)成。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l工作原理n工作原理是利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)剪切用，將（裝在料斗中的）粉狀物料和（從進(jìn)液口進(jìn)入的）液體進(jìn)行充分拌和，輸送出所需的混合物。n通過(guò)料斗加入的參與混合的物料，既可以是流動(dòng)性良好的粉料，也可以

24、是流動(dòng)性較好的濃度較高的溶液或漿體。n料斗下方的調(diào)節(jié)閥見(jiàn)圖6. 7（2），主要是為了得到不同添加物含量的混合液體。n根據(jù)工藝需要，可以將混合機(jī)串接在加工管路中進(jìn)行連續(xù)混合操作，也可與一臺(tái)罐器相連接進(jìn)行間歇式混合操作。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備水粉混合機(jī)特別適用于再制乳制品生產(chǎn)，例如用于乳粉、乳清粉、鈣奶、糊精粉等與液體的混合，也可用于果汁和其它飲料的生產(chǎn)。 l適用場(chǎng)合食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備三、靜態(tài)混合器l也稱管道混合器。l基本構(gòu)成l混合能由外部提供l工作原理l應(yīng)用場(chǎng)合l特點(diǎn)食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l基本構(gòu)成n十分簡(jiǎn)單。n主要由帶管道接

25、口的混合器殼體和混合單元構(gòu)成。圖6. 8 靜態(tài)混合器外殼 混合單元襯里食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l背景情形n20世紀(jì)70年代初開(kāi)始發(fā)展的一種先進(jìn)混合器，1970年美國(guó)凱尼斯公司首次推出其研制開(kāi)發(fā)的靜態(tài)混合器。n20世紀(jì)80年代我國(guó)也開(kāi)始研究生產(chǎn)，已經(jīng)在環(huán)保和化工領(lǐng)域得到很好應(yīng)用，并且也已經(jīng)在食品行業(yè)得到應(yīng)用。n靜態(tài)混合器是一種沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件的高效混合設(shè)備。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n所謂“靜態(tài)”是指起主要混合作用的混合單元在殼體上是固定不動(dòng)的，這種混合器也由此取名。n雖然混合單元是靜止的，但靜態(tài)混合器需要以流體運(yùn)動(dòng)作為混合動(dòng)力。n所有的靜態(tài)混合器的主輸入料液均

26、需要有足夠的壓頭才能正常工作，因此它常常需要與輸送泵配合使用。l由外部提供混合能食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備混合器的殼體通常為直管，根據(jù)需要可在直管的不同位置接支管，供各種需要混合的物料進(jìn)入。n殼體食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n混合單元u是靜態(tài)混合器的關(guān)鍵，其形式有多種，供不同物性料液和流動(dòng)條件場(chǎng)合的應(yīng)用。u如圖6.9所示為適合于食品業(yè)的SK和SD型的混合單元外型。u也可根據(jù)需要選用或設(shè)計(jì)其它型式的混合單元。 圖圖6. 9 兩種適用于食品物料的混合單元兩種適用于食品物料的混合單元 SK型SD型食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備通過(guò)固定在管內(nèi)的混合單元件

27、，將流體分層切割、剪切、折向和重新混合，流體不斷改變流動(dòng)方向，不僅將中心液流推向周邊，而且將周邊流體推向中心，達(dá)到流體之間三維空間良好分散和充分混合的目的。與此同時(shí)，流體自身的旋轉(zhuǎn)作用在相鄰元件連接處的界面上亦會(huì)發(fā)生。這種完善的徑向環(huán)流混合作用，使流體在管子截面上的溫度梯度、速度梯度和質(zhì)量梯度明顯降低。l工作原理食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n可用于各種形態(tài)物料的混合、萃取、氣體吸收、熱交換、溶解、分散等操作。n食品加工中已經(jīng)應(yīng)用的方面有：不同組分液體的混合、懸浮液的分散化、濃漿的稀釋以及換熱等。l應(yīng)用場(chǎng)合食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備u靜態(tài)混合器用來(lái)對(duì)各種料液進(jìn)行

28、混合時(shí)，不同的進(jìn)料必須經(jīng)過(guò)計(jì)量，因此一般用定容積泵作為靜態(tài)混合器的輸送動(dòng)力（如轉(zhuǎn)子泵等）。u圖6.10所示為利用靜態(tài)混合器對(duì)將兩種料液進(jìn)行混合的系統(tǒng)組合示意。這種系統(tǒng)可用以將果味成分添加混合到攪拌型酸乳中。 n混合原理食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備u管路混合器可接在水粉混合機(jī)后，進(jìn)一步分散固體粉粒，起均質(zhì)作用。u這種均質(zhì)作用依靠液體在混合器內(nèi)產(chǎn)生的流速變化實(shí)現(xiàn)。 此處的靜態(tài)混合器不必用定量泵進(jìn)料，可以利用一般離心泵，圖6.11所示的系統(tǒng)正好利用水分混合機(jī)的輸出壓頭作為分散作用的動(dòng)力源。u這種系統(tǒng)可用以乳粉的加水混合。u靜態(tài)混合器后還可再串接高壓均質(zhì)機(jī)，以獲得更為穩(wěn)定的再生乳。 圖

29、6. 11 用靜態(tài)混合器對(duì)水粉混合物進(jìn)一步分散的系統(tǒng)液體粉體水粉混合機(jī)水粉混合物靜態(tài)混合器分散化的水粉混合物n懸浮液的分散化食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備靜態(tài)混合器也可用作間接式換熱器（圖6.12），對(duì)料液進(jìn)行加熱或冷卻。用作間接式換熱器的靜態(tài)混合器，在結(jié)構(gòu)上與一般的混合器有所不同，或者在混合元件外裝夾套，或者直接利用管線繞制成混合元件，這樣可以進(jìn)一步提高換熱的效率和均勻性。n換熱器作用食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l特點(diǎn)（1）流程簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊；（2）設(shè)備小、投資少、能耗小，操作彈性大，安裝 維修簡(jiǎn)便、混合性能好；（3）應(yīng)用靈活性大等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混

30、合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備第三節(jié) 均質(zhì)機(jī)械設(shè)備l均質(zhì)及其設(shè)備l均質(zhì)設(shè)備類型： 壓力式和旋轉(zhuǎn)式l均質(zhì)與食品工業(yè)一、高壓均質(zhì)機(jī)二、膠體磨三、高剪切均質(zhì)乳化設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n均質(zhì)（也稱勻漿）是一種使液體分散體系（懸浮液或乳化液）中的分散物（構(gòu)成分散相的固體顆?；蛞旱危┪⒘；?、均勻化的處理過(guò)程，其目的是降低分散物的尺寸，提高分散物分布的均勻性。n狹義的均質(zhì)僅指利用高壓均質(zhì)機(jī)對(duì)物料進(jìn)行處理。然而，除了高壓均質(zhì)機(jī)以外，膠體磨、超聲波均質(zhì)器（或稱超聲波乳化器）、高速剪切攪拌器，甚至本章第一節(jié)所介紹的靜態(tài)混合器等都對(duì)料液有均質(zhì)功能。l均質(zhì)及其設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)

31、備n壓力式均質(zhì)設(shè)備首先使料液獲得高壓能，液體的高壓能在機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使料液中的分散物受到流體力學(xué)上的剪切作用、空穴作用和撞擊作用而得到破碎。n這種類型的常見(jiàn)設(shè)備有高壓均質(zhì)機(jī)和超聲波乳化器等。l壓力式均質(zhì)設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n旋轉(zhuǎn)均質(zhì)設(shè)備由轉(zhuǎn)子與定子系統(tǒng)構(gòu)成，直接將機(jī)械動(dòng)能傳遞給受處理的介質(zhì)，是以剪切作用為主的均質(zhì)過(guò)程。n膠體磨是典型的旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)設(shè)備。此外，攪拌機(jī)、乳化磨也屬于旋轉(zhuǎn)均質(zhì)設(shè)備范圍。l旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n空穴理論認(rèn)為，流體受高速旋轉(zhuǎn)體作用或流體流動(dòng)在有突然壓降變化的場(chǎng)合會(huì)產(chǎn)生空穴小泡，當(dāng)這些小泡破裂時(shí)會(huì)在流體中釋放

32、出很強(qiáng)的沖擊波，當(dāng)這種沖擊波發(fā)生在粒子附近時(shí)，會(huì)造成粒子的破裂。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n均質(zhì)在現(xiàn)代食品加工業(yè)中的作用越來(lái)越重要，非均相液態(tài)食品的分散相物質(zhì)在連續(xù)相中的懸浮穩(wěn)定性，與分散相的粒度大小及其分布均勻性密切相關(guān)，粒度越小，分布越均勻，其穩(wěn)定性越大。n包括乳、飲料在內(nèi)的絕大多數(shù)的液態(tài)食品的懸?。ɑ虺两担┓€(wěn)定性都可以通過(guò)均質(zhì)處理加以提高，從而改善此類食品的感官品質(zhì)。n均質(zhì)過(guò)程的本質(zhì)是一種破碎過(guò)程，所以均質(zhì)也是破碎生物細(xì)胞，提高細(xì)胞提取物得率的重要手段。l均質(zhì)與食品工業(yè)食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備 典型高壓均質(zhì)機(jī)組成如圖6.32所示，主要由柱塞式高壓泵和

33、均質(zhì)閥兩部分構(gòu)成。 總體上，它只是比高壓泵多了起均質(zhì)作用的均質(zhì)閥而已，所以有時(shí)也將高壓均質(zhì)機(jī)稱為高壓均質(zhì)泵。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備一、高壓均質(zhì)機(jī)l典型高壓均質(zhì)機(jī)的組成l形式：有多種，基本組成相同，主要差異表現(xiàn)在高壓泵類型、均質(zhì)閥級(jí)數(shù)以及壓強(qiáng)控制方式方面。（一）高壓柱塞泵（二）均質(zhì)閥（三）其它組成部分（四）高壓均質(zhì)機(jī)的應(yīng)用食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（一）高壓柱塞泵l柱塞泵可分為單柱塞泵和多柱塞泵。在高壓均質(zhì)機(jī)中均有使用。l單柱塞泵輸出的波動(dòng)性，因而它多用于實(shí)驗(yàn)規(guī)模的小型高壓均質(zhì)機(jī)。l生產(chǎn)規(guī)模的均質(zhì)機(jī)使用的是多柱塞泵，目前以流量輸出較為穩(wěn)定的三柱塞泵用得最多

34、。高壓均質(zhì)機(jī)也有采用多達(dá)六七個(gè)柱塞的高壓柱塞泵，流量輸出更為穩(wěn)定。l高壓均質(zhì)機(jī)的最大工作壓強(qiáng)是其重要性能之一，主要由其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及所配備的電機(jī)功率所規(guī)定。不同均質(zhì)機(jī)的最大工作壓強(qiáng)可有很大差異，一般在7.0104 MPa 之間。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（二）均質(zhì)閥l均質(zhì)閥與高壓柱塞泵的輸出端相連，是對(duì)料液產(chǎn)生均質(zhì)作用、對(duì)壓強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的部件。l均質(zhì)閥有單級(jí)和雙級(jí)兩種。l主要閥件l均質(zhì)閥工作原理l均質(zhì)壓強(qiáng)的調(diào)節(jié)食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l均質(zhì)閥工作原理n當(dāng)流體壓入均質(zhì)閥并沖向閥芯，通過(guò)一個(gè)由閥座與芯構(gòu)成的狹窄的縫隙時(shí)，流

35、體發(fā)生由高壓、低流速向低壓、高流速的能量轉(zhuǎn)化，并產(chǎn)生空穴作用，自縫隙出來(lái)的高速流體最后撞在外面的均質(zhì)環(huán)（也稱撞擊環(huán)）上，使已經(jīng)碎裂的粒子進(jìn)一步得到分散作用。n流體經(jīng)過(guò)均質(zhì)閥的壓強(qiáng)變化情形如圖6. 36所示。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備均質(zhì)壓強(qiáng)的大小一般是靠手輪對(duì)彈簧的壓縮程度來(lái)調(diào)節(jié)的。彈簧力作用下的閥芯，只有當(dāng)流體獲得足以與彈簧力相抗衡的壓力條件下，才能被頂開(kāi)并讓流體通過(guò)縫隙而產(chǎn)生均質(zhì)作用。l均質(zhì)壓強(qiáng)的調(diào)節(jié)食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l單級(jí)均質(zhì)閥單級(jí)均質(zhì)閥只在實(shí)驗(yàn)規(guī)模的均質(zhì)機(jī)上采用。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l雙級(jí)均質(zhì)閥n現(xiàn)代工業(yè)用均質(zhì)機(jī)中

36、大多采用雙級(jí)均質(zhì)閥。n雙級(jí)均質(zhì)閥實(shí)際上是由兩個(gè)單級(jí)均質(zhì)閥串聯(lián)而成。n一級(jí)均質(zhì)閥往往僅使乳滴破裂成小直徑的乳滴，但起乳化作用的大分子物質(zhì)未均勻分布在小滴乳液的界面上。這些小滴乳由于尚未得到乳化物質(zhì)的完全覆蓋，仍有相互合并成大滴乳的可能，因此需要經(jīng)第二道均質(zhì)閥的進(jìn)一步處理，才能使大分子乳化物質(zhì)均勻地分布在新形成的兩液相的界面上。一般在需采用雙級(jí)處理的場(chǎng)合，將總壓降的8590分配給第一級(jí)，而將余下的1015的壓降分配給第二級(jí)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備Prrir0閥芯閥座原料液流體壓強(qiáng)曲線圖6. 36 均質(zhì)閥中流體壓強(qiáng)變化ri：閥座內(nèi)徑；r0：閥座外徑；p：壓強(qiáng) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備

37、第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（三）高壓均質(zhì)機(jī)的其它組成部分l冷卻水系統(tǒng)：對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞進(jìn)行冷卻，使泵體在恒定溫度范圍內(nèi)工作。l高壓均質(zhì)機(jī)已結(jié)合到無(wú)菌化生產(chǎn)線中，在這種場(chǎng)合，配接的冷卻水首先必須是無(wú)菌的，這樣才能保證料液在均質(zhì)工段不受到二次污染。l高壓壓力表，以為操作人員進(jìn)行壓力調(diào)整提供壓力指示。l過(guò)濾器件：裝在進(jìn)料口，阻隔雜質(zhì)，為了防止對(duì)均質(zhì)閥的意外損傷及延長(zhǎng)其使用壽命。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備表6-1 應(yīng)用不同均質(zhì)壓力的產(chǎn)品舉例食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（四）高壓均質(zhì)機(jī)的應(yīng)用l可用來(lái)加工許多食品。l選擇適當(dāng)均質(zhì)工作壓力。根據(jù)配方、貨架壽命以及其它指標(biāo)而定

38、。l不同產(chǎn)品及所應(yīng)用的均質(zhì)壓力范圍。l必要時(shí)可重復(fù)均質(zhì)或采用雙級(jí)均質(zhì)閥進(jìn)行處理。l吸程有限，一般要求正壓供料（利用位差或離心泵）。l使用中應(yīng)避免中途斷料，以免高壓沖擊載荷而使均質(zhì)設(shè)備受到損傷。l物料夾入過(guò)多空氣也會(huì)引起沖擊載荷效應(yīng)，有些先要進(jìn)行脫氣處理。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備二、膠體磨l以剪切作用為主的均質(zhì)設(shè)備，均質(zhì)部件由高速旋轉(zhuǎn)的磨盤(pán)（轉(zhuǎn)動(dòng)件）與固定的磨盤(pán)（固定件）構(gòu)成。l膠體磨形式l膠體磨結(jié)構(gòu)l膠體磨磨盤(pán)l傳動(dòng)軸及轉(zhuǎn)速l工作過(guò)程l均質(zhì)效果及應(yīng)用食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備 （1）臥式 （2）立式 （3）分體立式圖圖6. 37 膠體磨外形膠體磨外形 l

39、膠體磨形式食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備如圖6.38所示，主要由機(jī)殼、磨盤(pán)、進(jìn)料斗、調(diào)節(jié)盤(pán)、葉輪等構(gòu)成。l膠體磨結(jié)構(gòu)食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l膠體磨盤(pán)l是膠體磨的關(guān)鍵部件，由定盤(pán)與動(dòng)盤(pán)組成。動(dòng)盤(pán)與傳動(dòng)軸相連，定盤(pán)固定在調(diào)節(jié)盤(pán)上。l通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)盤(pán)手柄，可以調(diào)整定盤(pán)與動(dòng)盤(pán)之間的工作面間距，從而也可以調(diào)節(jié)膠體磨的產(chǎn)量。l固定件與轉(zhuǎn)動(dòng)件之間的間隙范圍為50150m。l磨盤(pán)工作面一般為錐臺(tái)面狀，但在錐角大小及磨齒形狀方面不同的機(jī)型會(huì)有差異（圖圖6. 39）。l膠體磨的磨面通常為不銹鋼光面，但也有金剛砂毛面型的，以此對(duì)固體粒子磨碎并促進(jìn)均質(zhì)效果。圖6. 39 膠體磨的磨盤(pán)

40、食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n帶動(dòng)動(dòng)磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸，可直接與電機(jī)相連（如臥式和軸聯(lián)立式），也可通過(guò)皮帶輪與電動(dòng)機(jī)相連（如分體式）。n軸的轉(zhuǎn)速與磨盤(pán)的直徑有關(guān)，一般直徑小的磨片要求高的轉(zhuǎn)速，這樣才能獲得與較低轉(zhuǎn)速下大直徑磨盤(pán)膠體磨相同的均質(zhì)效果。l傳動(dòng)軸及轉(zhuǎn)速食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備物料在間隙中通過(guò)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，附在旋轉(zhuǎn)面上的物料速度最大，附于定子表面上的物料速度最小，因此產(chǎn)生很大的速度梯度，使物料受到強(qiáng)烈的剪切作用而發(fā)生湍動(dòng)，從而使物料均質(zhì)化。與高壓均質(zhì)機(jī)一樣，料液從膠體磨獲得的能量，也只有部分用于微?；?，而大部分轉(zhuǎn)化成了摩擦熱。為了控制料溫（尤

41、其是循環(huán)）升高過(guò)度，也要用冷卻水對(duì)膠體磨進(jìn)行冷卻，以保持料溫的穩(wěn)定。l工作過(guò)程食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n膠體磨處理后的分散相粒度最低可達(dá)1m以下。膠體磨通常適用于處理較黏稠的物料。n膠體磨有時(shí)可以與高壓均質(zhì)機(jī)通用，但一般說(shuō)來(lái)，在表6- 2所列的產(chǎn)品中，只有所用均質(zhì)壓力大于20MPa 的產(chǎn)品（或相類似的產(chǎn)品）才適合用膠體磨進(jìn)行處理。n膠體磨與高壓均質(zhì)機(jī)的性能參數(shù)比較。 l均質(zhì)效果及應(yīng)用食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備表表6-2 6-2 均質(zhì)機(jī)與膠體磨性能參數(shù)比較均質(zhì)機(jī)與膠體磨性能參數(shù)比較食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備三、高剪切均質(zhì)乳化設(shè)備l性質(zhì)與工作

42、原理l不同形式的高速剪切機(jī)械設(shè)備l與膠體磨比較l均質(zhì)頭的安裝食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l不同形式的高速剪切機(jī)械設(shè)備n基于轉(zhuǎn)子-定子原理的均質(zhì)乳化機(jī)械設(shè)備有多種形式，如渦輪均質(zhì)機(jī)、渦輪乳化機(jī)、高剪切均質(zhì)機(jī)、管線式乳化機(jī)、高剪切均質(zhì)泵、攪拌分散罐等。n盡管名稱不同，但均質(zhì)原理基本相同。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l性質(zhì)與工作原理n這是一類轉(zhuǎn)子-定子型均質(zhì)機(jī)械設(shè)備。n其工作原理是利用轉(zhuǎn)子與定子間高相對(duì)速度旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的剪切作用使料液得以乳化，或使懸浮液進(jìn)一步微?；?、分散化。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n高速剪切均質(zhì)頭的關(guān)鍵部件是定子與轉(zhuǎn)子。它們是兩個(gè)相

43、互配合在一起的齒環(huán)。n轉(zhuǎn)子定子的形式有多種，主要差異存在于齒形、齒圈數(shù)以及相互配合方式等方面。n圖6.41所示的轉(zhuǎn)子和定子分別有兩圈齒牙。但轉(zhuǎn)子的里圈齒牙只有三個(gè)“齒”，且呈尖弧形結(jié)構(gòu)，它既起剪切作用，也起離心泵葉輪的作用，可將均質(zhì)頭兩端的料液吸入（如果定子一側(cè)是一塊圓板結(jié)構(gòu)，則料液只能從轉(zhuǎn)子端進(jìn)料）。轉(zhuǎn)子定子構(gòu)成了三個(gè)圓柱剪切面。 l轉(zhuǎn)子定子圖6. 41 高速剪切均質(zhì)器頭的轉(zhuǎn)子與定子食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n轉(zhuǎn)子與定子在結(jié)構(gòu)上與膠體磨的有明顯區(qū)別，前者呈圓柱面狀，而后者呈圓錐臺(tái)面狀；前者的齒壁開(kāi)槽口，而后者是不開(kāi)口的。在配合上也有區(qū)別，膠體磨的兩盤(pán)片（定子與轉(zhuǎn)子）間的間距

44、是可調(diào)的，而高速剪切均質(zhì)設(shè)備的轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙一般是固定不變的。n工作原理與膠體磨的相似，因此它們處理的料液性狀與膠體磨的相似，總體上適合于處理較黏稠的物料。l與膠體磨比較食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n除了將高速剪切均質(zhì)器頭安裝在罐體內(nèi)或泵體內(nèi)以外，也有的設(shè)備將高速剪切均質(zhì)器裝在可移動(dòng)升降的臺(tái)架上。n可以將這種均質(zhì)設(shè)備靈活地應(yīng)用于不同的場(chǎng)合，如夾層鍋、無(wú)攪拌器件的桶狀容器等。n事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的高速剪切均質(zhì)頭就是可移動(dòng)的。l均質(zhì)頭的安裝食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備 圖6.40所示為一種利用高速轉(zhuǎn)子均質(zhì)頭的攪拌分散罐結(jié)構(gòu)，主要由罐體與高速剪切均質(zhì)頭構(gòu)成。n攪

45、拌分散罐 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備進(jìn)料出料殼體定子轉(zhuǎn)子圖圖6. 42 管線式乳化均質(zhì)機(jī)原理示意圖管線式乳化均質(zhì)機(jī)原理示意圖 n管線式乳化均質(zhì)機(jī)u將高速剪切均質(zhì)器的轉(zhuǎn)子對(duì)裝于泵形外殼中，就構(gòu)成了所謂的管線式乳化均質(zhì)機(jī)（也稱為高剪切均質(zhì)泵）。u這種設(shè)備一般使用一對(duì)以上的轉(zhuǎn)子定子對(duì)。u圖6.42所示為一種由三對(duì)轉(zhuǎn)子定子構(gòu)成的管線式乳化均質(zhì)機(jī)工作原理，物料從軸向進(jìn)入，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子定子對(duì)的剪切作用后，最后由另一端的徑向流出。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l本章小結(jié) n食品工業(yè)中，為了使不同組成的配料混合均勻或者促使同一物料的狀態(tài)均勻，可以采用液體攪拌機(jī)、水粉混合機(jī)、靜態(tài)混

46、合器、粉體混合器、捏合機(jī)等機(jī)械設(shè)備。為了使分散系物料穩(wěn)定可以采用各種形式的均質(zhì)設(shè)備。n食品工業(yè)中典型的液體攪拌設(shè)備有發(fā)酵罐、酶解罐、冷熱缸、溶糖鍋、沉淀罐等。它們之間的差異主要體現(xiàn)在攪拌裝置、軸封和攪拌容器等方面。攪拌裝置中的攪拌槳形式選用，主要取決于液體的黏度。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n水粉混合設(shè)備用于將粉體物料配制成懸浮液，而靜態(tài)混合器則用于兩種以上料液的在線連續(xù)混合。n粉體物料可用容器回轉(zhuǎn)型和容器固定型兩大類的設(shè)備進(jìn)行混合。其中前者為間歇式操作設(shè)備，而后者既可間歇操作也可連續(xù)操作。l本章小結(jié) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n高稠度的漿體、塑性體和黏彈性

47、體物料的制備需要采用攪拌混合捏合設(shè)備。典型的攪拌混合與捏合設(shè)備有雙臂式捏合機(jī)、打蛋機(jī)以及和面機(jī)等。n為了使懸浮液或乳化液中的分散物微?；⒕鶆蚧?，進(jìn)而獲得較為穩(wěn)定的狀態(tài)或者改善品質(zhì)，可以采用各種均質(zhì)乳化設(shè)備。典型均質(zhì)化設(shè)備有高壓均質(zhì)機(jī)、膠體磨和高剪切均質(zhì)乳化設(shè)備等。l本章小結(jié) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l思考題 n分別舉例說(shuō)明液體攪拌設(shè)備、粉體混合設(shè)備、捏合設(shè)備在食品工業(yè)中的應(yīng)用。 n舉例說(shuō)明均質(zhì)設(shè)備在食品工業(yè)中的應(yīng)用。 n如何選擇液體攪拌器的形式？ n如何估計(jì)攪拌設(shè)備所需的功率？n對(duì)比討論高壓均質(zhì)機(jī)與膠體磨的特點(diǎn)及適用對(duì)象。n可利用哪些設(shè)備提高水粉混合料的混合均勻度？ 食品

48、工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l自測(cè)題一、判斷題二、填充題三、選擇題四、對(duì)應(yīng)題食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備一、判斷題一、判斷題n一般說(shuō)來(lái)，物料的黏度越大，所需的攪拌器功率也越大。 n對(duì)稀液體物料進(jìn)行攪拌的主要目的是為了獲得均質(zhì)的液體。 n攪拌罐的直徑越大，攪拌器的直徑越大，需要的攪拌功率越大。n高壓均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)壓力通常用手動(dòng)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。n一般說(shuō)來(lái), 容器回轉(zhuǎn)式混合器多為間歇式操作。n高壓均質(zhì)機(jī)用的高壓泵全是三柱塞泵。 n揉制面團(tuán)只能用臥式捏合機(jī)。n膠體磨是轉(zhuǎn)動(dòng)式均質(zhì)設(shè)備，它的出料有一定的壓頭。 n由于物料經(jīng)過(guò)均質(zhì)閥的節(jié)流作用，所以高壓均質(zhì)機(jī)的排料沒(méi)有壓頭。n分散乳化器是一種旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)機(jī)械。 n分散乳化器一般由一個(gè)定子與一個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)成，因此物料每經(jīng)過(guò)乳化器一次時(shí)，就受到一次高速剪切。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備二、填充題二、填充題1.液體用的攪拌設(shè)備通常由 裝置、 和 等構(gòu)成。 其中攪拌裝置由 、 和 構(gòu)成。用于低黏度液體攪拌的最常見(jiàn)形式有 、 、 、 、 、 、 等。相對(duì)于 ，攪拌軸的安裝位置有 、 和 。當(dāng)攪拌軸與攪拌罐軸線相重合時(shí)，通常需要在 內(nèi)加裝 ，以保證攪拌罐內(nèi)流場(chǎng)的混合效果。 2.打蛋機(jī)也稱 ，是一種攪拌軸與地坪面 、適用于黏稠物料 與攪拌的設(shè)備。這種設(shè)備的 相對(duì)于攪拌