第六章 溷合均質(zhì)機械與設(shè)備

1、食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l混合及其設(shè)備l均質(zhì)及其設(shè)備第一節(jié) 液體攪拌與混合機械設(shè)備第二節(jié) 粉體混合機械第三節(jié) 攪拌混合與捏合機械設(shè)備第四節(jié) 均質(zhì)機械設(shè)備l本章小結(jié) 思考題 自測題食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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。對于低黏度液體，采用的是液體攪拌與混合機械設(shè)備；對于粉料，所用的設(shè)備為混合器。介于兩種狀態(tài)之間的物料，既可

2、用攪拌器，也可用混合器，但更經(jīng)常使用的是捏合機。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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、均勻化的處理過程。n除了高壓均質(zhì)機以外，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。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備第一節(jié) 液體攪拌與混合機械設(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、液體攪拌機二、水粉混合機三、靜態(tài)混合器食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備一、液體攪拌

3、機l液體攪拌目的l帶有攪拌器的設(shè)備（一）基本結(jié)構(gòu)（二）攪拌器（三）攪拌容器（四）攪拌器的傳動裝置和軸封食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l液體攪拌目的在食品加工中，液體攪拌機主要用于以下方面：n促進物料的傳熱，使物料溫度均勻化；n促進物料中各成分混合均勻；n促進溶解、結(jié)晶、浸出、凝聚、吸附等過程進行；n促進酶反應(yīng)等生化反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)過程的進行。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（一）基本結(jié)

4、構(gòu)攪拌機械的種類較多，但其基本結(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 攪拌裝置傳動裝置攪拌軸攪拌器攪拌容器罐體附件食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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自身的運動使攪拌容器中的物料按某種特定的方式流動，從而達到某種工藝要求。所謂特定方式的流動（流型）是衡量攪拌裝置性能最直觀的重要指標(biāo)。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)進行操作。l對于食品攪拌容器，除保證具體的工藝條件外，還要滿足無污染、易清洗等專業(yè)技

5、術(shù)要求。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l罐體 罐體大多數(shù)設(shè)計成圓柱形，其頂部為開放式或密閉式，底部大多數(shù)成碟形或半球形，平底的很少見到，因為平底結(jié)構(gòu)容易造成攪拌時液流死角，影響攪拌效果，同時也不利于料液的完全排放。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備傳動裝置傳動裝置是賦予攪拌裝置及其它附件運動的傳動件組合體，在滿足機器所必須的運動功率及幾何參數(shù)的前提下，希望傳動鏈短、傳動件少、電動機功率小，以降低成本。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械

6、與設(shè)備附件典型攪拌設(shè)備通常還設(shè)有進出口管路、夾套、人孔、溫度計插套以及擋板等附件。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備1攪拌器的類型l兩大類型： 小面積葉片高轉(zhuǎn)速運轉(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； 大面積葉片低轉(zhuǎn)速運轉(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 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)

7、機械與設(shè)備2攪拌器的安裝形式攪拌器不同的安裝形式會產(chǎn)生不同的流場，使攪拌的效果有明顯的差別。常見的五種攪拌軸相對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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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l功率與轉(zhuǎn)速l擋板食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)

8、壁上裝擋板。但用于食品料液攪拌的不多見，原因是由于清洗上的不方便。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l特點n這種安裝的特點是攪拌軸與攪拌器配置在攪拌罐的中心線上，呈對稱布局，驅(qū)動方式一般為帶傳動或齒輪傳動，或者通過減速傳動，也有用電動機直接驅(qū)動。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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；

9、大于400r/min的為高速型。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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，會使液流在各點處壓力分布不同，加強了液層間的相對運動，從而增強了液層間的湍動，使攪拌效果得到明顯的改善。n但偏心攪拌容易引起設(shè)備在工作過程中的振動，一般此類安裝形式只用于小型設(shè)備上。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)進行攪拌，如圖6.3（3）所示。l對攪拌容器比較簡

10、單的圓筒形或方形敞開立式攪拌設(shè)備，可用夾板或卡盤與筒體邊緣夾持固定。l這種安裝形式的攪拌設(shè)備比較機動靈活，使用維修方便，結(jié)構(gòu)簡單、輕便，一般用于小型設(shè)備上，可以防止打漩效應(yīng)。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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，無需用中間軸承，可用機械密封結(jié)構(gòu)，有使用維修方便、壽命長等優(yōu)點。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，使輸料管路暢通無阻，有利于排出物料。此類攪拌設(shè)備的缺點

11、是，槳葉葉輪下部至軸封處常有固體物料黏積，容易變成小團物料混入產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質(zhì)量。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)動方式有齒輪傳動與帶傳動兩種。l主要缺點是軸封比較困難。l不同角度的流動效果食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l不同角度的流動效果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

12、及流形 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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設(shè)備的安裝高度，提高設(shè)備的抗振動能力，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。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備3攪拌器槳葉與流型l流動狀態(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)形狀與運轉(zhuǎn)情況是決定容器內(nèi)液體流動狀態(tài)最重要的因素。l攪拌器件周圍流體的運動方向有三種，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)

13、徑向流型 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l液體由軸向進入葉片，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，產(chǎn)生的流動狀態(tài)不但有水平環(huán)流、徑向流，而且也有軸向流動，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)，所以在安裝使用時有必要注意。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l流體由軸向進入葉輪，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

14、要為垂直于罐壁的徑向流動。由于平直葉的運動與液流相對速度方向垂直。（2）徑向流型徑向流型l 低速運轉(zhuǎn)，主要為環(huán)向流，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，液體的徑向流動就逐漸增大，槳葉轉(zhuǎn)速越高，由平直葉排出的徑向流動越強烈，打漩效應(yīng)也隨之增強，嚴(yán)重時會造成液體外溢。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備4攪拌器的選擇l選擇因素及選擇試驗l（1）根據(jù)介質(zhì)黏度高低選型l（2）根據(jù)攪拌過程和目的選型食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l選擇因素及選擇試驗n一般選擇攪拌時主要應(yīng)從介質(zhì)的黏度高低、容器的大小、轉(zhuǎn)速范圍、動力消耗以及結(jié)構(gòu)特點等幾方面因素綜合考慮。n也可以通過小型試驗進行選擇。通?？刹捎媒?jīng)驗類比的方

15、法，以某臺實際使用的機型為參考，在相近的工件條件下進行類比選型。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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為旋槳式、渦輪式、槳式、錨式和螺帶式等。l對旋漿式指出了大容器量液體時用低轉(zhuǎn)速，小容量液體時用高轉(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)簡單，用擋板后可以改善流型，所以，在低黏度時也是應(yīng)用得較普遍的。而渦輪式由于其對流循環(huán)能力、湍流擴散和剪切都較強，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、

16、旋漿式；R1=1750r/min; R2=1150r/min; R3=420 r/min食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（2）根據(jù)攪拌過程和目的選型n這種方法根據(jù)攪拌過程和目的，對照攪拌器的流動效果作出判斷選擇。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)晶過程的攪拌操作食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n這種混合，攪拌難度小，平槳式循環(huán)能力強，動力消耗少，最適用。n平槳式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適宜小容量液相混合。n渦輪式動力消耗大，會增加費用。l低黏度均相液液混合食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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

17、以最適用。其中平直葉渦輪剪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。為了加強剪切效果，容器內(nèi)可設(shè)置擋板。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n渦輪式：使用范圍大，其中以彎葉開啟渦輪式最好。它無中間圓盤，上下液體流動暢通，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，只適用于固液相對密度差小或固液比在5%以下的懸浮液。n對于有軸向流的攪拌器，可不加擋板。因固體顆粒會沉積在擋板死角內(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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n圓盤式渦輪：最合

18、適。它剪切力強，圓盤下可存在一些氣體，使氣體的分散更平衡。n開啟式渦輪：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合中使用。l有氣體吸收的攪拌食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l結(jié)晶過程的攪拌操作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。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（三）攪拌容器1罐體2附件食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l罐體的形狀-支承-壓力-作用用于低黏度物料的

19、攪拌用罐體一般為立式圓筒形容器，其底可以是平底的，也有碟形底和球形底的。罐體通過支座安裝在基礎(chǔ)或平臺上。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程提供一定的空間。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)考慮物料特性對罐體高徑比的要求、對攪拌功率的影響和對傳熱的影響等因素。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)上述因素及實踐經(jīng)驗

20、，當(dāng)罐內(nèi)物料為液-固相或液-液相物料時，攪拌罐的高徑比為 11.3 ，當(dāng)罐內(nèi)物料為氣-液相物料時，攪拌罐的高徑比為12。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l罐體的換熱結(jié)構(gòu)需要進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，如盤管式等。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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。可根據(jù)工藝或操作要求提出。l常見附件：各種進出料和工作介質(zhì)的管接口、各種傳感器（如溫度計、液位計、壓力表、真

21、空表、pH計）的接插件管口、視鏡、燈孔、安全閥、內(nèi)置式加熱（冷卻）盤管等。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l接管口n進料管一般設(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、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對于需要在攪拌過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料。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備溫度計的插孔管的位置、長度及數(shù)量要視罐體大小而定。對于容積較小的罐體，一般只在蓋上裝一根垂直于液面的長管；對于高、大的罐體，則

22、往往在罐體的側(cè)面的不同位置安裝數(shù)個溫度計插管，如果是夾套式，在溫度計的插管位置必須避開夾套。 l溫度插管食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l傳動裝置n攪拌器傳動裝置的基本組成有：電動機、齒輪傳動機構(gòu)（有的還設(shè)一級帶輪）、攪拌軸支架。n立式攪拌器分為同軸傳動和傾斜安裝傳動兩種。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)備均有密封機構(gòu)。攪拌軸與罐體軸線垂直安裝的也必須有軸封機構(gòu)。另外，有無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

23、。常見的軸封有兩種形式，填料密封和機械密封。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備二、水粉混合機水粉混合機又稱水粉混合器、水粉混合泵、液料混合機、液料混料泵、混合機等，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適用場合食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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（從進液口進入的）液體進行充分拌和，輸送出所需的混合物。n通過料斗加入的參與混合的物料，既可以是流動性良好的粉料，也可以是流動性較好的濃度較高的溶液或漿體。n料斗下方的調(diào)節(jié)閥見圖6. 7（2），主要是為了得到不同添加物含量

24、的混合液體。n根據(jù)工藝需要，可以將混合機串接在加工管路中進行連續(xù)混合操作，也可與一臺罐器相連接進行間歇式混合操作。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備水粉混合機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適用場合食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l外形與結(jié)構(gòu)其 外 形 及 結(jié)構(gòu)如圖6.7所示，主要由機殼、葉輪、粉料斗及電機構(gòu)成。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備三、靜態(tài)混合器l也稱管道混合器。l背景情形l基本構(gòu)成l混合能由外部提供l工作原理l應(yīng)用場合l特點食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l

25、基本構(gòu)成n十分簡單。n主要由帶管道接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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l背景情形n20世紀(jì)70年代初開始發(fā)展的一種先進混合器，1970年美國凱尼斯公司首次推出其研制開發(fā)的靜態(tài)混合器。n20世紀(jì)80年代我國也開始研究生產(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)混合器是一種沒有運動部件的高效混合設(shè)備。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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動作為混合動

26、力。n所有的靜態(tài)混合器的主輸入料液均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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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入。n殼體食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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條件場合的應(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型食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)

27、機械與設(shè)備通過固定在管內(nèi)的混合單元件，將流體分層切割、剪切、折向和重新混合，流體不斷改變流動方向，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，流體自身的旋轉(zhuǎn)作用在相鄰元件連接處的界面上亦會發(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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)用場合食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械

28、與設(shè)備u靜態(tài)混合器用來對各種料液進行混合時，不同的進料必須經(jīng)過計量，因此一般用定容積泵作為靜態(tài)混合器的輸送動力（如轉(zhuǎn)子泵等）。u圖6.10所示為利用靜態(tài)混合器對將兩種料液進行混合的系統(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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備u管路混合器可接在水粉混合機后，進一步分散固體粉粒，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)生的流速變化實現(xiàn)。 此處的靜態(tài)混合器不必用定量泵進料，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的輸出壓頭作為分散作用的動力源。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

29、均質(zhì)機，以獲得更為穩(wěn)定的再生乳。 圖6. 11 用靜態(tài)混合器對水粉混合物進一步分散的系統(tǒng)液體粉體水粉混合機水粉混合物靜態(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械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備靜態(tài)混合器也可用作間接式換熱器（圖6.12），對料液進行加熱或冷卻。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，這樣可以進一步提高換熱的效率和均勻性。n換熱器作用食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l特點（1）流程簡單，結(jié)構(gòu)緊湊；（2）設(shè)備小、投資少、能耗小，操作彈性大，安裝 維修簡便、混合性能好；（3）應(yīng)用靈活

30、性大等。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備第二節(jié) 粉體混合機械l引言一、容器回轉(zhuǎn)型混合機二、容器固定型混合機食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l引言n食品工業(yè)中，混合機應(yīng)用于谷物混合、粉料混合、面粉中加輔料與添加劑、干制食品中加添加劑與調(diào)味粉及速溶飲品的制造等操作中，目的是使兩種或兩種以上的粉料顆粒通過流動作用，成為組分濃度均勻的混合物。n在混合機內(nèi)，大部分混合操作都同時存在對流、擴散和剪切三種混合方式，但由于機型結(jié)構(gòu)和混合料物性方面的不同，往往是某一種混合方式起主導(dǎo)作用。n混合機通?？砂椿旌先萜鞯倪\動狀態(tài)分為容器固定式和容器回轉(zhuǎn)式兩大類。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均

31、質(zhì)機械與設(shè)備一、容器回轉(zhuǎn)型混合機l基本結(jié)構(gòu)原理與形式l轉(zhuǎn)速、混合均勻度、 混合時間與裝填率（一）V形混合機（二）對錐式混合機（三）傾筒式混合機食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l基本結(jié)構(gòu)原理與形式n這種混合機工作時容器呈旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，物料隨著容器旋轉(zhuǎn)方向依靠物料本身的重力流動完成混合。n容器內(nèi)一般沒有攪拌工作部件，如果安裝攪拌器件，則可以縮短混合時間。n容器的形狀有多種，常以容器形狀命名V形、對錐式、傾筒式混合機等。n是間歇式混合機，裝卸物料時需要停機。n間歇式混合機易控制混合質(zhì)量，可適應(yīng)粉粒物料配比經(jīng)常改變操作要求，因此適用于小批量多品種的混合操作。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機

32、械與設(shè)備l轉(zhuǎn)速、混合均勻度、混合時間與裝填率n容器的回轉(zhuǎn)速度不能太高，否則會因離心力過大，物料緊貼容器內(nèi)壁固定不動，無法進行混合。n這種混合機可以達到很高的混合均勻度，沒有殘留現(xiàn)象，但所需的混合時間長。n容器的物料裝填率因容器形狀不同而異，但一般不得超過容器有效容積的60。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（一）V形混合機lV形混合機如圖6.13所示，其容器由兩個圓筒呈V形焊合 而 成 ， 夾 角 范 圍 在 6090之間。工作時要求主軸平衡回轉(zhuǎn)，裝料量為兩個圓筒體積的2030。其轉(zhuǎn)速很低，為625r/min。lV形混合機常用來混合多種粉料以構(gòu)成混合物，若在筒內(nèi)安裝攪拌葉輪，可用來混

33、合凝聚性高的食品。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（二）對錐式混合機l如左圖：的容器由兩個對稱的圓錐形殼體焊接而成，圓錐角呈60角和 90角兩種形式，它取決于粉料的休止角大小。l驅(qū)動軸固定在錐底部分，轉(zhuǎn)速為520r/min。圓錐體的兩端設(shè)有進出料口，以保證卸料后機內(nèi)無殘留料。l混合時間：若容器內(nèi)未安裝葉輪，一般混合時間為 5 20min ；若容器內(nèi)安裝葉輪，混合時間可縮短到2min 左右。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（三）傾筒式混合機l傾筒式混合機的容器是一個圓柱筒，常見有水平回轉(zhuǎn)和斜置回轉(zhuǎn)兩種機型。圖6. 15 傾筒式混合機（1）水平回轉(zhuǎn)滾筒（2）斜置回轉(zhuǎn)滾筒食

34、品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n水平回轉(zhuǎn)筒式混合機的圓筒為水平放置，回轉(zhuǎn)軸線與圓筒軸線同軸。n水平回轉(zhuǎn)筒式混合機的裝料量均為圓筒容積的30%，斜置式可達60%。前者的缺點是，在筒內(nèi)的物料可能會和圓筒一起回轉(zhuǎn)，尤其是位于圓筒兩端的物料不能充分混合，故不能多裝料，否則影響混合效果。l水平回轉(zhuǎn)筒式混合機食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n如果回轉(zhuǎn)軸線與圓筒軸線相交，稱為斜置回轉(zhuǎn)筒式混合機。n斜置回轉(zhuǎn)筒式混合機克服了水平回轉(zhuǎn)筒式的缺點，物料在筒內(nèi)作復(fù)雜的運動，即使裝料量較多，其混合效果也較好。主軸轉(zhuǎn)速為40100rmin。要求投入粉料的堆積密度和粒度均勻一致。這類混合機常用于香辛

35、料和啤酒麥芽粉等的混合作業(yè)。 l斜置回轉(zhuǎn)筒式混合機食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備二、容器固定型混合機（一）臥式螺旋環(huán)帶混合機（二）立式螺旋式混合機（三）行星錐形混合機（四）傾斜螺帶連續(xù)混合機l結(jié)構(gòu)特點是工作時容器固定不動，內(nèi)部安裝有旋轉(zhuǎn)混合部件。旋轉(zhuǎn)件大多為螺旋結(jié)構(gòu)。l混合過程以對流作用為主，適用于物理性質(zhì)差別及配比差別較大的散料混合。l固定容器式混合機的操作方式有間歇與連續(xù)兩種，依生產(chǎn)工藝而定。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（一）臥式螺旋環(huán)帶混合機l通常簡稱為臥式混合機，是最為常見的間歇式固定容器混合機。大中型混合機多為此種機型。l結(jié)構(gòu)l特點：混合時間短，混合質(zhì)

36、量高，排料迅速，腔內(nèi)物料殘留量少，但配套動力和占地面積較大。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備2214353圖6. 16 臥式螺旋環(huán)帶混合機 結(jié)構(gòu)如圖6.16所示。機體底部呈 U 形，主要工作部件：兩螺旋帶（旋向相反，兩方向輸送能力相等）。臥式螺旋環(huán)帶混合機主軸轉(zhuǎn)速一般為3050r/min。外層螺旋環(huán)帶與殼底之間的間隙一般為25mm，預(yù)混合機的間隙小于2mm，以盡量減少腔內(nèi)物料的殘留量。為加快轉(zhuǎn)軸附近物料的流動，有些機型在轉(zhuǎn)軸處安裝有小直徑實體螺旋葉片。一般沿殼體全長或者在占?xì)んw1/31/2長度上開設(shè)卸料門，可迅速卸料。對于殘留量要求極為嚴(yán)格的混合作業(yè)，有些機型采用可傾翻機體結(jié)構(gòu)。

37、蓋板門機體螺帶轉(zhuǎn)子電動機減速器螺帶轉(zhuǎn)子食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（二）立式螺旋式混合機l結(jié)構(gòu)l工作時，各種物料組分經(jīng)計量后，加入料斗6中，由垂直螺旋4向上提升到內(nèi)套筒3的出口時，被甩料板1向四周拋撒，物料下落到錐形筒內(nèi)壁表面和內(nèi)套筒3之間的間隙處，又被垂直螺旋向上提升，如此循環(huán)，直到混合均勻為止，然后打開卸料門從出料口6排料?；旌蠒r間一般為1015min。l特點：配用動力小，占地面積少，混合時間長，料筒內(nèi)物料殘留量較多。多用于混合質(zhì)量和殘留量要求較低的場合，為小型混合機。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備u圓柱形料筒高H =（25）D（D為料筒直徑）。u螺旋直徑d

38、=（0.250.3)D， 螺距S=180200mm。u螺旋葉片和內(nèi)套筒間隙為10mm。u主軸轉(zhuǎn)速為200300r/min。l結(jié) 構(gòu)食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（三）行星錐形混合機l結(jié)構(gòu)l工作時，從進料口2將配制好的一批物料加入機內(nèi)，啟動電動機4，通過減速機構(gòu)3驅(qū)動搖臂5，搖臂帶動混合螺旋6以26r/min速度繞混合機中心軸線旋轉(zhuǎn)。與此同時，混合螺旋又以60100r/min的速度自轉(zhuǎn)。l在機殼外壁可以加水套以加熱或冷卻腔內(nèi)物料。當(dāng)一批料混合均勻后，打開出料口7卸料。l混合時間：小容量混合機24min，大容量混合機810min。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備 如圖6

39、. 18所示，立式行星錐形混合機由圓錐形筒體、傾斜安置的混合螺旋、減速機構(gòu)、電動機、進料口和出料口等組成。l結(jié) 構(gòu)食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（四）傾斜螺帶連續(xù)混合機l結(jié)構(gòu)l工作過程l特點食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l特點因返混形成的軸向混合作用區(qū)域較小，同時物料停留時間不盡一致，混合質(zhì)量較差，并要求各組分均連續(xù)計量喂料，適用于混合度要求不高的場合。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l工作過程工作時，由進料口連續(xù)送入的物料，在進料段被螺桿強制送入混合段，在混合段內(nèi)被螺帶及槳葉向前推動形成翻滾的徑向混合，同時在物料自身重力作用下經(jīng)螺帶空隙下滑形成返混的軸

40、向混合，這兩種方式共同構(gòu)成對于物料的連續(xù)混合，混合后的物料連續(xù)地從出料口排出。調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)這種返混的程度，即可控制物料在機內(nèi)停留時間及混合效果。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備該機結(jié)構(gòu)如圖6. 19所示，整體呈傾斜狀，進料口設(shè)置于混合機的低端，而出料口設(shè)在高端。主軸在進料口端設(shè)置螺桿，其余部分設(shè)置螺帶及沿螺旋線布置槳葉。l結(jié) 構(gòu)食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備第三節(jié) 攪拌混合與捏合機械設(shè)備l捏合概念l捏合設(shè)備一、雙臂式捏合機二、臥式和面機三、立式混合捏合設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l捏合概念n捏合是指將含液量較少的粉體或高黏度物質(zhì)和膠體物質(zhì)與微

41、量細(xì)粉末的混合物加工成可塑性物質(zhì)或膠狀物質(zhì)的操作。典型的例子是用面粉加水等調(diào)和成面團、蛋糕糊及口香糖糕的制備等。捏合操作的實質(zhì)是固體與液體的混合操作，所以，捏合操作有時也稱為固液混合或調(diào)和操作。n捏合操作多用專門的捏合設(shè)備完成。由于捏合操作所處理的是流動性差的粉體或膠體物性的原料，并且要求得到的是均一的塑性體或高黏度漿體和膠體物，因此，捏合機的攪拌葉片要格外堅固，能承受巨大的作用力，容器的殼體也要具有足夠的強度和剛度。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l捏合設(shè)備n捏合機可按容器是固定還是回轉(zhuǎn)來分類?；剞D(zhuǎn)容器式捏合機不多，只有球磨機和某種研磨機等。絕大多數(shù)捏合機都是固定容器型。固定容器

42、型捏合機又可按轉(zhuǎn)軸的位置分為水平軸和垂直軸兩種型式，按軸的數(shù)量分單軸式和雙軸式。n捏合混合設(shè)備可分為間歇式和連續(xù)式兩類。連續(xù)式捏合混合設(shè)備的通用性不強，一臺設(shè)備往往只適用某類型的物料的混合，并且需要較精確的進料定量配合。因此多數(shù)捏合機為間歇式。n典型攪拌捏合設(shè)備：臥式雙臂捏合機、打蛋機以及和面機等。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備一、雙臂式捏合機l是典型的用于可塑物混合的間歇操作的捏合設(shè)備。l處理對象廣泛：面包、餅干制造業(yè)中面粉、水、酵母和其它原輔料的均勻混合與捏合。在巧克力制造工業(yè)中，用于可可液漿、糖粉和奶粉等的捏合混合。l如圖6. 20所示，主要由一對轉(zhuǎn)子、混合室及驅(qū)動裝置等組

43、成。l由于通常使用的兩根攪拌轉(zhuǎn)子呈“Z”字形，因此常稱Z形捏合機。（一）混合室 （二）轉(zhuǎn)子圖6. 20雙臂式捏合機食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（一）混合室l帶蓋或不帶蓋，帶蓋的捏合機與槽體具有很好的密封性能，可使混合室在真空或加壓的條件下進行操作。l底部呈“W” 形或鞍形的鋼槽。l鋼槽多做成夾套式，可通入加熱或冷卻介質(zhì)。l一般為可傾式，由人工或電機驅(qū)動將槽體的一側(cè)豎起可供出料或清洗。小型設(shè)備人工操縱即可，中型或大型設(shè)備則在支承軸上裝齒輪，由電動或手動手柄進行操作。l直接排料和側(cè)傾混合室排料。n直接排料：混合室底部設(shè)排料口（或排料門）。n側(cè)傾混合室排料：混合室為可翻轉(zhuǎn)式。食品工廠

44、機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（二）轉(zhuǎn)子l有一對轉(zhuǎn)子。l轉(zhuǎn)子有多種形式l轉(zhuǎn)子安裝形式食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備圖6. 22 捏合機轉(zhuǎn)子形式（1）（2）（3）（4）（5）（6）Z形轉(zhuǎn)子單螺旋轉(zhuǎn)子雙螺旋轉(zhuǎn)子爪形轉(zhuǎn)子刀片形轉(zhuǎn)子 X形轉(zhuǎn)子 小型捏合機的轉(zhuǎn)子多為實心體，大型捏合機轉(zhuǎn)子設(shè)計成空腔形式，可在轉(zhuǎn)子內(nèi)通入加熱或冷卻介質(zhì)。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備轉(zhuǎn)子在混合室內(nèi)的安裝形式有相切式和相疊式兩種（圖6.21）。相切式安裝時，兩轉(zhuǎn)子外緣運動跡線是相切的；相疊式安裝時，兩轉(zhuǎn)子外緣運動軌跡線是相交的。l轉(zhuǎn)子安裝形式（1）相切式 （2）相疊式圖6. 21轉(zhuǎn)子安裝形式食

45、品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n相疊式安裝的轉(zhuǎn)子u相疊式安裝的轉(zhuǎn)子，只能同向旋轉(zhuǎn)，由于運動跡線相交，為避免攪拌臂相碰，兩臂的轉(zhuǎn)速比只能用1:2和1:1。u相交式安裝的轉(zhuǎn)子外緣與混合室壁間隙很小，一般在1mm左右，在這樣小的間隙中，物料將受到強烈剪切、擠壓作用，不僅可以增加混合（或捏合）效果，同時可以有效地除掉混合室壁上的滯料，有自潔作用。u適用于粉狀、糊狀或黏稠液態(tài)物料的混合。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n相切式安裝的轉(zhuǎn)子u轉(zhuǎn)子可以同向旋轉(zhuǎn)，也可相向旋轉(zhuǎn)，常用轉(zhuǎn)子間速比為1.5:1、2:1和3:1。u轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，物料在兩轉(zhuǎn)子相切處受到強烈剪切。同向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)速比

46、大的轉(zhuǎn)子間的剪切力可能達到很大的數(shù)值。u轉(zhuǎn)子外緣與混合室壁的間隙內(nèi)，物料也受到強烈剪切。u相切式安裝的捏合機同時在轉(zhuǎn)子之間的相切區(qū)域和轉(zhuǎn)子外緣與混合室壁間的區(qū)域產(chǎn)生混合作用。u特別適用于初始狀態(tài)為片狀、條狀或塊狀物料的混合。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備二、臥式和面機l和面機的作用是將原料面粉加水?dāng)嚢枵{(diào)制成既符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，又適合后續(xù)機械運轉(zhuǎn)需要的面團。l按主軸的安裝形式，和面機可分為立式和臥式和面機兩大類。立式和面機屬混合鍋類設(shè)備。臥式和面機有單軸與雙軸兩種型式。（一）單軸臥式和面機（二）雙軸臥式和面機食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（一）單軸臥式和面機lWT-7

47、型和面機n結(jié)構(gòu)n特點與適用性l滾籠式和面機n攪拌器結(jié)構(gòu)n特點與適用性食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備nWT-7型和面機結(jié)構(gòu)u它主要由混合槽體、帶槳攪拌主軸和驅(qū)動機構(gòu)等組成。u可傾“U”形槽單獨由電機驅(qū)動。內(nèi)有3把固定不動的橫切刀。u主軸上安裝了4個槳葉，按圓周等分安裝在主軸上。當(dāng)主軸進行回轉(zhuǎn)時，槳葉和橫切刀便對物料產(chǎn)生壓縮、剪切、捏合與對流混合等作用，物料在上述4種作用的協(xié)同作用下，很快便能混合均勻。u該機有兩臺電動機。主電動機與擺線減速器聯(lián)成整體安裝在機座內(nèi)，帶動主軸及其槳葉回轉(zhuǎn)。副電動機也安裝在機座內(nèi)，它通過皮帶輪、蝸桿、蝸輪帶動槽體產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動，使其在限制范圍內(nèi)進行倒缸出料和

48、復(fù)位。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備u如圖6. 23所示的直槳葉或扭曲直槳式攪拌器，在和面過程中對物料的剪切作用很強。但拉伸作用弱，對面筋的形成具有一定破壞作用。u攪拌軸裝在容器中心，近軸處物料運動速度低，若投粉量少或操作不當(dāng)易造成抱軸及攪拌不勻的現(xiàn)象。u槳葉式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適用于揉制酥性面團。 nWT-7型和面機特點與適用性食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備u滾籠式攪拌器如圖6.24所示，主要由連接板、46個直輥及攪拌軸組成。u直輥分有活動套管和無活動套管兩種。活動套管在和面時可自由轉(zhuǎn)動，減少直輥與面團間的摩擦及硬擠壓，從而可以降低功率消耗，減少對面筋的破壞

49、。n滾籠式攪拌器u直輥可平行于或傾斜于攪拌軸線安裝。后者傾角為 5左 右， 各輥對回轉(zhuǎn)軸心的半徑不同，作用是促進面團的軸向流動。u直輥在連接板上的分布有X形、S形和Y形。其中Y形攪拌器兩連板間無中心軸，可避免面團抱軸或中間調(diào)粉不均勻的現(xiàn)象。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n滾籠式攪拌器和面時，對面團有舉、打、折、揉、壓、拉等操作（圖6.25)，有助于面團的捏合，如果攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇合適，還可利用攪拌的反轉(zhuǎn)將捏合好的面團自動拋出容器，可省去一套容器翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，降低設(shè)備成本。n滾籠式攪拌器和面機操作過程 (1)舉 (2)打 (3)折疊 (4)揉 (5)壓 (6)拉圖圖6. 25 滾籠式

50、攪拌器調(diào)和面團操作流程示意圖滾籠式攪拌器調(diào)和面團操作流程示意圖 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備u滾籠式攪拌器的特點是：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、機械切割作用弱，有利于面筋網(wǎng)絡(luò)的生成。但操作時間長，面團形成慢。u滾籠式攪拌器適用于調(diào)和水面團、韌性面團等經(jīng)過發(fā)酵或不發(fā)酵的面團。n特點與適用性食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（二）雙軸臥式和面機雙軸臥式和面機是在單軸和面機的基礎(chǔ)上加以改進而成，其性能較單軸和面機優(yōu)越，基本結(jié)構(gòu)如圖6.26所示。該機有兩根臥式旋轉(zhuǎn)軸，每根軸上垂直安裝了數(shù)個槳葉，構(gòu)成兩個平行、以相同方向轉(zhuǎn)動的攪拌器。傳動方式

51、，可以由主電動機通過變速箱分別帶動兩軸作同向旋轉(zhuǎn)，也可將一根作為主動軸，另一根軸作從動軸，通過齒輪傳動實現(xiàn)同向轉(zhuǎn)動。同單軸式和面機一樣，雙軸式和面機也有一副電動機通過變速箱使筒體在一定范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，便于倒缸出料和復(fù)位。雙軸臥式和面機因其槳葉均勻分布在圓周的各個位置上，可以均勻地進行攪拌，使面團得到良好的拉伸和揉捏，適于調(diào)制韌性面團。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備三、立式混合捏合設(shè)備l立式混合捏合設(shè)備常稱為混合鍋，其主體由攪拌器與不帶蓋的容器構(gòu)成。l兩種型式：容器固定式和容器轉(zhuǎn)動式，相應(yīng)的兩種型式的具體設(shè)備有立式打蛋機和立式和面機。（一）立式打蛋機（二）立式和面機食品工廠機械與設(shè)備

52、第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（一）打蛋機l打蛋機結(jié)構(gòu)l攪拌器形式l攪拌器的行星運動 l工作原理l應(yīng)用食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l攪拌器的行星運動 攪拌器在鍋體內(nèi)作行星運動(圖6. 30)。主軸轉(zhuǎn)速范圍為2080r/min，其攪拌器自身轉(zhuǎn)速范圍為70270r/min。由于攪拌器轉(zhuǎn)速高，故打蛋機也常稱為高速調(diào)和機。攪拌器與與鍋壁間隙很小，攪拌作用可遍及鍋內(nèi)全部物料。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l打蛋機結(jié)構(gòu)n如圖6.28所示。由攪拌器、鍋體（容器）、傳動裝置及容器升降機構(gòu)等組成。n鍋體由一段短圓筒和一個半球形器底制成，可以升降，裝有手柄供人工卸除物料。圖圖6. 28

53、立式打蛋機外型立式打蛋機外型 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l攪拌器形式n形式有多種， 使用較多的3種如圖6.29所示。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l打蛋機的工作原理攪拌器通過自身高速旋轉(zhuǎn)，強制攪打，使得被攪拌物料充分接觸與劇烈摩擦，以實現(xiàn)對物料的混合、乳化、充氣及排除部分水分的作用，從而滿足某些食品加工工藝的特殊要求。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n打蛋機在食品生產(chǎn)中常被用來攪打各種蛋白液。n主要加工對象是黏稠性漿體，如生產(chǎn)軟糖、半軟糖的糖漿；生產(chǎn)蛋糕、杏元餅的面漿以及花式糕點上的裝飾乳酪等。n生產(chǎn)砂型奶糖時，通過攪拌可使蔗糖分子形成微小結(jié)晶體，俗

54、稱“打砂”操作。n生產(chǎn)充氣糖果時，將浸泡的干蛋白、蛋白發(fā)泡粉、明膠溶液及濃糖漿等混合攪拌后，可得到潔白、多孔性的充氣糖漿。 l打蛋機的應(yīng)用食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（二）立式和面機l 結(jié)構(gòu)l 攪拌器l 工作過程: 轉(zhuǎn)盤帶動鍋子作圓周運動，將物料帶到混合元件的作用范圍之內(nèi)而引起局部混合作用。l 應(yīng)用: 在食品工業(yè)上應(yīng)用很廣，特別是用于處理高黏度的食品的混合，如制造面包時調(diào)制面團，生產(chǎn)糕點和糖果時的原料混合等都經(jīng)常采用這種設(shè)備。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l攪拌器攪拌器（即混合元件）偏心安裝于靠近鍋壁處，作固定的轉(zhuǎn)動。形式有多種，框式最普遍，叉式應(yīng)用也廣，還有做

55、成扭曲狀的槳葉，以增加軸向或其它形式運動。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備l結(jié)構(gòu)圖6.31所示為立式和面機這一種，主要由鍋體、攪拌器、機架及傳動裝置構(gòu)成。鍋體固定在轉(zhuǎn)動盤上，因而工作時可以轉(zhuǎn)動。圖圖6.31 立式和面機外形圖立式和面機外形圖食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備第四節(jié) 均質(zhì)機械設(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)機二、膠體磨三、高剪切均質(zhì)乳化設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)成分散相的固體顆粒或液滴）微?；⒕鶆蚧奶幚磉^程，其目的是降

56、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)機對物料進行處理。然而，除了高壓均質(zhì)機以外，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)混合器等都對料液有均質(zhì)功能。l均質(zhì)及其設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n壓力式均質(zhì)設(shè)備首先使料液獲得高壓能，液體的高壓能在機內(nèi)轉(zhuǎn)化為動能，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這種類型的常見設(shè)備有高壓均質(zhì)機和超聲波乳化器等。l壓力式均質(zhì)設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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，直接將機械動能傳遞給受處理的介質(zhì)

57、，是以剪切作用為主的均質(zhì)過程。n膠體磨是典型的旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)設(shè)備。此外，攪拌機、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)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備n空穴理論認(rèn)為，流體受高速旋轉(zhuǎn)體作用或流體流動在有突然壓降變化的場合會產(chǎn)生空穴小泡，當(dāng)這些小泡破裂時會在流體中釋放出很強的沖擊波，當(dāng)這種沖擊波發(fā)生在粒子附近時，會造成粒子的破裂。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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

58、?。ɑ虺两担┓€(wěn)定性都可以通過均質(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)過程的本質(zhì)是一種破碎過程，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)食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備 典型高壓均質(zhì)機組成如圖6.32所示，主要由柱塞式高壓泵和均質(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，所以有時也將高壓均質(zhì)機稱為高壓均質(zhì)泵。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備一、高壓均質(zhì)機l典型高壓均質(zhì)機的組成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)閥級數(shù)以及壓強控制方式方面。（一）高壓柱塞泵（二）均質(zhì)閥（三）其它組成部

59、分（四）高壓均質(zhì)機的應(yīng)用食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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)機中均有使用。l單柱塞泵輸出的波動性，因而它多用于實驗規(guī)模的小型高壓均質(zhì)機。l生產(chǎn)規(guī)模的均質(zhì)機使用的是多柱塞泵，目前以流量輸出較為穩(wěn)定的三柱塞泵用得最多。高壓均質(zhì)機也有采用多達六七個柱塞的高壓柱塞泵，流量輸出更為穩(wěn)定。l高壓均質(zhì)機的最大工作壓強是其重要性能之一，主要由其結(jié)構(gòu)強度及所配備的電機功率所規(guī)定。不同均質(zhì)機的最大工作壓強可有很大差異，一般在7.0104MPa 之間。食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備（二）均質(zhì)

60、閥l均質(zhì)閥與高壓柱塞泵的輸出端相連，是對料液產(chǎn)生均質(zhì)作用、對壓強進行調(diào)節(jié)的部件。l均質(zhì)閥有單級和雙級兩種。l主要閥件l均質(zhì)閥工作原理l均質(zhì)壓強的調(diào)節(jié)食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(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，通過一個由閥座與芯構(gòu)成的狹窄的縫隙時，流體發(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)碎裂的粒子進一步得到分散作用。n流體經(jīng)過均質(zhì)閥的壓強變化情形如圖6. 36所示。 食品工廠機械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機械與設(shè)備均質(zhì)壓強的大小一般是靠手輪對彈簧的壓縮程度來調(diào)節(jié)的。彈簧力作用下的閥芯