混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備課件

1、1混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備22 第六章3第一節(jié)液體攪拌機(jī)械設(shè)備混合：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。習(xí)慣上，通常將以液相為主者稱作攪拌設(shè)備，以粉粒料為主者稱作混合設(shè)備，以粘稠團(tuán)塊物料為主者稱作捏合設(shè)備或調(diào)和設(shè)備。4一、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：促進(jìn)物料的傳熱，使物料溫度均勻化；促進(jìn)物料中各成分混合均勻；促進(jìn)溶解、結(jié)晶、浸出、凝聚、吸附等過程進(jìn)行；促進(jìn)酶反應(yīng)等生化反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)過程的進(jìn)行。5二、攪拌機(jī)基本結(jié)構(gòu)攪拌機(jī)械的種類較多，但其基本結(jié)構(gòu)是一致的主要由攪拌裝置、軸封和攪拌容器三大部分組成，即： 攪拌設(shè)備攪拌裝置軸與軸封 傳動(dòng)裝置 攪

2、拌軸 攪拌器攪拌罐 罐體 附件61.電機(jī)；2.傳動(dòng)裝置；3.罐體；4.料管；5.擋板；6.出料管；7.攪拌器；8.溫度計(jì)插管；9.液面攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)圖7（一）攪拌容器（攪拌罐或攪拌槽）作用：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。容納攪拌器與物料在其內(nèi)進(jìn)行操作。要求：對(duì)于食品攪拌容器，除保證具體的工藝條件外，還要滿足無污染、易清洗等專業(yè)技術(shù)要求。形狀:用于低黏度物料的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。8容積-徑高比：罐體容積由裝料量決定，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

3、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-液相物料時(shí)，攪拌罐的高徑比為 1-1.3 ，當(dāng)罐內(nèi)物料為氣-液相物料時(shí)，攪拌罐的高徑比為1-2。 9（二）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)器所必需的運(yùn)動(dòng)功率及幾何參數(shù)的前提下，要求傳動(dòng)鏈短、傳動(dòng)件少、電機(jī)功率小，以降低成本。10（三）軸封軸封是攪拌軸及攪拌容器轉(zhuǎn)軸處的密封裝置。為避免食品污染，軸封的選擇必須給予重視。（四）擋板作用：1、改

4、變流型，改切向流為徑向流。 2、增加流體的湍動(dòng)程度，增強(qiáng)混合效果。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。11（五）攪拌器（或稱攪拌槳）作用:是通過自身運(yùn)動(dòng)使攪拌容器中的物料按某種特定的方式運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到某種工藝要求。這種特定方式的流動(dòng)（流型）是衡量攪拌裝置性能最直觀的重要指標(biāo)。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12攪拌器是攪拌設(shè)備的主要工作部件。通常攪拌器可以分成兩大類型：（1）小面積葉片高速運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌器，有渦輪式、旋槳式等，多用于低粘度的物料；（2）大面積葉片低速運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌器，有框式、垂直螺旋式等，多用于高粘度的物料。1、攪拌器的類型13攪拌器常

5、見型式:1-槳式；2-彎葉開啟渦輪式；3-折葉開啟渦輪式；4-旋槳式（又稱推進(jìn)式）；5-平直葉圓盤渦輪式；6-框式；7-錨式；8-螺帶式；9-螺桿式142、攪拌器安裝型式攪拌器不同安裝型式會(huì)產(chǎn)生不同的流場，使攪拌效果有明顯的差別。立式中心攪拌安裝型式偏心式攪拌安裝型式傾斜式攪拌安裝型式底部攪拌安裝型式旁入式攪拌安裝型式151）立式中心攪拌安裝型式 標(biāo)準(zhǔn)化的型式大、中、小型均可（ 常用功率范圍為 0.222kW，小型：22kW在攪拌器附近易產(chǎn)生渦流回轉(zhuǎn)區(qū)域162）偏心式攪拌安裝型式能防止液體在攪拌器附近產(chǎn)生渦流回轉(zhuǎn)區(qū)域，各點(diǎn)的壓力分布不同，加強(qiáng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)效果。易引起振動(dòng)適用：小型173）傾斜式攪拌

6、安裝型式為了防止產(chǎn)生渦流，可將攪拌器直接安裝在罐體上部邊緣處，用夾板或卡盤與圓筒邊緣夾持固定，攪拌軸斜插入容器內(nèi)進(jìn)行攪拌。比較靈活機(jī)動(dòng)，簡單輕便。適于：小型184）底部攪拌安裝型式軸短而細(xì)，無需中間軸承，可用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)使用維修方便壽命長有利合理布局清洗不便適用：小型195）旁入式攪拌安裝型式旁入式攪拌安裝設(shè)備是將攪拌器安裝在容器罐體的側(cè)壁上，在消耗同等功率的情況下，能得到最好的攪拌效果。軸封比較困難206）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

7、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。 213攪拌器槳葉與流型流動(dòng)狀態(tài)與攪拌容器的結(jié)構(gòu)及其附件有一定關(guān)系。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。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。普通攪拌器一般只有一種為主導(dǎo)流向。(1)軸向流型 或 (2)徑向流型 22液體由軸向進(jìn)入葉片，從軸向流出，稱為軸向流型。攪拌器葉片旋轉(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。（1）軸向流型23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。軸向流型攪拌產(chǎn)生的流動(dòng)方向（即是

8、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。24攪拌器常見型式:1-槳式；2-彎葉開啟渦輪式；3-折葉開啟渦輪式；4-旋槳式（又稱推進(jìn)式）；5-平直葉圓盤渦輪式；6-框式；7-錨式；8-螺帶式；9-螺桿式25流體由軸向進(jìn)入葉輪，從徑向流出。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)。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26攪拌器常見型式:1-槳式；2-彎葉開啟渦輪式；3-折葉開啟渦輪式；4-旋槳式（又稱推進(jìn)式）；5-平直葉圓盤渦輪式；6-框式；7-錨式；8-螺帶式；9-螺桿式27 低速運(yùn)轉(zhuǎn)，

9、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。 284攪拌器的選擇（1）根據(jù)介質(zhì)黏度高低選型（2）根據(jù)攪拌過程和目的選型一般選擇攪拌時(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。也可以通過小型試驗(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)型為參考，在相近的工件條件下進(jìn)行類比選型。29根據(jù)介質(zhì)黏度高低選型是一種基本方法。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?、渦輪式、槳式、錨式和螺帶式等。對(duì)旋漿式，大容量液體時(shí)用低轉(zhuǎn)速，小容量

10、液體時(shí)用高轉(zhuǎn)速。（）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/min; R2=1150r/min; R3=420 r/min30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(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。 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/min; R2=1150r/min; R3=420 r/min31（2）根據(jù)攪拌過程和目

11、的選型這種方法根據(jù)攪拌過程和目的，對(duì)照攪拌器的流動(dòng)效果作出判斷選擇。低黏度均相液液混合分散操作懸浮液操作有氣體吸收的攪拌結(jié)晶過程的攪拌操作32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。平槳式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適宜小容量液相混合。渦輪式動(dòng)力消耗大，會(huì)增加費(fèi)用。低黏度均相液液混合33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。34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(dòng)暢通，排出性能好，槳葉不易磨損。槳式：速度低，只用于固體粒度小，固液

12、相對(duì)密度差小、固相濃度較高、沉降速度低的懸浮液。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。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。懸浮液操作35圓盤式渦輪：最合適。它剪切力強(qiáng)，圓盤下可存在一些氣體，使氣體的分散更平衡。開啟式渦輪：不適用。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。有氣體吸收的攪拌36結(jié)晶過程的攪拌操作小直徑的快速攪拌器：如渦輪式，適用于微粒結(jié)晶。大直徑的慢速攪拌器：如槳式，用于大晶體的結(jié)晶。37第二節(jié)粉體混合機(jī)械食品工業(yè)中，混合機(jī)應(yīng)用于谷物混合、粉料混合、面粉中加輔

13、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。在混合機(jī)內(nèi)，大部分混合操作都同時(shí)存在對(duì)流、擴(kuò)散和剪切三種混合方式，但由于機(jī)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?；旌蠙C(jī)通常可按混合容器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為容器固定式和容器回轉(zhuǎn)式兩大類。38一、容器回轉(zhuǎn)型混合機(jī)這種混合機(jī)工作時(shí)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(dòng)完成混合。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(shí)間。是間歇式混合機(jī)，裝卸物料時(shí)需要停機(jī)。間歇式混合機(jī)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。容器的形狀有多種，常以容器

14、形狀命名：V形、對(duì)錐式、傾筒式混合機(jī)等。39注意：容器的回轉(zhuǎn)速度不能太高，否則會(huì)因離心力過大，物料緊貼容器內(nèi)壁固定不動(dòng)，無法進(jìn)行混合。這種混合機(jī)可以達(dá)到很高的混合均勻度，沒有殘留現(xiàn)象，但所需的混合時(shí)間長。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。401、傾筒式混合機(jī)傾筒式混合機(jī)的容器是一個(gè)圓柱筒，常見有水平回轉(zhuǎn)和斜置回轉(zhuǎn)兩種機(jī)型。圖6.15 傾筒式混合機(jī)（1）水平回轉(zhuǎn)滾筒（2）斜置回轉(zhuǎn)滾筒41411）水平回轉(zhuǎn)滾筒式4242特點(diǎn)其圓筒軸線與回轉(zhuǎn)軸線重合，結(jié)構(gòu)與安裝簡單。裝料量為圓筒容積的30%，利用率和生產(chǎn)率不高。操作時(shí)，粉料的流型簡單，混合效果不理想。在筒內(nèi)的物料可

15、能會(huì)和圓筒一起回轉(zhuǎn)，粉粒沿水平軸線的運(yùn)動(dòng)困難，容器內(nèi)兩端位置有混合死角，卸料不方便。混合時(shí)間長，一般采用的較少。43432）斜置回轉(zhuǎn)滾筒式4444裝料量可達(dá)圓筒容積的60%。其容器軸線與回轉(zhuǎn)軸線之間有一定的角度，克服了水平回轉(zhuǎn)筒式的缺點(diǎn)，物料在筒內(nèi)作復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，粉料運(yùn)動(dòng)時(shí)有3個(gè)方向的速度，流型復(fù)雜，加強(qiáng)了混合能力。這種混合機(jī)的工作轉(zhuǎn)速約在40r/min-100r/min之內(nèi)，常用于混合調(diào)味粉料的操作。特點(diǎn)45452V型混合機(jī)（雙聯(lián)混合機(jī)）旋轉(zhuǎn)容器是由兩段圓筒以互成一定角度的V型連接，兩筒軸線夾角在60-90之間，兩筒連接處切面與回轉(zhuǎn)軸垂直。4646KH快速混合機(jī)V型不對(duì)稱混合機(jī)4747 特點(diǎn)工

16、作時(shí)要求主軸平衡回轉(zhuǎn)，裝料量為兩個(gè)圓筒體積的20-30。轉(zhuǎn)速較低，為625r/min，混合時(shí)間4min/次。容器非對(duì)稱性，操作時(shí)，物料時(shí)聚時(shí)散，效果比雙錐型更好，適用于干粉類食品。48483對(duì)錐式（雙錐型）混合機(jī)容器：由兩個(gè)錐筒和一段短柱筒焊接而成，其錐角有90和60兩種結(jié)構(gòu)。時(shí)間：若容器內(nèi)未安裝葉輪，一般混合時(shí)間為 5-20min ；若容器內(nèi)安裝葉輪，混合時(shí)間可縮短到2min 左右。 4949二重圓錐式混合機(jī)回轉(zhuǎn)圓錐式混合機(jī)5050克服了水平圓筒式混合機(jī)中物料翻滾不良的缺點(diǎn)。雙錐型混合機(jī)操作時(shí)，粉料在容器內(nèi)翻滾強(qiáng)烈，由于流動(dòng)斷面的不斷變化，能夠產(chǎn)生良好的橫流效應(yīng)。對(duì)易流動(dòng)食品，混合較快。特點(diǎn)

17、51二、容器固定型混合機(jī)臥式螺旋環(huán)帶混合機(jī)立式螺旋式混合機(jī)行星錐形混合機(jī)傾斜螺帶連續(xù)混合機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：工作時(shí)容器固定不動(dòng)，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)?；旌线^程：以對(duì)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。操作方式：間歇與連續(xù)，依生產(chǎn)工藝而定。 52（一）臥式螺旋環(huán)帶混合機(jī)通常簡稱為臥式混合機(jī)，是最為常見的間歇式固定容器混合機(jī)。大中型混合機(jī)多為此種機(jī)型。532214353圖6. 16 臥式螺旋環(huán)帶混合機(jī)蓋板門機(jī)體螺帶轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)減速器螺帶轉(zhuǎn)子1、主要結(jié)構(gòu)：機(jī)體、螺帶轉(zhuǎn)子、減速器、蓋板門541）.機(jī)體機(jī)體底部呈 U 形，由普通鋼板或不銹鋼板制造而成。構(gòu)成混合室。上有兩

18、個(gè)或三個(gè)進(jìn)料口，兩端采用內(nèi)外層墻板的空心夾層結(jié)構(gòu)55 2）.轉(zhuǎn)子 它由主軸、支承桿、螺旋環(huán)帶葉片組成。 螺旋葉片有內(nèi)外二層，其環(huán)帶寬度是內(nèi)寬徑小外窄徑大，而且導(dǎo)向角也相反。為加快轉(zhuǎn)軸附近物料的流動(dòng)，有些機(jī)型在轉(zhuǎn)軸處安裝有小直徑實(shí)體螺旋葉片支撐桿內(nèi)螺帶外螺帶主軸5656簡單混合要求不高的，用一條或兩條螺帶。復(fù)雜混合，要求高的，用三條以上螺帶，按不同的旋向分別布置，正向一端運(yùn)動(dòng)，反向另一端運(yùn)動(dòng)，物料不斷重復(fù)分散和集聚，從而達(dá)到混合效果。573）傳動(dòng)裝置 有直聯(lián)傳動(dòng)和鏈條傳動(dòng)兩種形式。直聯(lián)傳動(dòng)：電機(jī)減速器主軸，一般用于100公斤/批以下的混合機(jī)。鏈條傳動(dòng)：電機(jī)減速器鏈條（皮帶）主軸，用于250公斤/

19、批以上的混合機(jī)。58內(nèi)外螺帶旋向相反，當(dāng)混合機(jī)工作時(shí)，它們朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)物料的方向也相反。這樣，物料的內(nèi)層和外層在螺帶的推動(dòng)下將產(chǎn)生對(duì)流、剪切和翻滾，從而達(dá)到混合的目的。 2、工作原理5959 3、 特點(diǎn)1、適用于混合易離析的物料，對(duì)稀漿體和流動(dòng)性較差的物料也有較好的混合效果，其工作阻力小，構(gòu)件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求不高。2、不適用于易破碎物料的混合，原因在于混合物的螺旋帶與容器壁間隙較小，易發(fā)生粉粒料被打碎、磨碎等現(xiàn)象。3、容器兩端有死角，粉料在此位置流動(dòng)困難。6060（二）立式螺旋混合機(jī)立式螺旋混合機(jī)有兩種類型：垂直螺旋式混合機(jī)和行星運(yùn)動(dòng)螺旋式混合機(jī)。61611垂直螺旋式混合機(jī)螺旋攪拌器垂直安

20、裝在容器中間，攪拌器的運(yùn)動(dòng)僅是自身的轉(zhuǎn)動(dòng)。621機(jī)體 用鋼板加工成的圓柱和圓錐組合體，用于支承攪拌軸和傳動(dòng)裝置。2攪拌部件 由螺旋軸和殼體組成。(螺旋導(dǎo)角和轉(zhuǎn)速與螺旋輸送機(jī)不一樣)633卸料門 一般人工手動(dòng)控制。4傳動(dòng)部分 由電機(jī)帶動(dòng)皮帶一級(jí)減速，然后驅(qū)動(dòng)螺旋軸。64工作原理 當(dāng)物料分別從上部及下部進(jìn)入混合機(jī)后，螺旋不斷將物料提升致機(jī)頂，然后向四周拋灑，以達(dá)到擴(kuò)散混合。物料經(jīng)過數(shù)次至下而上的提升、拋灑，使機(jī)內(nèi)物料混合均勻?；旌贤戤吅?，打開卸料門，則螺旋提升的物料經(jīng)卸料管排出機(jī)外。該混合機(jī)以擴(kuò)散混合為主，兼有其它混合機(jī)理6565特點(diǎn)投資費(fèi)用低，功率消耗小，占地面積小。混合時(shí)間長，產(chǎn)量低。粉料混合

21、不很均勻，難處理潮濕或泥漿狀粉料等。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(jī)。 66662行星錐形混合機(jī)容器內(nèi)螺旋攪拌器軸線平行于容器壁母線，上端通過轉(zhuǎn)壁與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸連接。67行星錐形混合機(jī)工作過程工作時(shí)，配制好的物料從進(jìn)料口加入機(jī)內(nèi)，通過減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)搖臂，搖臂帶動(dòng)混合螺旋以2-6r/min速度繞混合機(jī)中心軸線公轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，混合螺旋又以60-100r/min的速度自轉(zhuǎn)。在機(jī)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，打開出料口卸料?；旌蠒r(shí)間：小容量混合機(jī)2-4min，大容量混合機(jī)8-10min。6868其容器呈圓錐形，有利于粉料下滑。既能產(chǎn)生垂直方向的流動(dòng)，以能產(chǎn)生水

22、平方向的位移。還能清除靠近器壁的滯流層，加快混合速度，適于高流動(dòng)性物料，亦適于粘滯性物料的混合。特點(diǎn)69第三節(jié)捏合機(jī)械設(shè)備捏合：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(tuán)、蛋糕糊及口香糖糕的制備等。70分類可按容器是固定還是回轉(zhuǎn)來分類。回轉(zhuǎn)式的不多，只有球磨機(jī)和某種研磨機(jī)等。絕大多數(shù)都是固定容器型。固定容器型捏合機(jī)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)量分單軸和雙軸式。可分為間歇式和連續(xù)式兩類。連續(xù)式通用性不強(qiáng)，一臺(tái)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(jìn)料定量配合。因此大多間歇

23、式。典型攪拌捏合設(shè)備：臥式雙臂捏合機(jī)、打蛋機(jī)以及和面機(jī)等。71是典型的用于可塑物混合的間歇操作的捏合設(shè)備。處理對(duì)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。圖6. 20雙臂式捏合機(jī)一、雙臂式捏合機(jī)72主要結(jié)構(gòu)：一對(duì)轉(zhuǎn)子、混合室及驅(qū)動(dòng)裝置等組成。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(jī)。圖6. 20雙臂式捏合機(jī)73（一）混合室底部呈“W” 形或鞍形的鋼槽。多做成夾套式，可通入加熱或冷卻介質(zhì)。帶蓋或不帶蓋，帶蓋的捏合機(jī)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(jìn)行操作。74一般為可傾

24、式，由人工或電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)或手動(dòng)手柄進(jìn)行操作。直接排料和側(cè)傾混合室排料。直接排料：混合室底部設(shè)排料口（或排料門）。側(cè)傾混合室排料：混合室為可翻轉(zhuǎn)式。75（二）轉(zhuǎn)子Z形捏合機(jī)的混合性能不僅取決于轉(zhuǎn)子的安裝形式，也受轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式的影響，除了Z形轉(zhuǎn)子外，出現(xiàn)了許多非傳統(tǒng)形式的轉(zhuǎn)子，極大地改進(jìn)了捏合機(jī)的混合能力。76（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(jī)的轉(zhuǎn)子多為實(shí)心體，大型捏合機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成空腔形式，可在轉(zhuǎn)子內(nèi)通入加熱或冷卻介質(zhì)。1、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式

25、77轉(zhuǎn)子在混合室內(nèi)的安裝形式有相切式和相疊式兩種。相切式安裝時(shí)，兩轉(zhuǎn)子外緣運(yùn)動(dòng)跡線是相切的；相疊式安裝時(shí)，兩轉(zhuǎn)子外緣運(yùn)動(dòng)軌跡線是相交的。2、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78相切式安裝的轉(zhuǎn)子相切式安裝的轉(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。相切式安裝的捏合機(jī)同時(shí)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間隙區(qū)域產(chǎn)生混合作用。物料在此受到強(qiáng)烈剪切。同向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)速比大的轉(zhuǎn)子間的剪切力可能達(dá)到很大的數(shù)值。特別適用于初始狀態(tài)為片狀、條狀或塊狀物料的混合。79相疊式安裝的轉(zhuǎn)子相疊式安裝的轉(zhuǎn)子，只能同向旋轉(zhuǎn)，由于運(yùn)動(dòng)跡線相交，為

26、避免攪拌臂相碰，兩臂的轉(zhuǎn)速比只能用1:2和1:1。相疊式安裝的轉(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(qiáng)烈剪切、擠壓作用，不僅可以增加混合（或捏合）效果，同時(shí)可以有效地除掉混合室壁上的滯料，有自潔作用。適用于粉狀、糊狀或黏稠液態(tài)物料的混合。80三、立式混合捏合設(shè)備立式混合捏合設(shè)備常稱為混合鍋。兩種型式：容器固定式和容器轉(zhuǎn)動(dòng)式，相應(yīng)的兩種型式的具體設(shè)備有立式打蛋機(jī)和立式和面機(jī)。81（一）打蛋機(jī)打蛋機(jī)結(jié)構(gòu)攪拌器形式及運(yùn)動(dòng)工作原理應(yīng)用82打蛋機(jī)結(jié)構(gòu)攪拌器鍋體（容器）傳動(dòng)裝置容器升降機(jī)構(gòu)等組成。鍋體由一段短圓筒和一個(gè)半球形器底制成，可以升降，裝有手柄供人工卸除物料。圖

27、6. 28 立式打蛋機(jī)外型 83該機(jī)吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)而成，整機(jī)外型美觀、結(jié)構(gòu)合理、操作方便、攪拌均勻等特點(diǎn)。具有無級(jí)調(diào)速功能，可隨意變換轉(zhuǎn)速，達(dá)到理想效果。適用于小型糕點(diǎn)廠、賓館，食堂及個(gè)體戶制作面包、蛋糕、食品的理想機(jī)械。8484小型打蛋機(jī)385851攪拌器攪拌槳：攪拌物料攪拌頭：使攪拌槳相對(duì)于容器形成公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律8686兩種型式：一種是容器安裝在轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌頭偏心安裝于靠近容器壁處作固定轉(zhuǎn)動(dòng)；另一種是容器不動(dòng)，攪拌頭帶動(dòng)攪拌槳作行星式運(yùn)動(dòng)。主軸轉(zhuǎn)速范圍為20-80r/min，其攪拌器自身轉(zhuǎn)速范圍為70-270r/min。8787攪拌槳打蛋機(jī)攪拌槳的結(jié)構(gòu)形狀根據(jù)被調(diào)和物料的

28、性質(zhì)以及工藝要求決定。較為典型的有3種結(jié)構(gòu)：鉤形攪拌槳、網(wǎng)形攪拌槳和鼓形攪拌槳。8888鉤形：整體鍛造，一側(cè)形狀與容器側(cè)壁弧形同，頂為鉤形。強(qiáng)度高，適于高粘度物料。鼓形（筐形）：不銹鋼絲制成，易于造成液體湍動(dòng)，但強(qiáng)度低。網(wǎng)形（拍形）：整體鍛造，外延與容器弧形同，強(qiáng)度較高，作用面積較大。適用于糖漿、蛋白漿等。898990902調(diào)和容器立式打蛋機(jī)的調(diào)和容器結(jié)構(gòu)特征與攪拌器容器相似，為圓柱形桶身下接球形底，兩體焊接成形或以整體模壓成形。容器根據(jù)食品工藝的要求分為閉式和開式兩種，以開式為普遍。91913機(jī)座立式打蛋機(jī)的機(jī)座承受攪拌操作的全部負(fù)荷。攪拌器高速行星運(yùn)動(dòng)，使機(jī)座受到交變偏心矩和彎扭聯(lián)合作用，

29、因此采用薄壁大斷面輪廓鑄造箱體結(jié)構(gòu)來保證機(jī)器的剛度和穩(wěn)定性。 92打蛋機(jī)的工作原理攪拌器通過自身高速旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)制攪打，使得被攪拌物料充分接觸與劇烈摩擦，以實(shí)現(xiàn)對(duì)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。93打蛋機(jī)在食品生產(chǎn)中常被用來攪打各種蛋白液。主要加工對(duì)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(diǎn)上的裝飾乳酪等。生產(chǎn)砂型奶糖時(shí)，通過攪拌可使蔗糖分子形成微小結(jié)晶體，俗稱“打砂”操作。生產(chǎn)充氣糖果時(shí)，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。 打蛋機(jī)的應(yīng)用94其它形式的打蛋機(jī)1其它

30、形式的打蛋機(jī)295第四節(jié)均質(zhì)機(jī)械設(shè)備食品均質(zhì)機(jī)是食品的精加工機(jī)械，它常與物料的混合、攪拌及乳化機(jī)械配套使用。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；⒕鶆蚧奶幚磉^程，其目的是降低分散物尺寸，提高分散物分布的均勻性。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，事實(shí)上，很多的設(shè)備都對(duì)物料有均質(zhì)作用。96均質(zhì)在現(xiàn)代食品加工業(yè)中的作用越來越重要。包括乳、飲料在內(nèi)的絕大多數(shù)液態(tài)食品的懸浮（或沉降）穩(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)。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S

31、-450D型數(shù)碼式超聲波細(xì)胞破碎儀 功率400W 頻率 20KHZ最大處理樣品能力為1000ml。97常見的均質(zhì)機(jī)形式一、壓力式均質(zhì)機(jī)二、旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)機(jī)98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。這種類型的常見設(shè)備有高壓均質(zhì)機(jī)和超聲波乳化器等。一、壓力式均質(zhì)設(shè)備99空穴理論流體受高速旋轉(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。在高壓作用下使料液高速流過縫隙，因而產(chǎn)生了高頻振動(dòng)，引起了迅速交替的

32、壓縮與膨脹作用，在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使液滴破裂，達(dá)到均質(zhì)目的。100典型高壓均質(zhì)機(jī)組成如圖，主要由柱塞式高壓泵和均質(zhì)閥兩部分構(gòu)成?？傮w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。高壓均質(zhì)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過程101101三柱塞往復(fù)泵：產(chǎn)生高壓雙級(jí)均質(zhì)閥頭：碎化、分散脂肪球傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：電機(jī)、曲柄連桿附件：操縱盤、高壓表、進(jìn)出管、壓力調(diào)節(jié)手柄殼體及機(jī)座1021021031031三柱塞往復(fù)泵1.進(jìn)料腔；2.吸入活門；3.活門座；4.排出活門；5.泵體；6.冷卻水管；7.柱塞；8.填料；9.墊片 104104由于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)而周期性交替地自動(dòng)開啟或關(guān)閉，以完成吸入與排

33、出液料的功能。三柱塞泵共有六個(gè)活閥，其中吸入和排出閥各三個(gè)。自動(dòng)活門：利用重力或彈簧力控制。 強(qiáng)制活門：機(jī)械上的配合，只有在粘度較高時(shí)，才采用。吸入和排出活閥：105105A工作原理：當(dāng)柱塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，缸腔容積增大而腔內(nèi)壓力降低形成低壓，貯槽內(nèi)的液體靠壓差而沖開吸入閥門而進(jìn)缸體內(nèi)達(dá)到完成吸入工作過程。當(dāng)柱塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于缸體容積縮小而壓縮液體，達(dá)到工作壓力而沖開排出活門完成排液過程。單柱塞泵軸向柱塞泵單柱塞泵原理106106B、排液量往復(fù)泵在活塞來回一次中，只吸入和排除液體各一次的泵稱為單動(dòng)泵。由于單動(dòng)泵的吸入活閥和排出活閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時(shí)就不能排液，因此排液不連續(xù)。由于活塞由連桿和

34、曲軸帶動(dòng)，活塞在左右兩點(diǎn)之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不是等速度。107107所以，排液量也就隨著活塞的移動(dòng)而有相應(yīng)的起伏，其流量曲線如圖所示。 108108為了改善單動(dòng)泵的不均勻性，多采用雙動(dòng)泵或三聯(lián)泵。雙動(dòng)往復(fù)泵的工作原理如圖所示，在活塞兩側(cè)的泵體內(nèi)部裝有吸入閥和排出閥，無論活塞向那一邊運(yùn)動(dòng)，總有一個(gè)吸入閥和一個(gè)排出閥打開，即在活塞往復(fù)一次中，吸液和排液各進(jìn)行兩次，使吸入管路和排出管路總有液體流過，使送液連續(xù)，但流量曲線仍有起伏，如圖所示。109109雙動(dòng)往復(fù)泵流量曲線圖雙動(dòng)往復(fù)泵工作示意圖110110為保持排出液的連續(xù)且均勻，通常采用三聯(lián)泵，三聯(lián)泵的實(shí)質(zhì)是三臺(tái)單動(dòng)泵并聯(lián)構(gòu)成，通常又稱為三柱塞泵，其流量曲線如圖所示。 三柱塞往復(fù)泵流量曲線圖1111112均質(zhì)閥均質(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。由于高壓物料的高速流動(dòng)，閥座與閥芯（又稱閥盤或均質(zhì)頭）的磨損相