食品混合機械與設(shè)備培訓(xùn)教學(xué)課件(共83張)

1、第六章 食品混合機械與設(shè)備第一節(jié) 概述一、混合基本知識1、混合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。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，既可用攪拌器，也可用混合器，但更經(jīng)常使用的是捏合機。 第一節(jié) 概述一、混合基本知識2、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

2、調(diào)和操作。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。第一節(jié) 概述一、混合基本知識3、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?；?、均勻化的處理過程，目的是降低分散物的尺寸，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)機對物料進行處理。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。第一節(jié) 概述二、對混合均質(zhì)機械的一

3、般要求混合物的混合均勻度高；物料在容器內(nèi)的殘留量少；均質(zhì)物的顆粒微小，質(zhì)地細膩；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，操作方便，便于檢視、取樣和清理；機械設(shè)備要防銹，耐腐蝕，容器表面光滑，工作部件能拆卸清洗；電機設(shè)備和電控裝置應(yīng)能防爆、防濕、防塵，符合環(huán)境保護和安全運行的要求。 第二節(jié) 攪拌機一、攪拌混合機理兩種或兩種以上不同組分構(gòu)成的混合物在混合機或者料罐內(nèi)，在外力作用下進行混合，從開始時的局部混合達到整體的均勻混合狀態(tài)，在某個時刻達到動態(tài)平衡，之后，混合均勻度不會再提高，而離析和混合則反復(fù)交替他進行著。整個混合過程存在著三種混合方式：對流混合；擴散混合；剪切混合。第二節(jié) 攪拌機一、攪拌混合機理1、對流混

4、合也 稱為體積混合或移動混合，對于不相溶組分，依靠攪拌裝置的運動部件或重力，使物料各部分作相對運動。 其混合均勻程度并不太高，對粉料和液料都是如此。 由于混合機工作部件表面對物料的相對運動，所有粒子在混合機內(nèi)從一處向另一處作相對流動，位置發(fā)生轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生整體的流動稱為對流混合。第二節(jié) 攪拌機一、攪拌混合機理2、擴散混合對于互溶性組分如固體與液體，液體與氣體，液體與液體組分等，在混合過程中，以分子擴散形式向四周作無規(guī)律運動，從而增加了兩個組分間的接觸面積和縮短了擴散平均自由程達到均勻分布狀態(tài)。實際上完全不互溶組分是不存在的，在混合過程中有一個由對流混合到擴散混合的過渡，主要取決于分散尺度的大小。第

5、二節(jié) 攪拌機一、攪拌混合機理3、剪切混合主要因剪切力的作用（由于物料群體中的粒子相互間形成剪切面的滑移和沖撞作用），物料組分被拉成愈來愈薄的料層，使某一種組分原來占有區(qū)域的尺寸愈來愈小。對于高粘稠度流變物料如面團和糖蜜等，主要是依靠剪切混合，一般稱為捏和。捏和機工作部件對物料產(chǎn)生的剪切力，使物料拉成愈來愈薄的料層，料層表面出現(xiàn)裂紋，產(chǎn)生層流流動，達到局部混合，謂之剪切混合。擠壓膨化機和絞肉機中的物料在螺桿作用下也產(chǎn)生剪切混合。事實上，物料在混合機里往往同時存在著上述三種混合方式，單一的混合方式是少見的。但是常以其中的一種混合方式為主。 第二節(jié) 攪拌機二、攪拌目的和攪拌設(shè)備1、攪拌目的食品加工中

6、，攪拌主要用于以下方面：促進物料的傳熱，使物料溫度均勻化；促進物料中各成分混合均勻；促進溶解、結(jié)晶、浸出、凝聚、吸附等過程進行；促進酶反應(yīng)等生化反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)過程的進行。2、攪拌設(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。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌機工作原理通過攪拌器，克服流體黏度阻力引起流體流動（包括整體流動和湍流），形成一定的流場，進行單一的動量傳遞或包括動量、熱量、質(zhì)量的傳遞及化學(xué)反應(yīng)。不同的攪拌目的，要求不同的流場。不同的攪拌器，能提供不同的流場及不同的能量。牛頓流體動力粘度反映流體粘性，非牛頓流體表

7、觀粘度與剪切力呈非線性變化（如剪切稀化）。第二節(jié) 攪拌機四、攪拌機結(jié)構(gòu)第二節(jié) 攪拌機四、攪拌機結(jié)構(gòu)主要由攪拌裝置、軸封和攪拌容器三大部分組成。第二節(jié) 攪拌機四、攪拌機結(jié)構(gòu)1、攪拌器又稱攪拌槳，通過攪拌軸帶動的運動使攪拌容器中的物料按某種特定的方式流動（流型），從而達到某種工藝要求。流型是衡量攪拌裝置性能最直觀的重要指標(biāo)。2、攪拌容器也稱攪拌槽或攪拌罐，是容納攪拌器與物料在其內(nèi)進行操作。食品攪拌容器，除保證具體的工藝條件外，還要滿足無污染、易清洗等要求。大多數(shù)設(shè)計成圓柱形，底部成碟形或半球形，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。根據(jù)工藝可

8、外加夾套、以蒸汽或水為介質(zhì)控溫。第二節(jié) 攪拌機四、攪拌機結(jié)構(gòu)3、擋板側(cè)擋板：寬度為容器的1/12-1/10，2-6塊。使被攪拌物料上下軸向流動，防止容器內(nèi)液體打旋。底擋板：安裝在容器底部，促進固體懸浮。4、導(dǎo)流筒上下開口的圓筒、四周開有槽或孔，置于攪拌容器中心，起導(dǎo)流作用。5、軸封保證攪拌設(shè)備處于一定正壓或真空狀態(tài)，防止被攪物料溢出或雜質(zhì)滲入。第二節(jié) 攪拌機四、攪拌機結(jié)構(gòu)6、傳動裝置包括電動機、變速器、聯(lián)軸器、軸承及機架等，賦予攪拌裝置及其他附件運動的傳動件組合體。作用是使攪拌軸以所需的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，并保證攪拌軸獲得所需的扭矩。要求傳動鏈短、傳動件少、電機功率小，以降低成本。第二節(jié) 攪拌機五、攪拌

9、器（一）攪拌器類型1、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；2、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。第二節(jié) 攪拌機各種典型攪拌器型式如圖。 攪拌器的分類按流體流動形態(tài)軸向流攪拌器徑向流攪拌器混合流攪拌器按攪拌器葉片結(jié)構(gòu)平葉折葉螺旋面葉按攪拌用途低粘流體用攪拌器高粘流體用攪拌器第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（二）攪拌器安裝形式1、立式中心攪拌安裝形式（1）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。（2）功率與轉(zhuǎn)速

10、攪拌器功率從0.1kW至數(shù)百千瓦。常用功率范圍為 0.2-22kW。功率小于3.7kW的為小型，5.5-22kW為中型，大于22kW為大型。食品用攪拌設(shè)備多用中小型的攪拌器。轉(zhuǎn)速低于100r/min的為低速型；100-400r/min 的為中速型；大于400r/min的為高速型。第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（二）攪拌器安裝形式1、立式中心攪拌安裝形式（3）擋板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。但用于食品料液攪拌的不多見，原因是由于清洗上的不方便。第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（二）攪拌器安裝形式2、偏心式攪拌安裝形式能防止液體打漩，效果與裝擋板相近。中心線偏離容器軸線的

11、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。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。第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（二）攪拌器安裝形式3、傾斜式攪拌安裝形式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。對攪拌容器比較簡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。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)。第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（二）攪拌器安裝形式4、底部攪拌安裝形式將攪拌器安裝在容器的底部。具有軸

12、短而細的特點，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。缺點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。第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（二）攪拌器安裝形式5、旁入式攪拌安裝形式攪拌器安裝在容器側(cè)壁。在同等功率下，能得到最好的攪拌效果。轉(zhuǎn)速在360-450r/min之間。驅(qū)動方式有齒輪傳動與帶傳動兩種。主要缺點是軸封困難。第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器

13、（二）攪拌器安裝形式5、旁入式攪拌安裝形式在不同旋槳位置所產(chǎn)生的不同流動狀態(tài)。 （a）旋漿與容器中性線夾角=7-12度； （b），大于12度的流動狀態(tài)； （c），旋漿與容器中心線垂直第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（三）攪拌液流型液體具有流動性和不可壓縮性。流型：在葉輪（由葉片和回轉(zhuǎn)軸等組成）的旋轉(zhuǎn)作用下，把機械能傳給液體，在葉輪附近區(qū)域的液流中造成渦動，同時產(chǎn)生一股高速射流推動液體沿著一定途徑在容器內(nèi)作循環(huán)流動。這種流動稱為液體的“流型”。流型分類：可分為軸向流型、徑向流型和因在容器側(cè)壁加設(shè)擋板等阻擋物引起液流方向變化而形成的各種混合流型。影響因素：取決于攪拌方式、攪拌器、容器形式、擋板等的幾何特征

14、，還有流體性質(zhì)、轉(zhuǎn)速等因素。液流的流型更取決于攪拌器葉片的幾何形狀和結(jié)構(gòu)以及在容器內(nèi)有無阻擋物等，而葉片的幾何形狀對流型的影響最大。 第二節(jié) 攪拌機五、攪拌器（三）攪拌液流型1、軸向流型液體從軸向進入葉片，從軸向流出。乳濁液和混濁液的制備常用軸向流型。推進式葉片旋轉(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，稱為軸流型槳葉。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。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（三）攪拌液流型2、徑向流行流體從軸向進入葉輪，從徑向流出。平直葉的槳葉式、渦輪式葉片，這種高速旋轉(zhuǎn)的小面積槳

15、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。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（三）攪拌液流型3、混合流型實際上，葉片造成的液流有三個分速度：軸向速度、徑向速度和切向速度。其中軸向速度和徑向速度對液體的攪拌混合起著主要作用。切向速度要加以抑制，常加擋板削弱切向流。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（四）攪拌器選擇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。也可以通過小型試驗進行選擇。通?？刹捎媒?jīng)驗類比的方法，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。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（四）攪拌器選擇1、根據(jù)介質(zhì)黏度高低選型是一種基本方法。隨

16、著黏度增高，攪拌器選用順序為旋槳式、渦輪式、槳式、錨式和螺帶式等。攪拌器選擇曲線1.錨式、螺帶式；2.漿式；3.渦輪式；4.渦輪式、5.旋漿式；R1=1750r/min; R2=1150r/min; R3=420 r/min第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（四）攪拌器選擇2、根據(jù)攪拌過程和目的選型根據(jù)攪拌過程和目的，對照攪拌器的流動效果作出判斷選擇。（1）低黏度均相液液混合操作混合，攪拌難度小，平槳式循環(huán)能力強，動力消耗少，最適用。平槳式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適宜小容量液相混合。渦輪式動力消耗大，會增加費用。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（四）攪拌器選擇（2）分散攪拌操作渦輪式因具有高剪切力和較大循環(huán)能力，所以

17、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。（3）有氣體吸收的攪拌操作圓盤式渦輪：最合適。它剪切力強，圓盤下可存在一些氣體，使氣體的分散更平衡。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。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（四）攪拌器選擇（4）懸浮液攪拌操作渦輪式：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。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。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%

18、以下的懸浮液。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。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（四）攪拌器選擇（5）有結(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。第二節(jié) 攪拌機三、攪拌器（五）攪拌器形式和使用條件第三節(jié) 混合機 混合機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。 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。 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

19、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。 混合機通常可按混合容器的運動狀態(tài)分為容器固定式和容器回轉(zhuǎn)式兩大類。 第三節(jié) 混合機 經(jīng)過充分混合后，混合物為無秩序的、不規(guī)則排列的隨機完全混合狀態(tài)。受物料特性（包括顆粒大小、形狀、密度、附著力、表面粗糙度、流動性、含水量和結(jié)塊性等）和攪拌方式的影響。 由混合特性曲線可以看出固體混合過程分為三個階段：（1）初始階段對流混合為主，離析作用不明顯。（2）混合均勻階段對流混合和擴散混合共同作用。（3）平衡階段達到動態(tài)平衡。第三節(jié) 混合機 混合均勻程度是衡量混合機性能好壞的主要技術(shù)指標(biāo)之一。通常用混合物中定量統(tǒng)計組分含量的變異

20、系數(shù)CV（%）來衡量。 在混合物內(nèi)任意處的隨機取樣中，同一種組分的摩爾分數(shù)應(yīng)該接近一致。 從混合機中取n個樣品，每個樣品中定量統(tǒng)計組分的摩爾分數(shù)分別為X1、X2XN，當(dāng)測定次數(shù)為有限次數(shù)n時，定量統(tǒng)計組分摩爾分數(shù)的算術(shù)平均值為： 標(biāo)準(zhǔn)偏差為： 變異系數(shù)為： 混合物的變異系數(shù)愈大，則混合均勻程度愈差。 第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 （一）工作原理 物料隨著容器旋轉(zhuǎn)依靠自身的重力形成垂直方向運動，物料在器壁或容器內(nèi)的固定抄板上引起折流，造成上下翻滾及側(cè)向運動而達到混合目的。 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。 容器的形狀有多種，常以容器形狀命名V形、對錐式、傾

21、筒式混合機等。 是間歇式混合機，裝卸物料時需要停機。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。 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。 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。 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。第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 （二）旋轉(zhuǎn)容器式混合機類型 1、圓筒型混合機 水平回轉(zhuǎn)筒式混合機：最基本的旋轉(zhuǎn)混合機，以徑向重力擴散為主、軸向?qū)α骱苄?。裝料量僅為圓筒容積的30%；否則，在筒內(nèi)的物料可能會和圓筒一起回轉(zhuǎn)，影響混合

22、效果，故不能無法多裝料。位于圓筒兩端的物料不能充分混合，形成混合死角?；旌蠒r間長、混合效果不理想。（a）水平圓筒混合機第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 1、圓筒型混合機 傾斜回轉(zhuǎn)筒式混合機：圓筒軸線與旋轉(zhuǎn)軸線呈14-30的夾角，使物料受到傾斜作用發(fā)生水平移動，從而產(chǎn)生上、下、左、右的交叉混合，流型復(fù)雜，混合量可達60%?？朔怂绞降娜秉c，混合效果較好。 輪筒型混合機：轉(zhuǎn)筒變輪筒、結(jié)合傾斜安裝，消除流動死角，使混合效果佳；但容器小、懸臂有運動彎矩。（b）傾斜圓筒混合機第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 2、雙錐型混合機 雙錐型混合機是由兩個錐筒和一段短柱筒焊接而成，圓錐角呈60角和90角兩種

23、型式。 以擴散和剪切混合為主。 物料做上、下滾落運動的同時，產(chǎn)生良好的軸向移動（橫流效應(yīng)）。 特點：對流動性好的物料混合較快、功耗低，轉(zhuǎn)速520r/min，混合時間520min，混合量50%-60%。第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 3、V型混合機（雙聯(lián)混合機） 容器由兩個圓筒呈V形焊合而成，夾角范圍在 60-90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20-30。其轉(zhuǎn)速很低，為6-25r/min。 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，可用來混合凝聚性高的食品。 第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 3、V型混合機（雙聯(lián)混合機） 結(jié)構(gòu)：容器是兩端圓筒以互成一定角

24、度的V型連接，夾角為:6090之間，連接處切面與回轉(zhuǎn)軸垂直，容器與回轉(zhuǎn)軸非對稱布置，兩個料筒不等長（以便有效擾亂物料在混合室的運動狀態(tài)，增大“紊流”程度），利于物料混合。 特點：混合量較少（兩個圓筒體積的1030），轉(zhuǎn)速很低（625r/min），混合時間較短（約4min），混合效果好。 常用于混合多種干粉物料。若安裝攪拌葉輪，可用于混合凝聚性高的物料。第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 4、正方體型混合機 旋轉(zhuǎn)容器為正方體，旋轉(zhuǎn)軸線為正方體對角線相連。 混合過程中有離心力作用下的重力翻轉(zhuǎn)（上、下）運動。也有混合室底線的角度不斷變化，致使的物料軸向移動。形成剪切、滑移、翻轉(zhuǎn)運動。 因容器沿對角線

25、轉(zhuǎn)動，沒有死角產(chǎn)生，混合速度快。 與V型混合機、雙錐式混合機相比，正方體型混合機混合性能好、但生產(chǎn)能力小。正方體型混合機第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 5、三維運動混合機 容混合器做平移、轉(zhuǎn)動和翻滾等復(fù)合運動（即有自傳、又有公轉(zhuǎn)），使物料受到交替脈沖而產(chǎn)生沿筒體環(huán)向、徑向和軸向的三維運動，從而實現(xiàn)物料的相互流動、擴散、集聚。 第三節(jié) 混合機一、旋轉(zhuǎn)容器式混合機 5、三維運動混合機 由于混合桶體具有多方向運轉(zhuǎn)動作，使各種物料在混合過程中，加速了流動和擴散作用，同時避免了一般混合機因離心力作用所產(chǎn)生的物料比重偏析和積累現(xiàn)象，混合無死角，能有效確?；旌衔锪系淖罴哑焚|(zhì)。 筒體裝料率大，最高可達85

26、%（普通混合機僅為40%-60%），效率高，混合時間短；混合率達99.9%以上，是目前各種混合機中的一種較理想產(chǎn)品。第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 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)。以對流混合作用為主，適用于物理性質(zhì)差別及配比差別較大的散料混合。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。 第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 1、螺帶式混合機 轉(zhuǎn)子呈螺帶狀的混合設(shè)備，主要利用螺帶產(chǎn)生的剪切作用進行物料混合。 根據(jù)螺帶個數(shù)分為：單螺帶混合機和多螺帶混合機。 低轉(zhuǎn)速的寬邊螺帶混合機以對流混合為主，高轉(zhuǎn)速的狹邊螺帶混合機以剪切和擴散混合為主。第三

27、節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 1、螺帶式混合機 （1）工作原理 當(dāng)螺帶旋轉(zhuǎn)時，螺旋推力推動與其接觸的物料沿螺旋方向移動。因物料間摩擦力作用致使物料翻滾，因軸向推動力致使螺帶上部和四周物料左右移動。 單螺帶混合機主要是物料徑向混合（上下翻滾），軸向分布作用弱，混合效果較差。 多螺帶混合機除物料徑向混合（上下翻滾）外，還有內(nèi)外螺帶使物料作方向相反的軸向往復(fù)移動，且螺帶半徑不同的攪拌更有利于徑向混合作用。 第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 1、螺帶式混合機 （2）特點 結(jié)構(gòu)簡單、混合性能好、能耗低、裝料系數(shù)大，操作維修簡便，適用范圍廣。 螺帶混合機轉(zhuǎn)速20-60r/min，混合量45%-60%。

28、混合過程有一定打斷、磨碎作用，容器兩端有死角。 適用于易離析的物料、稀漿體和流動性差的粉體物料混合，不適用于易碎的粉體物料混合。第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 2、槳葉式混合機（瞬間失重粒子混合機） （1）工作原理 混合時，機內(nèi)物料在槳葉作用下作上拋運動，形成對流混合。兩軸槳葉交叉處形成失重區(qū)，使物料翻滾、剪切，形成剪切、擴散混合。 物料在槳葉作用下既有圓周遠動，又有軸向運動，形成全方位混合。 該機主軸設(shè)有兩種轉(zhuǎn)速，高速用于混合、低速用于出料，可以直接帶料啟動混合機。第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 2、槳葉式混合機 （2）特點 設(shè)備混合性能好、速度快、裝料系數(shù)大，但清洗困難，適用于品種

29、少、數(shù)量大的物料混合。 可用于20-400目的干燥非黏性粉粒體混合，也可用于密度、粒徑差異大的物料混合，且不易產(chǎn)生偏析現(xiàn)象；還可用于固液混合，噴液量不超過15%。 第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 3、犁刀式混合機 是一種湍流式混合設(shè)備。 （1）工作原理 混合時，犁刀適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動、飛刀高速旋轉(zhuǎn)。 物料受犁刀作用而拋起，一部分物料沿圓筒壁做圓周運動，另一部分物料被拋向筒體中心或沿犁壁法線向筒體兩端飛散，進行浮游式混合。 同時，物料被飛刀高速剪碎和強烈擴散，進行剪斷式混合。 因此，物料在混合器內(nèi)的運動軌跡縱橫交錯、互相撞擊，產(chǎn)生強烈的渦流，短時內(nèi)混合均勻。第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 3

30、、犁刀式混合機 （2）特點 適用于32-840um的物料混合。在物料組份1:10000內(nèi)能均勻混合。 能適應(yīng)組分粒徑、密度差異較大的物料混合，且混合時間短。 具有混合和分散的雙重作用，不但適用于完全粉料組分的混合，而且可用于添加少量液體成分的粉料混合，其混合強度可通過調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、漿葉數(shù)量和漿葉傾角等來實現(xiàn)。 還可用于顆粒料的混合，但轉(zhuǎn)子速度不宜過高。第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 4、立式螺旋混合機 （1）垂直螺旋混合機 物料計量后進入加料斗，在立式容器內(nèi)垂直的螺旋攪拌器將物料從底部提升到上部，被甩料板將物料拋灑四周，然后落到錐筒底部又繼續(xù)被垂直提升，從而混合后由卸料口排除。 第三節(jié) 混

31、合機二、固定容器式混合機 4、立式螺旋混合機 （1）垂直螺旋混合機 一般混合1015min, 主軸轉(zhuǎn)數(shù)為200300r/min，螺旋直徑 d=(0.25-0.3)D, 螺旋葉片和內(nèi)套筒3內(nèi)表面之間的間隙為10mm，料筒高H=（25）D，螺距s=(180-2O0)mm。 該混合機的特點是配用動力小，占地面積少，一次裝料量多，調(diào)批次數(shù)少，每批料混合時間長，腔內(nèi)物料殘留量較多。第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 4、立式螺旋混合機 （2）立式行星混合機 混合容器呈圓錐形，錐角34-40。 粉體物料或顆粒物料采用實體面型螺旋，膏狀或密度差異大的物料采用帶式螺旋、內(nèi)外帶式螺旋轉(zhuǎn)動使物料相對上下運動。 螺

32、旋沿錐壁公轉(zhuǎn)，致使物料做圓周運動；同時，自傳離心力作用使螺旋柱面內(nèi)的部分物料流向錐筒中心，且自轉(zhuǎn)導(dǎo)致物料自錐底沿螺旋面上升，上升物料受自身重力下落。 第三節(jié) 混合機二、固定容器式混合機 4、立式螺旋混合機 （2）立式行星混合機 螺旋自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)復(fù)合運動使物料產(chǎn)生對流、剪切和擴散混合，以擴散混合為主。 物料形成復(fù)雜的渦旋運動，混合均勻。 臂帶動混合螺旋以23r/min繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時，螺旋又以6090r/min的速度自轉(zhuǎn)。機殼外壁可以加水套以加熱或冷卻腔內(nèi)物料。 行星混合機混合速度快、混合效果好，適用于高流動性及黏性粉料，不適用于易碎物料混合（因螺旋攪拌器與內(nèi)壁間隙小、容易磨碎物料）。 第四節(jié)

33、均質(zhì)機 一、均質(zhì)機作用與目的均質(zhì)是一種特殊的混合操作，包括粉碎、混合雙重作用。用于乳品、果汁、冰激淋等。1、作用通過均質(zhì)處理，使兩種不相容的液體進行密切混合；或使一種液體粉碎成為極細微?；蛐∫旱?，分散在另一種液體中，獲取粒度很小且均勻一致的乳狀液液相混合物。2、目的(1)減緩混合液分離。(2)獲得穩(wěn)定、均勻的產(chǎn)品。(3)有利于消化和吸收。第四節(jié) 均質(zhì)機 一、均質(zhì)機作用與目的3、作用通過均質(zhì)處理，使兩種不相容的液體進行密切混合；或使一種液體粉碎成為極細微粒或小液滴，分散在另一種液體中，獲取粒度很小且均勻一致的乳狀液液相混合物。分類：按工作原理和構(gòu)造，均質(zhì)機可分為機械式、噴射式、離心式和超聲波式以

34、及攪拌乳化機，其中以機械式均質(zhì)機應(yīng)用最多。機械式均質(zhì)機主要采用剪切力使料液中的微粒或液滴破碎和混合，它又可分為膠體磨和均質(zhì)機兩種。第五節(jié) 均質(zhì)機 二、高壓均質(zhì)機（一）均質(zhì)機理 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、空隙作用和撞擊作用而得到破碎。 1、剪切學(xué)說 流體在高速流動時，在均質(zhì)機頭隙縫處，產(chǎn)生剪切作用而均質(zhì)。 一般在縫隙中心處液體流速最大，在縫隙壁面處液體流速最小。 速度梯度剪切力脂肪球破裂均質(zhì)。2、撞擊學(xué)說（破裂） 三柱塞往復(fù)泵高壓作用，使液流中的固體微粒和均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊現(xiàn)象，使料液中的固體微粒碎裂。撞擊學(xué)說 高壓作用 脂肪球

35、與均質(zhì)閥發(fā)生高速 撞擊脂肪球破裂均質(zhì)撞擊作用：當(dāng)顆粒以高速度沖擊均質(zhì)閥時，使之破碎。高壓均質(zhì)機中前后設(shè)置兩個均質(zhì)頭進行雙級均質(zhì)處理來提高均質(zhì)效果。 3、空穴學(xué)說 高壓作用使料液高速流過均質(zhì)閥縫隙處，造成相當(dāng)于高頻振動，在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使脂肪球碎裂?？昭▽W(xué)說 高壓液料高速流動 高頻振動 液料交替壓縮與膨脹 引起空穴 脂肪球破裂均質(zhì)空穴作用：液體靜壓能降至擴散相的蒸汽壓力之下，在液體內(nèi)部產(chǎn)生局部瞬時真空，形成空穴現(xiàn)象，使顆粒爆裂而粉碎。均質(zhì)前后的脂肪球第五節(jié) 均質(zhì)機 （二）高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu) 利用高壓泵產(chǎn)生高壓，物料通過一級或幾級均質(zhì)閥后，實現(xiàn)物料均質(zhì)。 主要由柱塞式高壓泵和均質(zhì)閥兩部分構(gòu)成。有時

36、也稱為高壓均質(zhì)泵。第五節(jié) 均質(zhì)機 （二）高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu)1、高壓柱塞泵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。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。第五節(jié) 均質(zhì)機 （二）高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu)1、高壓柱塞泵生產(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。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7.0-104MPa 之間。第五節(jié) 均質(zhì)機 （二）高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu)2、均質(zhì)閥 均質(zhì)閥與高壓柱塞泵的輸

37、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。 包括：閥座、閥芯和均質(zhì)環(huán)，有單級和雙極兩種。第五節(jié) 均質(zhì)機 （二）高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu)（1）均質(zhì)閥工作原理 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。第五節(jié) 均質(zhì)機 （二）高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu)（1）均質(zhì)閥工作原理流體經(jīng)過均質(zhì)閥的壓強變化Prrir0閥芯閥座原料液流體壓強曲線圖 均質(zhì)閥中流體壓強變化ri：閥座內(nèi)徑；r0：閥座外徑；p：壓強 第五節(jié) 均質(zhì)機 （二）高壓均質(zhì)機結(jié)構(gòu)（2）單級均質(zhì)閥 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，只有當(dāng)流體獲得足以與彈簧力相抗衡的壓力條件下，才能被頂開并讓流體通過縫隙而產(chǎn)生均質(zhì)作用。 單級均質(zhì)閥只在實驗規(guī)模的均質(zhì)機上采用。