混合和攪拌及均質(zhì)機械與設(shè)備

混合和攪拌及均質(zhì)機械與設(shè)備于宙合肥學(xué)院攪拌器一．?dāng)嚢璧哪康?/p>

強化傳熱、傳質(zhì)、強化化學(xué)反應(yīng)，取得一種均勻混合物。二、攪拌方法機械攪拌----利用攪拌器進(jìn)行攪拌；氣流攪拌----利用壓縮空氣進(jìn)行攪拌；超聲波攪拌—利用超聲波的作用進(jìn)行攪拌；三．?dāng)嚢杵鞯念愋团c構(gòu)造：根據(jù)漿葉構(gòu)造的特征，可分成四類：平漿式攪拌器、旋漿式攪拌器、渦輪式攪拌器、特種攪拌器。平漿式攪拌器：是最常用的一種，用于粘稠性和一般液體物料攪拌。在結(jié)構(gòu)上最簡單，漿葉裝置成與旋轉(zhuǎn)方向相垂直，或與旋轉(zhuǎn)的方向成一傾斜角（45度以下）（當(dāng)葉面與容器底面平行時，由于不能使物形成渦流，攪拌效果差；當(dāng)葉面與旋轉(zhuǎn)方向垂直時，造成阻力又很大。因此通常都使?jié){葉與旋轉(zhuǎn)方向成一夾角，減小了阻力，提高了攪拌效果。）當(dāng)軸沿漿葉傾角方向轉(zhuǎn)動時，可攪起沉渣，反之可使懸浮物攪拌至底部。漿葉固定在軸上的方法有四種：

（1）焊接法：制造方便，但強度不大，拆卸困難，常用于直徑小的容器中。（2）螺釘連接法：螺釘把漿葉固定在軸上，中間有墊片。當(dāng)軸是圓形時，主要靠漿葉與軸的摩擦力而使?jié){葉旋轉(zhuǎn)，拆卸方便，但功率大時，容易產(chǎn)生滑動，故只適用于功率小的場合。

（3）方軸、螺釘連接，目的是克服漿葉與軸的滑動，但方軸加工不便，漿葉與軸的連接也比較麻煩。（4）鍵固定法：漿葉焊在軸套上，軸套與軸之間銷以鍵固定，能克服以上缺點，被廣泛采用，為了使攪拌更有效，可裝置好幾排漿葉，每一排上漿葉為兩個或四個，相鄰兩排漿葉應(yīng)互相垂直，以增加攪拌效率，漿葉的大小約為容器直徑的1/3~2/3，寬度為長度的1/10~1/6。轉(zhuǎn)速一般為20~80轉(zhuǎn)/分，低速攪拌。特點：構(gòu)造簡單，攪拌效果良好。

注意：當(dāng)葉面與容器底面平行時，由于不能使物料形成渦流，攪拌效果差；當(dāng)葉面與旋轉(zhuǎn)方向垂直時，造成阻力又很大。因此通常都使槳葉與旋轉(zhuǎn)方向成一夾角，框式攪拌器：其與漿式的完全相似，其水平漿葉用垂直的漿葉把它們彼此聯(lián)成一起，成為鋼性的框子。這樣的結(jié)構(gòu)比較堅固，適用于高濃度的物料，框的大小取容器直徑的2/3~9/10倍。漿葉式攪拌器的轉(zhuǎn)速較慢，所產(chǎn)生的液流除斜漿外主要為徑向戶切線速度。液體流離漿葉之后，外趨近器壁，然后向上或向下折流?？梢詮娜萜鞅谏铣ソY(jié)晶或沉淀物時，或利用攪拌作用，把已受熱的容器附近的物料攪拌至其它地方，可將漿葉外緣作成與容器內(nèi)壁形狀相一致。其間間隙甚小，就成為錨式攪拌器，在夾套加熱器用的較多。漿葉的外形與容器底的輪廓相似，漿葉外緣至容器底部的距離要適當(dāng)，以30~50mm為宜，但由于高濃度物料攪拌時只能取5mm，這時要求加工及安裝的精度卻高，不然外片可能碰上器壁而損壞設(shè)備。液流的徑向速度較大，而軸向速度甚低，為了加強軸向混合，并減小因切線速度所產(chǎn)生的表面旋渦，通常加裝擋板。漿式攪拌器的主要特征是：1、混合效率較差；2、局部剪器效應(yīng)有限，不易產(chǎn)生乳化作用。3、因為漿葉易于制造和更換，適宜于有特殊觸液材料要求的料液（主要是金屬污染和腐蝕問題）。渦輪式式攪拌拌器：：其結(jié)構(gòu)構(gòu)與離離心泵泵的葉葉輪相相似（（葉片片多而而短）），安安裝在在中央央的旋旋轉(zhuǎn)軸軸上，，以較較高的的速度度旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，一一般轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為為100~2000rpm。。平直葉葉片產(chǎn)產(chǎn)生強強烈的的徑向向和切切線流流動，，通常常加擋擋板以以減小小中央央旋渦渦，同同時增增強因因折流流而起起的軸軸向流流，工工作時時，攪攪拌液液沿軸軸線由由中心心孔而而進(jìn)入入輪內(nèi)內(nèi)，有有各小小葉片片工作作因而而加熱熱，然然后再再以高高速度度拋出出。渦輪式式攪拌拌器適適宜處處理多多種物物料，，對中中等粘粘度的的物料料特別別有效效。旋漿漿式式攪攪拌拌器器：：由2~3片片旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)漿漿所所組組成成，，漿漿葉葉是是用用螺螺母母固固定定在在軸軸上上，，螺螺母母的的擰擰緊緊方方向向與與漿漿葉葉旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方方向向相相反反，，旋旋漿漿的的直直徑徑為為容容器器直直徑徑的的0.2~0.3倍倍，，攪攪拌拌漿漿的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速一一般般為為300~1000rpm。。液液體體作作螺螺旋旋狀狀運運動動，，旋旋槳槳使使液液體體受受到到強強烈烈的的切切割割或或剪剪切切，，由由于于流流動動非非常常強強烈烈，，這這種種攪攪拌拌器器適適合合用用大大容容器器低低粘粘度度的的液液體體的的攪攪拌拌。。特殊形式----行星攪攪拌器行星傳動攪拌拌器旋轉(zhuǎn)漿的的軸，不僅自自轉(zhuǎn)，而且還還繞容器旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。其優(yōu)點是攪拌拌速度很高，，傳熱導(dǎo)數(shù)高高，缺點是結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。適用于攪拌粘粘稠性的液體體。二攪拌器器的功率計算算：攪拌器所消耗耗的功率分為為啟動功率和運轉(zhuǎn)時克服服摩擦阻力消消耗功率。啟動功率一般般近似取其等等于運轉(zhuǎn)功率率的2～3倍倍。食品粉碎粉碎、微粉碎碎與超微粉碎碎冷凍粉碎切割——是利利用切割器具具（如切刀等等）與物料的的相對運動時時產(chǎn)生的剪切切力達(dá)到切斷斷、切碎效果果的單元操作作。粉碎：利用機機械或流體動動力的方法克克服固體內(nèi)部部凝聚力使之之破碎的單元元操作。微粉碎：原料料粒度5～10mm，成品粒度100μm以下。超微粉碎：原原料粒度0.5～5mm，成品粒度10～25μμm以下。錘式粉碎機械械分類：按粉碎碎機的進(jìn)料方方向，可分為為切向喂料式式、軸向喂料料式和徑向喂喂料式3種這種粉碎機利利用高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的錘頭或錘錘片產(chǎn)生的作作用力使物料料粉碎，既適適用于脆性物物料，也可用用于部分韌性性物料甚至纖纖維性物料的的粉碎，所以以常被稱為萬萬能粉碎機。。超微粉碎的特特點速度快可低溫溫粉碎粒徑細(xì)且分布布均勻節(jié)省原料，提提高利用率減少污污染超微粉粉碎的的原理理通過對對物料料的沖沖擊、、碰撞撞、剪剪切、、研磨磨等手手段，，施于于沖擊擊力、、剪切切力或或幾種種的復(fù)復(fù)合作作用，，達(dá)到到超細(xì)細(xì)粉碎碎的目目的。。其工工藝過過程有有一次次粉碎碎和二二次粉粉碎。。超微粉粉碎的的應(yīng)用用通過對對纖維維的微微?；?，能能明顯顯改善善纖維維食品品的口口感和和吸收收性，，從而而使食食物資資源得得到了了充分分的利利用，，而且且豐富富了食食品的的營養(yǎng)養(yǎng)。動物骨骨、殼殼、皮皮等通通過超超微粉粉碎后后得到到的微微粉屬屬有機機鈣，，比無無機鈣鈣容易易被人人體吸吸收、、利用用。蟹殼、、蝦殼殼、蛆蛆、蛹蛹等的的超微微粉末末可用用作保保鮮劑劑、持持水劑劑、抗抗氧化化劑等等，改改性后后還有有許多多其他他功能能特性性。改善食食品品品質(zhì)，，改變變傳統(tǒng)統(tǒng)工藝藝，降降低生生產(chǎn)成成本軟飲料料加工工：茶茶粉、、植物物蛋白白飲料料等巧克力力生產(chǎn)產(chǎn)：巧巧克力力配料料的精精磨中藥生生產(chǎn)：：促進(jìn)進(jìn)藥材材成分分的溶溶出，，提高高藥效效水產(chǎn)品品深加加工和和水產(chǎn)產(chǎn)飼料料生產(chǎn)產(chǎn)一次粉粉碎就就是在在一臺臺設(shè)備備上同同時完完成粉粉碎、、篩選選、分分離、、再粉粉碎的的過程程。二次粉粉碎是是先對對物料料進(jìn)行行粗粉粉碎，，然后后再采采用超超細(xì)粉粉碎機機完成成超細(xì)細(xì)粉碎碎加工工，其其工藝藝流程程大致致為：：原料料→篩篩選→→清選選→干干燥→→粗粉粉碎→→超細(xì)細(xì)粉碎碎→風(fēng)風(fēng)選分分級→→超細(xì)細(xì)粉體體產(chǎn)品品。超微粉粉碎以壓縮縮空氣氣或過過熱蒸蒸汽，，通過過噴嘴嘴產(chǎn)生生的超超音速速高湍湍流氣氣作為為顆粒粒的載載體，，顆粒粒與顆顆粒之之間或或顆粒粒與固固定板板之間間發(fā)生生沖擊擊性積積壓、、磨擦擦和剪剪切等等作用用從而而達(dá)到到粉碎碎的目目的。。氣流流磨磨AB10型型氣氣流流粉粉碎碎機機2AB10型型氣氣流流粉粉碎碎機機氣流流粉粉碎碎機機的的特特點點由于于噴噴嘴嘴處處氣氣體體膨膨脹脹而而造造成成較較低低溫溫度度，，加加之之大大量量氣氣流流導(dǎo)導(dǎo)入入產(chǎn)產(chǎn)生生的的快快速速散散熱熱作作用用，，因因而而用用于于低低熔熔點點和和熱熱敏敏性性材材料料的的粉粉碎碎；；可可在在無無菌菌情情況況下下操操作作；；被被壓壓縮縮的的空空氣氣在在粉粉碎碎室室內(nèi)內(nèi)膨膨脹脹，，產(chǎn)產(chǎn)生生的的冷冷效效應(yīng)應(yīng)與與粉粉碎碎時時產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱效效應(yīng)應(yīng)可可相相互互抵抵消消。。超微微粉粉碎碎的的方方法法借助助與與運運動動的的研研磨磨介介質(zhì)質(zhì)(磨磨介介)所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的沖沖擊擊，，以以及及非非沖沖擊擊式式的的彎彎折折擠擠壓壓和和剪剪切切等等作作用用力力，，達(dá)達(dá)到到物物料料顆顆粒粒粉粉碎碎的的過過程程。。磨介介式式粉粉碎碎過過程程主主要要為為研研磨磨和和摩摩擦擦，，即即擠擠壓壓和和剪剪切切。。其其效效果果取取決決于于磨磨介介的的大大小小、、形形狀狀、、配配比比、、運運動動方方式式、、物物料料的的填填充充率率、、物物料料的的粉粉碎碎力力等等特特性性。。球磨機攪拌磨振動磨磨介式球磨機振動磨攪拌磨轉(zhuǎn)輥式粉粉碎機轉(zhuǎn)輥式粉粉碎機利利用轉(zhuǎn)動動的輥子子產(chǎn)生摩摩擦、擠擠壓或剪剪切等作作用力，，達(dá)到粉粉碎物料料的目的的。根據(jù)據(jù)物料與與轉(zhuǎn)輥的的相對位位置，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輥式粉粉碎機有有盤磨機機和輥磨磨機等專專用設(shè)備備。（一）盤磨機（二）輥輥式磨粉粉機常見碾輥輥盤磨機機磨盤固定定式：如如右圖，，由兩個個碾輥和和一個磨磨盤組成成。當(dāng)碾碾輪繞著著立軸和和其本身身的橫軸軸轉(zhuǎn)動時時，物料料就在碾碾輪與磨磨盤之間間受擠壓壓和研磨磨力而被被碾碎。。輥式磨粉粉機的主主要工作作機構(gòu)是是磨輥，，有一對對或兩對對，分別別稱為單單式和復(fù)復(fù)式輥式式磨粉機機。傳動部分分主要給給磨輥提提供工作作動力，，使兩磨磨輥作相相對方向向的轉(zhuǎn)動動，其中中一個為為快輥，，另一個個為慢輥輥。冷凍粉碎碎利用物料料在低溫溫狀態(tài)下下的“低低溫脆性性”，即即物料隨隨溫度的的降低，，其硬度度和脆性性增加，，而塑性性和韌性性降低。。在一定定溫度下下用一個個很小的的力就能能將其粉粉碎。冷凍粉碎碎的原理理物料的““低溫脆脆性”與與玻璃化化轉(zhuǎn)變現(xiàn)現(xiàn)象密切切相關(guān)。。首先使使物料低低溫冷凍凍到玻璃璃化轉(zhuǎn)變變溫度或或脆化溫溫度以下下，再用用粉碎機機將其粉粉碎。在在食品和和農(nóng)產(chǎn)品品快速降降溫過程程中，會會造成內(nèi)內(nèi)部各部部位不均均勻的收收縮而產(chǎn)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)應(yīng)力，在在內(nèi)應(yīng)力力的作用用下，物物料內(nèi)部部薄弱部部位微裂裂紋，并并導(dǎo)致內(nèi)內(nèi)部的結(jié)結(jié)合力降降低。在在外部較較小作用用力就使使內(nèi)部裂裂紋迅速速擴大而而破碎。。原料前前處理理低溫冷冷凍真空升升華干干燥產(chǎn)品后后處理理對含油油脂、、糖分分、水水分多多的物物料特特別有有效冷凍粉粉碎的的工藝藝流程程謝謝觀觀賞??！均質(zhì)機機目的：：破碎物物料中中的小小微微粒，，得到到均勻勻混合合物提提高產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量。。如牛牛奶加加工使使脂肪肪球破破裂，，促進(jìn)進(jìn)人體體對脂脂肪的的消化化，提提高乳乳的穩(wěn)穩(wěn)定性性（不不發(fā)生生如油油與脫脫脂奶奶的分分層現(xiàn)現(xiàn)象）），果果汁生生產(chǎn)使使小微微粒破破碎，，減少少沉淀淀等。。均質(zhì)機機按構(gòu)構(gòu)造分分類有有：高壓均均質(zhì)機機、離離心均均質(zhì)機機、超超聲波波均質(zhì)質(zhì)機三三種。。生產(chǎn)型型均質(zhì)質(zhì)機WSK臥式式高效效全能能珠磨磨機Crushinginballmill珠珠磨法法ZM系系列臥臥式密密閉珠珠(砂砂)磨磨機在珠磨磨法中中，細(xì)細(xì)胞的的破碎碎率也也能用用一級級速率率方程程式表表示：：ln[1/(1-R)]=KtK－破破碎速速率常常數(shù)；；t－－停留留時間間；R－破破碎率率破碎速速率常常數(shù)K與許許多操操作參參數(shù)有有關(guān)，，如攪攪拌轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、、料液液的循循環(huán)流流速、、細(xì)胞胞懸浮浮液的的濃度度、小小珠的的裝置置和珠珠體的的直徑徑以及及溫度度等。。單次通過儲存器高壓勻漿器器單次通過Xf——=KnXoXf:經(jīng)過一一次破碎后后料液中未未破碎的細(xì)細(xì)胞濃度XO:經(jīng)過破破碎后料液液中未破碎碎的細(xì)胞濃濃度K：經(jīng)過一一次破碎后后料液中殘殘余的細(xì)胞胞分?jǐn)?shù)n：料液的的勻漿次數(shù)數(shù)WP=———nP：勻漿速速度W：料液通過勻勻漿閥的速速度批次循環(huán)儲存器高壓勻漿器器批次循環(huán)Xf——=eXoV:儲存器中料液體積積V-w(1-k)tP=———=—————tXfln——XoT：時間-w(1-k)t————V邊循環(huán)放料料邊儲存器高壓勻漿器器邊循環(huán)放放料邊Xf1——=————————————XoI:放料料速度W1——（———-1））+1IKW（1-K）P=I=———————————XO（———-1）KXf高速分散散機、高高速均質(zhì)質(zhì)機分散機、、均質(zhì)機機膠體磨膠體磨的的工作原原理是:流體或或半流體體物料受受離心力力的作用用，強制制通過在在高速相相對運動動的定子子與轉(zhuǎn)子子之間進(jìn)進(jìn)行剪切切、磨擦擦、高頻頻震動，，有效地地進(jìn)行粉粉碎、乳乳化、均均質(zhì)、分分散、混混合等獲獲得精細(xì)細(xì)加工的的物料。。高壓均質(zhì)質(zhì)機結(jié)構(gòu)：高壓均質(zhì)質(zhì)機主要要由高壓壓泵和均均質(zhì)閥所所組成。。均質(zhì)閥原原理圖工作原理理：剪切理論論：當(dāng)高壓物物料在閥閥盤與閥閥座間流流過時，，在縫隙隙中心流流速最大大（150-200m/s））。而附附于盤和和座上的的物料為為零，則則形成了了急劇的的速度梯梯度，而而產(chǎn)生強強烈的剪剪切力，，使液滴滴發(fā)生變變形和破破裂達(dá)到到乳化均均質(zhì)。撞擊學(xué)說說：由于三柱柱塞往復(fù)復(fù)泵的高高壓作用用，使流流體中的的脂肪球球和均質(zhì)質(zhì)閥發(fā)生生高速撞撞擊現(xiàn)象象，因而而使料液液中的脂脂肪球破破裂。超聲波破破碎法超聲波：：超聲波波是指頻頻率超過過人耳可可聽范圍圍(16—20kHz)的波波為超聲聲波。通通過超聲聲波的作作用，使使細(xì)胞結(jié)結(jié)構(gòu)解體體，而使使細(xì)胞破破碎。一般由超超聲波發(fā)發(fā)振器、、振動子子和噴嘴嘴三部分分組成。。超聲波破破碎的效效果與樣樣品濃度度、超聲聲波頻率率、輸出出功率相相破碎時時間有密密切關(guān)系系。超聲波破破碎多用用于微