第5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)備混合及其設(shè)備均質(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)備混合及其設(shè)備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。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)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)備均質(zhì)及其設(shè)備均質(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?；⒕鶆蚧奶幚磉^程。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)液體攪拌目的帶有攪拌器的設(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(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。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)備攪拌容器攪拌容器也稱攪拌槽或攪拌罐。其作用是容納攪拌器與物料在其內(nèi)進(jìn)行操作。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。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)備罐體罐體大多數(shù)設(shè)計(jì)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?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)備軸封軸封是指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。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)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．?dāng)嚢杵鞯念愋?．?dāng)嚢杵鞯陌惭b形式3．?dāng)嚢杵鳂~與流型4．?dāng)嚢杵鞯倪x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．?dāng)嚢杵鞯念愋蛢纱箢愋停?/p>

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；

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。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．?dāng)嚢杵鞯陌惭b形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。常見的五種攪拌軸相對(duì)于容器的安裝方式如圖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。特點(diǎn)功率與轉(zhuǎn)速擋板食品工廠機(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。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)備特點(diǎn)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)備功率與轉(zhuǎn)速這種型式的攪拌設(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

0.2~22kW。一般認(rèn)為，功率小于3.7kW的為小型，5.5~22kW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。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。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）偏心式攪拌安裝形式攪拌器安裝在立式容器的偏心位置如圖

6.3（2）所示。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。但偏心攪拌容易引起設(shè)備在工作過程中的振動(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。對(duì)攪拌容器比較簡(jiǎn)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(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）底部攪拌安裝形式將攪拌器安裝在容器的底部，如圖

6.3（4）所示。它具有軸短而細(xì)的特點(diǎn)，無需用中間軸承，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攪拌器安裝在容器側(cè)壁，如圖

6.3（5）所示。在同等功率下，能得到最好的攪拌效果。轉(zhuǎn)速一般在360~450r/min之間。驅(qū)動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)兩種。主要缺點(diǎn)是軸封比較困難。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)備不同角度的流動(dòng)效果圖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)α=7°~12°

(2)α>12°

(3)α=0°圖6.4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——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．?dāng)嚢杵鳂~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

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。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。

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．?dāng)嚢杵鞯倪x擇選擇因素及選擇試驗(yàn)（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)備選擇因素及選擇試驗(yàn)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。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健u輪式、槳式、錨式和螺帶式等。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。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。

（１）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=420r/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)攪拌過程和目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(jiǎn)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。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(chǎng)合中使用。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。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．罐體罐體的形狀-支承-壓力-作用罐體的容積-徑高比罐體的換熱結(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(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-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。

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。常見附件：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、視鏡、燈孔、安全閥、內(nèi)置式加熱（冷卻）盤管等。

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)備接管口進(jìn)料管一般設(shè)在攪拌罐蓋部，也有設(shè)在罐體部位的。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。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。對(duì)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(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夾套。

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)備傳動(dòng)裝置攪拌器傳動(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。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)備攪拌器的軸封軸封是攪拌軸與罐體之間密封裝置。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，有無菌要求的攪拌罐也需要有相應(yīng)的軸封措施。軸封應(yīng)滿足密封和衛(wèi)生兩方面的要求。常見的軸封有兩種形式，填料密封和機(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。外形與結(jié)構(gòu)工作原理適用場(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)備工作原理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。通過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，也可以是流動(dòng)性較好的濃度較高的溶液或漿體。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的混合液體。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)。

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)混合器也稱管道混合器。基本構(gòu)成混合能由外部提供工作原理應(yīng)用場(chǎng)合特點(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)備基本構(gòu)成十分簡(jiǎn)單。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(jī)械與設(shè)備——第六章混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備背景情形20世紀(jì)70年代初開始發(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發(fā)的靜態(tài)混合器。20世紀(jì)80年代我國(guó)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。靜態(tài)混合器是一種沒有運(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。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。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。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。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)備混合單元是靜態(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。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。也可根據(jù)需要選用或設(shè)計(jì)其它型式的混合單元。

圖6.9兩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(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。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。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。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)備靜態(tài)混合器用來對(duì)各種料液進(jìn)行混合時(shí)，不同的進(jìn)料必須經(jīng)過計(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）。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。

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。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。這種系統(tǒng)可用以乳粉的加水混合。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。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——第六章混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備第三節(jié) 均質(zhì)機(jī)械設(shè)備均質(zhì)及其設(shè)備均質(zhì)設(shè)備類型：壓力式和旋轉(zhuǎn)式均質(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(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。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)備壓力式均質(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。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)過程。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。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。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。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。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)典型高壓均質(zhì)機(jī)的組成形式：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。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)。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。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。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7.0~104MPa

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。均質(zhì)閥有單級(jí)和雙級(jí)兩種。主要閥件均質(zhì)閥工作原理均質(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(gè)由閥座與芯構(gòu)成的狹窄的縫隙時(shí)，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(jìn)一步得到分散作用。流體經(jīng)過均質(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。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)備雙級(jí)均質(zhì)閥現(xiàn)代工業(yè)用均質(zhì)機(jī)中大多采用雙級(jí)均質(zhì)閥。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。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85％～90％分配給第一級(jí)，而將余下的10％～15％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——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。高壓均質(zhì)機(jī)已結(jié)合到無菌化生產(chǎn)線中，在這種場(chǎng)合，配接的冷卻水首先必須是無菌的，這樣才能保證料液在均質(zhì)工段不受到二次污染。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。過濾器件：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)用可用來加工許多食品。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。不同產(chǎn)品及所應(yīng)用的均質(zhì)壓力范圍。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。吸程有限，一般要求正壓供料（利用位差或離心泵）。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。物料夾入過多空氣也會(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（轉(zhuǎn)動(dòng)件）與固定的磨盤（固定件）構(gòu)成。膠體磨形式膠體磨結(jié)構(gòu)膠體磨磨盤傳動(dòng)軸及轉(zhuǎn)速工作過程均質(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6.37膠體磨外形

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、進(jìn)料斗、調(diào)節(jié)盤、葉輪等構(gòu)成。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)備膠體磨盤是膠體磨的關(guān)鍵部件，由定盤與動(dòng)盤組成。動(dòng)盤與傳動(dòng)軸相連，定盤固定在調(diào)節(jié)盤上。通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)盤手柄，可以調(diào)整定盤與動(dòng)盤之間的工作面間距，從而也可以調(diào)節(jié)膠體磨的產(chǎn)量。固定件與轉(zhuǎn)動(dòng)件之間的間隙范圍為50~150μm。磨盤工作面一般為錐臺(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6.39）。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)備帶動(dòng)動(dòng)磨盤轉(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），也可通過皮帶輪與電動(dòng)機(jī)相連（如分體式）。軸的轉(zhuǎn)速與磨盤的直徑有關(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)速下大直徑磨盤膠體磨相同的均質(zhì)效果。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（尤其是循環(huán)）升高過度，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。工作過程食品工廠機(jī)械與設(shè)備——第六章混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備膠體磨處理后的分散相粒度最低可達(dá)1μm以下。膠體磨通常適用于處理較黏稠的物料。膠體磨有時(shí)可以與高壓均質(zhì)機(jī)通用，但一般說來，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。膠體磨與高壓均質(zhì)機(jī)的性能參數(shù)比較。

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6-2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`性質(zhì)與工作原理不同形式的高速剪切機(jī)械設(shè)備與膠體磨比較均質(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)備不同形式的高速剪切機(jī)械設(shè)備基于轉(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。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)備性質(zhì)與工作原理這是一類轉(zhuǎn)子-定子型均質(zhì)機(jī)械設(shè)備。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?；⒎稚⒒?。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)相互配合在一起的齒環(huán)。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。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。

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；前者的齒壁開槽口，而后者是不開口的。在配合上也有區(qū)別，膠體磨的兩盤片（定子與轉(zhuǎn)子）間的間距是可調(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。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。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?？梢詫⑦@種均質(zhì)設(shè)備靈活地應(yīng)用于不同的場(chǎng)合，如夾層鍋、無攪拌器件的桶狀容器等。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。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。攪拌分散罐

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)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）。這種設(shè)備一般使用一對(duì)以上的轉(zhuǎn)子定子對(duì)。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)備本章小結(jié)

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。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。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。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)備高稠度的漿體、塑性體和黏彈性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。為了使懸浮液或乳化液中的分散物微?；?、均勻化，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。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)備思考題

分別舉例說明液體攪拌設(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。

舉例說明均質(zhì)設(shè)備在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

如何選擇液體攪拌器的形式？

如何估計(jì)攪拌設(shè)備所需的功率？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。可利用哪些設(shè)備提高水粉混合料的混合均勻度？

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、判斷題一般說來，物料的黏度越大，所需的攪拌器功率也越大。

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。

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。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)。一般說來,容器回轉(zhuǎn)式混合器多為間歇式操作。高壓均質(zhì)機(jī)用的高壓泵全是三柱塞泵。

揉制面團(tuán)只能用臥式捏合機(jī)。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。由于物料經(jīng)過均質(zhì)閥的節(jié)流作用，所以高壓均質(zhì)機(jī)的排料沒有壓頭。分散乳化器是一種旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)機(jī)械。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)于攪拌容器作

運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)上打蛋機(jī)有兩種形式，均可以實(shí)現(xiàn)攪拌器相對(duì)于

的

運(yùn)動(dòng)，這兩種形式的打蛋機(jī)分別為

固定的，另一種是

運(yùn)動(dòng)的。3.捏合機(jī)，也稱

、

，一般為

式。用于

物料的調(diào)制。其攪拌器通常較

，最為典型的捏合攪拌器是

攪拌器。捏合機(jī)的容器，一般通常是

的，以便完成捏合操作后方便出料。

4.粉體物料混合設(shè)備，從運(yùn)動(dòng)方式上分有

和

兩類形式。從操作方式上分有

式和

式兩種。只有

式混合設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)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)備三、選擇題1.當(dāng)圓柱形液體攪拌罐的軸線與攪拌器軸

時(shí),需要在罐壁上裝擋板。

A.重合

B.垂直

C.平行

D.斜交2.混合均勻度可以用

表示。

A.方差

B.分離強(qiáng)度

C.分隔尺度

D.A、B和C3.對(duì)流混合機(jī)制操作