第六章 溷合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備

1、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)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(jī)械設(shè)備第二節(jié) 粉體混合機(jī)械第三節(jié) 攪拌混合與捏合機(jī)械設(shè)備第四節(jié) 均質(zhì)機(jī)械設(shè)備l本章小結(jié) 思考題 自測題食品工廠機(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(dá)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(jī)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(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(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

3、機(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(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l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：n促進(jìn)物料的傳熱，使物料溫度均勻化；n促進(jìn)物料中各成分混合均勻；n促進(jìn)溶解、結(jié)晶、浸出、凝聚、吸附等過程進(jìn)行；n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)

4、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)動使攪拌容器中的物料按某種特定的方式流動，從而達(dá)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(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(jìn)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(yùn)動的傳動件組合體，在滿足機(jī)器所必須的運(yùn)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(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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械

6、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(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攪拌器的類型l兩大類型：n 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；n 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。l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

7、均質(zhì)機(jī)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(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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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

8、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(jī)直接驅(qū)動。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

9、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 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(qiáng)了液層間的相對運(yùn)動，從而增強(qiáng)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(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(jìn)行攪拌，如圖6.3（3）所示。l對攪拌容器

10、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。l這種安裝形式的攪拌設(shè)備比較機(jī)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(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(jī)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

11、的缺點是，槳葉葉輪下部至軸封處常有固體物料黏積，容易變成小團(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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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

12、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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(yùn)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(yùn)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

13、(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l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。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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l流體由軸向進(jìn)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

14、方向主要為垂直于罐壁的徑向流動。由于平直葉的運(yùn)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(yùn)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(qiáng)烈，打漩效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，嚴(yán)重時會造成液體外溢。 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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(jìn)行選擇。通?？刹捎媒?jīng)驗類

15、比的方法，以某臺實際使用的機(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(kuò)散和剪切都較強(qiáng)，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

16、輪式、旋漿式；R1=1750r/min; R2=1150r/min; R3=420 r/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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n這種混合，攪拌難度小，平槳式循環(huán)能力強(qiáng)，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(fèi)用。l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l分散操作渦輪式因具有高剪切力和較大循環(huán)能

17、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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n圓盤式渦輪

18、：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。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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l罐體的形狀-支承-壓力-作用用于低黏度

19、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

20、踐經(jīng)驗，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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l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?？筛鶕?jù)工藝或操作要求提出。l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、液位計、壓力

21、表、真空表、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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l接管口n進(jìn)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(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。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(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

22、體，則往往在罐體的側(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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(jī)、齒輪傳動機(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(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。n軸封應(yīng)滿足密封和衛(wèi)生兩方面

23、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。l外形與結(jié)構(gòu)l工作原理l適用場合食品工廠機(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(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。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

24、物含量的混合液體。n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)。 l適用場合食品工廠機(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(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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與

25、設(shè)備l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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(jìn)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(yùn)動部件的高效混合設(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(yùn)動作為

26、混合動力。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(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。n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(jī)械與設(shè)備第六章 混

27、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，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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均

28、質(zhì)機(jī)械與設(shè)備u靜態(tài)混合器用來對各種料液進(jìn)行混合時，不同的進(jìn)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(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。 n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u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。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(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

29、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n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。n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)

30、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)備第二節(jié) 粉體混合機(jī)械l引言一、容器回轉(zhuǎn)型混合機(jī)二、容器固定型混合機(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l引言n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(jī)內(nèi)，大部分混合操作都同時存在對流、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。n混合機(jī)通?？砂椿旌先萜鞯倪\(yùn)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(jī)械與設(shè)備第六章

31、混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備一、容器回轉(zhuǎn)型混合機(jī)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(jī)（二）對錐式混合機(jī)（三）傾筒式混合機(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l基本結(jié)構(gòu)原理與形式n這種混合機(jī)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(jī)等。n是間歇式混合機(jī)，裝卸物料時需要停機(jī)。n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。食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合

32、均質(zhì)機(jī)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(jìn)行混合。n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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（一）V形混合機(jī)lV形混合機(jī)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(jī)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

33、用來混合凝聚性高的食品。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）對錐式混合機(jī)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(jìn)出料口，以保證卸料后機(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（三）傾筒式混合機(jī)l傾筒式混合機(jī)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(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)

34、滾筒食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n水平回轉(zhuǎn)筒式混合機(jī)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(jī)的裝料量均為圓筒容積的30%，斜置式可達(dá)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(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(jī)。n斜置回轉(zhuǎn)筒式混合機(jī)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(yùn)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(jī)常用

35、于香辛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(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)備二、容器固定型混合機(jī)（一）臥式螺旋環(huán)帶混合機(jī)（二）立式螺旋式混合機(jī)（三）行星錐形混合機(jī)（四）傾斜螺帶連續(xù)混合機(jī)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(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（一）臥式螺旋環(huán)帶混合機(jī)l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。l結(jié)構(gòu)l特點：混合時間短，

36、混合質(zhì)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備2214353圖6. 16 臥式螺旋環(huán)帶混合機(jī) 結(jié)構(gòu)如圖6.16所示。機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)型采用可傾翻機(jī)體

37、結(jié)構(gòu)。蓋板門機(jī)體螺帶轉(zhuǎn)子電動機(jī)減速器螺帶轉(zhuǎn)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（二）立式螺旋式混合機(jī)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。混合時間一般為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(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u圓柱形料筒高H =（25）D（D為料筒直徑）。u螺旋

38、直徑d=（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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（三）行星錐形混合機(jī)l結(jié)構(gòu)l工作時，從進(jìn)料口2將配制好的一批物料加入機(jī)內(nèi)，啟動電動機(jī)4，通過減速機(jī)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(jī)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(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7卸料。l混合時間：小容量混合機(jī)24min，大容量混合機(jī)810min。 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

39、如圖6. 18所示，立式行星錐形混合機(jī)由圓錐形筒體、傾斜安置的混合螺旋、減速機(jī)構(gòu)、電動機(jī)、進(jìn)料口和出料口等組成。l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（四）傾斜螺帶連續(xù)混合機(jī)l結(jié)構(gòu)l工作過程l特點食品工廠機(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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l工作過程工作時，由進(jìn)料口連續(xù)送入的物料，在進(jìn)料段被螺桿強(qiáng)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

40、混的軸向混合，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(jī)內(nèi)停留時間及混合效果。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)備該機(jī)結(jié)構(gòu)如圖6. 19所示，整體呈傾斜狀，進(jìn)料口設(shè)置于混合機(jī)的低端，而出料口設(shè)在高端。主軸在進(jìn)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(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) 攪拌混合與捏合機(jī)械設(shè)備l捏合概念l捏合設(shè)備一、雙臂式捏合機(jī)二、臥式和面機(jī)三、立式混合捏合設(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

41、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。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(jī)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(qiáng)度和剛度。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l捏合設(shè)備n捏合機(jī)可按容器是固定還是回轉(zhuǎn)來分類?；剞D(zhuǎn)容器式捏合機(jī)不多，只有球磨機(jī)和某種研磨機(jī)等。絕大多數(shù)捏合機(jī)都是固定容器型。固

42、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(qiáng)，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(jìn)料定量配合。因此多數(shù)捏合機(jī)為間歇式。n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。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、雙臂式捏合機(jī)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

43、置等組成。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(jī)。（一）混合室 （二）轉(zhuǎn)子圖6. 20雙臂式捏合機(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（一）混合室l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。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(jī)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(jìn)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

44、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）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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備圖6. 22 捏合機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)子多為實心體，大型捏合機(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(yùn)動跡線是相切的；相疊式安裝時，兩轉(zhuǎn)子外緣運(yùn)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

45、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(yùn)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(qiáng)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(qiáng)烈剪切。同向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子或

46、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。u轉(zhuǎn)子外緣與混合室壁的間隙內(nèi)，物料也受到強(qiáng)烈剪切。u相切式安裝的捏合機(jī)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備二、臥式和面機(jī)l和面機(jī)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(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)需要的面團(tuán)。l按主軸的安裝形式，和面機(jī)可分為立式和臥式和面機(jī)兩大類。立式和面機(jī)屬混合鍋類設(shè)備。臥式和面機(jī)有單軸與雙軸兩種型式。（一）單軸臥式和面機(jī)（二）雙軸臥式和面機(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（一）單軸臥式和面機(jī)lW

47、T-7型和面機(jī)n結(jié)構(gòu)n特點與適用性l滾籠式和面機(jī)n攪拌器結(jié)構(gòu)n特點與適用性食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備nWT-7型和面機(jī)結(jié)構(gòu)u它主要由混合槽體、帶槳攪拌主軸和驅(qū)動機(jī)構(gòu)等組成。u可傾“U”形槽單獨(dú)由電機(jī)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(jìn)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(jī)有兩臺電動機(jī)。主電動機(jī)與擺線減速器聯(lián)成整體安裝在機(jī)座內(nèi)，帶動主軸及其槳葉回轉(zhuǎn)。副電動機(jī)也安裝在機(jī)座內(nèi)，它通過皮帶輪、蝸桿、蝸輪帶動槽體產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使其在限制范圍內(nèi)進(jìn)行倒缸

48、出料和復(fù)位。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(qiáng)。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(yùn)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(tuán)。 nWT-7型和面機(jī)特點與適用性食品工廠機(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?；顒犹坠茉诤兔鏁r可自由轉(zhuǎn)動，減少直輥與面團(tuán)間的摩擦及硬擠壓，從而可以降低功率消耗，減少對面筋

49、的破壞。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(jìn)面團(tuán)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(tuán)抱軸或中間調(diào)粉不均勻的現(xiàn)象。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n滾籠式攪拌器和面時，對面團(tuán)有舉、打、折、揉、壓、拉等操作（圖6.25)，有助于面團(tuán)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(tuán)自動拋出容器，可省去一套容器翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，降低設(shè)備成本。n滾籠式攪拌器和面機(jī)操作過程 (1)舉 (2)打 (3)折疊 (4)揉 (5)壓 (6)拉圖圖6. 25

50、滾籠式攪拌器調(diào)和面團(tuán)操作流程示意圖滾籠式攪拌器調(diào)和面團(tuán)操作流程示意圖 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u滾籠式攪拌器的特點是：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、機(jī)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(tuán)形成慢。u滾籠式攪拌器適用于調(diào)和水面團(tuán)、韌性面團(tuán)等經(jīng)過發(fā)酵或不發(fā)酵的面團(tuán)。n特點與適用性食品工廠機(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）雙軸臥式和面機(jī)雙軸臥式和面機(jī)是在單軸和面機(jī)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而成，其性能較單軸和面機(jī)優(yōu)越，基本結(jié)構(gòu)如圖6.26所示。該機(jī)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

51、動方式，可以由主電動機(jī)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(jī)一樣，雙軸式和面機(jī)也有一副電動機(jī)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(jī)因其槳葉均勻分布在圓周的各個位置上，可以均勻地進(jìn)行攪拌，使面團(tuán)得到良好的拉伸和揉捏，適于調(diào)制韌性面團(tuán)。 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、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(jī)和立式和面機(jī)。（一）立式打蛋機(jī)（二）立式和面機(jī)食品工廠機(jī)械

52、與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備（一）打蛋機(jī)l打蛋機(jī)結(jié)構(gòu)l攪拌器形式l攪拌器的行星運(yùn)動 l工作原理l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l攪拌器的行星運(yùn)動 攪拌器在鍋體內(nèi)作行星運(yùn)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(jī)也常稱為高速調(diào)和機(jī)。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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l打蛋機(jī)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(jī)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.

53、28 立式打蛋機(jī)外型立式打蛋機(jī)外型 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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備l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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備n打蛋機(jī)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

54、體，俗稱“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(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（二）立式和面機(jī)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(yùn)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(tuán)，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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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，還有做成

55、扭曲狀的槳葉，以增加軸向或其它形式運(yùn)動。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l結(jié)構(gòu)圖6.31所示為立式和面機(jī)這一種，主要由鍋體、攪拌器、機(jī)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(jī)外形圖立式和面機(jī)外形圖食品工廠機(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備第四節(jié) 均質(zhì)機(jī)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(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?；蛞旱危┪⒘；?、均勻化的處理過程，其目的是降低

56、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(jī)對物料進(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)混合器等都對料液有均質(zhì)功能。l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(jī)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(jī)和超聲波乳化器等。l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(jī)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(jī)、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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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(qiáng)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(jī)械與設(shè)備第六章 混合均質(zhì)機(jī)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)食品的懸浮

58、（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)。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(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。 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(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)l典型高壓均質(zhì)機(jī)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(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

59、（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l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。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(jī)。l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)六七個柱塞的高壓柱塞泵，流量輸出更為穩(wěn)定。l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7.0104MPa 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

60、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(qiáng)進(jìn)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(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(jìn)一步得到分散作用。n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彈簧的壓縮程度來調(diào)節(jié)的。彈簧力作用下的閥芯，