高壓均質(zhì)機分類及均質(zhì)工作原理

/高壓均質(zhì)機分類及均質(zhì)工作原理就原理來說，這些設備都是通過機械作用或流體力學效應造成高壓、擠壓沖擊、失壓等，使物料在高壓下擠研，強沖擊下發(fā)生剪切，失壓下膨脹，在這三重作用下達到細化和混合均質(zhì)的目的。按構造可將均質(zhì)機分為：高壓均質(zhì)機、離心式均質(zhì)機，機械式超聲波均質(zhì)機，磁控振蕩式均質(zhì)機，壓電晶體振蕩均質(zhì)機，膠體磨均質(zhì)機等。1.高壓均質(zhì)機的工作原理高壓均質(zhì)機是以物料在高壓作用下通過特別狹窄的間隙（一般小于0.1mm），造成高流速（150～200m/s），使料液受到強大的剪切力，同時，由于料液中的微粒同機件發(fā)生高速撞擊以及液料流在通過液滴均質(zhì)閥時產(chǎn)生的漩渦作用，使微粒碎裂，從而達到均質(zhì)的目的。（1）剪切學說剪切學說認為，流體在高壓作用下高速流動，通過均質(zhì)機的均質(zhì)閥縫隙處，由于產(chǎn)生極大的速度梯度，在剪切力作用下使液滴碎裂，達到均質(zhì)的目的。當液滴在高壓下通過很小縫隙的入口時，液滴的速度為V0，壓力為P0，通過縫隙時所受壓力為P1，速度達到V2，在縫隙中心處的液滴流速up大，縫隙壁面的液滴小，很大的速度梯度引起的剪切力使液滴發(fā)生變形并分裂，達到均質(zhì)效果。通常使用的高壓均質(zhì)機重要由高壓泵與均質(zhì)閥構成。物料被柱塞往復泵吸人泵腔中,在高壓作用下的液滴通過高壓泵排出管路上的均質(zhì)閥，料液從閥芯與閥座形成的很小的縫隙中高速流過，—般縫隙寬度在0.1mm左右，流速高達150～200m/s。（2）撞擊學說撞擊學說認為，在高壓作用下，流體中的液滴與均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊現(xiàn)象，從而使液滴分裂達到均質(zhì)的目的。（3）空穴學說空穴學說認為，在高壓作用下使料液高速流過縫款，從而產(chǎn)生了高頻振動，引起了快速交替的壓縮與能脹作用，在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使液滴分裂，達到均質(zhì)目的。2.高壓均質(zhì)機的結(jié)構和工作過程在食品工業(yè)中，廣泛采納的高壓均質(zhì)機是以三柱塞往復聚作為主體，并在泵的排出管路中安裝雙級均質(zhì)閥頭。高壓均質(zhì)機的結(jié)構重要由三柱塞往復泵、均質(zhì)閥、傳動機構及殼體等構成。機結(jié)構組合包括：操縱盤，傳動機構，均質(zhì)頭，泵體，高壓表，電動機，機座及外殼等。（1）三柱塞往復泵泵體結(jié)構：泵體為長方體，內(nèi)有三個泵腔，活塞在泵腔內(nèi)往夏運動使物料吸人，加壓后流向均質(zhì)閥。泵體與活塞通常用不銹鋼制造，為防止液體泄漏及滲入空氣，采納填料密封裝置，材料可用皮革、石棉繩及聚氟乙烯等。高壓泵的每個泵腔內(nèi)配有兩個活閥，由予活塞往復運動更改腔內(nèi)壓力，使活閥交替地自動開啟或關閉，以完成吸入與排出液料的功能。三柱塞泵共有6個活閥，其中吸入和排出閥各3個。均質(zhì)閥可通過調(diào)整彈簧對閥芯的壓力，以達到調(diào)整流體壓力的目的。往復泵在活塞來回一次過程中，只吸入和排出液體各一次的泵稱為單動泵。由于單動泵的吸人活閥和排出活閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時就不能排液，因此排液不連續(xù),由于活塞由連桿和曲軸帶動，活塞在左右兩點之間的往復運動不是等速的，所以，排液量也就隨著活塞的移動而有相應的起伏。為了改善單動泵的不均勻性，多采納雙動泵或三聯(lián)泵。雙動往復泵的工作原理在活塞兩側(cè)的泵體內(nèi)部裝有吸入閥和排出閥，無論活塞向哪一邊運動，總有一個吸入閥和一個排出閥打開，即在活塞往復一次中，吸液和排液各進行兩次，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。為保持排出液的連續(xù)且均勻，通常采納三聯(lián)泵，三聯(lián)泵的實質(zhì)是三臺單動泵并聯(lián)構成，通常又稱為三柱塞泵。（2）均質(zhì)閥均質(zhì)閥的工作原理：一般在均質(zhì)操作中設有兩級均質(zhì)閥，第1級為高壓流體，其壓力高達20～25MPa，重要作用是使液滴均與分散，經(jīng)過第1級后的流體壓力下降至3.5MPa,第2級的重要作用是使液滴分散。由于高壓物料的高速流動，閥座與閥芯（又稱閥盤或均質(zhì)頭）的磨損相當嚴重，一般多用含有鎢、鉻、鉆等元素的耐磨合金鋼，并經(jīng)過精細的研磨加工制造。3.高壓均質(zhì)機生產(chǎn)本領的計算高壓均質(zhì)機生產(chǎn)本領G可用下式計算：G=60rszn（m/h）。r為柱塞半徑，m；s為柱塞沖程，m；z為柱塞個數(shù)；為柱塞往復次數(shù)，次/min；為工作體積的填料系數(shù)，一般為0.8～0.9、4.均質(zhì)機操作注意事項（1）均質(zhì)機不許空轉(zhuǎn)，啟動前要認真檢查緊固件與連接件是否堅固牢靠。（2）啟動前應先通冷卻水，以保證柱塞工作過程中的牢靠冷卻。（3）運轉(zhuǎn)啟動后，要漸漸調(diào)整至要求的工作壓力，啟動過程中排出的料液應回流的料腔，待壓力達到要求的穩(wěn)定值后才能排出產(chǎn)品。（4）設備使用