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(shè)備都是通過機械作用或流體力學(xué)效應(yīng)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(dá)到細(xì)化和混合均質(zhì)的目的。按構(gòu)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(dá)到均質(zhì)的目的。（1）剪切學(xué)說剪切學(xué)說認(rèn)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(dá)到均質(zhì)的目的。當(dāng)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(dá)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(dá)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(gòu)成。物料被柱塞往復(fù)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(dá)150～200m/s。（2）撞擊學(xué)說撞擊學(xué)說認(rèn)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(dá)到均質(zhì)的目的。（3）空穴學(xué)說空穴學(xué)說認(rèn)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(dá)到均質(zhì)目的。2.高壓均質(zhì)機的結(jié)構(gòu)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(fù)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(gòu)重要由三柱塞往復(fù)泵、均質(zhì)閥、傳動機構(gòu)及殼體等構(gòu)成。機結(jié)構(gòu)組合包括：操縱盤，傳動機構(gòu)，均質(zhì)頭，泵體，高壓表，電動機，機座及外殼等。（1）三柱塞往復(fù)泵泵體結(jié)構(gòu)：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(fù)運動更改腔內(nèi)壓力，使活閥交替地自動開啟或關(guān)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(dá)到調(diào)整流體壓力的目的。往復(fù)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(fù)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(yīng)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(fù)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(fù)一次中，吸液和排液各進(jìn)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(gòu)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(shè)有兩級均質(zhì)閥，第1級為高壓流體，其壓力高達(dá)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(dāng)嚴(yán)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(xì)的研磨加工制造。3.高壓均質(zhì)機生產(chǎn)本領(lǐng)的計算高壓均質(zhì)機生產(chǎn)本領(lǐng)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(fù)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(rèn)真檢查緊固件與連接件是否堅固牢靠。（2）啟動前應(yīng)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(yīng)回流的料腔，待壓力達(dá)到要求的穩(wěn)定值后才能排出產(chǎn)品。（4）設(shè)備使用