加工篇 第一章第二节课件

1、第二节第二节 混合与均质机械混合与均质机械 1）混合机械）混合机械混合过程：混合过程：指在外力作用下，两种或两种以上不指在外力作用下，两种或两种以上不同组分物料的粒子位置重新配置而呈现均匀分布同组分物料的粒子位置重新配置而呈现均匀分布状态的操作。状态的操作。混合混合包括包括气液混合气液混合、固固混合固固混合、固液混合固液混合、液液液液混合混合以及以及固体固体-液体液体-气体气体三相混合。一般以液体为三相混合。一般以液体为主的物料混合称主的物料混合称搅拌搅拌；以固体为主的物料混合称；以固体为主的物料混合称混合混合。以粘稠团块物料为主要混合对象的称为。以粘稠团块物料为主要混合对象的称为捏捏合合(或

2、调和或调和)混合目的：混合目的：获得均匀的混合料、强化热交换过程、获得均匀的混合料、强化热交换过程、增强物理和化学反应。增强物理和化学反应。1.1混合原理混合原理对流混合：对流混合：对互不相容组分，对互不相容组分，依靠搅拌作用使物料各部分做依靠搅拌作用使物料各部分做相对运动而混合。相对运动而混合。剪切混合：剪切混合：因对流形成剪切面因对流形成剪切面的滑移，物料中的粒子在剪切的滑移，物料中的粒子在剪切面上的冲撞和嵌入作用而引起面上的冲撞和嵌入作用而引起的局部混合。的局部混合。扩散混合：扩散混合：对互溶组分，在混对互溶组分，在混合过程中，以分子扩散形式向合过程中，以分子扩散形式向四周做无规则运动，

3、从而增加四周做无规则运动，从而增加两个组分间的接触面积，缩短两个组分间的接触面积，缩短了扩散平均自由程，达到均匀了扩散平均自由程，达到均匀分布状态。分布状态。1.2气液混合机械气液混合机械 液体的碳酸化是气液混合的典型，是液体的碳酸化是气液混合的典型，是CO2溶解到溶解到无菌水中的过程。无菌水中的过程。 气液混合原理：由亨利定律，气体溶解在液体中，气液混合原理：由亨利定律，气体溶解在液体中，在一定温度条件下，在一定量的液体中溶解的气体在一定温度条件下，在一定量的液体中溶解的气体量，与液体保持平衡时气体压力成正比。量，与液体保持平衡时气体压力成正比。 要获得理想的要获得理想的CO2溶解度，就必须

4、综合考究压力溶解度，就必须综合考究压力与温度。单独地提高压力，必须对容器强度提出与温度。单独地提高压力，必须对容器强度提出更高要求，增加容器制造成本，而单独地降低水更高要求，增加容器制造成本，而单独地降低水温，会使制冷系统负荷增大。温，会使制冷系统负荷增大。单位CO2压力(Kgf/cm2)温 度（C）备 注亚洲汽水厂718在室温下混合普通汽水厂4545碳酸化机械就碳酸化机械就CO2气体与水的接触形式分，有三种：气体与水的接触形式分，有三种：薄膜式、喷雾式、喷射式。薄膜式、喷雾式、喷射式。薄膜式薄膜式:碳酸化过程在一碳酸化过程在一个密闭的压力容个密闭的压力容器内进行。器内进行。CO2经经阀门向容

5、器输送，阀门向容器输送，充满整个容器。充满整个容器。内压控制在内压控制在0.40.6Mpa。经。经过冷却的水用泵过冷却的水用泵压入容器内压入容器内， 由一直立管上口溢出。在直立管上固定有几组一反由一直立管上口溢出。在直立管上固定有几组一反一正扣在一起的圆盘一正扣在一起的圆盘(成膜圆盘成膜圆盘)。溢出水均匀落在。溢出水均匀落在圆盘表面上，形成一层薄的水膜，这些水膜的表面圆盘表面上，形成一层薄的水膜，这些水膜的表面就是二氧化碳和水的接触表面，在水成膜状流动的就是二氧化碳和水的接触表面，在水成膜状流动的过程中，完成碳酸化。过程中，完成碳酸化。喷雾式喷雾式结构介绍：结构介绍：碳酸化罐的外罩用钢板焊接而

6、成。内筒为不锈钢碳酸化罐的外罩用钢板焊接而成。内筒为不锈钢胆，要求具有足够的耐压强度。内筒和外罩夹层胆，要求具有足够的耐压强度。内筒和外罩夹层间填有隔热材料。间填有隔热材料。内筒四周分别装有进二氧化碳气体的止逆阀、液内筒四周分别装有进二氧化碳气体的止逆阀、液位指示器、放气阀以及安装在顶部的压力表。位指示器、放气阀以及安装在顶部的压力表。二氧化碳气体止逆阀的作用是限制二气化碳气体二氧化碳气体止逆阀的作用是限制二气化碳气体逆流。逆流。压力表用于直接观察碳酸化罐内的压力，一般不压力表用于直接观察碳酸化罐内的压力，一般不超过超过0.8Mpa。放气阀门是用来放出桶内出现的空气，以保证碳放气阀门是用来放出

7、桶内出现的空气，以保证碳酸化效果。酸化效果。液位指示器可以使操作者随时了解碳酸化罐内的液位指示器可以使操作者随时了解碳酸化罐内的液位情况。液位情况。喷射式喷射式处理水由泵加压入碳酸处理水由泵加压入碳酸化器，液体通道中设文化器，液体通道中设文氏喷射管，当水经过文氏喷射管，当水经过文氏管的喉部时，水流速氏管的喉部时，水流速度剧增，水的内部压力度剧增，水的内部压力下降，形成低压区下降，形成低压区 ，二氧化碳气体二氧化碳气体 由此得由此得吸入；同时喷嘴出口处吸入；同时喷嘴出口处的环境压力与水压有较的环境压力与水压有较大压力差，为维持平衡，大压力差，为维持平衡，使水爆裂成很细小的水使水爆裂成很细小的水滴

8、；且水与二氧化碳有滴；且水与二氧化碳有很大的相对速度，使水很大的相对速度，使水滴变得更加细微。滴变得更加细微。1.3. 固固混合机械固固混合机械混合：将两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，混合：将两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，使之成为组分浓度均匀的混合物。使之成为组分浓度均匀的混合物。混合操作都并存对流、扩散和剪切三种方式。因机混合操作都并存对流、扩散和剪切三种方式。因机型结构和物料的物性不同，使某一种混合方式起主型结构和物料的物性不同，使某一种混合方式起主导作用。导作用。影响混合效果的因素有：影响混合效果的因素有：(1) 粉料的物料特性。粉料的物料特性。包括大小、形状、密度、附着力

9、、表包括大小、形状、密度、附着力、表面粗糙程度、流动性、含水量和结块倾向等。面粗糙程度、流动性、含水量和结块倾向等。(2) 搅拌方式。搅拌方式。按容器运动方式不同，分为按容器运动方式不同，分为固定容器式固定容器式和和旋旋转容器式转容器式。按混合操作型式，分。按混合操作型式，分间歇操作式间歇操作式和和连续操作式连续操作式。固定容器式混合机有间歇与连续两种操作型式。而旋转容器固定容器式混合机有间歇与连续两种操作型式。而旋转容器式混合机常为间歇式。间歇式混合机易控制混合质量，可适式混合机常为间歇式。间歇式混合机易控制混合质量，可适应粉粒物料配比经常改变的情况。应粉粒物料配比经常改变的情况。1.3.1

10、回转容器式回转容器式( (一一) )混合原理混合原理 以扩散混合为主。通过容器的旋转形成垂直方以扩散混合为主。通过容器的旋转形成垂直方向运动，使被混合粉料在器壁或容器内的固定抄向运动，使被混合粉料在器壁或容器内的固定抄板上引起折流，造成上下翻滚及侧向运动，不断板上引起折流，造成上下翻滚及侧向运动，不断进行扩散，而达到混合目的。进行扩散，而达到混合目的。( (二二) )类型类型(1) (1) 倾筒式混合机倾筒式混合机 结构：结构：水平式装料量为圆筒容积的水平式装料量为圆筒容积的30%30%，斜置式可达，斜置式可达60%60%。(2) (2) 对锥式混合机对锥式混合机 结构：结构：混合容器是由两个

11、锥筒和一混合容器是由两个锥筒和一段短柱筒焊接而成，其锥角段短柱筒焊接而成，其锥角有有900和和600两种。操作时，两种。操作时，粉料在容器内翻滚强烈，由粉料在容器内翻滚强烈，由于流动断面的不断变化，能于流动断面的不断变化，能够产生良好的横流效应。够产生良好的横流效应。特点：特点：对流动性好的粉料混合较快，功率消耗低。对流动性好的粉料混合较快，功率消耗低。转速较低，一般约转速较低，一般约520r/min，混合时间约为，混合时间约为520min，混合量约占容器体积的，混合量约占容器体积的50%60%。 (3) (3) V V型混合机型混合机结构：结构：旋转容器是由两段圆筒以旋转容器是由两段圆筒以互

12、成一定角度的互成一定角度的V形连接，形连接，两筒轴线夹角在两筒轴线夹角在600900之之间，两筒连接剖面与回转间，两筒连接剖面与回转轴垂直。这种混合机的工轴垂直。这种混合机的工作转速在作转速在625r/min之间，之间，混合时间约为混合时间约为4min，粉料，粉料混合量占容积体积的混合量占容积体积的10%30%左右。左右。动画动画1.3.1固定固定容器式容器式( (一一) ) 特点特点(1) (1) 容器固定，旋转搅拌器装于容器内部；容器固定，旋转搅拌器装于容器内部；(2) (2) 以对流混合为主；以对流混合为主；(3) (3) 容器底部物料被搅拌器带向容器上部，容器底部物料被搅拌器带向容器上

13、部，上部物料因重力作用下落，并产生侧向运上部物料因重力作用下落，并产生侧向运动。动。 (4) 适用于物理性质差别及配比差别大的散适用于物理性质差别及配比差别大的散料的混合。料的混合。( (二二) )类型类型(1)卧式螺旋环带式混合机卧式螺旋环带式混合机混合原理：混合原理：利用搅拌器产生的纵向和横向的复合运利用搅拌器产生的纵向和横向的复合运动来混合粉料。同一轴上装有旋向相反的几条螺动来混合粉料。同一轴上装有旋向相反的几条螺带，正向螺带使粉料往一端移动，而反向螺带则带，正向螺带使粉料往一端移动，而反向螺带则使粉料向相反一端移动，被混合的粉料不断重复使粉料向相反一端移动，被混合的粉料不断重复分散和集

14、聚，可达到较好的混合效果。正反向螺分散和集聚，可达到较好的混合效果。正反向螺带存在轴向速度差。带存在轴向速度差。动画动画(2)行星锥形混合机行星锥形混合机特点：特点：搅拌器作行星运动搅拌器作行星运动粉料既产生垂直方向的粉料既产生垂直方向的流动，又产生水平方向的流动，又产生水平方向的位移，并且能消除壁附近位移，并且能消除壁附近的滞流层。因此混合速度的滞流层。因此混合速度快、混合效果好。快、混合效果好。应用：应用：适用于高流动性粉适用于高流动性粉料及粘滞性粉料的混合，料及粘滞性粉料的混合，但不适用于易破碎物料的但不适用于易破碎物料的混合操作。在食品工业中混合操作。在食品工业中广泛应用于专用面粉广泛

15、应用于专用面粉(如如营养自发粉、多维粉营养自发粉、多维粉)等等粉料的混合操作中。粉料的混合操作中。整个机构的传动路线为：整个机构的传动路线为：图图 行星运动螺旋混合机行星运动螺旋混合机(1) 混合机结构 (2) 传动机构1主轴，2圆柱齿轮，4蜗杆，5蜗轮，6转臂，7转臂体，8、9、11、12、13、14圆面积锥齿轮，10转臂轴，15搅拌器 齿轮齿轮2/齿轮齿轮3蜗杆蜗杆4/蜗轮蜗轮5转臂转臂6螺旋搅拌器公转螺旋搅拌器公转圆锥齿轮圆锥齿轮8/圆锥齿轮圆锥齿轮9圆锥齿轮圆锥齿轮11/圆锥齿轮圆锥齿轮12圆锥齿轮圆锥齿轮13/圆锥齿轮圆锥齿轮14螺旋搅拌器自转螺旋搅拌器自转轴轴11.3 固液混合机械

16、固液混合机械1.3.1固液混合目的固液混合目的 a)强化热交换过程；强化热交换过程； b)取得一种均匀的物相。取得一种均匀的物相。 c)加速溶解和分散过程加速溶解和分散过程1.3.2 固液混合机械固液混合机械 一般地，固液混合机械一般地，固液混合机械=容器容器+搅拌器，搅拌器， 搅拌器有桨式（框式、锚式）、旋浆式、搅拌器有桨式（框式、锚式）、旋浆式、涡轮式、行星式、涡轮式、行星式、Z型桨式。型桨式。 1.3.3 搅拌器类型搅拌器类型(1)桨叶桨叶式搅拌器式搅拌器平板型：平板型：用于阻抗小的低黏度液体。用于阻抗小的低黏度液体。多段型：多段型：用于油脂的脱酸、脱色、脱臭，效果甚佳。用于油脂的脱酸、

17、脱色、脱臭，效果甚佳。锚型：锚型：用于促进热交换和搅动容器内的沉淀物。用于促进热交换和搅动容器内的沉淀物。栅格型：栅格型：用于高黏度液体的搅拌。用于高黏度液体的搅拌。对向型：对向型：具有集中的剪切力，可提高容器侧壁和具有集中的剪切力，可提高容器侧壁和半球形容器底部物料的搅拌效果。半球形容器底部物料的搅拌效果。马蹄型：马蹄型：适用于黏度为适用于黏度为110Pa.s的液体，用在调的液体，用在调味汁、果酱、冰淇淋中。味汁、果酱、冰淇淋中。平板型、栅格型一般转速为平板型、栅格型一般转速为20150RPM，叶轮直径为容器直径的叶轮直径为容器直径的1/23/4。锚型的外型与容器底部相似，到容器底部锚型的外

18、型与容器底部相似，到容器底部间距为间距为3050mm，转速为，转速为5070RPM。浆叶式搅拌器的特点：浆叶式搅拌器的特点： 结构简单、易于制造、适用性广，但混合结构简单、易于制造、适用性广，但混合效果差、局剪切作用弱、不易发生乳化作效果差、局剪切作用弱、不易发生乳化作用。用。(2) 涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器特点：特点：混合生产能力较混合生产能力较高，搅拌效率高；有较高，搅拌效率高；有较高的局部剪切效应，排高的局部剪切效应，排出性能好，容易清洗；出性能好，容易清洗；常用于制备低粘度的乳常用于制备低粘度的乳浊液、悬浮液和固体溶浊液、悬浮液和固体溶液。在食品工业中用得液。在食品工业中用得较多。较多

19、。搅拌器轴线可与容器轴搅拌器轴线可与容器轴线成线成0或或45 角，搅角，搅拌器与容器轴线成拌器与容器轴线成45 角多用在溶糖缸角多用在溶糖缸。动画动画(3) 旋浆式搅拌器旋浆式搅拌器旋浆式搅拌器叶轮呈螺旋桨结构，叶片呈纽曲状。旋浆式搅拌器叶轮呈螺旋桨结构，叶片呈纽曲状。旋浆叶片直径为容器直径的旋浆叶片直径为容器直径的1/31/4；生产能力较高，适合低粘度和中等粘度液体的搅生产能力较高，适合低粘度和中等粘度液体的搅拌，对制备悬浮液和乳浊液较理想。拌，对制备悬浮液和乳浊液较理想。动画动画液体做螺旋形旋转运动液体做螺旋形旋转运动,并受到强烈的切割和剪切作用。并受到强烈的切割和剪切作用。常常会卷入空气

20、形成气泡和离心涡漩。常常会卷入空气形成气泡和离心涡漩。浆叶形状和螺旋浆相似，可用在需要高速搅拌的场合，转浆叶形状和螺旋浆相似，可用在需要高速搅拌的场合，转速最高可达速最高可达1500r/min。1.4 捏和机捏和机1.4.1捏和原理捏和原理通过浆叶移动对物料进行挤压与剪切，促使物料通过浆叶移动对物料进行挤压与剪切，促使物料自身出现拉延、撕裂、折叠、包裹、嵌入等变化，自身出现拉延、撕裂、折叠、包裹、嵌入等变化，如此反复，经过一段时间即可得到合格的均匀产如此反复，经过一段时间即可得到合格的均匀产品。品。捏和操作同时存在捏和操作同时存在对流对流、剪切剪切和和扩散扩散三种混合方三种混合方式，但以式，但

21、以剪切剪切为主，工作间隙及浆叶形状对捏合为主，工作间隙及浆叶形状对捏合效果影响大。效果影响大。通常用来处理黏度极高的非牛顿流体或塑性固体，通常用来处理黏度极高的非牛顿流体或塑性固体，如面团、蜂蜜、巧克力制品、鱼肉香肠、人造奶如面团、蜂蜜、巧克力制品、鱼肉香肠、人造奶油等。油等。1.4.2典型捏和机典型捏和机(1) 打蛋机打蛋机通过搅拌器的高速旋通过搅拌器的高速旋转强制搅打，使物料转强制搅打，使物料充分接触与剧烈摩擦，充分接触与剧烈摩擦，实现对物料的混合、实现对物料的混合、乳化、充气及排除部乳化、充气及排除部分水分，从而满足某分水分，从而满足某些食品加工的特殊要些食品加工的特殊要求。如生产砂型奶

22、糖，求。如生产砂型奶糖，充气糖果等。充气糖果等。主要结构有搅拌器、容器、主要结构有搅拌器、容器、传动装置、和容器升降机构传动装置、和容器升降机构等组成。等组成。搅拌浆叶的类型：搅拌浆叶的类型：S钩形：钩形：混合高黏度物料和含有少量液体的黏性食品。混合高黏度物料和含有少量液体的黏性食品。笔尖形：笔尖形：适于低黏度物料的搅拌。由不锈钢丝组成筐适于低黏度物料的搅拌。由不锈钢丝组成筐形结构。形结构。拍形：拍形：适于中等黏度物料的调和适于中等黏度物料的调和(如糖浆、蛋白浆如糖浆、蛋白浆)。钩形：钩形：用于高黏度物料的调和用于高黏度物料的调和(如面团等如面团等)。搅拌头采用行星传动，既有自转又有公转。搅拌

23、头采用行星传动，既有自转又有公转。(2) 双臂式捏和机双臂式捏和机 又称又称Z形捏和机形捏和机工作部件为工作部件为转子转子，安装形，安装形式有式有相切安装相切安装和和相交安装相交安装。相切安装：相切安装：两转子外缘运两转子外缘运动迹线相切，转向和转速动迹线相切，转向和转速可单独设置，有三个捏合可单独设置，有三个捏合区，具有强剪切作用和良区，具有强剪切作用和良好的捏和性能。好的捏和性能。相交安装：相交安装：两转子外缘运两转子外缘运动迹线相交，须同步运动，动迹线相交，须同步运动，剪切和挤压作用仅发生在剪切和挤压作用仅发生在转子与机槽壁之间。转子与机槽壁之间。捏和转子结构：捏和转子结构：单螺棱形单螺

24、棱形能产强大的剪切作用，需成对使用。能产强大的剪切作用，需成对使用。爪形爪形有较好的破碎能力；有较好的破碎能力；三棱形三棱形有很强的剪切分散作用，有很强的剪切分散作用，物料轴向移动较小，物料轴向移动较小，类螺带类螺带形混合强度低，适用于形混合强度低，适用于轻载混合。轻载混合。1.5 固液混合搅拌器选型固液混合搅拌器选型 应满足的原则：动力消耗小、搅拌效果好、应满足的原则：动力消耗小、搅拌效果好、结构简单、安全可靠。结构简单、安全可靠。 选型方法有三种，即选型方法有三种，即:选按操作目的和主要因素按搅拌过程的目的选按物料黏度选1.5.1 按物料黏度选按物料黏度选(P168) 物料黏度对搅拌状态具

25、有很大影响，是选型的首要依据。1.5.2 按搅拌过程的目的选按搅拌过程的目的选 自学 1.5.3 按操作目的和主要影按操作目的和主要影 响因数选响因数选 自学2）均质机械）均质机械2.1食品均质目的食品均质目的 a)防止料液中的微粒或脂肪球上浮与沉降。防止料液中的微粒或脂肪球上浮与沉降。 b)对冰淇淋，可使组织细腻，形体润滑松软，增强对冰淇淋，可使组织细腻，形体润滑松软，增强稳定性和持久性。稳定性和持久性。 c) 能促进果汁中果肉果胶的渗出，使果胶与果汁亲能促进果汁中果肉果胶的渗出，使果胶与果汁亲和、均匀而稳定分散在果汁中。和、均匀而稳定分散在果汁中。9)(2212ddrgu2.2均质机械的作

26、用机理均质机械的作用机理剪切作用：剪切作用：当高速流体突然收当高速流体突然收缩，流体中微粒上、下端存在缩，流体中微粒上、下端存在速度梯度，流体对粒子作用拖速度梯度，流体对粒子作用拖曳力，粒子首先在拖曳力作用曳力，粒子首先在拖曳力作用下拉长，后被高速流体冲断。下拉长，后被高速流体冲断。碰撞作用：碰撞作用：高速运动物料在碰高速运动物料在碰撞过程中，动能、动量变化，撞过程中，动能、动量变化，产生物料分散。产生物料分散。空穴作用：空穴作用：液滴因内部汽化膨液滴因内部汽化膨胀使得液膜产生拉应力而破碎胀使得液膜产生拉应力而破碎并分散并分散.2.3高压均质机高压均质机2.3.1工作原理工作原理 物料在高压条

27、件下，通过可调节间隙的环形泄放口，物料在高压条件下，通过可调节间隙的环形泄放口，在高速流动时在高速流动时剪切效应剪切效应、高速喷射时的、高速喷射时的撞击效应撞击效应、瞬间失压时的瞬间失压时的气穴及湍流效应气穴及湍流效应三重作用下，使物料三重作用下，使物料达到超细粉碎达到超细粉碎,从而将互不相溶的液液或液固悬从而将互不相溶的液液或液固悬液均质成液液乳化液或液固悬浮分散体。液均质成液液乳化液或液固悬浮分散体。以剪切作用为主、碰撞作用次之。以剪切作用为主、碰撞作用次之。动画动画单级均质阀结构单级均质阀结构双级均质阀双级均质阀工作原理：工作原理： 图图1:物料尚未通过工作阀；物料尚未通过工作阀； 图图

28、2:物料通过一级和二级均质阀物料通过一级和二级均质阀 当物料尚未通过工作阀时，一级均质阀和二级乳化阀的阀芯和阀座在当物料尚未通过工作阀时，一级均质阀和二级乳化阀的阀芯和阀座在F1和和F2的作用下均紧密地贴合在一起。物料通过工作阀时的作用下均紧密地贴合在一起。物料通过工作阀时(如图如图2)，阀芯和，阀芯和阀座都被物料强制地挤开一阀座都被物料强制地挤开一 条狭缝，并产生压力条狭缝，并产生压力P1和和P2以平衡以平衡F1和和F2。物料通过一级均质阀时，压力从物料通过一级均质阀时，压力从P1突降至突降至P2，使得在阀芯、阀座和冲击，使得在阀芯、阀座和冲击环三者组成的狭小区域内产生类似爆炸效应的强烈的空

29、穴作用，同时伴环三者组成的狭小区域内产生类似爆炸效应的强烈的空穴作用，同时伴随着物料通过阀芯和阀座间的狭缝产生的剪切作用以及与冲击环撞击产随着物料通过阀芯和阀座间的狭缝产生的剪切作用以及与冲击环撞击产生的高速撞击作用，如此强烈地综合作用，从而使颗粒得到超微细化。生的高速撞击作用，如此强烈地综合作用，从而使颗粒得到超微细化。一般来说，一般来说，P2的压力的压力(即乳化压力即乳化压力)调得很低，二级乳化阀的作用主要是调得很低，二级乳化阀的作用主要是使已经细化的颗粒分布得更加均匀一些。使已经细化的颗粒分布得更加均匀一些。动画动画二级均质阀结构二级均质阀结构2.3.2高压均质机结构高压均质机结构 高压

30、均质机高压均质机=柱塞式高压泵柱塞式高压泵+均质阀门均质阀门 三三柱柱塞塞高高压压泵泵柱塞式高压泵：柱塞式高压泵： 它是依靠柱塞往复运动，而改变容积，产生吸液它是依靠柱塞往复运动，而改变容积，产生吸液和排液，排出液体压力达和排液，排出液体压力达200atm。高压泵进、出阀。高压泵进、出阀门是易损件。门是易损件。 单柱塞会有出料脉动现象；采用三柱塞可以使出单柱塞会有出料脉动现象；采用三柱塞可以使出料均匀。料均匀。均质阀门均质阀门 实验表明：当从高压实验表明：当从高压200atm下降到常压时，流下降到常压时，流体中粒子破碎不理想。因此，目前均质机的均质阀体中粒子破碎不理想。因此，目前均质机的均质阀

31、门做成二级，第一级是完成从门做成二级，第一级是完成从200atm到到35atm过程，过程，主要是破碎微粒或脂肪球；第二级完成从主要是破碎微粒或脂肪球；第二级完成从35atm到到1atm过程，主要是把已破碎微粒或脂肪球均匀分散过程，主要是把已破碎微粒或脂肪球均匀分散到液体中。到液体中。2.3.3高压均质机使用技术问题高压均质机使用技术问题 为了更好地实现对物料均质，被均质物料温度为了更好地实现对物料均质，被均质物料温度最好选在最好选在60；由于高压泵的柱塞与缸体摩擦发由于高压泵的柱塞与缸体摩擦发热，需用冷却水进行冷却；起动初期，因高压泵热，需用冷却水进行冷却；起动初期，因高压泵产生压力低，物料均

32、质不理想，故这部分物料要产生压力低，物料均质不理想，故这部分物料要经过回路送回进料口。经过回路送回进料口。 2.4胶体磨胶体磨2.4.1胶体磨结构胶体磨结构 胶体磨主要由固定磨胶体磨主要由固定磨和旋转磨组成，两磨有和旋转磨组成，两磨有配合锥度，间隙可通过配合锥度，间隙可通过升降固定磨来调节。两升降固定磨来调节。两磨表面各分三段，分别磨表面各分三段，分别开有与其轴线成一定角开有与其轴线成一定角度的矩形槽。三段区域度的矩形槽。三段区域中，下一段的槽尺寸比中，下一段的槽尺寸比上一段的槽小。固定磨上一段的槽小。固定磨和旋转磨上的槽的倾斜和旋转磨上的槽的倾斜方向一般相反方向一般相反。动画动画2.4.2胶

33、体磨工作原理胶体磨工作原理 物料在重力作用下，通过间隙。由于动盘磨高物料在重力作用下，通过间隙。由于动盘磨高速回转，附在动盘磨表面的物料速度最大，而附速回转，附在动盘磨表面的物料速度最大，而附在静盘磨的物料速度为零，其间产生急剧的速度在静盘磨的物料速度为零，其间产生急剧的速度梯度，从而，物料受到强烈的剪力、摩擦、挤压梯度，从而，物料受到强烈的剪力、摩擦、挤压和湍流骚扰，进行破碎、分散、混合和乳化均质。和湍流骚扰，进行破碎、分散、混合和乳化均质。2.4.3胶体磨特点胶体磨特点(1) 结构简单、操作方便，保养清洗容易。结构简单、操作方便，保养清洗容易。(2) 主要利用剪切作用进行均质，适于高黏度主

34、要利用剪切作用进行均质，适于高黏度物料。卧式乳化性能好，适合黏度较低的物料。卧式乳化性能好，适合黏度较低的料液；立式粉碎能力强，适合黏度较高料液；立式粉碎能力强，适合黏度较高(1Pa.s)的物料。的物料。(3) 转速高，要求动盘磨平衡性好。转速高，要求动盘磨平衡性好。(4) 料液进入磨盘工作间隙时易夹带大量空气，料液进入磨盘工作间隙时易夹带大量空气，需增加脱气工序。需增加脱气工序。第三节 食品成型机械1）食品成型方式固体粉碎固体切块固体成浆小块或粉状大块化学成型冷冻成型烘烤成型搓卷成型挤压成型冲压成型浇铸成型大块小块或粉状成型方式在这一节，主要介绍大块物料成小块物料的机械在这一节，主要介绍大块

35、物料成小块物料的机械1.1物料切割与粉碎的目的物料切割与粉碎的目的改善原料的加工性能改善原料的加工性能;破坏细胞壁结构，便于胞内产物排出，破坏细胞壁结构，便于胞内产物排出，如淀粉和蛋白质的提取；如淀粉和蛋白质的提取；增大比表面积，提高食物的消化吸收率；增大比表面积，提高食物的消化吸收率；选择性破碎，以分别进行不同成分的利选择性破碎，以分别进行不同成分的利用或分离。用或分离。改善产品的感官质量；改善产品的感官质量；便于充填、包装。便于充填、包装。1.2 物料尺寸减小的基本方法物料尺寸减小的基本方法挤压：挤压：利用低速运动的钝工作面挤压物料使之产利用低速运动的钝工作面挤压物料使之产生弹性变形、塑性

36、变形直至破裂或破碎。破碎料生弹性变形、塑性变形直至破裂或破碎。破碎料粒度不均匀，适合淀粉含量高的坚硬脆性物料。粒度不均匀，适合淀粉含量高的坚硬脆性物料。剪切：剪切：利用中低速的利刃压入、高速利刃切入或利用中低速的利刃压入、高速利刃切入或小间隙低速相对运动的两钝刃剪切使物料断裂。小间隙低速相对运动的两钝刃剪切使物料断裂。破碎均匀，断面整齐，适合纤维性或含水量较高破碎均匀，断面整齐，适合纤维性或含水量较高的韧性或低强度脆性物料。的韧性或低强度脆性物料。研磨：研磨：利用粗糙工作面并在一定压力作用下，在利用粗糙工作面并在一定压力作用下，在垂直于压力方向上与物料相对运动，形成挤压与垂直于压力方向上与物料

37、相对运动，形成挤压与剪切综合作用，使物料内部产生裂纹而破碎或逐剪切综合作用，使物料内部产生裂纹而破碎或逐层剥落而破碎。破碎粒度不均匀，适合韧性物料。层剥落而破碎。破碎粒度不均匀，适合韧性物料。冲击：冲击：利用物料与工作部件或物料与物料间的高利用物料与工作部件或物料与物料间的高速相对运动产生撞击，使物料内部产生拉应力而速相对运动产生撞击，使物料内部产生拉应力而破碎。破碎料粒径分布宽，适合淀粉含量高的脆破碎。破碎料粒径分布宽，适合淀粉含量高的脆性物料。性物料。劈裂：劈裂：利用低速刃口压入，使物料内部产生应力利用低速刃口压入，使物料内部产生应力集中及裂纹扩展而破碎，破碎粒度大且不均匀，集中及裂纹扩展

38、而破碎，破碎粒度大且不均匀，适合脆性物料。适合脆性物料。折断：折断：通过低速工作部件使物料产生弯曲变形直通过低速工作部件使物料产生弯曲变形直至折断，粉碎度低，适于长度尺寸较大或厚度尺至折断，粉碎度低，适于长度尺寸较大或厚度尺寸较小的脆性物料。寸较小的脆性物料。锯切：锯切：利用齿形利刃在一定压力下中低速运动使利用齿形利刃在一定压力下中低速运动使物料逐层断开而破碎，适合含水量较高的纤维性物料逐层断开而破碎，适合含水量较高的纤维性物料、高韧性物料或高强度物料的截断。物料、高韧性物料或高强度物料的截断。2）大块成小块成型机械）大块成小块成型机械2.1 打浆机打浆机 打浆机主要用于：打浆机主要用于：a)

39、原料软的、纤维少的物料原料软的、纤维少的物料做成浆（酱），如把果实制成果酱；做成浆（酱），如把果实制成果酱；b)果核、果皮果核、果皮与果肉汁分离。与果肉汁分离。2.1.1打浆机工作原理打浆机工作原理 物料受高速回转的打板的打击而成浆物料受高速回转的打板的打击而成浆状，浆汁穿过圆筒筛进入收集槽，而果状，浆汁穿过圆筒筛进入收集槽，而果渣皮及果核则从出渣口排出。渣皮及果核则从出渣口排出。2.1.2打浆机结构打浆机结构工作过程：工作过程：果蔬入进料斗，经破碎浆初步破碎，果蔬入进料斗，经破碎浆初步破碎，由打板打击进一步破碎并沿轴向移动，沿筛由打板打击进一步破碎并沿轴向移动，沿筛孔内壁移动中被孔刃破碎，浆

40、汁通过筛孔，孔内壁移动中被孔刃破碎，浆汁通过筛孔，果渣从出料口排出。果渣从出料口排出。筛网圆筒：筛网圆筒：用螺栓把上、下两半圆筒联接用螺栓把上、下两半圆筒联接组成，圆筒上开有许多小孔，孔径组成，圆筒上开有许多小孔，孔径0.30.30.8mm0.8mm。为了增加圆筒强度，在圆筒上。为了增加圆筒强度，在圆筒上需焊上多条加强筋。需焊上多条加强筋。 棍棒：棍棒：中间夹有食品级橡胶的不锈钢制成。棍中间夹有食品级橡胶的不锈钢制成。棍棒用螺栓及夹持器与回转轴联接。棒用螺栓及夹持器与回转轴联接。 棍棒与回转轴中心线在空间上有一夹角棍棒与回转轴中心线在空间上有一夹角，称为，称为导程角导程角。导程角对物料打浆时间

41、影响很大。导程角对物料打浆时间影响很大导程角与物料打浆时间关系：导程角与物料打浆时间关系：DnctgLVLtgDntgVVDnV/60/60/60/11V物料圆周速度；物料圆周速度； V1物料沿棍棒运动线速度；物料沿棍棒运动线速度； 物料沿棍棒运动时间；物料沿棍棒运动时间；L棍棒长度；棍棒长度；D筛筒直径筛筒直径 导程角是可调节，从上式看出：导程角是可调节，从上式看出： 越大，物料在越大，物料在机器中的停留时间就越短，反之亦然。不同的物料，机器中的停留时间就越短，反之亦然。不同的物料，对应有最佳的对应有最佳的导程角。但由于筛网圆筒的限制，导导程角。但由于筛网圆筒的限制，导程角一般在程角一般在0

42、7调整。调整。影响物料打碎程度的因素影响物料打碎程度的因素物料的成熟度。成熟度越高，易打碎。物料的成熟度。成熟度越高，易打碎。轴的转速即刮转速，转速快，则物料打碎的时轴的转速即刮转速，转速快，则物料打碎的时间短。间短。筛孔直径，直径大，打碎的程度差。筛孔直径，直径大，打碎的程度差。有效面积系数。系数大，物料打碎的时间短。有效面积系数。系数大，物料打碎的时间短。导程角大小。导程角大，物料在设备中停留的导程角大小。导程角大，物料在设备中停留的时间亦短。时间亦短。刮板与筛筒内壁之间的距离。距离大，打碎的刮板与筛筒内壁之间的距离。距离大，打碎的程度差。程度差。2.2切割机切割机2.2.1切割机原理切割机原理 在支承反作用力