食品混合机械与设备培训教学课件(共83张)

1、第六章 食品混合机械与设备第一节 概述一、混合基本知识1、混合混合是指使两种或两种以上不同物料互相混合，成分浓度达到一定程度均匀性的单元操作。混合操作所采用的设备因物料状态不同而异。对于低黏度液体，采用的是液体搅拌机械设备；对于粉料，所用的设备为混合器。介于两种状态之间的物料，既可用搅拌器，也可用混合器，但更经常使用的是捏合机。 第一节 概述一、混合基本知识2、捏合是指将含液量较少的粉体或高黏度物质和胶体物质与微量细粉末的混合物加工成可塑性物质或胶状物质的操作。典型的例子是用面粉加水等调和成面团、蛋糕糊及口香糖糕的制备等。捏合操作的实质是固体与液体的混合操作，所以，捏合操作有时也称为固液混合或

2、调和操作。捏合操作多用专门的捏合设备完成。由于捏合操作所处理的是流动性差的粉体或胶体物性的原料，并且要求得到的是均一的塑性体或高黏度浆体和胶体物，因此，捏合机的搅拌叶片要格外坚固，能承受巨大的作用力，容器的壳体也要具有足够的强度和刚度。第一节 概述一、混合基本知识3、均质也称匀浆，是一种使液体分散体系(悬浮液或乳化液)中的分散物(构成分散相的固体颗粒或液滴)微粒化、均匀化的处理过程，目的是降低分散物的尺寸，提高分散物分布的均匀性。狭义的均质仅指利用高压均质机对物料进行处理。除了高压均质机以外，胶体磨、超声波均质器(或称超声波乳化器)、高速搅拌器等都有均质功能。第一节 概述二、对混合均质机械的一

3、般要求混合物的混合均匀度高；物料在容器内的残留量少；均质物的颗粒微小，质地细腻；设备结构简单，坚固耐用，操作方便，便于检视、取样和清理；机械设备要防锈，耐腐蚀，容器表面光滑，工作部件能拆卸清洗；电机设备和电控装置应能防爆、防湿、防尘，符合环境保护和安全运行的要求。 第二节 搅拌机一、搅拌混合机理两种或两种以上不同组分构成的混合物在混合机或者料罐内，在外力作用下进行混合，从开始时的局部混合达到整体的均匀混合状态，在某个时刻达到动态平衡，之后，混合均匀度不会再提高，而离析和混合则反复交替他进行着。整个混合过程存在着三种混合方式：对流混合；扩散混合；剪切混合。第二节 搅拌机一、搅拌混合机理1、对流混

4、合也 称为体积混合或移动混合，对于不相溶组分，依靠搅拌装置的运动部件或重力，使物料各部分作相对运动。 其混合均匀程度并不太高，对粉料和液料都是如此。 由于混合机工作部件表面对物料的相对运动，所有粒子在混合机内从一处向另一处作相对流动，位置发生转移，产生整体的流动称为对流混合。第二节 搅拌机一、搅拌混合机理2、扩散混合对于互溶性组分如固体与液体，液体与气体，液体与液体组分等，在混合过程中，以分子扩散形式向四周作无规律运动，从而增加了两个组分间的接触面积和缩短了扩散平均自由程达到均匀分布状态。实际上完全不互溶组分是不存在的，在混合过程中有一个由对流混合到扩散混合的过渡，主要取决于分散尺度的大小。第

5、二节 搅拌机一、搅拌混合机理3、剪切混合主要因剪切力的作用（由于物料群体中的粒子相互间形成剪切面的滑移和冲撞作用），物料组分被拉成愈来愈薄的料层，使某一种组分原来占有区域的尺寸愈来愈小。对于高粘稠度流变物料如面团和糖蜜等，主要是依靠剪切混合，一般称为捏和。捏和机工作部件对物料产生的剪切力，使物料拉成愈来愈薄的料层，料层表面出现裂纹，产生层流流动，达到局部混合，谓之剪切混合。挤压膨化机和绞肉机中的物料在螺杆作用下也产生剪切混合。事实上，物料在混合机里往往同时存在着上述三种混合方式，单一的混合方式是少见的。但是常以其中的一种混合方式为主。 第二节 搅拌机二、搅拌目的和搅拌设备1、搅拌目的食品加工中

6、，搅拌主要用于以下方面：促进物料的传热，使物料温度均匀化；促进物料中各成分混合均匀；促进溶解、结晶、浸出、凝聚、吸附等过程进行；促进酶反应等生化反应和化学反应过程的进行。2、搅拌设备食品工业中典型的带搅拌器的设备有：发酵罐、酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。这些设备虽然名称不同，但基本构造均属于（液体）搅拌机。第二节 搅拌机三、搅拌机工作原理通过搅拌器，克服流体黏度阻力引起流体流动（包括整体流动和湍流），形成一定的流场，进行单一的动量传递或包括动量、热量、质量的传递及化学反应。不同的搅拌目的，要求不同的流场。不同的搅拌器，能提供不同的流场及不同的能量。牛顿流体动力粘度反映流体粘性，非牛顿流体表

7、观粘度与剪切力呈非线性变化（如剪切稀化）。第二节 搅拌机四、搅拌机结构第二节 搅拌机四、搅拌机结构主要由搅拌装置、轴封和搅拌容器三大部分组成。第二节 搅拌机四、搅拌机结构1、搅拌器又称搅拌桨，通过搅拌轴带动的运动使搅拌容器中的物料按某种特定的方式流动（流型），从而达到某种工艺要求。流型是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。2、搅拌容器也称搅拌槽或搅拌罐，是容纳搅拌器与物料在其内进行操作。食品搅拌容器，除保证具体的工艺条件外，还要满足无污染、易清洗等要求。大多数设计成圆柱形，底部成碟形或半球形，平底的很少见到，因为平底结构容易造成搅拌时液流死角，影响搅拌效果，同时也不利于料液的完全排放。根据工艺可

8、外加夹套、以蒸汽或水为介质控温。第二节 搅拌机四、搅拌机结构3、挡板侧挡板：宽度为容器的1/12-1/10，2-6块。使被搅拌物料上下轴向流动，防止容器内液体打旋。底挡板：安装在容器底部，促进固体悬浮。4、导流筒上下开口的圆筒、四周开有槽或孔，置于搅拌容器中心，起导流作用。5、轴封保证搅拌设备处于一定正压或真空状态，防止被搅物料溢出或杂质渗入。第二节 搅拌机四、搅拌机结构6、传动装置包括电动机、变速器、联轴器、轴承及机架等，赋予搅拌装置及其他附件运动的传动件组合体。作用是使搅拌轴以所需的转速转动，并保证搅拌轴获得所需的扭矩。要求传动链短、传动件少、电机功率小，以降低成本。第二节 搅拌机五、搅拌

9、器（一）搅拌器类型1、小面积叶片高转速运转的搅拌器，属于这种类型的搅拌器有涡轮式、旋桨式等，多用于低黏度的物料；2、大面积叶片低转速运转的搅拌器，属于此类型的搅拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高黏度的物料。第二节 搅拌机各种典型搅拌器型式如图。 搅拌器的分类按流体流动形态轴向流搅拌器径向流搅拌器混合流搅拌器按搅拌器叶片结构平叶折叶螺旋面叶按搅拌用途低粘流体用搅拌器高粘流体用搅拌器第二节 搅拌机五、搅拌器（二）搅拌器安装形式1、立式中心搅拌安装形式（1）特点是搅拌轴与搅拌器配置在搅拌罐的中心线上，呈对称布局，驱动方式一般为带传动或齿轮传动，或者通过减速传动，也有用电动机直接驱动。（2）功率与转速

10、搅拌器功率从0.1kW至数百千瓦。常用功率范围为 0.2-22kW。功率小于3.7kW的为小型，5.5-22kW为中型，大于22kW为大型。食品用搅拌设备多用中小型的搅拌器。转速低于100r/min的为低速型；100-400r/min 的为中速型；大于400r/min的为高速型。第二节 搅拌机五、搅拌器（二）搅拌器安装形式1、立式中心搅拌安装形式（3）挡板为了防止在搅拌器附近产生涡流回转区域，往往在立式容器的侧壁上装挡板。但用于食品料液搅拌的不多见，原因是由于清洗上的不方便。第二节 搅拌机五、搅拌器（二）搅拌器安装形式2、偏心式搅拌安装形式能防止液体打漩，效果与装挡板相近。中心线偏离容器轴线的

11、搅拌轴，会使液流在各点处压力分布不同，加强了液层间的相对运动，从而增强了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的改善。但偏心搅拌容易引起设备在工作过程中的振动，一般此类安装形式只用于小型设备上。第二节 搅拌机五、搅拌器（二）搅拌器安装形式3、倾斜式搅拌安装形式将搅拌器直接安装在罐体上部边缘处，搅拌轴斜插入容器内进行搅拌。对搅拌容器比较简单的圆筒形或方形敞开立式搅拌设备，可用夹板或卡盘与筒体边缘夹持固定。这种安装形式的搅拌设备比较机动灵活，使用维修方便，结构简单、轻便，一般用于小型设备上，可以防止打漩效应。第二节 搅拌机五、搅拌器（二）搅拌器安装形式4、底部搅拌安装形式将搅拌器安装在容器的底部。具有轴

12、短而细的特点，无需用中间轴承，可用机械密封结构，有使用维修方便、寿命长等优点。此外，搅拌器安装在下封头处，有利于上部封头处附件的排列与安装，特别是上封头带夹套、冷却构件及接管等附件的情况下，更有利于整体合理布局。由于底部出料口能得到充分的搅动，使输料管路畅通无阻，有利于排出物料。缺点是桨叶叶轮下部至轴封处常有固体物料黏积，容易变成小团物料混入产品中影响产品质量。第二节 搅拌机五、搅拌器（二）搅拌器安装形式5、旁入式搅拌安装形式搅拌器安装在容器侧壁。在同等功率下，能得到最好的搅拌效果。转速在360-450r/min之间。驱动方式有齿轮传动与带传动两种。主要缺点是轴封困难。第二节 搅拌机五、搅拌器

13、（二）搅拌器安装形式5、旁入式搅拌安装形式在不同旋桨位置所产生的不同流动状态。 （a）旋浆与容器中性线夹角=7-12度； （b），大于12度的流动状态； （c），旋浆与容器中心线垂直第二节 搅拌机五、搅拌器（三）搅拌液流型液体具有流动性和不可压缩性。流型：在叶轮（由叶片和回转轴等组成）的旋转作用下，把机械能传给液体，在叶轮附近区域的液流中造成涡动，同时产生一股高速射流推动液体沿着一定途径在容器内作循环流动。这种流动称为液体的“流型”。流型分类：可分为轴向流型、径向流型和因在容器侧壁加设挡板等阻挡物引起液流方向变化而形成的各种混合流型。影响因素：取决于搅拌方式、搅拌器、容器形式、挡板等的几何特征

14、，还有流体性质、转速等因素。液流的流型更取决于搅拌器叶片的几何形状和结构以及在容器内有无阻挡物等，而叶片的几何形状对流型的影响最大。 第二节 搅拌机五、搅拌器（三）搅拌液流型1、轴向流型液体从轴向进入叶片，从轴向流出。乳浊液和混浊液的制备常用轴向流型。推进式叶片旋转时，产生的流动状态不但有水平环流、径向流，而且也有轴向流动，其中以轴向流量最大，称为轴流型桨叶。轴向流型搅拌产生的流动方向（即是朝容器底还是朝容器口）与搅拌 轴的转向有关，所以在安装使用时有必要注意。第二节 搅拌机三、搅拌器（三）搅拌液流型2、径向流行流体从轴向进入叶轮，从径向流出。平直叶的桨叶式、涡轮式叶片，这种高速旋转的小面积桨

15、叶搅拌器所产生的液流方向主要为垂直于罐壁的径向流动。第二节 搅拌机三、搅拌器（三）搅拌液流型3、混合流型实际上，叶片造成的液流有三个分速度：轴向速度、径向速度和切向速度。其中轴向速度和径向速度对液体的搅拌混合起着主要作用。切向速度要加以抑制，常加挡板削弱切向流。第二节 搅拌机三、搅拌器（四）搅拌器选择一般选择搅拌时主要应从介质的黏度高低、容器的大小、转速范围、动力消耗以及结构特点等几方面因素综合考虑。也可以通过小型试验进行选择。通常可采用经验类比的方法，以某台实际使用的机型为参考，在相近的工件条件下进行类比选型。第二节 搅拌机三、搅拌器（四）搅拌器选择1、根据介质黏度高低选型是一种基本方法。随

16、着黏度增高，搅拌器选用顺序为旋桨式、涡轮式、桨式、锚式和螺带式等。搅拌器选择曲线1.锚式、螺带式；2.浆式；3.涡轮式；4.涡轮式、5.旋浆式；R1=1750r/min; R2=1150r/min; R3=420 r/min第二节 搅拌机三、搅拌器（四）搅拌器选择2、根据搅拌过程和目的选型根据搅拌过程和目的，对照搅拌器的流动效果作出判断选择。（1）低黏度均相液液混合操作混合，搅拌难度小，平桨式循环能力强，动力消耗少，最适用。平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混合。涡轮式动力消耗大，会增加费用。第二节 搅拌机三、搅拌器（四）搅拌器选择（2）分散搅拌操作涡轮式因具有高剪切力和较大循环能力，所以

17、最适用。其中平直叶涡轮剪切作用大于折叶和后弯叶的剪力作用，因此应优先选用。为了加强剪切效果，容器内可设置挡板。（3）有气体吸收的搅拌操作圆盘式涡轮：最合适。它剪切力强，圆盘下可存在一些气体，使气体的分散更平衡。开启式涡轮：不适用。平桨式及旋桨式：只在少量易吸收的气体要求分散度不高的场合中使用。第二节 搅拌机三、搅拌器（四）搅拌器选择（4）悬浮液搅拌操作涡轮式：使用范围大，其中以弯叶开启涡轮式最好。它无中间圆盘，上下液体流动畅通，排出性能好，桨叶不易磨损。桨式：速度低，只用于固体粒度小，固液相对密度差小、固相浓度较高、沉降速度低的悬浮液。旋浆式：使用范围窄，只适用于固液相对密度差小或固液比在5%

18、以下的悬浮液。对于有轴向流的搅拌器，可不加挡板。因固体颗粒会沉积在挡板死角内，所以只在固液比很低的情况下才使用挡板。第二节 搅拌机三、搅拌器（四）搅拌器选择（5）有结晶过程的搅拌操作小直径的快速搅拌器：如涡轮式，适用于微粒结晶。大直径的慢速搅拌器：如桨式，用于大晶体的结晶。第二节 搅拌机三、搅拌器（五）搅拌器形式和使用条件第三节 混合机 混合机目的是使两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，成为组分浓度均匀的混合物。 食品工业中，混合机应用于谷物混合、粉料混合、面粉中加辅料与添加剂、干制食品中加添加剂与调味粉及速溶饮品的制造等操作中。 在混合机内，大部分混合操作都同时存在对流、扩散和剪切三种混合

19、方式，但由于机型结构和混合料物性方面的不同，往往是某一种混合方式起主导作用。 混合机通常可按混合容器的运动状态分为容器固定式和容器回转式两大类。 第三节 混合机 经过充分混合后，混合物为无秩序的、不规则排列的随机完全混合状态。受物料特性（包括颗粒大小、形状、密度、附着力、表面粗糙度、流动性、含水量和结块性等）和搅拌方式的影响。 由混合特性曲线可以看出固体混合过程分为三个阶段：（1）初始阶段对流混合为主，离析作用不明显。（2）混合均匀阶段对流混合和扩散混合共同作用。（3）平衡阶段达到动态平衡。第三节 混合机 混合均匀程度是衡量混合机性能好坏的主要技术指标之一。通常用混合物中定量统计组分含量的变异

20、系数CV（%）来衡量。 在混合物内任意处的随机取样中，同一种组分的摩尔分数应该接近一致。 从混合机中取n个样品，每个样品中定量统计组分的摩尔分数分别为X1、X2XN，当测定次数为有限次数n时，定量统计组分摩尔分数的算术平均值为： 标准偏差为： 变异系数为： 混合物的变异系数愈大，则混合均匀程度愈差。 第三节 混合机一、旋转容器式混合机 （一）工作原理 物料随着容器旋转依靠自身的重力形成垂直方向运动，物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而达到混合目的。 容器内一般没有搅拌工作部件，如果安装搅拌器件，则可以缩短混合时间。 容器的形状有多种，常以容器形状命名V形、对锥式、倾

21、筒式混合机等。 是间歇式混合机，装卸物料时需要停机。易控制混合质量，可适应粉粒物料配比经常改变操作要求，因此适用于小批量多品种的混合操作。 容器的回转速度不能太高，否则会因离心力过大，物料紧贴容器内壁固定不动，无法进行混合。 这种混合机可以达到很高的混合均匀度，没有残留现象，但所需的混合时间长。 容器的物料装填率因容器形状不同而异，但一般不得超过容器有效容积的60。第三节 混合机一、旋转容器式混合机 （二）旋转容器式混合机类型 1、圆筒型混合机 水平回转筒式混合机：最基本的旋转混合机，以径向重力扩散为主、轴向对流很小。装料量仅为圆筒容积的30%；否则，在筒内的物料可能会和圆筒一起回转，影响混合

22、效果，故不能无法多装料。位于圆筒两端的物料不能充分混合，形成混合死角。混合时间长、混合效果不理想。（a）水平圆筒混合机第三节 混合机一、旋转容器式混合机 1、圆筒型混合机 倾斜回转筒式混合机：圆筒轴线与旋转轴线呈14-30的夹角，使物料受到倾斜作用发生水平移动，从而产生上、下、左、右的交叉混合，流型复杂，混合量可达60%。克服了水平式的缺点，混合效果较好。 轮筒型混合机：转筒变轮筒、结合倾斜安装，消除流动死角，使混合效果佳；但容器小、悬臂有运动弯矩。（b）倾斜圆筒混合机第三节 混合机一、旋转容器式混合机 2、双锥型混合机 双锥型混合机是由两个锥筒和一段短柱筒焊接而成，圆锥角呈60角和90角两种

23、型式。 以扩散和剪切混合为主。 物料做上、下滚落运动的同时，产生良好的轴向移动（横流效应）。 特点：对流动性好的物料混合较快、功耗低，转速520r/min，混合时间520min，混合量50%-60%。第三节 混合机一、旋转容器式混合机 3、V型混合机（双联混合机） 容器由两个圆筒呈V形焊合而成，夹角范围在 60-90之间。 工作时要求主轴平衡回转，装料量为两个圆筒体积的20-30。其转速很低，为6-25r/min。 常用来混合多种粉料以构成混合物，若在筒内安装搅拌叶轮，可用来混合凝聚性高的食品。 第三节 混合机一、旋转容器式混合机 3、V型混合机（双联混合机） 结构：容器是两端圆筒以互成一定角

24、度的V型连接，夹角为:6090之间，连接处切面与回转轴垂直，容器与回转轴非对称布置，两个料筒不等长（以便有效扰乱物料在混合室的运动状态，增大“紊流”程度），利于物料混合。 特点：混合量较少（两个圆筒体积的1030），转速很低（625r/min），混合时间较短（约4min），混合效果好。 常用于混合多种干粉物料。若安装搅拌叶轮，可用于混合凝聚性高的物料。第三节 混合机一、旋转容器式混合机 4、正方体型混合机 旋转容器为正方体，旋转轴线为正方体对角线相连。 混合过程中有离心力作用下的重力翻转（上、下）运动。也有混合室底线的角度不断变化，致使的物料轴向移动。形成剪切、滑移、翻转运动。 因容器沿对角线

25、转动，没有死角产生，混合速度快。 与V型混合机、双锥式混合机相比，正方体型混合机混合性能好、但生产能力小。正方体型混合机第三节 混合机一、旋转容器式混合机 5、三维运动混合机 容混合器做平移、转动和翻滚等复合运动（即有自传、又有公转），使物料受到交替脉冲而产生沿筒体环向、径向和轴向的三维运动，从而实现物料的相互流动、扩散、集聚。 第三节 混合机一、旋转容器式混合机 5、三维运动混合机 由于混合桶体具有多方向运转动作，使各种物料在混合过程中，加速了流动和扩散作用，同时避免了一般混合机因离心力作用所产生的物料比重偏析和积累现象，混合无死角，能有效确保混合物料的最佳品质。 筒体装料率大，最高可达85

26、%（普通混合机仅为40%-60%），效率高，混合时间短；混合率达99.9%以上，是目前各种混合机中的一种较理想产品。第三节 混合机二、固定容器式混合机 是工作时容器固定不动，内部安装有旋转混合部件。旋转件大多为螺旋结构。以对流混合作用为主，适用于物理性质差别及配比差别较大的散料混合。固定容器式混合机的操作方式有间歇与连续两种，依生产工艺而定。 第三节 混合机二、固定容器式混合机 1、螺带式混合机 转子呈螺带状的混合设备，主要利用螺带产生的剪切作用进行物料混合。 根据螺带个数分为：单螺带混合机和多螺带混合机。 低转速的宽边螺带混合机以对流混合为主，高转速的狭边螺带混合机以剪切和扩散混合为主。第三

27、节 混合机二、固定容器式混合机 1、螺带式混合机 （1）工作原理 当螺带旋转时，螺旋推力推动与其接触的物料沿螺旋方向移动。因物料间摩擦力作用致使物料翻滚，因轴向推动力致使螺带上部和四周物料左右移动。 单螺带混合机主要是物料径向混合（上下翻滚），轴向分布作用弱，混合效果较差。 多螺带混合机除物料径向混合（上下翻滚）外，还有内外螺带使物料作方向相反的轴向往复移动，且螺带半径不同的搅拌更有利于径向混合作用。 第三节 混合机二、固定容器式混合机 1、螺带式混合机 （2）特点 结构简单、混合性能好、能耗低、装料系数大，操作维修简便，适用范围广。 螺带混合机转速20-60r/min，混合量45%-60%。

28、混合过程有一定打断、磨碎作用，容器两端有死角。 适用于易离析的物料、稀浆体和流动性差的粉体物料混合，不适用于易碎的粉体物料混合。第三节 混合机二、固定容器式混合机 2、桨叶式混合机（瞬间失重粒子混合机） （1）工作原理 混合时，机内物料在桨叶作用下作上抛运动，形成对流混合。两轴桨叶交叉处形成失重区，使物料翻滚、剪切，形成剪切、扩散混合。 物料在桨叶作用下既有圆周远动，又有轴向运动，形成全方位混合。 该机主轴设有两种转速，高速用于混合、低速用于出料，可以直接带料启动混合机。第三节 混合机二、固定容器式混合机 2、桨叶式混合机 （2）特点 设备混合性能好、速度快、装料系数大，但清洗困难，适用于品种

29、少、数量大的物料混合。 可用于20-400目的干燥非黏性粉粒体混合，也可用于密度、粒径差异大的物料混合，且不易产生偏析现象；还可用于固液混合，喷液量不超过15%。 第三节 混合机二、固定容器式混合机 3、犁刀式混合机 是一种湍流式混合设备。 （1）工作原理 混合时，犁刀适当的转速转动、飞刀高速旋转。 物料受犁刀作用而抛起，一部分物料沿圆筒壁做圆周运动，另一部分物料被抛向筒体中心或沿犁壁法线向筒体两端飞散，进行浮游式混合。 同时，物料被飞刀高速剪碎和强烈扩散，进行剪断式混合。 因此，物料在混合器内的运动轨迹纵横交错、互相撞击，产生强烈的涡流，短时内混合均匀。第三节 混合机二、固定容器式混合机 3

30、、犁刀式混合机 （2）特点 适用于32-840um的物料混合。在物料组份1:10000内能均匀混合。 能适应组分粒径、密度差异较大的物料混合，且混合时间短。 具有混合和分散的双重作用，不但适用于完全粉料组分的混合，而且可用于添加少量液体成分的粉料混合，其混合强度可通过调整转子转速、浆叶数量和浆叶倾角等来实现。 还可用于颗粒料的混合，但转子速度不宜过高。第三节 混合机二、固定容器式混合机 4、立式螺旋混合机 （1）垂直螺旋混合机 物料计量后进入加料斗，在立式容器内垂直的螺旋搅拌器将物料从底部提升到上部，被甩料板将物料抛洒四周，然后落到锥筒底部又继续被垂直提升，从而混合后由卸料口排除。 第三节 混

31、合机二、固定容器式混合机 4、立式螺旋混合机 （1）垂直螺旋混合机 一般混合1015min, 主轴转数为200300r/min，螺旋直径 d=(0.25-0.3)D, 螺旋叶片和内套筒3内表面之间的间隙为10mm，料筒高H=（25）D，螺距s=(180-2O0)mm。 该混合机的特点是配用动力小，占地面积少，一次装料量多，调批次数少，每批料混合时间长，腔内物料残留量较多。第三节 混合机二、固定容器式混合机 4、立式螺旋混合机 （2）立式行星混合机 混合容器呈圆锥形，锥角34-40。 粉体物料或颗粒物料采用实体面型螺旋，膏状或密度差异大的物料采用带式螺旋、内外带式螺旋转动使物料相对上下运动。 螺

32、旋沿锥壁公转，致使物料做圆周运动；同时，自传离心力作用使螺旋柱面内的部分物料流向锥筒中心，且自转导致物料自锥底沿螺旋面上升，上升物料受自身重力下落。 第三节 混合机二、固定容器式混合机 4、立式螺旋混合机 （2）立式行星混合机 螺旋自转、公转复合运动使物料产生对流、剪切和扩散混合，以扩散混合为主。 物料形成复杂的涡旋运动，混合均匀。 臂带动混合螺旋以23r/min绕中心轴旋转，同时，螺旋又以6090r/min的速度自转。机壳外壁可以加水套以加热或冷却腔内物料。 行星混合机混合速度快、混合效果好，适用于高流动性及黏性粉料，不适用于易碎物料混合（因螺旋搅拌器与内壁间隙小、容易磨碎物料）。 第四节

33、均质机 一、均质机作用与目的均质是一种特殊的混合操作，包括粉碎、混合双重作用。用于乳品、果汁、冰激淋等。1、作用通过均质处理，使两种不相容的液体进行密切混合；或使一种液体粉碎成为极细微粒或小液滴，分散在另一种液体中，获取粒度很小且均匀一致的乳状液液相混合物。2、目的(1)减缓混合液分离。(2)获得稳定、均匀的产品。(3)有利于消化和吸收。第四节 均质机 一、均质机作用与目的3、作用通过均质处理，使两种不相容的液体进行密切混合；或使一种液体粉碎成为极细微粒或小液滴，分散在另一种液体中，获取粒度很小且均匀一致的乳状液液相混合物。分类：按工作原理和构造，均质机可分为机械式、喷射式、离心式和超声波式以

34、及搅拌乳化机，其中以机械式均质机应用最多。机械式均质机主要采用剪切力使料液中的微粒或液滴破碎和混合，它又可分为胶体磨和均质机两种。第五节 均质机 二、高压均质机（一）均质机理 首先使料液获得高压能，液体的高压能在机内转化为动能，使料液中的分散物受到流体力学上的剪切作用、空隙作用和撞击作用而得到破碎。 1、剪切学说 流体在高速流动时，在均质机头隙缝处，产生剪切作用而均质。 一般在缝隙中心处液体流速最大，在缝隙壁面处液体流速最小。 速度梯度剪切力脂肪球破裂均质。2、撞击学说（破裂） 三柱塞往复泵高压作用，使液流中的固体微粒和均质阀发生高速撞击现象，使料液中的固体微粒碎裂。撞击学说 高压作用 脂肪球

35、与均质阀发生高速 撞击脂肪球破裂均质撞击作用：当颗粒以高速度冲击均质阀时，使之破碎。高压均质机中前后设置两个均质头进行双级均质处理来提高均质效果。 3、空穴学说 高压作用使料液高速流过均质阀缝隙处，造成相当于高频振动，在瞬间引起空穴现象，使脂肪球碎裂。空穴学说 高压液料高速流动 高频振动 液料交替压缩与膨胀 引起空穴 脂肪球破裂均质空穴作用：液体静压能降至扩散相的蒸汽压力之下，在液体内部产生局部瞬时真空，形成空穴现象，使颗粒爆裂而粉碎。均质前后的脂肪球第五节 均质机 （二）高压均质机结构 利用高压泵产生高压，物料通过一级或几级均质阀后，实现物料均质。 主要由柱塞式高压泵和均质阀两部分构成。有时

36、也称为高压均质泵。第五节 均质机 （二）高压均质机结构1、高压柱塞泵柱塞泵可分为单柱塞泵和多柱塞泵。在高压均质机中均有使用。单柱塞泵输出的波动性，因而它多用于实验规模的小型高压均质机。第五节 均质机 （二）高压均质机结构1、高压柱塞泵生产规模的均质机使用的是多柱塞泵，目前以流量输出较为稳定的三柱塞泵用得最多。高压均质机也有采用多达六七个柱塞的高压柱塞泵，流量输出更为稳定。高压均质机的最大工作压强是其重要性能之一，主要由其结构强度及所配备的电机功率所规定。不同均质机的最大工作压强可有很大差异，一般在7.0-104MPa 之间。第五节 均质机 （二）高压均质机结构2、均质阀 均质阀与高压柱塞泵的输

37、出端相连，是对料液产生均质作用、对压强进行调节的部件。 包括：阀座、阀芯和均质环，有单级和双极两种。第五节 均质机 （二）高压均质机结构（1）均质阀工作原理 当流体压入均质阀并冲向阀芯，通过一个由阀座与芯构成的狭窄的缝隙时，流体发生由高压、低流速向低压、高流速的能量转化，并产生空穴作用。 自缝隙出来的高速流体最后撞在外面的均质环（也称撞击环）上，使已经碎裂的粒子进一步得到分散作用。第五节 均质机 （二）高压均质机结构（1）均质阀工作原理流体经过均质阀的压强变化Prrir0阀芯阀座原料液流体压强曲线图 均质阀中流体压强变化ri：阀座内径；r0：阀座外径；p：压强 第五节 均质机 （二）高压均质机结构（2）单级均质阀 压强的大小一般是靠手轮对弹簧的压缩程度来调节的。 弹簧力作用下的阀芯，只有当流体获得足以与弹簧力相抗衡的压力条件下，才能被顶开并让流体通过缝隙而产生均质作用。 单级均质阀只在实验规模的均质机上采用。