高压均质机分类及均质工作原理

/高压均质机分类及均质工作原理就原理来说，这些设备都是通过机械作用或流体力学效应造成高压、挤压冲击、失压等，使物料在高压下挤研，强冲击下发生剪切，失压下膨胀，在这三重作用下达到细化和混合均质的目的。按构造可将均质机分为：高压均质机、离心式均质机，机械式超声波均质机，磁控振荡式均质机，压电晶体振荡均质机，胶体磨均质机等。1.高压均质机的工作原理高压均质机是以物料在高压作用下通过特别狭窄的间隙（一般小于0.1mm），造成高流速（150～200m/s），使料液受到强大的剪切力，同时，由于料液中的微粒同机件发生高速撞击以及液料流在通过液滴均质阀时产生的漩涡作用，使微粒碎裂，从而达到均质的目的。（1）剪切学说剪切学说认为，流体在高压作用下高速流动，通过均质机的均质阀缝隙处，由于产生极大的速度梯度，在剪切力作用下使液滴碎裂，达到均质的目的。当液滴在高压下通过很小缝隙的入口时，液滴的速度为V0，压力为P0，通过缝隙时所受压力为P1，速度达到V2，在缝隙中心处的液滴流速up大，缝隙壁面的液滴小，很大的速度梯度引起的剪切力使液滴发生变形并分裂，达到均质效果。通常使用的高压均质机重要由高压泵与均质阀构成。物料被柱塞往复泵吸人泵腔中,在高压作用下的液滴通过高压泵排出管路上的均质阀，料液从阀芯与阀座形成的很小的缝隙中高速流过，—般缝隙宽度在0.1mm左右，流速高达150～200m/s。（2）撞击学说撞击学说认为，在高压作用下，流体中的液滴与均质阀发生高速撞击现象，从而使液滴分裂达到均质的目的。（3）空穴学说空穴学说认为，在高压作用下使料液高速流过缝款，从而产生了高频振动，引起了快速交替的压缩与能胀作用，在瞬间引起空穴现象，使液滴分裂，达到均质目的。2.高压均质机的结构和工作过程在食品工业中，广泛采纳的高压均质机是以三柱塞往复聚作为主体，并在泵的排出管路中安装双级均质阀头。高压均质机的结构重要由三柱塞往复泵、均质阀、传动机构及壳体等构成。机结构组合包括：操纵盘，传动机构，均质头，泵体，高压表，电动机，机座及外壳等。（1）三柱塞往复泵泵体结构：泵体为长方体，内有三个泵腔，活塞在泵腔内往夏运动使物料吸人，加压后流向均质阀。泵体与活塞通常用不锈钢制造，为防止液体泄漏及渗入空气，采纳填料密封装置，材料可用皮革、石棉绳及聚氟乙烯等。高压泵的每个泵腔内配有两个活阀，由予活塞往复运动更改腔内压力，使活阀交替地自动开启或关闭，以完成吸入与排出液料的功能。三柱塞泵共有6个活阀，其中吸入和排出阀各3个。均质阀可通过调整弹簧对阀芯的压力，以达到调整流体压力的目的。往复泵在活塞来回一次过程中，只吸入和排出液体各一次的泵称为单动泵。由于单动泵的吸人活阀和排出活阀均装在活塞的一侧，吸液时就不能排液，因此排液不连续,由于活塞由连杆和曲轴带动，活塞在左右两点之间的往复运动不是等速的，所以，排液量也就随着活塞的移动而有相应的起伏。为了改善单动泵的不均匀性，多采纳双动泵或三联泵。双动往复泵的工作原理在活塞两侧的泵体内部装有吸入阀和排出阀，无论活塞向哪一边运动，总有一个吸入阀和一个排出阀打开，即在活塞往复一次中，吸液和排液各进行两次，使吸入管路和排出管路总有液体流过，使送液连续，但流量曲线仍有起伏。为保持排出液的连续且均匀，通常采纳三联泵，三联泵的实质是三台单动泵并联构成，通常又称为三柱塞泵。（2）均质阀均质阀的工作原理：一般在均质操作中设有两级均质阀，第1级为高压流体，其压力高达20～25MPa，重要作用是使液滴均与分散，经过第1级后的流体压力下降至3.5MPa,第2级的重要作用是使液滴分散。由于高压物料的高速流动，阀座与阀芯（又称阀盘或均质头）的磨损相当严重，一般多用含有钨、铬、钻等元素的耐磨合金钢，并经过精细的研磨加工制造。3.高压均质机生产本领的计算高压均质机生产本领G可用下式计算：G=60rszn（m/h）。r为柱塞半径，m；s为柱塞冲程，m；z为柱塞个数；为柱塞往复次数，次/min；为工作体积的填料系数，一般为0.8～0.9、4.均质机操作注意事项（1）均质机不许空转，启动前要认真检查紧固件与连接件是否坚固牢靠。（2）启动前应先通冷却水，以保证柱塞工作过程中的牢靠冷却。（3）运转启动后，要渐渐调整至要求的工作压力，启动过程中排出的料液应回流的料腔，待压力达到要求的稳定值后才能排出产品。（4）设备使用