第四章 搅拌和均质机械

1. 第四章 搅拌和均质机械 第一节 液体搅拌器 第二节 粉料搅拌机 第三节 肉糜搅拌机 第四节 均质乳化机械 第五节 捏和搅拌机 第六节 奶油制造设备 第七节 碳酸化设备

2. 第一节 液体搅拌器 • 液体搅拌机有机械式、喷流式、喷气式等。 • 机械式最多，包括桨叶式、涡轮式、旋桨式、特种式（如行星式、鼠笼式等）等 。

3. 一、桨叶式搅拌器 • 用途： 粘稠性和一般液体的搅拌最常用。 • 桨叶： 尺寸有一定的要求，与桨叶型式、容器大小、液层高度、桨叶与容器底的距离等有关。一般转速20～80rpm，属低速搅拌，结构简单，搅拌效果显著。

5. 桨叶在轴上的固定方法： • （1）焊接法 制造方便，强度低，难拆卸，常用于直径小的容器。 • （2）螺钉连接法 桨叶与轴间有垫片，螺钉将桨叶固定在圆轴上。易拆卸，但易滑动，适于功率小的时候。 • （3）螺钉连接 但轴为方轴。防滑，固定较麻烦，方轴加工不便。 • （4）键连接 克服了以上缺点，故广泛采用。

6. 二、涡轮式搅拌器 • 特点： 1、适于搅拌多种物料，对中等粘度液体更有效； 2、效率高，能耗少； 3、有较高的局部剪切效应； 4、易清洗； 5、造价高。

7. 结构： 类似于桨叶式，但叶片多而短，属高速回转径向流动式搅拌机。可制成开式、半封闭式或外周套扩散环式等，叶片有平直、弯曲、垂直、倾斜等多种。叶片数一般4～6片，直径约为容器直径的1/3～1/5倍。转速400～2000转/分。

8. 原理： 类似于离心泵从蜗轮轴向吸液，径向高速甩出，以高速沿容器壁上升流动。

9. 三、旋桨式搅拌器 • 用途： 混合两种不相混合的液体制备乳浊液时（如油和水）常用，不适合粘稠液体搅拌。 • 注意： 1、螺母拧紧方向应与转向相反，以防松脱。 2、安装位置不同，液体的流动状态也不同。

10. 搅拌桨叶： 搅拌器和桨叶的形状如图，属高速搅拌（最大1500r/min），桨叶不宜过大，故用在小容器上。

11. 四、行星搅拌器 • 用途： 通过公转和自转形成复杂的涡流搅拌，得到较高的传热系数，在果酱制造和砂糖溶解时常装在夹层锅上，转速一般20～80rpm。

12. 1--皮带轮 2--动齿轮 3--桨叶 4--横杆 5--定齿轮 I、II---轴 图（1）为传动路线图，（2）为运动轨迹图。

13. 五、喷气式搅拌器 • 也称吹气式或气流式. • 原理，用空压机将气体吹入液体中，利用气体的激烈运动搅拌。

14. 两种类型： • 1、散布式，上方进气，底部的叶轮搅拌，吹入的气体变成气泡上升，液体由于气泡的泵送作用被吸上来，气体重新又从上方吹入液体内，更可提高搅拌效果。 • 2、气力扬升式：由上部吸入空气，在容器内使气泡上升进行搅拌作用。

15. 第二节 粉料混合机 • 粉料混合机常用的类别： • 固定容器式 靠容器内的搅拌器混合，包括卧式环带式、立式螺旋式、卧式螺旋式、叶片式、双螺旋式等； • 旋转容器式 靠容器的旋转使物料在自重下翻转运动混合，速度不快以免离心沾壁现象出现，包括水平转筒型、V型、对锥型、斜置转筒型等。

16. 一、卧式螺旋环带式混合机 • 属强制受力式，多用于大量粉粒物料中混入少量添加剂。 • 如饲料生产作微量元素添加剂预混料和配合饲料。

17. 结构： 由机体（底部为U形槽）、主轴、左右带状螺旋（转向相反）、传动部分等组成。

18. 主要参数： • 1、外层螺旋环带与壳底间隙一般2～5mm，预混合机<2mm。 • 2、主轴转速为20～50rpm。 • 3、沿壳底全长或壳长1/2～1/3处开出料门，以迅速卸料。

19. 二、立式螺旋式混合机 • 工作原理： 靠立式螺旋反复将主辅料向上输送，向下抛撒而进行混合。 • 特点： 配用动力与占地面积小，一次装料多，可减少调配次数。但混合时间长，残留物料多，适合中小机组。

20. 结构： 由圆锥形筒体、螺旋、减速机构、电机、进出料口等组成。 （1）立式混合机——左图 （2）立式行星混合机——右图

22. 三、旋转容器式混合器 • 按容器的形状分有圆筒、V型、对锥型、三维摆动型（如图）等多种。

23. 滚动式混合机

24. 三维运动混合机

26. 滚筒混料机——GZH25型滚筒式连续增湿混料机 • 用于粉状物料与液体的连续均匀混合。该机采用连续注入粉料、连续注入雾化液体到滚筒内计量加料方法实现对物料的初步混合；滚筒内一组高速旋转的叶片再对物料进行二次搅拌混合；滚筒旋转带动物料翻动对物料进行三次翻动混合。在这三种混合效果的作用下，物料被快速混合好。 • 特点：混合、分散效果好，调整方便，生产稳定的特点。还具有节省投资、降低能耗和生产成本及改善作业环境等。 • 用途：广泛在粉体化工、食品机械、饲料机械、磁性材料、电工瓷件、建筑陶瓷等行业使用。

27. 第三节 肉糜真空搅拌机 • 又称混合机，供肉糜在真空状态下混合用。 • 类型：按搅拌轴类型分——螺旋式、Z型轴式。 • 系统由真空搅拌机、肉车、提升机等组成。 • 一、 Z型轴真空搅拌机 • Z型轴真空搅拌机结构：由机架、缸体、搅拌桨、翻缸液压系统、传动系统、真空装置等组成。

28. 传动用双输出轴电机， • 1.前轴→弹性联轴器→齿轮减速器→链条 →搅拌轴1；在搅拌轴1的传动加多一对齿轮传动，带动搅拌轴2，故两轴转向相反。 • 2.后轴→弹性联轴器→液压油泵，通过油管、手动控制阀驱动翻缸动作。 • 3.桨叶与缸内壁间隙4毫米。 • 4.缸盖接管连接真空，手动气阀用于开盖前破坏真空状态。

29. 二、螺旋搅拌机 • 系统由真空搅拌机、肉车、提升机等组成。如图。

31. 第四节 乳化均质机械 • 乳化均质的作用： 1、改善口感，帮助消化。 2、破碎液滴或颗粒从而减少沉淀或上浮。 • 均质机的类别： 常见的有高压式、离心式、喷射式、超声波式、液力式、微射流式、陈氏均质机（泵）及胶体磨等。

32. 一、高压均质机 图为三柱塞式

33. 1、工作原理： • (一)剪切作用流体在高速流动时，在均质机头隙缝处，产生剪切作用而均质。阀门缝隙的高度不超过0.1㎜，通过此缝隙的流速为150～200m/s。 • (二)撞击学说 由于三柱塞往复泵的高压作用，使液流中的脂肪球和均质阀发生高速撞击现象，因而使料波中的脂肪球碎裂。 • (三)空穴学说 因高压作用,使料液高速流过均质阀缝隙处时，发生涡流运动，造成相当于高频振动的作用，料液在瞬间产生空穴现象。此时空穴中的压力很低，使物料中的水迅速汽化，当汽化的水受冷再次液化时，空穴消失使体积发生急剧变化而产生强大的震动，使料液的颗粒碎裂。

35. 2、结构： 由高压泵和双级均质阀两部分组成。 • 高压泵是同一类型的三柱塞往复泵，在排出口安装有安全阀，使泵保持恒定的压力和流量。高压喷雾干燥生产果汁粉和奶粉时采用这种高压泵。 • 在该机的料液排出口上安装双级均质阀，即高压均质机。

37. 传动

38. 3、排液量 • 单柱塞泵的波动不均匀，对压力喷雾和均质的工作都有影响。采用三柱塞泵时，三个柱塞泵在曲轴上互成120°角配置，每个柱塞各自按正弦曲线规律工作，排出液汇集在一个管道内，使排液量比较均匀。

39. 4、双级均质阀的结构： • 均质阀的阀杆和阀座都是采用钨、铬、钴等耐磨合金钢制造的。第一级和第二级的结构相似，都是通过旋转调节手柄而改变弹簧对阀杆的压力，从而调整流体的压力。

41. 实验型高压均质机

42. 四柱塞式均质机

43. 二、离心均质机 1、工作原理： • 主要是利用空穴作用均质的。由于离心机的高速旋转，产生很大的离心力，使流入的料液很快分成三部分。 • 以牛奶为例，比重最大的杂质被甩到四周，脱脂乳从上面排出，稀奶油被引入稀奶油室。稀奶油在此与一特殊的圆盘相遇，盘上有12个左右的尖齿，齿的前端边缘呈流线型后端边缘削平。此圆盘在稀奶油室中固定旋转，而稀奶油则以高速绕它旋转，在齿尖处不断出现紊流漩涡就产生一种空穴作用，在稀奶油室中脂肪球被打碎与脱脂乳一起流出。 • 当脂肪球被打碎的程度未达到要求时，可再回稀奶油室作进一步打碎。 • 当流出的均质乳中脂肪含量与流入的原乳中的脂肪含量相等时，说明离心式均质机已正常工作。由于工作中能使杂质分离，亦称净化均质机。

45. 2、特点： • A一台机器可以完成净化和均质，投资少； • B、均质非常均匀； • C、用同样流程可以分离稀奶油，不要求精密的均质阀头； • D、保养简单，控制方便。

46. 三、喷射式均质机 • 阀式均质机的生产能力有一定限制，活阀缝隙易堵塞, 均质机头易磨损，卫生处理不方便。喷射式均质机能改善阀式均质机的缺点。 • 操作原理： 利用蒸汽或压缩空气流来供给物料均质的能量，借高速运动的物料颗粒间相互碰撞或使颗粒与金属表面高速撞击，使颗粒粉碎成更细小的粒子，而达到均质的目的。

47. 喷射式均质机流程 微射流器

49. 左为生产用微射流器 • 右为逆冲微射流器

50. 四、超声波均质机 • 超声波是频率比人耳能听到的声波频率更高的声波，即频率大于16kHz的声波。利用超声波对料液进行复杂的搅拌作用，能使料液均质化。 • 超声波均质机是将频率为20--25kHz的超声波发生器放入料液中，或者使料液在高速流动过程中冲击机械元件产生超声波的办法进行均质。