第五節(jié)食品微粒化設(shè)備

一、高壓均質(zhì)機(jī)(High-pressurehomogenizer)均質(zhì)是指借助于流動中產(chǎn)生的高壓、剪切力、撞擊力和空穴振動，將物料細(xì)化和均勻混合。均質(zhì)機(jī)按構(gòu)造分類有高壓均質(zhì)機(jī)，離心均質(zhì)機(jī)，超聲波均質(zhì)機(jī)等。(一)高壓均質(zhì)機(jī)工作原理1.剪切作用2.撞擊學(xué)說3.空穴學(xué)說

1/17/20231高壓均質(zhì)機(jī)工作原理11/17/20232高壓均質(zhì)機(jī)工作原理21/17/20233均質(zhì)前后的脂肪球1/17/20234（二）高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)特點1.泵體結(jié)構(gòu)及特點（1）結(jié)構(gòu)三級柱塞往復(fù)泵雙級均質(zhì)閥

1/17/202351/17/20236

工業(yè)用高壓均質(zhì)機(jī)1/17/20237高壓均質(zhì)機(jī)基本結(jié)構(gòu)1-控制面板2-傳動裝置3-均質(zhì)閥4-氣缸組

5-壓力表6-電機(jī)7-機(jī)殼

1/17/20238結(jié)構(gòu)：三級柱塞往復(fù)泵+均質(zhì)閥均質(zhì)機(jī)的結(jié)構(gòu)1/17/20239高壓泵

1-進(jìn)料腔2-吸入活門3-活門篩4-排出活門5-泵體6-冷卻水管7-柱塞8-填料9-墊片

1/17/202310均質(zhì)機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動示意圖12/29/202211均質(zhì)閥閥工作作原理理1-閥座2-閥芯3-擋板環(huán)環(huán)4-彈簧5-調(diào)調(diào)節(jié)手手柄6-第第一級級閥7-第第二級級閥12/29/20221212/29/202213（2））特特點點①泵體體為為一一長長方方形形，用用不不銹銹鋼鋼塊塊鍛鍛造造，，其其中中開開有有三三個個活活塞塞孔孔，，配配有有活活塞塞及及閥閥。。②活塞塞為為圓圓柱柱狀狀，，也也是是不不銹銹鋼鋼制制造造，為為防防止止液液體體泄泄漏漏及及空空氣氣滲滲入入，，采采用用墊墊料料函函密密封封，，其其材材料料可可用用皮皮革革、、石石棉棉繩繩，，近近來來也也可可采采用用聚聚四四氟氟乙乙烯烯。。③每每個個泵泵腔腔配配有有兩兩只只活活閥閥，，在在液液體體壓壓力力作作用用下下自自動動開開啟啟或或關(guān)關(guān)閉閉。。減減壓壓時時在在彈彈簧簧或或閥閥體體重重力力作作用用下下自自動動關(guān)關(guān)閉閉或或開開啟啟，，共共有有六個活閥閥，其中吸吸入活閥閥三個，，壓出活活閥三個個。12/29/202214④雙級均質(zhì)質(zhì)閥：在第一一級中，，流體壓壓力為20-60MPa，主主要使脂脂肪球破破碎，第第二級流流體壓力力減到20MPa以下下，主要要使脂肪肪球均勻勻分散。⑤三柱塞泵泵之特點，，已知每每個泵缸缸配有兩兩只活閥閥，為了了充分利利用柱塞塞兩邊的的空間，，使往復(fù)復(fù)泵做成成雙動的的。但是是雙動泵流流量曲線線還是起伏伏不均勻勻，活塞塞運(yùn)動的的速度是是按正弦弦曲線變變化，活活塞在極極左端時時(0o)，和極極右端時時(180o)其速度度為零，，當(dāng)曲柄柄耗角在在90o及270o時，活塞塞的速度度為最大大。可見見單作用用泵工作作時，流流量有起起伏，不不均勻。。采用三柱塞泵泵時，排掖掖量就克克服了上上述缺點點，排掖掖量也比比較均勻勻。12/29/202215應(yīng)用不同同均質(zhì)壓壓力的產(chǎn)產(chǎn)品舉例例12/29/202216二、其它均均質(zhì)機(jī)(一)噴射射式均質(zhì)機(jī)機(jī)

(Ejectionhomogenizer)1.操作作原理它是利用蒸蒸汽或壓縮縮空氣流來來供給物料料均質(zhì)的能能量，借高高速運(yùn)動的的物料顆粒粒間相互碰撞或使顆粒與與金屬表面面高速撞擊，使顆粒粉粉碎成更細(xì)細(xì)小的粒子子而達(dá)到均均質(zhì)的目的的。12/29/202217噴射式均質(zhì)質(zhì)機(jī)流程圖圖1-過濾器2-蒸汽加熱器器3-噴嘴4-160號篩網(wǎng)5-泵6-貯槽7-貯槽8-混合室9-預(yù)熱器12/29/202218(二)離離心式均質(zhì)質(zhì)機(jī)(Anticyclonehomogenizer)(1)在在同一臺設(shè)設(shè)備內(nèi)，一次操作即即可完成凈凈化和均質(zhì)質(zhì)，耗電為凈凈化和均質(zhì)質(zhì)兩臺設(shè)備備聯(lián)合的30％，投投資費(fèi)用大大大低于凈凈化和均質(zhì)質(zhì)機(jī)。(2)均均質(zhì)度非常常均勻一致致，也不必必像閥式均均質(zhì)機(jī)那樣樣要精密閥閥頭。(3)可可用同樣機(jī)機(jī)器同樣流流程來分離離稀奶油，，在同樣的的設(shè)備和流流程中，用用來凈化消消毒乳。(4)保保養(yǎng)簡單，，控制方便便。12/29/202219離心凈乳機(jī)12/29/202220離心均質(zhì)質(zhì)機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓12/29/202221(三)超超聲波波均質(zhì)機(jī)機(jī)(Ultrasonichomogenizer)超聲波均均質(zhì)機(jī)是是將頻率為20-25KHz／s的超聲聲波發(fā)生生器放入入料液中中，或者使使料液在在高速流流動過程程中，由由于超聲聲波在料料液中進(jìn)進(jìn)行復(fù)雜雜的攪拌拌作用使使料液均均質(zhì)化，，稱為超超聲波均均質(zhì)機(jī)。。12/29/202222機(jī)械式超超聲波原原理及發(fā)發(fā)生器圖圖12/29/202223工作原原理是利用用聲波波和超超聲波波都同同樣是是縱波波，遇遇到物物體時時，就就起了了迅速速交替的的壓縮縮和膨膨脹作用。。當(dāng)處在在膨脹脹的半半個周周期內(nèi)內(nèi)，料料液受受到拉拉力，，料液液中任任何氣氣泡也也將膨膨脹；；而在在壓縮縮的半半個周周期內(nèi)內(nèi)，此此氣泡泡將收收縮。。當(dāng)壓力力變化化幅度度很大大時，，若壓壓力振振幅低低于外外壓，，被壓壓縮的的氣泡泡就急急速崩崩潰，，料液液中就就出現(xiàn)現(xiàn)真空的的“空空穴””現(xiàn)象象，這種種空穴穴現(xiàn)象象的出出現(xiàn)，，又隨隨著振振幅的的變化化和隨隨著瞬瞬間外外壓不不平衡衡而消消失，，在空空穴消消失的的瞬間間，在在液體體的周周圍引引起非非常大大的壓壓力和和溫度度增高高，起起到非非常復(fù)復(fù)雜而而強(qiáng)有有力的的機(jī)械械攪拌拌作用用，達(dá)達(dá)到均均質(zhì)的的目的的。“空穴穴”現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生在在密度度差的的界面面上，，超聲聲波會會發(fā)生生反射射，在在這種種反射射聲壓壓的界界面上上也產(chǎn)產(chǎn)生激激烈的的攪拌拌。12/29/202224四、膠體磨磨(Colloidalmill)1.結(jié)構(gòu)及及工作原理理常用的膠體體磨主要有有以下幾部部分組成：進(jìn)料斗、外外殼、定盤盤(定子子)、動盤盤(轉(zhuǎn)子子)、電機(jī)機(jī)、調(diào)節(jié)裝裝置和底座座等，膠體磨有臥臥式和立式式兩種形式式。定盤和動盤盤之間的間間隙一般為為50-150um，依靠動盤盤的水平位位移來調(diào)節(jié)節(jié)。動盤的的轉(zhuǎn)速為3000-15000rpm。12/29/202225立式式臥式式12/29/20222612/29/20222712/29/202228工作原理物料通過動、、定盤形成的的間隙時，由由于轉(zhuǎn)子高速速旋轉(zhuǎn)，附于轉(zhuǎn)子面上上的物料速度度最大，而附附于定子面上上的物料速度度為零。其間產(chǎn)生急劇劇的速度梯度度，從而物料料受到帶齒溝溝的動、靜磨磨盤相對轉(zhuǎn)動動產(chǎn)生的剪切力、推力力、摩擦力、、加速力，壓壓力波和空化化作用等，造成流體體動力的沖擊擊將原料破碎碎成細(xì)小的微微粒。12/29/202229定盤、、動盤盤定、動動盤均均為不不銹鋼鋼件。。熱處理理后的的硬度度要求求達(dá)到到HRC70。。動盤的的外形形和定定盤的的內(nèi)腔腔均為為截錐錐體，，錐度為為1：：2.5。工作表表面有有齒，，齒紋紋按物物料流流動方方向由由粗到到細(xì)排排列，，并有有一定定的傾傾角。這樣樣，由由齒紋紋的傾傾角、、齒寬寬、齒齒間間間距以以及物物料在在空隙隙中的的停留留時間間等因因素決決定物物料的的細(xì)化化程度度。齒的作作用主主要是是形成成多條條鋒利利的刃刃口，，提高高對物物料的的剪切切、研研磨作作用，，加速速乳化化過程程。另外，，齒還還可將將磨好好的物料流流利地地排出出。12/29/202230調(diào)節(jié)裝裝置膠體磨磨根據(jù)據(jù)物料料的性性質(zhì)、、需要要細(xì)化化的程程度和和出料料等因因素進(jìn)進(jìn)行調(diào)調(diào)節(jié)。。調(diào)節(jié)時時，可可以通通過轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動調(diào)調(diào)節(jié)手手柄，，由調(diào)調(diào)整環(huán)環(huán)帶動動定盤盤軸向向位移移而使使空隙隙改變變。若若需要要大的的粒度度比，，調(diào)整整定盤盤往下下移，，定盤盤向上上移則則為粒粒度比比小。。一般般調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)范范圍圍在在0.005-1.5mm之之間間。為避避免免無無限限度度地地調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)而而引引起起定定、、動動盤盤相相碰碰，，在在調(diào)調(diào)整整環(huán)環(huán)下下方方設(shè)設(shè)有有限限位位螺螺釘釘，，當(dāng)當(dāng)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)環(huán)環(huán)頂頂?shù)降铰萋葆斸敃r時便便不不能能再再進(jìn)進(jìn)行行調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)。。12/29/2022312.膠膠體體磨磨和和均均質(zhì)質(zhì)機(jī)機(jī)比比較較（1））膠體體磨磨和和均均質(zhì)質(zhì)機(jī)機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不同同，，但但微微粒?；瘷C(jī)機(jī)理理上上相相同同都是是通通過過一一定定方方法法造造成成微微粒粒化化作作用用區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)的的速速度度梯梯度度變變化化和和剪剪切切力力。。（2））耗能能性性質(zhì)質(zhì)不不同同高壓壓均均質(zhì)質(zhì)機(jī)機(jī)是是利利用用通通過過均均質(zhì)質(zhì)閥閥間間隙隙的的壓壓力力降降來來維維持持這這種種速速度度梯梯度度和和剪剪切切力力，，直直接接消消耗耗的的是是壓壓力力能能；；而而膠膠體體磨磨則則是是利利用用兩兩盤盤面面間間的的相相對對運(yùn)運(yùn)動動來來維維持持盤盤面面間間隙隙中中的的速速度度梯梯度度和和剪剪切切力力，，直直接接消消耗耗的的是是動動能能。。因因此此膠膠體體磨磨也也可可稱稱為為““轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子——定定子子””均均質(zhì)質(zhì)機(jī)機(jī)。。12/29/202232（3）所處理物