均質(zhì)機(jī)

均質(zhì)是一種特殊的混合操作，包括粉碎、混合雙重作用。作用：

通過乳化均質(zhì)處理，使兩種通常不相容的液體進(jìn)行密切混合，使一種液體粉碎成為極細(xì)微?；蛐∫旱危稚⒃诹硪环N液體中，其產(chǎn)物為乳狀液。應(yīng)用：乳品、果汁、冰激淋等。

均質(zhì)及均質(zhì)操作的作用均質(zhì)的目的

(1)減緩混合液分離混合液中輕液（顆粒）有上浮并在表面形成一層乳脂層的傾向，利用此特性可以進(jìn)行牛乳分離。但果汁必須避免輕顆粒上浮分離。均質(zhì)是有效防止產(chǎn)品中輕顆粒上浮的基本方法。

(2)獲得穩(wěn)定的、液相均勻的產(chǎn)品均質(zhì)處理可使脂肪球的平均直徑縮小到原來的1/10，而脂肪球數(shù)則比未經(jīng)處理的乳液中多1000倍。脂肪球與乳液之間的總界面增加約100倍。在此情況下，分子和微小顆粒之間形成了一種粘合作用力，使微粒穩(wěn)定均勻地分散在液體介質(zhì)中，不發(fā)生分離，從而獲得穩(wěn)定的、液相均勻的液體混合物。(3)有利于消化和吸收

由于均質(zhì)后的脂肪球質(zhì)點(diǎn)很細(xì)小，與其他營養(yǎng)素混合時消化率可高達(dá)95%左右，因此有利于人體的消化和吸收。均質(zhì)前后的脂肪球一、均質(zhì)原理均質(zhì)機(jī)理（一）剪切學(xué)說（二）沖擊學(xué)說（破裂）（三）空穴學(xué)說目前均質(zhì)機(jī)工作過程機(jī)理有三種假說：（一）剪切學(xué)說流體在高速流動時，在均質(zhì)機(jī)頭隙縫處，產(chǎn)生剪切作用而均質(zhì)脂肪球通過三拄塞往復(fù)泵吸入泵體內(nèi)，從彈簧座的凹槽流向閥門時產(chǎn)生剪切作用閥門縫隙的寬度不超過0.1mm，通過此縫隙的流速為150--200m/s剪切作用顆粒高速度通過均質(zhì)頭中的窄縫時，由于渦流而對脂肪產(chǎn)生剪切作用，使脂肪球破碎一般：在縫隙中心處液體流速最大，在縫隙避面處液體流速最小速度梯度剪切力脂肪球破裂均質(zhì)均質(zhì)頭結(jié)構(gòu)（二）撞擊學(xué)說（破裂）三柱塞往復(fù)泵高壓作用，使液流中的脂肪球和均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊現(xiàn)象，使料液中的脂肪球碎裂撞擊學(xué)說高壓作用脂肪球與均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊脂肪球破裂均質(zhì)撞擊作用當(dāng)顆粒以高速度沖擊均質(zhì)閥時，使之破碎。高壓均質(zhì)機(jī)中前后設(shè)置兩個均質(zhì)頭進(jìn)行雙級均質(zhì)處理來提高均質(zhì)效果。（三）空穴學(xué)說高壓作用使料掖高速流過均質(zhì)閥縫隙處，造成相當(dāng)于高頻振動，在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使脂肪球碎裂空穴學(xué)說高壓液料高速流動高頻振動液料交替壓縮與膨脹引起空穴脂肪球破裂均質(zhì)空穴作用

液體靜壓能降至擴(kuò)散相的蒸汽壓力之下，在液體內(nèi)部產(chǎn)生局部瞬時真空，形成空穴現(xiàn)象，使顆粒爆裂而粉碎。二、高壓均質(zhì)機(jī)高壓均質(zhì)機(jī)利用高壓泵產(chǎn)生高壓，物料通過一級或幾級均質(zhì)閥后，實(shí)現(xiàn)物料均質(zhì)。

(一)主要結(jié)構(gòu)主要由泵體、均質(zhì)閥或安全閥、電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)與機(jī)架幾個部分組成。

高壓均質(zhì)機(jī)是由高壓泵和均質(zhì)閥組成的一種持殊形式的高壓泵。目前的高壓均質(zhì)機(jī)為同一類型的三柱塞往復(fù)泵。高壓泵和均質(zhì)機(jī)的差別在于排出口安裝的閥門不同，前者配安全閥，當(dāng)壓力過高時可使液體回到吸入口，后者配均質(zhì)閥，液體通過均質(zhì)閥后恢復(fù)至常壓。

均質(zhì)機(jī)19.6-25.4MPa

1、泵體泵體為一長方形，用不銹鋼塊鍛造，開有三個活塞孔，配有活塞及閥活塞為圓柱狀，不銹鋼制造，為防止液體泄漏及空氣滲入，采用墊料密封單作用泵工作時，流量有起伏，不均勻采用三柱塞泵時，流液量就克服了上述缺點(diǎn)，排液量也比較均勻。作用：是隨著柱塞往復(fù)運(yùn)動而周期的開啟和關(guān)閉，完成吸入和排出過程，實(shí)現(xiàn)對物料的輸送。2、泵閥（吸入閥和排出閥）大多數(shù)均質(zhì)機(jī)上配備雙級均質(zhì)閥，在第一級中，料液壓力為19.6-25.4MP.a,主要使脂肪球破碎，第二級料液壓力減為3.43MPa,主要使脂肪球均勻分散。閥和閥座采用耐磨合金鋼制造.三柱塞泵的特點(diǎn)是排液量比較均勻。(二)高壓均質(zhì)機(jī)的基本原理均質(zhì)機(jī)是基于對物料的擠壓、剪切、渦流、泄壓、空穴作用，從而達(dá)到顆粒減小、分散均勻的目的。均質(zhì)前脂肪球所受壓力為P0，流速為V0，通過均質(zhì)閥縫隙受到壓力為P1，使脂肪球在縫隙處先是被延伸，同時又存在著液流通過均質(zhì)閥時的渦動作用，使延展部分被剪切為更細(xì)小的脂肪球微粒又因?yàn)榱髁髦写嬖谥砻婊钚晕镔|(zhì)(含有的卵磷脂及膽堿的磷脂)，它圍繞在更細(xì)小時脂肪球微粒外層形成一種使這些微粒不再互相粘合的膜由這里不斷的離開，這時后面部分的脂肪滴還沒有流進(jìn)縫隙中來。當(dāng)它到達(dá)均質(zhì)閥活門縫隙處，因同樣的剪切作用繼續(xù)形成更細(xì)小的脂肪球微粒，并不斷地由此流去三、高剪切均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)2、原理3、特點(diǎn)工作時，轉(zhuǎn)子葉片高速回轉(zhuǎn)，在葉片作用下流入的液體通過窄小的縫隙，在很高的剪切力作用下破碎、分散、混合。(1)粒度可達(dá)到1μm以上；(2)穩(wěn)定性好；(3)能耗低，對材質(zhì)無特殊要求

分類工業(yè)中使用的高剪切均質(zhì)機(jī)可分為軸流式和徑流式。

1.軸流式高剪切均質(zhì)機(jī)軸流式剪切均質(zhì)機(jī)的流型如圖一所示。轉(zhuǎn)子由類似蝸輪的結(jié)構(gòu)組成，定子則沿軸向開有大小不同的孔。轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，均質(zhì)頭上下部位形成壓力差，流體從底部或頂部被不斷地吸入，經(jīng)過定子、轉(zhuǎn)子之間的間隙流至定子流道，并以極大的動能沖向上部折流板或容器底，流體被折回，返回均質(zhì)頭，由于料液不斷受到反復(fù)的強(qiáng)制循環(huán)，同時在均質(zhì)頭內(nèi)部受到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子間的強(qiáng)烈剪切作用，使料液在極短時間內(nèi)達(dá)到微粒化和均勻化。軸流式高剪切均質(zhì)機(jī)轉(zhuǎn)子的典型結(jié)構(gòu)如圖二所示，a型用于低粘度；b型用于高粘度。圖一軸流式高剪切均質(zhì)機(jī)流型圖圖二軸流式轉(zhuǎn)子示意圖(a)-為低粘度用(b)-為高粘度用2、膠體磨臥式膠體磨立式膠體磨

一、膠體磨主要由料斗、定磨盤和動磨盤、排料口和傳動機(jī)構(gòu)組成。按安裝方式可分為臥式膠體磨和立式膠體磨。膠體磨工作流程立式膠體磨臥式膠體磨定、動磨盤的錐度不同，間隙由大到小，可以調(diào)節(jié)。定、動磨盤之間間隙為0.5—1.5mm，動磨盤轉(zhuǎn)速3000～15000r/min。立式膠體磨用粘度為10Pa.s左右料液的均質(zhì)作業(yè)，臥式膠體磨多用于粘度較低的物料。膠體磨的特點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)比較簡單，操作方便，容易清洗②適用于粘度高的物料；③轉(zhuǎn)速高，要求動磨盤平衡性能好。膠體磨膠體磨與剪切均質(zhì)機(jī)都是以高剪切力為主，進(jìn)行乳化分散的乳化器，在果汁加工中使用較為廣泛。

(１)原理與結(jié)構(gòu)膠體磨如圖所示。定、轉(zhuǎn)子為同軸構(gòu)件，內(nèi)層轉(zhuǎn)子繞外層定子做相對高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，物料在自重力和螺旋斜齒的抽吸作用下被吸入分散和研磨區(qū)域，在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用下加下加速，由此產(chǎn)生的強(qiáng)剪切力而使物料分散、均質(zhì)和研磨。

膠體磨按照傳動軸的空間安裝位置可分為立式與臥式兩種。定、轉(zhuǎn)子是其主要部件，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般在1000～10000rpm，最高可達(dá)20000rpm。定轉(zhuǎn)子的工作表面可以是光滑的，也可以是齒面(直齒、斜齒、菱形齒），當(dāng)定子齒形傾角為900、、轉(zhuǎn)子齒形傾角在450～750時，分散效率最高，功耗最低。型號材質(zhì)粒度（um）生產(chǎn)率（L/h）動力（kw）定轉(zhuǎn)子直徑（mm）SSUS3041～530～10002.295LSUS3041～5100～72015178SLSUS3041～550～200022254(二)應(yīng)用膠體磨用于冰淇淋、煉乳和奶粉等乳制品的生產(chǎn)。用于煉乳的生產(chǎn)，目的是粉碎煉乳中的脂肪球，防止煉乳在貯藏期易于上浮成“脂肪游離”。對于高粘度物料，膠體磨更加適宜。經(jīng)加工后，組織狀態(tài)均勻且有光澤。如生產(chǎn)可可飲料。應(yīng)用膠體磨可用于冰淇淋、豆奶、煉乳的生產(chǎn)。安裝簡單，根據(jù)物料粘度大小，可選用泵、壓縮空氣、高位槽或其他技術(shù)裝備供料。膠體磨用于煉乳生產(chǎn)，目的是粉碎煉乳中的脂肪球，防止煉乳在貯藏期易于上浮成“脂肪游離”。與均質(zhì)機(jī)相比，膠體磨可把煉乳中的脂肪球粉碎得更小，一般不大于2μm，對防止“脂肪游離”有顯著效果。第五節(jié)靜態(tài)混合器一、靜態(tài)混合原理二、典型靜態(tài)混合器一、靜態(tài)混合原理靜態(tài)混合器定義：是一種借助于流體管路的不同結(jié)構(gòu)，得以在很寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行流體的混合，而又沒有運(yùn)動機(jī)械部件的流體管路結(jié)構(gòu)體；原理：液體在混合器內(nèi)的混合主要有層流混合和湍流混合兩種形式；二、典型靜態(tài)混合器典型靜態(tài)混合器臥式糖蜜連續(xù)稀釋器；立式糖蜜連續(xù)稀釋器；第六節(jié)捏和機(jī)一、捏和原理二、捏和機(jī)的分類三、典型捏和機(jī)一、捏和原理工作部件對物料進(jìn)行剪切、擠壓使其先局部混合再達(dá)到整體混合的過程叫捏合。捏合機(jī)用于一般粉體混合機(jī)和液體攪拌機(jī)不能加工的高粘度漿體或塑性固體的捏合，如面團(tuán)和蜂蜜等。這些物料的粘度高達(dá)2000Pa.s以上。流動性極差。此外，通常將工作部件對物料先是局部混合，進(jìn)而達(dá)到整體混合謂之捏合、揉合或調(diào)合。捏合機(jī)具有混合攪拌的功能，又具有對物料造成擠壓力、剪切力、折疊力等綜合作用，因此，捏合機(jī)的葉片格外堅(jiān)固，能承受巨大的作用力，容器的殼體也要具有足夠的強(qiáng)度和剛度。捏合機(jī)理，如前所述，主要有對流混合、擴(kuò)散混合和剪切混合，通常這三種混合過程同時并存，但以剪切混合為主。常用的捏合機(jī)有如下幾種：一、分批式捏合機(jī)（一）雙臂式捏合機(jī)（二）波尼式捏合機(jī)（三）行星式捏合機(jī)二、連續(xù)式捏合機(jī)二、捏和機(jī)的分類三、典型捏和機(jī)三、打蛋機(jī)(一)工作原理工作時，攪拌器高速旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)制攪拌，被調(diào)和物料充分接觸并劇烈摩擦，從而實(shí)現(xiàn)混合、乳化、充氣及排出部分水分的作用。(二)打蛋機(jī)結(jié)構(gòu)及主要零部件一般由攪拌器、容器、傳動裝置及容器升降機(jī)構(gòu)等組成。1、攪拌器(分為攪拌槳和攪拌頭)(1)攪拌漿鉤形攪拌槳、網(wǎng)形攪拌槳和鼓形攪拌槳(2)攪拌頭2、軸封(防止攪拌頭內(nèi)傳動機(jī)構(gòu)中的潤滑油漏入容器內(nèi))3、調(diào)和容器4、機(jī)座一、分批式捏合機(jī)

（一）雙臂式捏合機(jī)

（二）波尼式捏合機(jī)

（三）行星式捏合機(jī)

二、連續(xù)式捏合機(jī)

（一）可氏捏合機(jī)主軸上有斷開的螺旋，捏合機(jī)外殼內(nèi)壁有齒形凸起部分起增強(qiáng)捏合作用。軸封

（1）填料密封特點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)簡單

②成本低

③對軸磨損大

④摩擦功耗大

⑤需經(jīng)常調(diào)解泵軸泵殼密封填料(盤根)壓蓋機(jī)械密封

特點(diǎn)：

①密封可靠

②對軸無磨損