1、食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备第七章 混合机械与设备l混合及其设备混合及其设备l均质及其设备均质及其设备第一节第一节 液体混合机械与设备液体混合机械与设备第二节第二节 固体混合机械与设备固体混合机械与设备第三节第三节 固液混合机械与设备固液混合机械与设备第四节第四节 气液混合机械与设备气液混合机械与设备l本章小结本章小结 思考题思考题 自测题自测题食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l混合及其设备n混合混合是指使两种或两种以上不同物料在外力作用下互相混合，是指使两种或两种以上不同物料在外力作用下互相混
2、合，成分浓度达到成分浓度达到一定程度均匀状态一定程度均匀状态的单元操作。的单元操作。n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，采用的是体，采用的是搅拌机搅拌机；对于固体粉料，所用的设备为；对于固体粉料，所用的设备为混合机混合机。介于两种状态之间的物料，既可用搅拌器，也可用混合器，介于两种状态之间的物料，既可用搅拌器，也可用混合器，但更经常使用的是但更经常使用的是捏合机捏合机。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l均质及其设备n均质均质是一种使液体分散体系是一种使液体分散体系(悬浮液或乳化液悬浮液或乳化液)中的分中的分散物散
3、物(构成分散相的固体颗粒或液滴构成分散相的固体颗粒或液滴)微粒化、均匀化微粒化、均匀化的处理过程。的处理过程。n除了除了高压均质机高压均质机以外，以外，胶体磨、超声波均质器胶体磨、超声波均质器(或称或称超声波乳化器超声波乳化器)、高速搅拌器高速搅拌器等都有均质功能。等都有均质功能。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备第一节 液体混合机械设备液体混合主要用于互溶或互不相溶的液体与液体之间的液体混合主要用于互溶或互不相溶的液体与液体之间的混合，固体悬浮液的制取以及促进液体中固体的溶解、强化混合，固体悬浮液的制取以及促进液体中固体的溶解、强化热交换的操作中。热交换的操作中。一、一、液体搅拌机液体
4、搅拌机二、二、水粉混合机水粉混合机三、三、静态混合器静态混合器食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备一、液体搅拌机l液体搅拌目的液体搅拌目的l带有搅拌器的设备带有搅拌器的设备（一）（一）基本结构基本结构（二）（二）搅拌器搅拌器（三）（三）搅拌容器搅拌容器（四）搅拌器的（四）搅拌器的传动装置传动装置和和轴封轴封食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l液体搅拌目的在食品加工中，液体搅拌机主要用于以下方面在食品加工中，液体搅拌机主要用于以下方面：n促进物料的传热，使物料促进物料的传热，使物料温度均匀化温度均匀化；n促进物料中各成分促进物料中各成分混合均匀混合均匀；n促进溶解、结晶、浸出、凝聚、吸
5、附促进溶解、结晶、浸出、凝聚、吸附等过程进行；等过程进行；n促进酶反应促进酶反应等生化反应和化学反应过程的进行。等生化反应和化学反应过程的进行。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l带有搅拌器的设备食品工业中典型的带搅拌器的设备有：食品工业中典型的带搅拌器的设备有：发酵罐、发酵罐、酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。这些设备虽然。这些设备虽然名称不同，但基本构造均属于液体搅拌机。名称不同，但基本构造均属于液体搅拌机。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（一）基本结构搅拌机械的种类较多，但其基搅拌机械的种类较多，但其基本结构是一致的。主要由本结构是一致的。主
6、要由搅拌搅拌装置、轴封装置、轴封和和搅拌容器搅拌容器三大部三大部分组成，即：分组成，即：搅搅拌拌设设备备 轴封轴封 搅拌装置搅拌装置传动装置传动装置搅拌轴搅拌轴搅拌器搅拌器搅拌容器搅拌容器罐体罐体附件附件食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备传动装置传动装置是赋予搅拌装置及其它附件运动的传动传动装置是赋予搅拌装置及其它附件运动的传动件组合体，在满足机器所必须的运动功率及几何参数件组合体，在满足机器所必须的运动功率及几何参数的前提下，希望的前提下，希望传动链短、传动件少、电动机功率小传动链短、传动件少、电动机功率小，以降低成本。以降低成本。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备搅拌器搅拌器（
7、或称搅拌桨）及搅拌轴的主要作用是通搅拌器（或称搅拌桨）及搅拌轴的主要作用是通过自身的运动过自身的运动使搅拌容器中的物料按某种特定的方式使搅拌容器中的物料按某种特定的方式流动流动，从而达到某种工艺要求。所谓特定方式的流动，从而达到某种工艺要求。所谓特定方式的流动（流型流型）是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。）是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（二）搅拌器1搅拌器的类型搅拌器的类型2搅拌器的安装形式搅拌器的安装形式3搅拌器桨叶与流型搅拌器桨叶与流型4搅拌器的选择搅拌器的选择食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备1搅拌器的类型l两大类型：两大类型：小面积
8、叶片高转速运转的搅拌器小面积叶片高转速运转的搅拌器，属于这种类型，属于这种类型的搅拌器有的搅拌器有涡轮式、旋桨式涡轮式、旋桨式等，多用于等，多用于低黏度低黏度的的物料；物料；大面积叶片低转速运转的搅拌器大面积叶片低转速运转的搅拌器，属于此类型的，属于此类型的搅拌器有搅拌器有框式、垂直螺旋式框式、垂直螺旋式等，多用于等，多用于高黏度高黏度的的物料。物料。l各种典型搅拌器型式各种典型搅拌器型式 食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备2搅拌器的安装形式搅拌器不同的安装形式会产生不同的流场，使搅拌的效果有搅拌器不同的安装形式会产生不同的流场，使搅拌的效果有明显
9、的差别。常见的有以下几种搅拌轴相对于容器的安装方式。明显的差别。常见的有以下几种搅拌轴相对于容器的安装方式。（1）中心立式搅拌安装形式中心立式搅拌安装形式（2）偏心式搅拌安装形式偏心式搅拌安装形式（3）倾斜式搅拌安装形式倾斜式搅拌安装形式（4）底部搅拌安装形式底部搅拌安装形式（5）旁入式搅拌安装形式旁入式搅拌安装形式（6）其它安装形式的搅拌器其它安装形式的搅拌器食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（1）中心立式搅拌安装形式l这种安装形式的搅拌设备可以将桨这种安装形式的搅拌设备可以将桨叶组合成多种结构形式以适应多种叶组合成多种结构形式以适应多种用途。用途。l特点特点l功率与转速功率与转速l挡
10、板挡板食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l特点n这种安装的特点是这种安装的特点是搅拌轴与搅拌器搅拌轴与搅拌器配置在配置在搅拌罐搅拌罐的中心线上的中心线上，呈，呈对称对称布局，驱动方式一般为带传动或布局，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齿轮传动，或者通过减速传动，也有用电动机直接驱动。动。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l功率与转速n这种型式的搅拌设备的搅拌器功率可以从这种型式的搅拌设备的搅拌器功率可以从0.1kW至数百至数百千瓦千瓦。常用功率范围为常用功率范围为 0.222kW。n一般认为，功率小于一般认为，功率小于3.7kW的为小型，的为小型
11、，5.522kW为中型，为中型，大于大于22kW为大型。食品工业中搅拌设备中多用为大型。食品工业中搅拌设备中多用中小型的搅中小型的搅拌器拌器。n转速低于转速低于100r/min的为低速型；的为低速型；100400r/min 的为中速型；的为中速型；大于大于400r/min的为高速型。的为高速型。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l挡板n为了防止在搅拌器附近产生涡流回转区域，往往为了防止在搅拌器附近产生涡流回转区域，往往在立式容器的在立式容器的侧壁上装挡板侧壁上装挡板。但用于食品料液搅拌的。但用于食品料液搅拌的不多见，原因是由于不多见，原因是由于清洗上的不方便清洗上的不方便。食品工厂机械与
12、设备第七章 混合机械与设备（2 2）偏心式搅拌安装形式偏心式搅拌安装形式n搅拌器安装在立式容器的搅拌器安装在立式容器的偏心位置偏心位置。n能防止液体打漩，能防止液体打漩，效果与装挡板相近效果与装挡板相近。中心线偏离容器轴线的搅拌轴，会中心线偏离容器轴线的搅拌轴，会使液使液流在各点处压力分布不同流在各点处压力分布不同，加强了液层，加强了液层间的相对运动，从而增强了液层间的湍间的相对运动，从而增强了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的改善。动，使搅拌效果得到明显的改善。n但偏心搅拌但偏心搅拌容易引起设备在工作过程中容易引起设备在工作过程中的振动，的振动，一般此类安装形式只用于一般此类安装形式只用于小
13、型小型设备设备上。上。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（3）倾斜式搅拌安装形式l是将搅拌器直接安装在是将搅拌器直接安装在罐体上部边罐体上部边缘处缘处，搅拌轴，搅拌轴斜插入容器内斜插入容器内进行搅进行搅拌。拌。l对搅拌容器比较简单的圆筒形或方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。卡盘与筒体边缘夹持固定。l这种安装形式的搅拌设备比较机动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、灵活，使用维修方便，结构简单、轻便，一般用于小型设备上，可以轻便，一般用于小型设备上，可以防止打漩效应。防止打漩效应。食品
14、工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（4）底部搅拌安装形式l将搅拌器安装在将搅拌器安装在容器的底部容器的底部。l它具有它具有轴短而细轴短而细的特点，无需用中间轴承，可用的特点，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。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，更却构件及接管等附件的情况下，更有利于整体合有利于整体合理布局理布局。由于底部出料口能得到充分的搅动，使。由于底部出料口
15、能得到充分的搅动，使输料管路畅通无阻，输料管路畅通无阻，有利于排出物料有利于排出物料。l缺点是，桨叶叶轮下部至轴封处常有缺点是，桨叶叶轮下部至轴封处常有固体物料黏固体物料黏积积，容易变成小团物料混入产品中影响产品质量。，容易变成小团物料混入产品中影响产品质量。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（5）旁入式搅拌安装形式l搅拌器安装在容器搅拌器安装在容器侧壁侧壁。l在同等功率下，能得到最好的搅拌效果。在同等功率下，能得到最好的搅拌效果。l转速一般在转速一般在360450r/min之间。之间。l驱动方式有齿轮传动与带传动两种。驱动方式有齿轮传动与带传动两种。l主要缺点是主要缺点是轴封比较困难轴
16、封比较困难。l不同角度的流动效果不同角度的流动效果食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l不同角度的流动效果n旁入式搅拌装置在不同旋桨位置所产生的不同流动状态。(1)=712 (2)12 (3)=0图图6.4 旁入式搅拌轴与径向的夹角及流形旁入式搅拌轴与径向的夹角及流形 食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备(6)其它安装形式的搅拌器还有其它安装形式的搅拌器。如还有其它安装形式的搅拌器。如卧式容器搅拌卧式容器搅拌器器，是将搅拌器安装在卧式容器的上方。此类布局，是将搅拌器安装在卧式容器的上方。此类布局可以降低整台设备的安装高度，提高设备的抗振动可以降低整台设备的安装高度，提高设备的抗振动能力
17、，改善悬浮液的状态，如充气搅拌就是采用卧能力，改善悬浮液的状态，如充气搅拌就是采用卧式容器的搅拌设备。式容器的搅拌设备。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备3搅拌器桨叶与流型l流动状态与搅拌容器的结构及其附件有一定关系。流动状态与搅拌容器的结构及其附件有一定关系。l搅拌器桨叶的结构形状与运转情况搅拌器桨叶的结构形状与运转情况是决定容器内是决定容器内液体流动状液体流动状态最重要的因素态最重要的因素。l搅拌器件周围流体的运动方向有三种，即搅拌器件周围流体的运动方向有三种，即径向流、轴向流和径向流、轴向流和环流环流。l普通搅拌器一般只有一种为主导流向。普通搅拌器一般只有一种为主导流向。l(1)(
18、1)轴向流型轴向流型 或或 (2)(2)径向流型径向流型 l液体由液体由轴向进入叶片，从轴向流出轴向进入叶片，从轴向流出，称为轴，称为轴向流型。向流型。l旋桨式旋桨式叶片旋转时，以轴向流量最大，也有叶片旋转时，以轴向流量最大，也有水平环流、径向流。此类桨叶称为轴流型桨水平环流、径向流。此类桨叶称为轴流型桨叶。叶。l折叶开启涡轮式和旋桨式可以产生明显的轴折叶开启涡轮式和旋桨式可以产生明显的轴向流。向流。（1）轴向流型食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l流体流体由轴向进入叶轮，从径向由轴向进入叶轮，从径向流出流出。l如平直叶的桨叶式、涡轮式叶如平直叶的桨叶式、涡轮式叶片，这种高速旋转的小面积
19、桨片，这种高速旋转的小面积桨叶搅拌器所产生的液流方向叶搅拌器所产生的液流方向主主要为垂直于罐壁的径向流动要为垂直于罐壁的径向流动。由于平直叶的运动与液流相对由于平直叶的运动与液流相对速度方向垂直。当速度方向垂直。当低速运转，低速运转，（2）径向流型径向流型主要为环向流，当主要为环向流，当转速增大时，液体的径向流动就逐渐增大转速增大时，液体的径向流动就逐渐增大，桨叶转速越高，由平直叶排出的径向流动越强烈，打漩效应桨叶转速越高，由平直叶排出的径向流动越强烈，打漩效应也随之增强，也随之增强，严重时会造成液体外溢严重时会造成液体外溢。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备4搅拌器的选择l选择因素及选
20、择试验选择因素及选择试验l（1）根据介质黏度高低选型根据介质黏度高低选型l（2）根据搅拌过程和目的选型根据搅拌过程和目的选型食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l选择因素及选择试验n一般选择搅拌时主要应从一般选择搅拌时主要应从介质的黏度高低介质的黏度高低、容器的容器的大小、转速范围、动力消耗以及结构特点大小、转速范围、动力消耗以及结构特点等几方面等几方面因素综合考虑。因素综合考虑。n也可以通过也可以通过小型试验小型试验进行选择。通常可采用进行选择。通常可采用经验类经验类比比的方法，以某台实际使用的机型为参考，在相近的方法，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。的工件条
21、件下进行类比选型。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l根据介质黏度高低选型是一种基本方法。根据介质黏度高低选型是一种基本方法。l如图如图6.6所示，所示，随着黏度增高，各种搅拌随着黏度增高，各种搅拌器选用的顺序为器选用的顺序为旋桨式、涡轮式、桨式、旋桨式、涡轮式、桨式、锚式和螺带式锚式和螺带式等。等。l对旋浆式指出了大容器量液体时用低转速，对旋浆式指出了大容器量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。小容量液体时用高转速。l各类型式使用有重叠性，例如桨式搅拌器各类型式使用有重叠性，例如桨式搅拌器由于其结构简单，用挡板后可以改善流型，由于其结构简单，用挡板后可以改善流型，所以，在低黏度时也是
22、应用得较普遍的。所以，在低黏度时也是应用得较普遍的。而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切都较强，几乎是应用最广泛的一种和剪切都较强，几乎是应用最广泛的一种桨型。桨型。（）根据介质黏度高低选型图6.6 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食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（2）根据搅拌过程和目的选型n这种方法根据搅拌过程和目的，对照搅拌器的流动效果作出这种方法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。判断选择。n低黏度均
23、相液液混合低黏度均相液液混合n分散操作分散操作n悬浮液操作悬浮液操作n有气体吸收的搅拌有气体吸收的搅拌n结晶过程的搅拌操作结晶过程的搅拌操作食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备n这种混合，这种混合，搅拌难度小搅拌难度小，旋桨式旋桨式循环能力强，动力消耗少，循环能力强，动力消耗少，最适用。最适用。n平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混合。平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混合。n涡轮式动力消耗大，会增加费用。涡轮式动力消耗大，会增加费用。l低黏度均相液液混合食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l分散操作涡轮式因具有涡轮式因具有高剪切力高剪切力和和较大循环能力较大循环能力，所以最，
24、所以最适用。其中平直叶涡轮剪切作用大于折叶和后弯叶的适用。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，容剪力作用，因此应优先选用。为了加强剪切效果，容器内可器内可设置挡板设置挡板。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备n涡轮式涡轮式：使用范围大，其中以弯叶开启涡轮式最好。它：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，桨叶不无中间圆盘，上下液体流动畅通，排出性能好，桨叶不易磨损。易磨损。n桨式：速度低，只用于固体粒度小，固液相对密度差小、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
25、浮液。固相浓度较高、沉降速度低的悬浮液。n旋浆式：使用范围窄，只适用于固液相对密度差小或固旋浆式：使用范围窄，只适用于固液相对密度差小或固液比在液比在5%5%以下的悬浮液。以下的悬浮液。n对于有轴向流的搅拌器，可不加挡板。因固体颗粒会沉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。挡板。l悬浮液操作n圆盘式涡轮圆盘式涡轮：最合适。它剪切力强，圆盘下可存：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。在一些气体，使气体的分散更平衡。n开启式涡轮：不适用。开启式涡轮：不适用。n平
26、桨式及旋桨式：只在少量易吸收的气体要求分平桨式及旋桨式：只在少量易吸收的气体要求分散度不高的场合中使用。散度不高的场合中使用。l有气体吸收的搅拌食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l结晶过程的搅拌操作n小直径的快速搅拌器：如小直径的快速搅拌器：如涡轮式涡轮式，适用于微粒结晶。，适用于微粒结晶。n大直径的慢速搅拌器：如大直径的慢速搅拌器：如桨式桨式，用于大晶体的结晶。，用于大晶体的结晶。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备轴封l轴封是指搅拌轴及搅拌容器转轴处的密封装置。轴封是指搅拌轴及搅拌容器转轴处的密封装置。l为避免食品污染，轴封的选择必须给予重视。为避免食品污染，轴封的选择必须给予重
27、视。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l搅拌器的轴封n轴封是搅拌轴与罐体之间密封装置。轴封是搅拌轴与罐体之间密封装置。n是否需要，与搅拌容器的压力状态及搅拌轴的安装位置有关。是否需要，与搅拌容器的压力状态及搅拌轴的安装位置有关。真空搅拌设备和加压搅拌设备均有密封机构。搅拌轴与罐体真空搅拌设备和加压搅拌设备均有密封机构。搅拌轴与罐体轴线垂直安装的也必须有轴封机构。另外，有无菌要求的搅轴线垂直安装的也必须有轴封机构。另外，有无菌要求的搅拌罐也需要有相应的轴封措施。拌罐也需要有相应的轴封措施。n轴封应满足密封和卫生两方面的要求。常见的轴封有两种形轴封应满足密封和卫生两方面的要求。常见的轴封有两
28、种形式，式，填料密封填料密封和和机械密封机械密封。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（一）基本结构搅拌机械的种类较多，但其基搅拌机械的种类较多，但其基本结构是一致的。主要由本结构是一致的。主要由搅拌搅拌装置、轴封装置、轴封和和搅拌容器搅拌容器三大部三大部分组成，即：分组成，即：搅搅拌拌设设备备 轴封轴封 搅拌装置搅拌装置传动装置传动装置搅拌轴搅拌轴搅拌器搅拌器搅拌容器搅拌容器罐体罐体附件附件食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备搅拌容器l搅拌容器也称搅拌槽或搅拌容器也称搅拌槽或搅拌罐搅拌罐。l其作用是容纳搅拌器与物料在其内进行操作。其作用是容纳搅拌器与物料在其内进行操作。l对于食品搅拌
29、容器，除保证具体的工艺条件外，还要满足对于食品搅拌容器，除保证具体的工艺条件外，还要满足无无污染、易清洗污染、易清洗等专业技术要求。等专业技术要求。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l罐体 罐体大多数设计成罐体大多数设计成圆柱形圆柱形，其顶部，其顶部为开放式或密闭式，为开放式或密闭式，底部大多数成碟形底部大多数成碟形或半球形或半球形，平底的很少见到，因为平底，平底的很少见到，因为平底结构容易造成结构容易造成搅拌时液流死角搅拌时液流死角，影响搅，影响搅拌效果，同时也不利于料液的完全排放。拌效果，同时也不利于料液的完全排放。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备1罐体l罐体的形状罐体的形状
30、-支承支承-压力压力-作用作用l罐体的容积罐体的容积-径高比径高比l罐体的换热结构罐体的换热结构食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l罐体的形状-支承-压力-作用用于用于低黏度低黏度物料的搅拌用罐体一般为物料的搅拌用罐体一般为立式圆筒形容器立式圆筒形容器，其，其底可以是平底的，也有碟形底和球形底的。罐体通过支座安装底可以是平底的，也有碟形底和球形底的。罐体通过支座安装在平台上。罐体在规定的温度及压力下，为物料完成其搅拌过在平台上。罐体在规定的温度及压力下，为物料完成其搅拌过程提供一定的空间。程提供一定的空间。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l罐体的换热结构需要进行需要进行加热或冷却
31、操作加热或冷却操作的搅拌的搅拌罐，通常为罐，通常为夹层夹层式的。用于蒸汽加式的。用于蒸汽加热的夹套应当耐压，此时的搅拌罐热的夹套应当耐压，此时的搅拌罐是压力容器。搅拌罐器也可采用其是压力容器。搅拌罐器也可采用其它形式的换热器，如它形式的换热器，如盘管式盘管式等。等。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备附件典型搅拌设备通常还设有典型搅拌设备通常还设有进出口管路、夹套、人孔、进出口管路、夹套、人孔、温度计插套温度计插套以及以及挡板挡板等附件。等附件。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l接管口n进料管进料管一般设在一般设在搅拌罐盖部搅拌罐盖部，也有设在罐体部位的。，也有设在罐体部位的。n出
32、料管出料管一般装在一般装在罐底中心或侧面罐底中心或侧面，具体位置要能将所有液，具体位置要能将所有液体排尽。体排尽。n各种进、出料管的接口形式有螺纹、法兰、快接活接头或各种进、出料管的接口形式有螺纹、法兰、快接活接头或软管等几种。软管等几种。n如搅拌罐为负压，可利用真空吸料原理从下面进料。如搅拌罐为负压，可利用真空吸料原理从下面进料。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备液体混合机械设备液体混合主要用于互溶或互不相溶的液体与液体之间的液体混合主要用于互溶或互不相溶的液体与液体之间的混合，固体悬浮液的制取以及促进液体中固体的溶解、强化混合，固体悬浮液的制取以及促进液体中固体的溶解、强化热交换的操
33、作中。热交换的操作中。一、一、液体搅拌机液体搅拌机二、二、水粉混合机水粉混合机三、三、静态混合器静态混合器食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备二、水粉混合机水粉混合机又称水粉混合器、水粉混合泵、液料混合机、水粉混合机又称水粉混合器、水粉混合泵、液料混合机、液料混料泵、混合机等，是一种液料混料泵、混合机等，是一种将可溶性粉体溶解分散于水或将可溶性粉体溶解分散于水或液体中液体中的混合设备。的混合设备。l外形与结构外形与结构l工作原理工作原理l适用场合适用场合食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l外形与结构其 外 形 及 结其 外 形 及 结构，主要由机构，主要由机壳、叶轮、粉壳、叶轮、粉料
34、斗及电机构料斗及电机构成。成。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l工作原理n工作原理是工作原理是利用叶轮的高速旋转剪切利用叶轮的高速旋转剪切，将（装在料斗中的）粉状物料和（从将（装在料斗中的）粉状物料和（从进液口进入的）液体进行充分拌和，进液口进入的）液体进行充分拌和，输送出所需的混合物。输送出所需的混合物。n通过料斗加入的参与混合的物料，既通过料斗加入的参与混合的物料，既可以是流动性良好的粉料，也可以是可以是流动性良好的粉料，也可以是流动性较好的浓度较高的溶液或浆体。流动性较好的浓度较高的溶液或浆体。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l工作原理n料斗下方的料斗下方的调节阀调节阀，
35、主要是为了得到，主要是为了得到不同添加物含量的混合液体。不同添加物含量的混合液体。n根据工艺需要，可以将混合机串接在根据工艺需要，可以将混合机串接在加工管路中进行连续混合操作，也可加工管路中进行连续混合操作，也可与一台罐器相连接进行间歇式混合操与一台罐器相连接进行间歇式混合操作。作。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备水粉混合机特别适用于水粉混合机特别适用于再制乳制品生产再制乳制品生产，例，例如用于乳粉、乳清粉、钙奶、糊精粉等与液体的混如用于乳粉、乳清粉、钙奶、糊精粉等与液体的混合，也可用于果汁和其它饮料的生产。合，也可用于果汁和其它饮料的生产。l适用场合食品工厂机械与设备第七章 混合机械
36、与设备三、静态混合器l也称管道混合器。也称管道混合器。l基本构成基本构成l工作原理工作原理l应用场合应用场合l特点特点食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l背景情形n20世纪世纪70年代初开始发展的一种先进混合器，年代初开始发展的一种先进混合器，19701970年美国凯年美国凯尼斯公司首次推出其研制开发的静态混合器。尼斯公司首次推出其研制开发的静态混合器。n20世纪世纪80年代我国也开始研究生产，已经在环保和化工领域年代我国也开始研究生产，已经在环保和化工领域得到很好应用，并且也已经在食品行业得到应用。得到很好应用，并且也已经在食品行业得到应用。n静态混合器是一种静态混合器是一种没有运动部
37、件没有运动部件的高效混合设备。的高效混合设备。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l基本构成n十分简单。十分简单。n主要由带管主要由带管道接口的混道接口的混合器合器壳体壳体和和混合单元混合单元构构成。成。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备混合器的壳体通常为混合器的壳体通常为直管直管，根据需要可在直管的，根据需要可在直管的不同位置接支管，供各种需要混合的物料进入。不同位置接支管，供各种需要混合的物料进入。n壳体食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备n混合单元u是静态混合器的关键，是静态混合器的关键，其形式有多种，供不同其形式有多种，供不同物性料液和流动条件场物性料液和流动条件场合的应
38、用。合的应用。u如图如图6.9所示为适合于食所示为适合于食品业的品业的SK和和SD型的混合型的混合单元外型。单元外型。u也可根据需要选用或设也可根据需要选用或设计其它型式的混合单元。计其它型式的混合单元。图图6.9 两种适用于食品物料的混合单元两种适用于食品物料的混合单元 SK型SD型食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备n所谓所谓“静态静态”是指起主要混合作用的是指起主要混合作用的混合单元在混合单元在壳体上是固定不动的壳体上是固定不动的，这种混合器也由此取名。，这种混合器也由此取名。n虽然混合单元是静止的，但静态混合器需要虽然混合单元是静止的，但静态混合器需要以流以流体运动作为混合动力体运
39、动作为混合动力。n所有的静态混合器的所有的静态混合器的主输入料液均需要有足够的主输入料液均需要有足够的压头才能正常工作压头才能正常工作，因此它常常需要与输送泵配，因此它常常需要与输送泵配合使用。合使用。l由外部提供混合能食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备通过通过固定在管内的混合单元件固定在管内的混合单元件，将流体分层切割、，将流体分层切割、剪切、折向和重新混合，剪切、折向和重新混合，流体不断改变流动方向流体不断改变流动方向，不，不仅将中心液流推向周边，而且将周边流体推向中心，仅将中心液流推向周边，而且将周边流体推向中心，达到流体之间三维空间良好分散和充分混合的目的。达到流体之间三维空间良
40、好分散和充分混合的目的。l工作原理食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备与此同时，流体自身的与此同时，流体自身的旋转作用旋转作用在相邻元件连接在相邻元件连接处的界面上亦会发生。这种完善的径向环流混合作用，处的界面上亦会发生。这种完善的径向环流混合作用，使流体在管子截面上的温度梯度、速度梯度和质量梯使流体在管子截面上的温度梯度、速度梯度和质量梯度明显降低。度明显降低。l工作原理食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备n可用于各种形态物料的混合、萃取、气体吸收、可用于各种形态物料的混合、萃取、气体吸收、热交换、溶解、分散等操作。热交换、溶解、分散等操作。n食品加工中已经应用的方面有：食品加工中已
41、经应用的方面有：不同组分液体的不同组分液体的混合混合、悬浮液的分散化悬浮液的分散化、浓浆的稀释以及、浓浆的稀释以及换热换热等。等。l应用场合u静态混合器用来对各种料液静态混合器用来对各种料液进行混合时，进行混合时，不同的进料必不同的进料必须经过计量须经过计量，因此一般用定，因此一般用定容积泵作为静态混合器的输容积泵作为静态混合器的输送动力（如送动力（如转子泵转子泵等）。等）。u图图6.10为利用静态混合器对为利用静态混合器对将两种料液进行混合的系统将两种料液进行混合的系统组合示意。这种系统可用以组合示意。这种系统可用以将果味成分添加混合到搅拌将果味成分添加混合到搅拌型酸乳中。型酸乳中。n不同组
42、分液体的混合u静态混合器可接在水粉混合机后，静态混合器可接在水粉混合机后，进一步分散固体粉粒，起均质作用进一步分散固体粉粒，起均质作用。u这种均质作用依靠液体在混合器内产生的流速变化实现。这种均质作用依靠液体在混合器内产生的流速变化实现。此处的此处的静态混合器不静态混合器不必用定量泵进料，可以利用一般离心泵，也可利用水粉混合机的输出压头作为必用定量泵进料，可以利用一般离心泵，也可利用水粉混合机的输出压头作为分散作用的动力源。分散作用的动力源。u这种系统可用以乳粉的加水混合。这种系统可用以乳粉的加水混合。u静态混合器后还可再串接高压均质机，以获得更为稳定的再生乳。静态混合器后还可再串接高压均质机
43、，以获得更为稳定的再生乳。图6.11 用静态混合器对水粉混合物进一步分散的系统水粉混合机液体粉体水粉混合物静态混合器分散化的水粉混合物n悬浮液的分散化食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备静态混合器也可用作静态混合器也可用作间接式间接式换热器换热器（图（图6.126.12），对料液进），对料液进行加热或冷却。行加热或冷却。用作间接式换热器的静态混用作间接式换热器的静态混合器，一般在混合元件外装合器，一般在混合元件外装夹夹套套，或者直接利用，或者直接利用管线管线绕制成绕制成混合元件，这样可以进一步提混合元件，这样可以进一步提高换热的效率和均匀性。高换热的效率和均匀性。n换热器作用l特点（1 1
44、）流程简单，结构紧凑；）流程简单，结构紧凑；（2 2）设备小、投资少、能耗小，操作弹性大，安装）设备小、投资少、能耗小，操作弹性大，安装 维修简便、混合性能好；维修简便、混合性能好；（3 3）应用灵活性大等。）应用灵活性大等。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备第二节 固体混合机械l引言引言一、一、容器回转型混合机容器回转型混合机二、二、容器固定型混合机容器固定型混合机食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l引言n食品工业中，混合机应用于食品工业中，混合机应用于谷物混合、粉料混合、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面粉中加辅料与添加剂、干制食品中加添加剂与调
45、味粉及速溶饮品的制造味粉及速溶饮品的制造等操作中，目的是使两种或等操作中，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。均匀的混合物。n在混合机内，大部分混合操作都同时存在在混合机内，大部分混合操作都同时存在对流、扩对流、扩散散和和剪切剪切三种混合方式，但由于机型结构和混合料三种混合方式，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物性方面的不同，往往是某一种混合方式起主导作用。用。n混合机通常可按混合容器的运动方式不同分为混合机通常可按混合容器的运动方式不同分为容器容器固定式固定式和和容器回转式容器回
46、转式两大类。两大类。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备一、容器回转型混合机l基本结构基本结构l工作原理工作原理（一）（一）V形混合机形混合机（二）（二）对锥式混合机对锥式混合机（三）（三）倾筒式混合机倾筒式混合机l基本结构原理n容器回转型混合机工作时容器回转型混合机工作时容器呈旋转状态容器呈旋转状态，物料随着容器旋，物料随着容器旋转方向依靠物料本身的转方向依靠物料本身的重力重力流动完成混合。流动完成混合。n容器内一般容器内一般没有搅拌工作部件没有搅拌工作部件，如果安装搅拌器件，则可以，如果安装搅拌器件，则可以缩短混合时间。缩短混合时间。l基本结构原理n容器的形状有多种，常以容器形状命名容
47、器的形状有多种，常以容器形状命名V形、对锥式、形、对锥式、倾筒式混合机倾筒式混合机等。等。n是是间歇式混合机间歇式混合机，装卸物料时需要停机。，装卸物料时需要停机。n间歇式混合机间歇式混合机易控制混合质量易控制混合质量，可适应粉粒物料配比经常改，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。变操作要求，因此适用于小批量多品种的混合操作。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备l转速、混合均匀度、混合时间与装填率n容器的容器的回转速度不能太高回转速度不能太高，否则会因离心力过大，物料紧贴，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。以容器内壁固定不动，无法
48、进行混合。以扩散混合扩散混合为主。为主。n这种混合机可以达到这种混合机可以达到很高的混合均匀度很高的混合均匀度，没有残留现象，但，没有残留现象，但所需的所需的混合时间长混合时间长。n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器有效容积的60。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（一）V形混合机l其容器由其容器由两个圆筒呈两个圆筒呈V V形形焊焊合 而 成，夹 角 范 围 在合 而 成，夹 角 范 围 在 6090之间。工作时要之间。工作时要求主轴平衡回转，装料量为求主轴平衡回转，装料量为两个圆筒体积的两个圆筒体积的2
49、030。其转速很低，为其转速很低，为625r/min。lV形混合机常用来混合形混合机常用来混合粉料粉料，若在筒内安装搅拌叶轮，可，若在筒内安装搅拌叶轮，可用来混合凝聚性高的食品。用来混合凝聚性高的食品。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（二）对锥式混合机l容器由两个容器由两个对称的圆锥对称的圆锥形壳形壳体焊接而成，圆锥角呈体焊接而成，圆锥角呈60角角和和 90角两种形式。角两种形式。l驱动轴固定在锥底部分驱动轴固定在锥底部分，转，转速为速为520r/min。圆锥体的两。圆锥体的两端设有进出料口，以保证卸端设有进出料口，以保证卸料后机内无残留料。料后机内无残留料。l混合时间：若容器内未安装
50、叶轮，一般混合时间为混合时间：若容器内未安装叶轮，一般混合时间为 5 20min；若容器内安装叶轮，混合时间可缩短到；若容器内安装叶轮，混合时间可缩短到2min 左右。左右。食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备（三）倾筒式混合机l倾筒式混合机的容器是一个圆柱筒，常见有倾筒式混合机的容器是一个圆柱筒，常见有水平回转水平回转和和斜置回转斜置回转两种机型。两种机型。图6.15 倾筒式混合机（1）水平回转滚筒（2）斜置回转滚筒食品工厂机械与设备第七章 混合机械与设备n水平回转筒式混合机的圆筒为水平放置，回转轴线与圆筒水平回转筒式混合机的圆筒为水平放置，回转轴线与圆筒轴线同轴。轴线同轴。n水平回转筒
