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1、食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备2021/9/231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2021/9/232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合，成
2、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。2021/9/233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
3、中的分散物散物(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。2021/9/234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
4、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2021/9/235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2021/9/236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
5、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。2021/9/237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、酶发酵罐、酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。这些设备虽然名。这些设备虽然名称不同，但基本构造均属于液体搅拌机。称不同，但基本构造均属于液体搅拌机。2021/9/238食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备（一
6、）基本结构搅搅拌拌机机械械的的种种类类较较多多，但但其其基基本本结结构构是是一一致致的的。主主要要由由搅搅拌拌装装置置、轴轴封封和和搅搅拌拌容容器器三三大大部部分组成，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2021/9/239食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备传动装置传传动动装装置置是是赋赋予予搅搅拌拌装装置置及及其其它它附附件件运运动动的的传传动动件件组组合合体体，在在满满足足机机器器所所必必须须的的运运动动功功率率及及几几何何参参数数的的前前提提下下，希希望望传传动动链链短短、传传动动件件少少
7、、电电动动机机功功率率小小，以降低成本。以降低成本。2021/9/2310食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备搅拌器搅搅拌拌器器（或或称称搅搅拌拌桨桨）及及搅搅拌拌轴轴的的主主要要作作用用是是通通过过自自身身的的运运动动使使搅搅拌拌容容器器中中的的物物料料按按某某种种特特定定的的方方式式流流动动，从从而而达达到到某某种种工工艺艺要要求求。所所谓谓特特定定方方式式的的流流动动（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。2021/9/2311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
8、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2021/9/2312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物的物料；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物的物料。料。l各种典型搅拌器型式各种典型搅拌器型式 2021/9/2313食品工厂机械与设备第七章混
9、合机械与设备2021/9/2314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2021/9/2315食品工厂机械与设
10、备第七章混合机械与设备（1）中心立式搅拌安装形式l这这种种安安装装形形式式的的搅搅拌拌设设备备可可以以将将桨桨叶叶组组合合成成多多种种结结构构形形式式以以适适应应多多种种用途。用途。l特点特点l功率与转速功率与转速l挡板挡板2021/9/2316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。2021/9/2317食品工厂机
11、械与设备第七章混合机械与设备l功率与转速n这这种种型型式式的的搅搅拌拌设设备备的的搅搅拌拌器器功功率率可可以以从从0.1kW至至数数百百千千瓦瓦。常用功率范围为常用功率范围为 0.222kW。n一一般般认认为为，功功率率小小于于3.7kW的的为为小小型型，5.522kW为为中中型型，大大于于22kW为为大大型型。食食品品工工业业中中搅搅拌拌设设备备中中多多用用中中小小型型的的搅搅拌拌器器。n转转速速低低于于100r/min的的为为低低速速型型；100400r/min 的的为为中中速速型型；大于大于400r/min的为高速型。的为高速型。2021/9/2318食品工厂机械与设备第七章混合机械与设
12、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。2021/9/2319食品工厂机械与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
13、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型小型设备设备上。上。2021/9/2320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是是将将搅搅拌拌器器直直接接安安装装在在罐罐体体上上部部边边缘缘处处，搅搅拌拌轴轴斜斜插插入入容容器器内内进进行行搅搅拌。拌。l对对搅搅拌拌容容器器比比较较简简单单的的圆圆筒筒形形或或方方形形敞敞开开立立式
14、式搅搅拌拌设设备备，可可用用夹夹板板或或卡盘与筒体边缘夹持固定。卡盘与筒体边缘夹持固定。l这这种种安安装装形形式式的的搅搅拌拌设设备备比比较较机机动动灵灵活活，使使用用维维修修方方便便，结结构构简简单单、轻轻便便，一一般般用用于于小小型型设设备备上上，可可以以防止打漩效应。防止打漩效应。2021/9/2321食品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它它具具有有轴轴短短而而细细的的特特点点，无无需需用用中中间间轴轴承承，可可用用机机械械密密封封结结构构，有有使使用用维维修修方方便便、寿寿命命长长等等优优点点。此此外外，搅搅
15、拌拌器器安安装装在在下下封封头头处处，有有利利于于上上部部封封头头处处附附件件的的排排列列与与安安装装，特特别别是是上上封封头头带带夹夹套套、冷冷却却构构件件及及接接管管等等附附件件的的情情况况下下，更更有有利利于于整整体体合合理理布布局局。由由于于底底部部出出料料口口能能得得到到充充分分的的搅搅动动，使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缺缺点点是是，桨桨叶叶叶叶轮轮下下部部至至轴轴封封处处常常有有固固体体物物料料黏黏积积，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。2021/9/2322食品工厂机械与设备第七章混合机械
16、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封比较困难。l不同角度的流动效果不同角度的流动效果2021/9/2323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2
17、021/9/2324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，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。2021/9/2325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
18、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)(1)轴向流型轴向流型 或或 (2)(2)径向流型径向流型 2021/9/2326食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备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
19、，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2021/9/2327l流流体体由由轴轴向向进进入入叶叶轮轮，从从径径向向流出流出。l如如平平直直叶叶的的桨桨叶叶式式、涡涡轮轮式式叶叶片片，这这种种高高速速旋旋转转的的小小面面积积桨桨叶叶搅搅拌拌器器所所产产生生的的液液流流方方向向主主要要为为垂垂直直于于罐罐壁壁的的径径向向流流动动。由由于于平平直直叶叶的的运运动动与与液液流流相相对对速度方向垂直。当速
20、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。2021/9/2328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2021/9/2329食品工厂机械与设备第七章混合机械与
21、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。的工件条件下进行类比选型。2021/9/2330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如如图
22、图6.6所所示示，随随着着黏黏度度增增高高，各各种种搅搅拌拌器器选选用用的的顺顺序序为为旋旋桨桨式式、涡涡轮轮式式、桨桨式式、锚式和螺带式锚式和螺带式等。等。l对对旋旋浆浆式式指指出出了了大大容容器器量量液液体体时时用用低低转转速速，小容量液体时用高转速。小容量液体时用高转速。l各各类类型型式式使使用用有有重重叠叠性性，例例如如桨桨式式搅搅拌拌器器由由于于其其结结构构简简单单，用用挡挡板板后后可可以以改改善善流流型型，所所以以，在在低低黏黏度度时时也也是是应应用用得得较较普普遍遍的的。而而涡涡轮轮式式由由于于其其对对流流循循环环能能力力、湍湍流流扩扩散散和和剪剪切切都都较较强强，几几乎乎是是应
23、应用用最最广广泛泛的的一一种种桨型。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/min2021/9/2331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。l低黏度均相液液混合低黏度均相液液混合l分散操作分散操作l悬浮液操作悬浮液操作l有气体吸收的搅拌有气体吸收的搅拌l结晶过程的搅拌操作结晶过程的搅拌操作2021
24、/9/2332食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备n这这种种混混合合，搅搅拌拌难难度度小小，旋旋桨桨式式循循环环能能力力强强，动动力力消消耗耗少少，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2021/9/2333食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备l分散操作涡涡轮轮式式因因具具有有高高剪剪切切力力和和较较大大循循环环能能力力，所所以以最最适适用用。其其中中平平直直叶叶涡涡轮轮剪剪切切作作用用大大于于折折叶叶和和后后弯弯叶叶的的剪剪力力作作用用，因
25、因此此应应优优先先选选用用。为为了了加加强强剪剪切切效效果果，容容器内可器内可设置挡板设置挡板。2021/9/2334食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备n涡涡轮轮式式：使使用用范范围围大大，其其中中以以弯弯叶叶开开启启涡涡轮轮式式最最好好。它它无无中中间间圆圆盘盘，上上下下液液体体流流动动畅畅通通，排排出出性性能能好好，桨桨叶叶不不易易磨磨损。损。n桨桨式式：速速度度低低，只只用用于于固固体体粒粒度度小小，固固液液相相对对密密度度差差小小、固相浓度较高、沉降速度低的悬浮液。固相浓度较高、沉降速度低的悬浮液。n旋旋浆浆式式：使使用用范范围围窄窄，只只适适用用于于固固液液相相对对密密度度差差小
26、小或或固固液液比在比在5%5%以下的悬浮液。以下的悬浮液。n对对于于有有轴轴向向流流的的搅搅拌拌器器，可可不不加加挡挡板板。因因固固体体颗颗粒粒会会沉沉积积在挡板死角内，所以只在固液比很低的情况下才使用挡板。在挡板死角内，所以只在固液比很低的情况下才使用挡板。l悬浮液操作2021/9/2335食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备n圆圆盘盘式式涡涡轮轮：最最合合适适。它它剪剪切切力力强强，圆圆盘盘下下可可存存在一些气体，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平平桨桨式式及及旋旋桨桨式式：只只在在少少量量易易吸吸收收的的气气体体要要求求分
27、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2021/9/2336l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。2021/9/2337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视。2021/9/2338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
28、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是是否否需需要要，与与搅搅拌拌容容器器的的压压力力状状态态及及搅搅拌拌轴轴的的安安装装位位置置有有关关。真真空空搅搅拌拌设设备备和和加加压压搅搅拌拌设设备备均均有有密密封封机机构构。搅搅拌拌轴轴与与罐罐体体轴轴线线垂垂直直安安装装的的也也必必须须有有轴轴封封机机构构。另另外外，有有无无菌菌要要求求的的搅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轴轴封封应应满满足足密密封封和和卫卫生生两两方方面面的的要要求求。常常见见的的轴轴封封有有两两种种形形式，式，填料密封填料密封和和机械密封机械密封。2021/9/233
29、9食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备（一）基本结构搅搅拌拌机机械械的的种种类类较较多多，但但其其基基本本结结构构是是一一致致的的。主主要要由由搅搅拌拌装装置置、轴轴封封和和搅搅拌拌容容器器三三大大部部分组成，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2021/9/2340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对对于于食食品品搅搅拌拌容容器器，除除保保证证具
30、具体体的的工工艺艺条条件件外外，还还要要满满足足无无污染、易清洗污染、易清洗等专业技术要求。等专业技术要求。2021/9/2341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。2021/9/2342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
31、-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2021/9/2343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-作用用用于于低低黏黏度度物物料料的的搅搅拌拌用用罐罐体体一一般般为为立立式式圆圆筒筒形形容容器器，其其底底可可以以是是平平底底的的，也也有有碟碟形形底底和和球球形形底底的的。罐罐体体通通过过支支座座安安装装在在平平台台上上。罐罐体体在在规规定定的的温温度度及及压压力力下下，为为物物料料完完成成其其搅搅拌拌过过程提供一定的空间。程提供一定的空间。2021/9/2344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
32、结构需需要要进进行行加加热热或或冷冷却却操操作作的的搅搅拌拌罐罐，通通常常为为夹夹层层式式的的。用用于于蒸蒸汽汽加加热热的的夹夹套套应应当当耐耐压压，此此时时的的搅搅拌拌罐罐是是压压力力容容器器。搅搅拌拌罐罐器器也也可可采采用用其其它形式的换热器，如它形式的换热器，如盘管式盘管式等。等。2021/9/2345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、温进出口管路、夹套、人孔、温度计插套度计插套以及以及挡板挡板等附件。等附件。2021/9/2346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
33、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出出料料管管一一般般装装在在罐罐底底中中心心或或侧侧面面，具具体体位位置置要要能能将将所所有有液液体排尽。体排尽。n各各种种进进、出出料料管管的的接接口口形形式式有有螺螺纹纹、法法兰兰、快快接接活活接接头头或或软管等几种。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。2021/9/2347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
34、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2021/9/2348食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备二、水粉混合机水水粉粉混混合合机机又又称称水水粉粉混混合合器器、水水粉粉混混合合泵泵、液液料料混混合合机机、液液料料混混料料泵泵、混混合合机机等等，是是一一种种将将可可溶溶性性粉粉体体溶溶解解分分散散于于水水或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2021/9/2349食品工厂机械与设备第七章混合机械
35、与设备l外形与结构其其外外形形及及结结构构，主主要要由由机机壳壳、叶叶轮轮、粉粉料料斗斗及电机构成。及电机构成。2021/9/2350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
36、高的溶液或浆体。2021/9/2351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，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。2021/9/2352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
37、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2021/9/2353食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备三、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2021/9/2354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
38、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件没有运动部件的高效混合设备。的高效混合设备。2021/9/2355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。2021/9/2356食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备混混合合器器的的壳壳体体通通常常为为直直管管，根根据据需需要要可可在在直直管管的的不不同位置接支管，供各种需要混合的物料进入。同位
39、置接支管，供各种需要混合的物料进入。n壳体2021/9/2357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，其是静态混合器的关键，其形式有多种，供不同物形式有多种，供不同物性料液和流动条件场合性料液和流动条件场合的应用。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计也可根据需要选用或设计其它型式的混合单元。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2021/9/2358食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备n所所谓谓“静静
40、态态”是是指指起起主主要要混混合合作作用用的的混混合合单单元元在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虽虽然然混混合合单单元元是是静静止止的的，但但静静态态混混合合器器需需要要以以流流体运动作为混合动力体运动作为混合动力。n所所有有的的静静态态混混合合器器的的主主输输入入料料液液均均需需要要有有足足够够的的压压头头才才能能正正常常工工作作，因因此此它它常常常常需需要要与与输输送送泵泵配配合使用。合使用。l由外部提供混合能2021/9/2359食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备通通过过固固定定在在管管内内的的混混合合单单元元件件，将将流流体体
41、分分层层切切割割、剪剪切切、折折向向和和重重新新混混合合，流流体体不不断断改改变变流流动动方方向向，不不仅仅将将中中心心液液流流推推向向周周边边，而而且且将将周周边边流流体体推推向向中中心心，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好分散和充分混合的目的。l工作原理2021/9/2360食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备与与此此同同时时，流流体体自自身身的的旋旋转转作作用用在在相相邻邻元元件件连连接接处处的的界界面面上上亦亦会会发发生生。这这种种完完善善的的径径向向环环流流混混合合作作用用，使使流流体体在在管管子子截截面面上上的的温温度度梯梯度度、速速度度梯梯度
42、度和和质质量量梯梯度明显降低。度明显降低。l工作原理2021/9/2361食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备n可可用用于于各各种种形形态态物物料料的的混混合合、萃萃取取、气气体体吸吸收收、热交换、溶解、分散等操作。热交换、溶解、分散等操作。n食食品品加加工工中中已已经经应应用用的的方方面面有有：不不同同组组分分液液体体的的混合混合、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2021/9/2362食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备u静静态态混混合合器器用用来来对对各各种种料料液液进进行行混混合合时时，不不同同的的进进料料必必须须经经过过计计量量
43、，因因此此一一般般用用定定容容积积泵泵作作为为静静态态混混合合器器的的输输送动力（如送动力（如转子泵转子泵等）。等）。u图图6.10为为利利用用静静态态混混合合器器对对将将两两种种料料液液进进行行混混合合的的系系统统组组合合示示意意。这这种种系系统统可可用用以以将将果果味味成成分分添添加加混混合合到到搅搅拌拌型酸乳中。型酸乳中。n不同组分液体的混合2021/9/2363u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
44、此处处的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，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2021/9/2364静静态态混混合合器器也也可可用用作作间间接接式式换换热热器器（图图6.
45、126.12），对对料料液液进进行加热或冷却。行加热或冷却。用用作作间间接接式式换换热热器器的的静静态态混混合合器器，一一般般在在混混合合元元件件外外装装夹夹套套，或或者者直直接接利利用用管管线线绕绕制制成成混混合合元元件件，这这样样可可以以进进一一步步提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2021/9/2365食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备l特点（1 1）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
46、用灵活性大等。2021/9/2366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2021/9/2367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
47、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转式两大类。两大类。2021/9/2368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）（
48、三）倾筒式混合机倾筒式混合机2021/9/2369食品工厂机械与设备第七章混合机械与设备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。2021/9/2370l基本结构原理n容器的形状有多种，常以容器形状命名容器的形状有多种，常以容器形状命名V形、对锥式、倾形、对锥式、倾筒式混合机筒式混合机等。等。n是是间歇式混合机
49、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。2021/9/2371l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，
50、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。2021/9/2372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其其容容器器由由两两个个圆圆筒筒呈呈V V形形焊焊合合 而而 成成，夹夹 角角 范范 围围 在在 6090之之间间。工工作作时时要要求求主主轴轴平平衡衡回回转转，装装料料量量为为两两个个圆圆筒筒体体积积的的2030。其其转速很低，为转速很低，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