第四章 混合和搅拌及均质机械与设备
食品机械与设备的类型及特点
食品机械与设备的类型及特点1.食品原料清洗机械A、滚筒式清洗机适合块状物料的清洗。
将原料置于清洗滚筒中，借清滚筒的转动，使原料在其中的不断翻转，同时用管喷射高压水来冲洗翻动的原料，达到清洗的目的。
B、鼓风式清洗机适合果蔬原料的清洗。
是利用水的高频振动来达到清洗的目的。
其清洗原理，是用鼓风机把空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈的翻动，物料在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗。
利用空气进行搅拌，既可加速污物从表面去除，又能便原料在强烈的翻动下不致损伤，保持原料的完整性和美观，因而最适合于果蔬原料的清洗。
C、其他清洗机桨叶式清洗机：利用桨叶的搅拌摩擦并配合浸洗来共同完成。
螺旋带式清洗机:是一种具有螺旋带式分离器的清洗设备。
螺旋搅拌式清洗机：用于马铃薯淀粉的生产中。
2.物料输送机械A、液体物料输送装置离心泵：在启动前需向壳内充满被输送的液体，启动后泵轴带动叶轮一起转动。
往复泵：往复泵具有自吸能力，在泵启动前无需向泵充满液体。
计量泵：它可以通过冲程而达到严格控制和调节流量的目的。
B、固体物料输送机械带式输送机：在带或链挠性牵引件上，均匀的安装着若干料斗用来连续运送物料的运输设备。
主要用于垂直连续输送散状物料。
其输送距离长、工作速度范围大、输送能力高、动力消耗小、构造简单。
功能：垂直提升粉粒体、小块状物料。
优点：结构简单，占地面积小，提升高度大。
密封性好，不易产生粉尘等。
缺点：料斗和牵引件易磨损，对过载的敏感性大。
斗式提升机：是食品工业中应用广泛的一种连续输送机械。
可用于块状物料、粉状物料及整件物品的水平或倾斜方向的输送。
螺旋输送机：用于短距离水平或垂直方向输送散体物料的一种不带挠性件的连续性输送机械。
主要用来输送粉状或粒状物料。
刮板输送机：用于水平、倾斜、和垂直方向输送散体物料，长用于颗粒状、非腐蚀性物料的输送。
振动输送器：是利用振动技术，对松散态颗粒物料进行中、短距离输送的输送机械。
C、气体物料输送机械气力输送系统：利用强烈的空气流沿管道流动，把悬浮在气流中的物料送至目的地的一种输送方式。
混合和搅拌及均质机械与设备
（4）键固定法：浆叶焊在轴套上，轴套与 轴之间销以键固定，能克服以上缺点，被广 泛采用，为了使搅拌更有效，可装置好几排 浆叶，每一排上浆叶为两个或四个，相邻两 排浆叶应互相垂直，以增加搅拌效率，浆叶的大小约为容 器直径的1/3~2/3，宽度为长度的1/10~1/6。转速一般为 20~80转/分，低速搅拌。
冷冻粉碎的工艺流程
• 原料前处理 • 低温冷冻 • 真空升华干燥 • 产品后处理
• 对含油脂、糖分、水分多的物料特别有效
谢谢观赏！
均质机
目的：破碎物料中的 小微粒，得到均匀混合 物提高产品质量。如牛奶加工使脂肪球破裂，促进 人体对脂肪的消化，提高乳的稳定性（不发生如油 与脱脂奶的分层现象），果汁生产使小微粒破碎， 减少沉淀等。
浆叶的外形与容器底的轮廓相似，浆叶外缘至容器底部 的距离要适当，以30~50mm为宜，但由于高浓度物料搅拌 时只能取5mm，这时要求加工及安装的精度却高，不然外片 可能碰上器壁而损坏设备。
液流的径向速度较大，而轴向速度甚低，为了加强轴向 混合，并减小因切线速度所产生的表面旋涡，通常加装挡板。
浆式搅拌器的主要特征是： 1、混合效率较差； 2、局部剪器效应有限，不易产生乳化作用。 3、因为浆叶易于制造和更换，适宜于有特殊触液材料 要求的料液（主要是金属污染和腐蚀问题）。
Xf
I:放料速度
高速分散机、高速均质机
分散机、均质机
胶体磨
• 胶体磨的工作原理是:流体或半流体物料 受离心力的作用，强制通过在高速相对运 动的定子与转子之间进行剪切、磨擦、高 频震动，有效地进行粉碎、乳化、均质、 分散、混合等获得精细加工的物料。
高压均质机
• 结构：高压均质机主要由高压泵和均 质阀所组成。
二次粉碎是先对物料进行粗粉碎，然后 再采用超细粉碎机完成超细粉碎加工， 其工艺流程大致为：原料→筛选→清选 →干燥→粗粉碎→超细粉碎→风选分级 →超细粉体产品。
食品机械与设备
第九章 食品成型与焙烤机械
• 第一节 成型机械与设 备
•
1.包馅机械•ຫໍສະໝຸດ 2.挤压成型机械•
3.巻筒成型机
•
4.辊压切割成型机
械
•
5.搓圆成型机
• 第二节 焙烤机械
第十章 食品无菌包装机械
• 1.无菌包装的基本原理 • 2.无菌包装过程设备
第十一章 典型食品生产线
• 第一节 果蔬加工生产线 • 1.浓缩苹果汁生产线 • 2.鲜榨苹果汁生产线 • 3.果蔬脆片生产线 • 第二节 牛奶加工生产线 • 1.巴氏消毒奶生产线 • 2.冰淇淋生产线 • 3.脱脂奶粉生产线 • 第三节 方便食品生产线 • 1.方便面生产线 • 2.方便粥生产线 • 3.面包生产线 • 第四节 天然资源有效成分提取生产线
第二节 我国食品机械工业
一、我国食品机械工业的发展现状 99年全国专业食品加工机械企业约有2100多
家，工业总值150亿元，产品品种约2300多 种，已能不同程度的装备食品工业的23个行 业，并已成为机械工业的十大产业之一。 已经形成一批不仅能够满足国内市场的需要， 而且能打入国际市场的优良产品。
（三）超声波技术
超声波技术在食品加工中有多种应用，例如 超声强化革取技术、超声波均质机细化技术、 超声波细胞破碎技术等
（四）挤压技术
挤压技术是借助螺杆挤压机完成输送、混合、 加热、加压、质构重组、熟制、杀菌、成型 等多加工单元，从而取代食品加工的传统生 产方法。
第四章 混合和搅拌及均质机械与设备
• 第一节 概述 • 第二节 液体搅拌机械 • 1.搅拌装置 • 2.搅拌器构造与安装形式 • 第三节 粉料混合机械 • 1.固定容器式粉料混合机 • 2.回转容器式混合机 • 3.影响粉料混合机工作性能的主要因素 • 第四节 均质机 • 1.高压均质机 • 2.高剪切均质机 • 3.胶体磨
饲料加工工艺与设备：第四章 饲料混合(mixing)
扩散混合：混合物料的颗粒，以单个粒子为单 元向四周移动，相互扩散渗透。
冲击混合：在物料与壁壳碰击的作用下，造成 单个物料颗粒分散。
粉碎混合：物料颗粒在机械力的作用下，发生 变形和搓碎，从而使物料混合。
五、混合周期
混合机每批料的混合周期Tz(min) Tz=Tr+Tj+Tx
式中：Tr－－混合机装料时间，min。从配料秤向混合 装料起，至秤斗门关闭止的时间。
三、混合的分类
预混合：各种动物所需要的微量元素（维生素、 矿物质、抗菌素、氨基阶段的混合：各种饲料组分，按原料配比 的要求，由计量器计量进料，进入混合机，制 成动物生长所需要的全价配合饲料。
四、混合原理 以搅拌混合为主的五种主要混合方式： 剪切混合：借助外力对物料进行搅拌，在物料中 彼此形成剪切面，使物料发生混合。 对流混合：在混合过程中，许多成团的物料颗粒 从混合机的一处移向另一处作相对流动时使物料 发生混合。
3、工作部件
螺旋式 桨叶式
转鼓式
七、混合机的分类 1、作业方式
分批式：将各品种饲料原料按配方要求、重量比例计量 配料成一定重量的一个批量，将此批料送入混合机进行混 合，一个混合周期即生产一个批量的配合饲料。
连续式：将各种饲料原料分别按配方连续计量，同时送 入混合机内进行混合，它的进料和出料都是连续的。
2、主轴布置形式 立式混合机 卧式混合机
第四章 饲料混合(mixing)
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
概述 分批式混合机 连续式混合机 混合质量 液料添加系统 微量成分的预混和
第一节 概述
一、概念 混合就是在外力作用下，各种物料互相掺合，使之 在任何容积里每种组分的微粒均匀分布。
二、混合的作用 是确保配合饲料质量和提高饲料效果的重要环节。 混合能力决定了饲料厂的生产规模。 配合饲料中各组份混合不均匀，将显著影响畜禽的 生长发育。
第四章搅拌和均质机械
•第四章搅拌和均质机械
喷射式均质机流程 微射流器
•第四章搅拌和均质机械
•第四章搅拌和均质机械
➢ 左为生产用微射流器 ➢ 右为逆冲微射流器
•第四章搅拌和均质机械
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。
•第四章搅拌和均质机械
■ 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
➢空穴对周围产生巨大的复杂应力，起到复杂而 强有力的机械搅拌作用，料液被均质乳化。乳 化液滴大小可达1.2um。
•第四章搅拌和均质机械
•第四章搅拌和均质机械
➢ 超声波发生器通常有三种类型： ➢ 机械系统、磁控振荡器和压电晶体振荡器。
➢食品工厂进行乳化操作时常用机械式超声波发 生器，如图所示。它有一边缘成楔形的簧片置 于喷嘴的前方，
•第四章搅拌和均质机械
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。
•第四章搅拌和均质机械
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。
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；
5混合和搅拌及均质机械与设备
超微粉碎
以压缩空气或过热蒸汽，通过喷嘴产 生的超音速高湍流气作为颗粒的载体，颗 粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲 击性积压、磨擦和剪切等作用从而达到粉 碎的目的。
均质阀原理图
工作原理： 剪切理论：当高压物料在阀盘与阀座间 流过时，在缝隙中心流速最大（150200m/s）。而附于盘和座上的物料为零，则 形成了急剧的速度梯度，而产生强烈的剪切 力，使液滴发生变形和破裂达到乳化均质。 撞击学说：由于三柱塞往复泵的高压作
用，使流体中的脂肪球和均质阀发生高速撞 击现象，因而使料液中的脂肪球破裂。
但由于料液和蒸汽直接混合，给产品带来异味。这种设备虽 然可以应用于各种强度的固体物料的均质，但对于水果、蔬
菜等植物原料的细胞组织，因它们有一定的坚度及弹性，生 产上仍存在问题，不甚理想，尚需不断研究，以求进一步完 善。
离心式均质机 通过高速离心机使杂质被分离叫做净化，在净化的时
候又能均质，故称净化均质机，亦称离心均质机。 主要特点： 1、在同一台设备内，一次操作可完成净化和均质两个
• （一）盘磨机 • （二）辊式磨粉机
常见碾辊盘磨机
磨盘固定式：如右图， 由两个碾辊和一个磨 盘组成。当碾轮绕着 立轴和其本身的横轴 转动时，物料就在碾 轮与磨盘之间受挤压 和研磨力而被碾碎。
辊式磨粉机的主要 工作机构是磨辊， 有一对或两对，分 别称为单式和复式 辊式磨粉机。
传动部分主要给磨 辊提供工作动力， 使两磨辊作相对方 向的转动，其中一 个为快辊，另一个 为慢辊。
超微粉碎的原理
• 通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研磨 等手段，施于冲击力、剪切力或几种的 复合作用，达到超细粉碎的目的。其工 艺过程有一次粉碎和二次粉碎。
混合和搅拌及均质机械与设备
5）旁入式搅拌安装形式
将搅拌器安装在容器罐体的侧壁上，在消耗同等功 率的情况下，能得到最好的搅拌效果。这种搅拌器 的转速一般在360～450r／min，驱动方式有齿轮 传动与带传动两种。 该设备主要缺点是轴封比较困难。
液体的“流型”分为轴向流型、径向流型及在 容器侧壁加设档板等阻挡物引起液流方向 变化而形成的各种混合流型。
流型取决于叶片的几何形状和结构以及在 容器内有无阻挡物等。
叶片造成的液流有三个分速度：轴向速度、 径向速度和切向速度。
Байду номын сангаас
二、搅拌器构造与安装形式
（一）搅拌器的类型和安装形式 1、类型：①小面积叶片高速运转的搅拌器 ②大面积叶片低速运转的搅拌涡器轮式、旋桨式
旋桨与容器中 心线夹角为大
于120
旋桨与容器中心线夹角70-120
旋桨与容器中 心线相垂直
（二）搅拌器的构造
1．平桨式搅拌器 桨叶一般采用不锈钢或扁钢制成。 其联接形式有四种如图：
结构是b型结构的改进型 ，把圆轴改成方轴，这 样可克服打滑为现键象连，接但方式，它兼有以上 轴的加工困难几。种结构的优点，被广泛采
搅拌器等，多用 于低粘度的物料 搅拌器有框式、垂直 螺旋式的搅拌器等，
多用于高粘度的物料
常用圆盘涡轮式搅拌器
弯叶可拆圆盘涡轮--WCY
弯叶可拆对开圆盘涡轮式 ---WKY
弯叶圆盘涡轮式---WY
第四章 生物反应器
生物工程设备课件
生物工程设备课件
郑裕国 王远山 汪钊 陈小龙 朱勍 徐建妙
生物工程设备课件
生物工程设备课件
(4) 圆盘箭叶涡轮搅拌器
其搅拌流型与上述两种涡轮相近，但轴向流动较强 烈，但在同样转速下，剪率低，输出功率也较低。
生物工程设备课件
第二篇 生物反应设备
第四章 生物反应器
生物工程设备课件
内容
第一节 机械搅拌式生物反应器 第二节 气升式生物反应器 第三节 鼓泡塔生物反应器 第四节 膜生物反应器 第五节 动植物细胞培养装置和酶反应器 第六节 微藻培养反应器 第七节 嫌气生物反应器 第八节 固态发酵生物反应器
生物工程设备课件
罐等。
按反应器的操作方式：间歇式生物反应器、连续式生 物反应器和半间歇式生物反应器。
生物工程设备课件
按生物催化剂在反应器中的分布方式：可以 分为生物团块反应器和生物膜反应器。
按反应物系在反应器内的流动和混合状态： 全混流型生物反应器和活塞流型生物反应 器。
按发酵培养基质的物料状态：液态生物反应 器与固态生物反应器。
（1）罐体：
材料为炭钢或不锈钢，且应有一定的承压能力， 2.5kg/cm2。
罐顶上的接管有：进料管、补料管、排气管、接 种管和压力表接管。
罐身上的接管有：冷却水进出管、进空气管、温 度计管和测控仪表接口。
生物工程设备课件
生物工程设备课件
2009.10
郑裕国 王远山 汪钊 陈小龙 朱勍 徐建妙
生物工程设备课件
大型发酵罐中竖立的蛇管、列管、排管也可以起 挡板作用。
2009.10
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
团块（如面团），
二、搅拌混合机理
别明显，例如
称为混合设备，
第二节
一、搅拌装臵
应的综合过程。
分组成。
罐体大多数设计成圆柱形，其顶部结构可设计成开放式
性力并节省材料。
开启涡轮的通用尺寸是将桨宽与浆径的比值（b/d j）为0.15-0.3,浆叶厚度由强度计算确定。
开启涡轮搅拌器的圆盘起支承桨叶的作用，大多数设计成整体式并与轮毂焊接。
桨叶与圆盘连接方式，对小型桨叶（dj＜400mm）常采用焊接，桨径大于500mm时多采用可拆连接方式，便于装拆及保证装配精度。
在设计时，圆盘直径一般取桨径的2／3或3／4，圆盘板厚要保证刚性，桨叶厚度用强度计算确定。
桨叶可设计成弯曲形，这种形状可以改善搅拌性能并减少动力消耗，叶片弯曲角度一般为45o或60o，圆盘涡轮的尺寸一般取d j：e：b=20：5：4（d j为桨径，e为桨叶长，b为桨叶宽度）。
另外，还有一种圆筒式涡轮搅拌器，在运转工作时，叶片沿轴线由中心孔进人轮内，转动的叶片加速液体，然后高速向周围抛出，一般转速为400～2000r／min。
这种类型的搅拌器优点是搅拌效果好，常用于稀薄的乳浊液、悬浮液等。
它的缺点是能耗较大，制造加工也比较困难。
4．旋桨式搅拌器桨叶形状与通常使用的推进式螺旋桨相似，所以又称为推进式搅拌器。
实质上，桨叶是螺旋面的一部分，沿着桨叶长度方向不同截面处的升角是逐渐变化的。
此型桨叶制造加工有一定的难度。
一般设计成桨叶与轮毂整体铸造结构，也有用模锻成型后的桨叶与轮毂焊接而成。
轮毂与轴的连接一般用键和止动螺钉的形式。
轴端都用螺母压紧，也有用端部盖帽形式保护轴端螺纹的，在腐蚀介质或存在固体沉积物的场合下，这种盖帽有较好的保护作用。
此型搅拌器我国已颁布有标准，其桨径在 150～700 mm范围内。
5．螺带式与螺杆式搅拌器螺带式搅拌器由一定宽度的带材或圆柱棒材制作成螺带形状。
它可以有单条或双条螺带结构。
一般螺带的外廓尺寸接近容器内壁，使搅拌操作遍及整个罐体。
由于螺带尺寸较大，与轴有较大的距离，因此要用支撑杆件使螺带固定在搅拌轴上。
每个螺距设臵杆件2～3根。
支撑杆一端与螺带焊接，另一端夹紧在搅拌轴上，也可以采用支撑杆与轴的键连接的形式。
部分支撑杆可采用止动螺钉与轴相对固定。
这种结构既保证传递扭矩可靠，又保证了装拆方便。
如螺带较长，可设计成分段螺带的形式，再用螺栓连接成一体。
螺杆式搅拌器结构与螺带式相似，但螺杆式的螺旋面部分直接与搅拌器的轴相接触，与通常使用的螺带式输送器类似。
螺带多与轴直接焊接，也可以设计成可拆式结构。
6.行星式搅拌器工作时，桨叶一方面绕容器旋转，另一方面，桨叶本身绕轴自转，于是形成了图b所示的运动轨迹。
转动方向为，轴Ⅰ顺时针旋转时，则通过横杆带动轴Ⅱ也作顺时针旋转，行星齿轮2则反向旋转，这也是桨叶轴自转的方向。
由于自转与公转的联合作用，产生了一种复杂的搅拌，能激起强烈的涡流，产生良好的搅拌效果。
在果酱制造及砂糖溶解时，常安装在夹层锅上面，主轴转速为20～80r／min。
7．特种搅拌器除了以上几种搅拌器外，还有一些特殊结构形式的搅拌器，如鼠龙式搅拌器，它的本体为一圆筒形结构，在窄长的容器内安装此种搅拌器能获得最大的搅拌效率，其转速为200～700r／min。
长处开设卸料门，对被混合的物料有一定的打断、磨碎作用，适于混合易离析的物料，稀浆体和流动性差的物料。
对要求较高时，采用3条螺旋带，按不同的旋向分别布臵，正向旋带使物料不断产生翻滚，反向使物料不断分散和聚集。
2.立式旋转式混合机：
各组分物料经计量后，加入料斗中，有垂直螺旋向上提升物料到内套筒的出口时，游甩料板将料向四周抛撒，物料下落到锥形筒内壁表面和内套筒之间的间隙处，又被垂直螺旋向上提升，如此循环，直到均匀混合为止。
和上机相比，投资费用低，功率消耗小，占地面积小等优点。
缺点是混合时间长，产量低，粉料混合不均匀，难以处理潮湿或泥浆状粉料等。
原因：螺旋搅拌器只能将附近的粉料提升，且粉料从螺旋上部抛出，不均匀，重粒抛得远，轻粒抛得近。
３．立式行星式混合机：（塔式混合机）
由圆锥形筒体，倾斜安装臵混合螺旋。
减速机构，电动机，进料口，排料口等组成。
配制好的一批物料由进料口加入机内。
启动电动机，通过减速机构驱动摇臂，带动混合螺旋，以2～6r/min回绕轴线，与此同时，混合螺旋又以60～100r/min速度自转。
在机壳外壁可以加水套以加热或冷却腔内物料混合均匀后，打开排料口卸料。
二、回转容器式
无搅拌工作部件，内部物料随容器旋转方向自下而上依靠物料本身重力翻转运动达到均匀混合，容器回转速度不能太高，否则会因离心力过大，物料紧贴容器内壁固定不动，严重影响混合质量，要求物料在容器内发生涡流运动。
容器支撑在水平轴上一齐转动，投入物料量约为30～50%，投料量过多，混合空间减小离析倾向于混合，混合效果不好。
被混合的物料，既能产生垂直方向的流动，又能产生水平方向的位移，且搅拌器还能清除靠近容器壁附近的滞流层。
混合速
度快，混合效果好，适于高流动性粉料及粘滞性粉料的混合，不适于破碎无聊的混合操作。
1、水平回转筒式混合机
圆筒保持水平，驱动轴位于圆筒中心，若偏离圆筒中心安装，称为斜臵回转筒式混合机。
水、装料量30%、60%水缺点：物料在筒内会和圆筒一起回转，尤其是位于圆筒两端的物料不能充分混合，故不能多装物料，斜物料在筒内作复杂的运动，装料多混合效果也较好。
2.V型混合机（双连混合机）
两个圆筒呈V字形，夹角为60～90度之间，主轴平衡回转，装料为两个圆筒体积的10～30%。
由于圆筒不对称，粉料在旋转容器内时而聚合时而分开，混合效果好（改进内部装有搅拌浆）
3.对锥式混合机
有两个对称的圆锥组成，驱动轴在锥底部分，一个圆锥的顶部为进料口，相对应的为出料口。
机内无残留料。
圆锥角呈60或90度两种，取决于粉料食品的休止角大小，容器内无安装叶轮，混合时间5～20分钟，有2min粉料在容器内翻滚强烈。
2．轴封
润滑油脂漏入容器内。
3．调和容器
普遍。
操作时转动手轮1
沿机座6
距而定，一般约为
位自锁销8
其中平衡块7
4．机座。