物料管理_物料混合机械概论

了解混合 搅拌及均质的机理及应用特点掌握混合机的结构特点 适用的物料及应用特点 掌握胶体磨 高压均质机的结构特点 工作原理和应用特点 了解混合均匀度的检测和计算方法及影响混合均匀度的主要因素 第六章物料混合机械 6 1物料混合的基本概念6 1 1目的和要求6 1 2混合原理6 2粉体混合机6 2 1粉体混合机理及混合均匀度的表示方法6 2 2固定容器式混合机6 2 3回转容器式混合机6 2 4混合质量影响因素及改善措施6 3液料搅拌器6 3 1搅拌器形式及液流流型6 3 2搅拌器安装形式 6 3 3搅拌器的结构与选型6 4均质机6 4 1均质原理6 4 2高压均质机6 4 3高剪切均质机6 5静态混合机6 5 1静态混合原理6 5 2典型静态混合器6 6捏和机6 6 1捏和原理6 6 2捏和机的分类6 6 3典型捏和机 6 1物料混合的基本概念 6 1 1目的和要求混合过程 在外力作用下 将两种或两种以上不同物料粒子位置重新配置而呈均匀分布状态的操作 混合料 固体与固体 固体与液体 液体与液体 液体与气体 固体 液体与气体三类物料构成 6 1物料混合的基本概念 6 1 1目的和要求搅拌 液体与液体物料的混合 混合 以干物料为的主固体物料的混合 混合操作机械 粉粒物料混合机 低粘度液态物料搅拌机 高粘度稠浆料和粘弹性物料捏和机 乳浊液或悬浮液的均质机和胶体磨等 6 1物料混合的基本概念 6 1 2混合原理混合过程三种方式 对流混合 混合机工作部件表面对物料的相对运动 使物料从一处向另一处做相对群体流动 位置发生转移 6 1物料混合的基本概念 6 1 2混合原理混合过程三种方式 剪切混合 物料群体中的粒子因对流形成剪切面的滑移和在此剪切面上的冲撞和嵌入作用 引起局部混合 6 1物料混合的基本概念 6 1 2混合原理混合过程三种方式 扩散混合 互溶组分 以分子扩散形式向四周做无规则运动 达到均匀分布状态 6 2粉体混合机 6 2 1 1粉体混合机理固体物料混合操作有 谷物的混合 面粉的混合 面粉中加辅料和添加剂 干制食品中加添加剂 汤粉的制造及速溶饮料的制造等 混合机将两种或两种以上粉料颗粒通过流动作用 使之成为组分浓度均匀的混合物 6 2粉体混合机 6 2 2固定容器式混合机固定容器式混合机 间歇与连续两种操作形式 混合机结构特点 工作时容器固定不动 内部装有旋转混合部件 混合过程 以对流作用为主 适用于物理性质差别及配比差别较大的散料的混合 6 2粉体混合机 6 2 2 1卧式螺旋环带混合机结构 机体 主轴 左右螺旋环带和传动部分组成 6 2粉体混合机 6 2 2 1卧式螺旋环带混合机 6 2粉体混合机 6 2 2 2倾斜螺带连续混合机整机呈倾斜状 进料口设置于低端 出料口设置于高端 主轴进料口设置螺杆 其余部分设置螺带及沿螺旋线浆叶 6 2粉体混合机 6 2 2 2倾斜螺带连续混合机 倾斜螺带连续混合机 6 2粉体混合机 6 2 2 3犁状桨叶高速混合机结构 混合机内设置双转子 两主轴上装有犁状桨叶 外缘与机槽间隙较小 机槽为双圆筒结构 上部设有进料口和排气口 工作时 物料在离心力作用下呈飞瀑状态而快速混合 6 2粉体混合机 6 2 2 3犁状桨叶高速混合机 WZ系列无重力双轴桨叶混合机 6 2粉体混合机 6 2 2 4立式螺旋式混合机结构 该机主体为圆筒形 内置一垂直螺旋输送器 螺旋叶片和内套筒间隙10mm 转速200 300rpm 工作时 物料由垂直螺旋向上提升到内套筒出口 被甩料板抛撒下落锥形筒表面和内套筒间的间隙处 再被垂直向上提升 循环混合均匀 由出料口排料 6 2粉体混合机 6 2 2 5行星锥形混合机结构 由圆锥形筒体 倾斜安置的混合螺旋 减速机构 电动机 进料口和出料口等组成 6 2粉体混合机 6 2 2 5行星锥形混合机工作时 摇臂带动螺旋以2 6rpm速度回绕混合机轴线旋转 混合螺旋以60 100rpm自转 机壳外壁加水套以加热或冷却腔内物料 配制好的物料从进料口进入机内 经充分混合后 由出料口卸料 6 2粉体混合机 6 2 2 5行星锥形混合机 WH系列锥形双螺旋混合机 6 2粉体混合机 6 2 2 6立式桨叶连续混合机结构 主轴上安装着桨叶 有较强剪切作用 用于粉料中糖蜜或液体成分添加作业 工作时 粉料 糖蜜各自从顶部进入 在搅拌叶片作用下 由上至下运动 混合后从出料口排出 6 2粉体混合机 6 2 3回转容器式混合机回转容器式混合机 容器内无搅拌部件 物料随着容器旋转依靠物料自身重力流动完成混合 这种混合机能达到很高混合均匀度 但混合时间长 装填量 容器有效容积的60 常见的混合机 V形混合机 对锥式混合机 倾桶式混合机 6 2粉体混合机 6 2 3 1V形混合机结构 两个圆筒呈V形焊合 夹角在60 90 工作时 主轴平衡回转 装料量为两个圆筒体积的20 30 其转速为6 25rpm 若在筒内安装搅拌叶轮 可用来混合凝性食品 6 2粉体混合机 6 2 3 2对锥式混合机结构 该机由两个对称的圆锥形壳体焊接而成 圆锥角呈60 角和90 角两种形式 取决于粉料休止角大小 驱动轴固定在锥底角部分 转速为5 20rpm 一个圆锥顶进料 另一个圆锥顶出料 混合时间为5 20min若容器内安装叶轮 混合时间可缩短至2min 6 2粉体混合机 6 2 3 3倾筒式混合机两种机型 水平回转筒式和斜置回转筒式 主轴转速40 100rpm 水平回转筒式混合机 圆筒水平放置 回转轴线与圆筒轴线同轴 装料量均为圆筒容积的30 6 2粉体混合机 6 2 3 3倾筒式混合机两种机型 水平回转筒式和斜置回转筒式 斜置回转筒式混合机 圆筒轴线与回转轴线相交 斜置式装料量可达60 ZF型二维运动混合机 GH型三维运动混合机 6 3液料搅拌器 6 3 1搅拌器形式及液流流型搅拌形式 利用搅拌器实现机械搅拌 利用压缩空气实现气流搅拌 利用超声波实现超声波搅拌 机械式搅拌机 搅拌器 叶轮和转轴 贮液槽 电动机及其他辅助件 液体搅拌的三种流型 轴向流型 径向流型 混合流型 6 3液料搅拌器 6 3 1搅拌器形式及液流流型 6 3液料搅拌器 6 3 2搅拌器安装形式搅拌器安装形式 立式中心安装 底部安装 偏心式安装 旁入式安装 倾斜式安装 行星式安装 6 3液料搅拌器 6 3 3搅拌器的结构与选型搅拌器的典型结构形式 桨叶式液体搅拌器 涡轮式搅拌器 旋桨式搅拌器 6 3液料搅拌器 6 3 3搅拌器的结构与选型桨叶式液体搅拌机由桨叶式搅拌器 圆桶形容器等组成 其叶轮叶片径向尺寸大 由轴延伸至叶轮外缘 只有一对平直结构叶片 搅拌轴与电动机用直联方式 设置4 6块挡板 用于使料液产生涡流 提高热交换效率 6 3液料搅拌器 6 3 3搅拌器的结构与选型桨叶式液体搅拌机搅拌器转速20 150rpm 叶轮为容器直径的1 2 3 4 宽度为1 10 1 6 桨叶边缘与容器底部间距以30 50mm 高浓度物料5mm 6 3液料搅拌器 6 3 3 2搅拌器的选型搅拌器的选型 按物料粘度选型 按搅拌过程的目的选型 根据操作目的和主要影响因素选型 搅拌器选用顺序 螺旋桨 涡轮 桨式 锚式和螺带式等 6 4均质机 6 4 1均质原理乳化均质是特殊的混合操作 包含粉碎和混合双重作用 是将两种通常互不相溶的液体粉碎成为小球滴而后分散在另一种液体中 获得粒子很小且均匀一致的混合液料 乳化均质机械有 胶体磨和均质机 均质原理 冲击 剪切 空穴等 6 4均质机 6 4 2高压均质机高压均质机是将料液压力提高到一定程度 并在极高压差作用下瞬间通过狭缝 形成冲击 剪切 与空穴作用完成均质操作的机器 6 4均质机 6 4 2高压均质机均质机柱塞泵为三柱塞高压泵 泵体是不锈钢长方体结构 曲柄滑块机构驱动柱塞作往复运动 活塞为圆柱状 其中开有三个孔 用填料涵聚四氟乙烯密封 压力可达30 60MPa 超高压柱塞可达150MPa 高压泵料液出口处安装均质阀 构成均质机 6 4均质机 6 4 2高压均质机三柱塞高压均质机系统均质阀结构 由阀座 阀杆和冲击环构成 阀杆和阀座用钨 铬 钴等耐磨合金钢制造 均质阀有 单级阀和双级阀 调节手柄可调整阀杆与阀座间的接触压力 可调节液体排出泵腔的压力 6 4均质机 6 4 2高压均质机均质阀结构 常用双级均质阀 牛奶均质时 第一级压力20 25MPa 第二级压力约3 5MPa 流体以200 300m s流速通过高度 100 m均质阀缝隙 产生巨大的流速梯度 形成强烈的挤压和剪切作用 形成更为细小的脂肪球微粒 表面活性物质围绕细小的脂肪球微粒外层形成不再互粘合的膜 6 4均质机 6 4 2高压均质机常见均质阀的类型 平面均质阀和非平面均质阀 平面均质阀 阀座 阀杆端面为平面结构 形状简单 加工 修复方便 使用最为普遍 a 整体阀杆 结构简单 适用于中小流量均质 b 阀杆有导向杆 流动方向稳定 用于大流量 6 4均质机 6 4 2高压均质机平面均质阀 阀座 阀杆端面为平面结构 形状简单 加工 修复方便 使用最为普遍 c 组合阀杆 适用于磨蚀性强的料液 d 阀座 阀杆工作端面覆盖有耐磨合多孔罩 强化均质 6 4均质机 6 4 2高压均质机平面均质阀 阀座 阀杆端面为平面结构 形状简单 加工 修复方便 使用最为普遍 e 非平面均质阀 阀座及阀杆工作端面开有多个同心圆齿形沟槽 工作时 互相嵌合 形成的纵横断面锯齿形间隙构成多个均质区 均质效果好 6 4均质机 6 4 2高压均质机平面均质阀 阀座 阀杆端面为平面结构 形状简单 加工 修复方便 使用最为普遍 6 4均质机 6 4 2高压均质机 GJB1 5 25高压均质泵系列 GJB2 5 25高压均质泵系列 6 4均质机 6 4 3 2胶体磨胶体磨 具有粉碎 分散 混合 乳化和均质功能 立式胶体磨结构 进料斗 静磨盘 动磨盘 调整机构 密封装置 冷却系统 排料口 电动机和机座等组成 6 4均质机 6 4 3 2胶体磨胶体磨 动齿盘呈锥体柱形 安装在主轴上 锥形的外面有倾斜的纵向齿槽 分粗细若干个环带 其下设计有排料叶轮 用优质不锈钢等制造 6 4均质机 6 4 3 2胶体磨胶体磨 静压盘内表面形状与动压盘相对应 经水套 顶盖 调节盖和螺钉与磨体固定为一体 调节手柄可调整动 静磨间轴向间距 立式胶体磨主轴由电动机轴直接传动 转速2800 2950rpm 经变速机构传动时 最高可达12000rpm 磨后细度为5 20 m 最细可达1 m 6 5静态混合器 静态混合器是一种借助于流体管路特殊结构 使其在很宽的雷诺范围内完成流体的混合 而又没有运动机械部件的流体管路结构 6 5 1静态混合原理液体在混合器内的混合有 层流混合和湍流混合形式 层流混合三要素 分割 位置移动 重新汇合 6 5静态混合器 6 5 1静态混合原理液体在混合器内的混合有 层流混合和湍流混合形式 湍流混合 分割 位置移动 重新汇合 还有剧烈涡流 强烈剪切 细微部分分割混合 静态混合器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 6 5静态混合器 6 5 1静态混合原理 6 5静态混合器 6 5 2典型静态混合器卧式和立式糖蜜连续稀释器卧式糖蜜连续稀释器 水平圆筒结构 其内部设置若干个隔板和筛板分隔成若干部分 各隔板配置为通孔上下交错 使料液呈湍流流动而混合 6 5静态混合器 6 5 2典型静态混合器立式糖蜜连续稀释器 由高为1 5m 用4 5mm厚的不锈钢板制成立式圆筒体 筒内有若干交错配置半圆缺口间隔为125mm隔板 上 下封头均为锥形结构 糖液速度0 08 0 1m s此混合器有 错板式 胀缩式 变管径式 6 6捏和机 捏和操作是液体与粉料捏和 调和 糅合等的混合操作 应用于面粉制品 巧克力制品 鱼肉香肠 人造奶油和混合干酪等操作 6 6捏和机 6 6 1捏和原理捏和过程中 通过桨叶移动对物料进行挤压与剪切 促使物料自身拉延 撕裂 折叠 包裹 嵌入等变化 如此反复 经过一段时间即可得到合格的均匀产品 6 6捏和机 6 6 2捏和机的分类按整体结构特征分 立式和卧式捏和机 按搅拌轴数量分 单轴式与多轴式捏和机 按主要用途分 打蛋机 调粉机及和面机 6 6捏和机 6 6 3典型捏和机6 6 3 1打蛋机打蛋机结构 由搅拌器 容器 传动装置及容器升降机构等组成 有立式打蛋机和卧式打蛋机 搅拌器结构 由搅拌头和搅拌桨组成 搅拌头的作用 使搅拌桨按一定运动轨迹在容器中运动 搅拌桨直接与物料接触 通过自身运动完成物料的搅拌 6 6捏和机 6 6 3典型捏和机6 6 3 1打蛋机 6 6捏和机 6 6 3 1打蛋机工作原理 打蛋机通过自身搅拌器高速旋转强制搅打 使得被搅拌物料充分接触与剧烈磨擦 实现物料的混合 乳化 充气及排除部分水分 满足某些食品加工工艺的特殊要求 搅拌器桨叶形状 转速70 125 200rpm 6 6捏和机 6 6 3 2双臂式捏和机双转子结构 转速 15 60rpm 转子安装方法 相切安装和相交安装 相切安装 两转子外缘运动迹线为外切圆 转速比 1 5 1 2 1 3 1三种 两转子分别与机槽壁之间相切区域及转子间相切区域为捏和区域 强烈的剪切作用使得其具有良好的捏和性能 6 6捏和机 6 6 3 2双臂式捏和机相交安装 两转子同步转动 外缘运动迹线相交物料在转子与机槽壁之间的缝隙处剪切与挤压混合捏和 6 6捏和机 6 6 3 2双臂式捏和机