一混合机械与设备混合混合是指使两种或两种以上不同物料互相混

一、混合机械与设备混合：混合是指使两种或两种以上不同物料互相混合，成分浓度达到一定程度均匀性的单元操作。对于低黏度液体，采用的是液体搅拌与混合机械设备；对于粉料，所用的设备为混合器。介于两种状态之间的物料，既可用搅拌器，也可用混合器，但更经常使用的是捏合机。一、混合机械与设备一、液体搅拌与混合机械设备1、液体搅拌机食品工业中典型的带搅拌器的设备有发酵罐、酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。液体搅拌的目的，在食品加工中液体搅拌机主要用于以下方面：促进物料的传热，使物料温度均匀化；促进物料中各成分混合均匀；促进溶解、结晶、浸出、凝聚、吸附等过程进行；促进酶反应等生化反应和化学反应过程的进行。一、混合机械与设备搅拌机械结构主要由搅拌装置、轴封和搅拌容器三大部分组成，即：搅拌设备

轴封

搅拌装置传动装置搅拌轴搅拌器搅拌容器罐体附件一、混合机械与设备1、搅拌容器：搅拌容器也称搅拌槽或搅拌罐。作用是容纳搅拌器与物料在其内进行操作。对于食品搅拌容器，除保证具体的工艺条件外，还要满足无污染、易清洗等专业技术要求。罐体大多数设计成圆柱形，其顶部为开放式或密闭式，底部大多数成碟形或半球形。2、搅拌器的轴封和传动装置轴封是指搅拌轴及搅拌容器转轴处的密封装置，避免食品污染。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。一、混合机械与设备3、搅拌器与搅拌轴（1）搅拌器的作用：通过自身的运动使搅拌容器中的物料按某种特定的方式流动，从而达到某种工艺要求。所谓特定方式的流动，是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。（2）搅拌器的类型：一是小面积叶片高转速运转的搅拌器，如：涡轮式、旋桨式等，多用于低粘度的物料；二是大面积叶片低转速的搅拌器，属于此类型的搅拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高粘度的物料。一、混合机械与设备（2）搅拌器的类型：一、混合机械与设备（3）搅拌器的安装形式：中心立式搅拌安装形式：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用途。特点：搅拌轴与搅拌器配置在搅拌罐的中心线上，呈对称布局，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动。功率与转速：搅拌器功率可以从0.1kW至数百千瓦。常用功率范围为0.2~22kW。转速低于100r/min的为低速型；100~400r/min的为中速型；大于400r/min的为高速型。一、混合机械与设备偏心式搅拌安装形式：特点：（1）搅拌器安装在立式容器的偏心位置，能防止液体打漩，效果与装挡板相近。（2）中心线偏离容器轴线的搅拌轴，会使液流在各点处压力分布不同，加强了液层间的相对运动，从而增强了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的改善。（3）但偏心搅拌容易引起设备在工作过程中的振动，一般此类安装形式只用于小型设备上。9一、混合机械与设备倾斜式搅拌安装形式：特点：（1）将搅拌器直接安装在罐体上部边缘处，搅拌轴斜插入容器内进行搅拌。（2）对搅拌容器比较简单的圆筒形或方形敞开立式搅拌设备，可用夹板或卡盘与筒体边缘夹持固定。（3）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、轻便，一般用于小型设备上，可以防止打漩效应。10一、混合机械与设备一、混合机械与设备底部搅拌安装形式：特点：（1）将搅拌器安装在容器的底部它具有轴短而细的特点，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。（2）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、冷却构件及接管等附件的情况下，更有利于整体合理布局。（3）由于底部出料口能得到充分的搅动，使输料管路畅通无阻，有利于排出物料。（4）缺点是桨叶叶轮下部至轴封处常有固体物料黏积，容易变成小团物料混入产品中影响产品质量。12一、混合机械与设备旁入式搅拌安装形式：特点：（1）搅拌器安装在容器侧壁（2）在同等功率下，能得到最好的搅拌效果。转速一般在360~450r/min之间。（3）驱动方式有齿轮传动与带传动两种。（4）主要缺点是轴封比较困难。13一、混合机械设备搅拌器的适用情况：1、低黏度均相液－液混合搅拌难度小，平桨式循环能力强，动力消耗少，最适用。平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混合。涡轮式动力消耗大，会增加费用。2、分散操作涡轮式因具有高剪切力和较大循环能力，所以最适用。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，容器内可设置挡板。14一、混合机械设备3、悬浮液操作涡轮式：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，桨叶不易磨损。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、沉降速度低的悬浮液。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5%以下的悬浮液。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挡板。15一、混合机械设备4、有气体吸收的搅拌：圆盘式涡轮：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。开启式涡轮：不适用。平桨式及旋桨式：只在少量易吸收的气体要求分散度不高场合中使用。5、结晶过程的搅拌操作小直径的快速搅拌器：如涡轮式，适用于微粒结晶。大直径的慢速搅拌器：如桨式，用于大晶体的结晶。16二、水粉混合机水粉混合机结构其主要由一个主机体与一个离心泵水轮构成，二者垂直安装。17工作原理：是利用叶轮的高速旋转剪切用，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，输送出所需的混合物。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，也可以是流动性较好的浓度较高的溶液或浆体。料斗下方的调节阀是为了得到不同添加物含量的混合液体。适用场合：水粉混合机特别适用于再制乳制品生产，例如用于乳粉、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。

二、水粉混合机三、静态混合器

静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备。结构如图所示，主要由带管道接口的混合器壳体和混合单元构成。特点：流程简单，结构紧凑；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；应用灵活性大等。1、基本构成结构简单，主要由带管道接口的混合器壳体和混合单元构成。

外壳

混合单元衬里19三、静态混合器静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备。所谓“静态”是指起主要混合作用的混合单元在壳体上是固定不动的，这种混合器也由此取名。虽然混合单元是静止的，但静态混合器需要以流体运动作为混合动力。所有的静态混合器的主输入料液均需要有足够的压头才能正常工作，因此它常常需要与输送泵配合使用。20三、静态混合器基本结构：1、壳体：混合器的壳体通常为直管，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。2、混合单元：是静态混合器的关键，其形式有多种，供不同物性料液和流动条件场合的应用。如下图所示为适合于食品业的SK和SD型的混合单元外型。SK型SD型21三、静态混合器工作原理：通过固定在管内的混合单元件，将流体分层切割、剪切、折向和重新混合，流体不断改变流动方向，不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。与此同时，流体自身的旋转作用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，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。外壳

混合单元衬里22三、静态混合器应用场合：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。食品加工中已经应用的方面有：不同组分液体的混合、悬浮液的分散化、浓浆的稀释以及换热等。外壳

混合单元衬里23三、静态混合器混合流程：静态混合器用来对各种料液进行混合时，不同的进料必须经过计量，因此一般用定容积泵作为静态混合器的输送动力。如图所示利用静态混合器对将两种料液进行混合的系统组合示意。这种系统可用以将果味成分添加混合到搅拌型酸乳中。

24四、粉体混合机械设备食品工业中，混合机应用于谷物混合、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味粉及速溶饮品的制造等操作中，目的是使两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，成为组分浓度均匀的混合物。在混合机内，大部分混合操作都同时存在对流、扩散和剪切三种混合方式。混合机通常可按混合容器的运动状态分为容器固定式和容器回转式两大类。25四、粉体混合机械设备（一）容器回转式混合机基本结构原理与形式：这种混合机工作时容器呈旋转状态，物料随着容器旋转方向依靠物料本身的重力流动完成混合。容器内一般没有搅拌工作部件，如安装搅拌器件，则可以缩短混合时间。容器常以容器形状命名——V形、对锥式、倾筒式混合机等。是间歇式混合机，装卸物料时需要停机。间歇式混合机易控制混合质量，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。26四、粉体混合机械设备（一）容器回转式混合机

转速、混合均匀度、混合时间与装填率：容器的回转速度不能太高，否则会因离心力过大，物料紧贴容器内壁固定不动，无法进行混合。这种混合机可以达到很高的混合均匀度，没有残留现象，但所需的混合时间长。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60％。27四、粉体混合机械设备1、对锥形混合机：容器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，它取决于粉料的休止角大小。驱动轴固定在锥底部分，转速为5~20r/min。圆锥体的两端设有进出料口，以保证卸料后机内无残留料。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2min

左右。28四、粉体混合机械设备2、V形混合机：容器由两个圆筒呈V形焊合而成，夹角范围在60°~90°之间。工作时要求主轴平衡回转，装料量为两个圆筒体积的20％~30％。其转速很低，为6~25r/min。V形混合机常用来混合多种粉料以构成混合物，若在筒内安装搅拌叶轮，可用来混合凝聚性高的食品。29四、粉体混合机械设备3、圆筒混合机：圆筒式混合机的容器是一个圆柱筒，常见有水平回转和斜置回转两种机型。（1）水平回转滚筒（2）斜置回转滚筒30四、粉体混合机械设备3、圆筒混合机：圆筒式混合机的特点：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。斜置混合机的回转轴线与圆筒轴线相交。水平回转筒式混合机的装料量均为圆筒容积的30%，斜置式可达60%。水平回转的缺点是，在筒内的物料可能会和圆筒一起回转，尤其是位于圆筒两端的物料不能充分混合，故不能多装料，否则影响混合效果。斜置回转筒式混合机克服了水平回转筒式的缺点，物料在筒内作复杂的运动，即使装料量较多，其混合效果也较好。主轴转速为40~100r／min。要求投入粉料的堆积密度和粒度均匀一致。这类混合机常用于香辛料和啤酒麦芽粉等的混合作业。31四、粉体混合机械设备（二）固定容器式混合机

1、结构特点是工作时容器固定不动，内部安装有旋转混合部件。旋转件大多为螺旋结构。

2、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混合。

3、固定容器式混合机的操作方式有间歇与连续两种，依生产工艺而定。32四、粉体混合机械设备1、卧式螺旋环带混合机：通常简称为卧式混合机，是最为常见的间歇式固定容器混合机。大中型混合机多为此种机型。特点：混合时间短，混合质量高，排料迅速，腔内物料残留量少，但配套动力和占地面积较大。2214353图7.12卧式螺旋环带混合机盖板门机体螺带转子电动机减速器螺带转子33四、粉体混合机械设备机体底部呈U形，主要工作部件：两螺旋带（旋向相反，两方向输送能力相等）。卧式螺旋环带混合机主轴转速一般为30~50r/min。外层螺旋环带与壳底之间的间隙一般为2~5mm，预混合机的间隙小于2mm，以尽量减少腔内物料的残留量。为加快转轴附近物料的流动，有些机型在转轴处安装有小直径实体螺旋叶片。一般沿壳体全长或者在占壳体1/3~1/2长度上开设卸料门，可迅速卸料。对于残留量要求极为严格的混合作业，有些机型采用可倾翻机体结构。34四、粉体混合机械设备2、立式螺旋环带混合机：工作过程：各种物料组分经计量后，加入料斗中，由垂直螺旋向上提升到内套筒的出口时，被甩料板1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，直到混合均匀为止，然后打开卸料门从出料口排料。混合时间一般为10~15min。特点：配用动力小，占地面积少，混合时间长，料筒内物料残留量较多。多用于混合质量和残留量要求较低的场合，为小型混合机。

35四、粉体混合机械设备3、倾斜单螺带连续混合机：整体呈倾斜状，进料口设置于混合机的低端，而出料口设在高端。主轴在进料口端设置螺杆，其余部分设置螺带及沿螺旋线布置桨叶。36四、粉体混合机械设备特点：因返混形成的轴向混合作用区域较小，同时物料停留时间不尽一致，混合质量较差，并要求各组分均连续计量喂料，适用于混合度要求不高的场合。工作过程：工作时，由进料口连续送入的物料，在进料段被螺杆强制送入混合段，在混合段内被螺带及桨叶向前推动形成翻滚的径向混合，同时在物料自身重力作用下经螺带空隙下滑形成返混的轴向混合，这两种方式共同构成对于物料的连续混合，混合后的物料连续地从出料口排出。调整主轴转速可调节这种返混的程度，即可控制物料在机内停留时间及混合效果。37四、粉体混合机械设备4、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。工作过程：从进料口将配制好的一批物料加入机内，启动电动机，通过减速机构驱动摇臂，摇臂带动混合螺旋以2~6r/min速度绕混合机中心轴线旋转。与此同时，混合螺旋又以60~100r/min的速度自转。在机壳外壁可以加水套以加热或冷却腔内物料。当一批料混合均匀后，打开出料口卸料。混合时间：小容量混合机2~4min，大容量混合机8~10min。38五、捏合机械设备捏合：是指将含液量较少的粉体或高粘度物质和胶体物质与微量细粉末的混合物加工成可塑性物质或胶状物质的操作。捏合操作的实质是固体与液体的混合操作，所以，捏合操作有时也称为固液混合或调和操作。39五、捏合机械设备捏合机可按容器是固定还是回转来分类。绝大多数捏合机都是固定容器型。（固定容器型捏合机又可按转轴的位置分为水平轴和垂直轴两种型式，按轴的数量分单轴式和双轴式。）捏合混合设备可分为间歇式和连续式两类。典型搅拌捏合设备：卧式双臂捏合机、打蛋机以及和面机等。401、双臂式捏合机典型的用于可塑物混合的间歇操作的捏合设备。处理对象广泛：面包、饼干制造业中面粉、水、酵母和其它原辅料的均匀混合与捏合。在巧克力制造工业中，用于可可液浆、糖粉和奶粉等的捏合混合。如图所示，主要由一对转子、混合室及驱动装置等组成。由于通常使用的两根搅拌转子呈“Z”字形，因此常称Z形捏合机。双臂式捏合机五、捏合机械设备1、混合室：带盖或不带盖，带盖的捏合机与槽体具有很好的密封性能，可使混合室在真空或加压的条件下进行操作。底部呈“W”形或鞍形的钢槽。钢槽多做成夹套式，可通入加热或冷却介质。一般为可倾式，由人工或电机驱动将槽体的一侧竖起可供出料或清洗。小型设备人工操纵即可，中型或大型设备则在支承轴上装齿轮，由电动或手动手柄进行操作。直接排料和侧倾混合室排料。直接排料：混合室底部设排料口（或排料门）。侧倾混合室排料：混合室为可翻转式。五、捏合机械设备（1）（2）（3）（4）（5）（6）Z形转子单螺旋转子双螺旋转子爪形转子刀片形转子X形转子2、转子形式：小型捏合机的转子多为实心体，大型捏合机转子设计成空腔形式，可在转子内通入加热或冷却介质。五、捏合机械设备转子在混合室内的安装形式有相切式和相叠式两种。相切式安装时，两转子外缘运动迹线是相切的；相叠式安装时，两转子外缘运动轨迹线是相交的。（1）相切式（2）相叠式转子安装形式五、捏合机械设备相叠式安装的转子的特点：相叠式安装的转子，只能同向旋转，由于运动迹线相交，为避免搅拌臂相碰，两臂的转速比只能用1:2和1:1。相交式安装的转子外缘与混合室壁间隙很小，一般在1mm左右，在这样小的间隙中，物料将受到强烈剪切、挤压作用，不仅可以增加混合（或捏合）效果，同时可以有效地除掉混合室壁上的滞料，有自洁作用。适用于粉状、糊状或黏稠液态物料的混合。五、捏合机械设备相切式安装的转子的特点：转子可同向旋转，也可相向旋转，常用转子间速比为1.5:1、2:1和3:1。转子旋转时，物料在两转子相切处受到强烈剪切。同向旋转的转子或转速比大的转子间的剪切力可能达到很大的数值。转子外缘与混合室壁的间隙内，物料也受到强烈剪切。相切式安装的捏合机同时在转子之间的相切区域和转子外缘与混合室壁间的区域产生混合作用。特别适用于初始状态为片状、条状或块状物料的混合。五、捏合机械设备2、立式混合捏合设备立式混合捏合设备常称为混合锅，其主体由搅拌器与不带盖的容器构成。两种型式：容器固定式和容器转动式，相应的两种型式的具体设备有立式打蛋机和立式和面机。五、捏合机械设备打蛋机的结构：由搅拌器、锅体（容器）、传动装置及容器升降机构等组成。锅体由一段短圆筒和一个半球形器底制成，可以升降，装有手柄供人工卸除物料。

立式打蛋机外型

五、捏合机械设备五、捏合机械设备1、搅拌器搅拌器的形式有多种，使用较多的3种形式搅拌器通过自身高速旋转，强制搅打，使得被搅拌物料充分接触与剧烈摩擦，以实现对物料的混合、乳化、充气及排除部分水分的作用，从而满足某些食品加工工艺的特殊要求。2、搅拌器：搅拌器在锅体内作行星运动。主轴转速范围为20~80r/min，其搅拌器自身转速范围为70~270r/min。由于搅拌器转速高，故打蛋机也常称为高速调和机。搅拌器与与锅壁间隙很小，搅拌作用可遍及锅内全部物料。五、捏合机械设备打蛋机的应用：打蛋机在食品生产中常被用来搅打各种蛋白液。主要加工对象是黏稠性浆体，如生产软糖、半软糖的糖浆；生产蛋糕、杏元饼的面浆以及花式糕点上的装饰乳酪等。生产砂型奶糖时，通过搅拌可使蔗糖分子形成微小结晶体，俗称“打砂”操作。生产充气糖果时，将浸泡的干蛋白、蛋白发泡粉、明胶溶液及浓糖浆等混合搅拌后，可得到洁白、多孔性的充气糖浆。五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备五、捏合机械设备均质（也称匀浆）是一种使液体分散体系（悬浮液或乳化液）中的分散物（构成分散相的固体颗粒或液滴）微粒化、均匀化的处理过程其目的是降低分散物的尺寸，提高分散物分布的均匀性。狭义的均质仅指利用高压均质机对物料进行处理。除了高压均质机以外，胶体磨、超声波均质器（或称超声波乳化器）、高速剪切搅拌器。六、均质机械设备均质的作用：非均相液态食品的分散相物质在连续相中的悬浮稳定性，与分散相的粒度大小及其分布均匀性密切相关，粒度越小，分布越均匀，其稳定性越大。乳、饮料在内的绝大多数的液态食品的悬浮（或沉降）稳定性都可以通过均质处理加以提高，从而改善此类食品的感官品质。均质过程的本质是一种破碎过程，所以均质也是破碎生物细胞，提高细胞提取物得率的重要手段。六、均质机械设备（一）高压均质机结构：主要由传动系统、柱塞式高压泵和