第七章食品混合机械与设备

搅
即：同一个混合状态的调匀度随所
拌 取样品的尺寸而变化，说明单凭调匀
机 度不能反映混合物的均匀程度。
第七章食品混合机械与设备
四、搅拌机主要结构
1、搅拌器
第 二
搅拌器由电动机带动，物料按一定规 律运动（主体对流），桨型不同，物料 产生的流型不同。
节
桨作用于物料，物料产生三个方向的
搅 速度分量：
拌
轴向分量 经向分量
第 二
I CA C A0
（当样品中CA CA0时）
节 搅
或
I 1CA 1 CA0
（当样品中CA CA0时）
显然 I ≤1，若取m个样品，则该样品
拌 的平均调匀度为
机
I
I1I2
Im
m
当混合均匀时： I 1 第七章食品混合机械与设备
2、混合尺度
设有A、B两种液体混合后达到微粒均
第 布状态
A
二
A
B
节
B
a
b
搅
在设备尺度上：两者都是均匀的
拌态 两
机
种 状
（宏观均匀状态） 在微团尺度上：两者具有不同的均匀度 在分子尺度上：两者都是不均匀的
当微团消失 分子尺度的均匀或微观均匀
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如取样尺寸远大于微团尺寸，则
第 两种状态的平均调匀度接近于1。
二 节
如取样尺寸小到与b中微团尺寸相 近时，则b状态调匀度下降，而a状态 调匀度不变。
一
滴碎化的操作。
五、均质的作用
节
通过乳化均质处理，使两种通常不
概 相容的液体进行密切混合，使一种液体
述 粉碎成为极细微粒或小液滴，分散在另
一种液体中，其产物为乳状液。
六、均质的应用
乳品、果汁、冰激淋等生产中。 第七章食品混合机械与设备
七、混合操作
使两种或以上的不同物料从不均匀
第 状态通过搅拌或其它手段达到相对均匀
一
状态的过程操作。
八、混合的作用
节
促进溶解、吸附、浸出、结晶、乳
概 化、生物化学反应、防止悬浮物沉淀及
述 均匀加热和冷却等等。
九、混合的类型
液-液、固-固、固-液、固-液-气
（蛋液搅拌、充气糖果及冰淇淋等）。 第七章食品混合机械与设备
一、搅拌机结构与组成
第
组成：
二
搅拌器 电动机 减
节
速器 排料管 容器
④ dj =（0.2~0.5)D (0.33居多)
第
dj ：L：b = 20：5：4
二
⑤适合混合中低粘度的物料，
节
≤5000c u=4-8m/s
搅
n=10-300rpm。
拌
⑥回路较曲折，出口速度大，湍动
机
程度强，剪切力大，可将微团细化。
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（3）桨式搅拌器
当 搅拌器提供的机械能因粘性阻力而
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食品机械
第七章 食品混合机械与设备
一、搅拌操作
依靠外力使被搅拌物质产生流动，
第
以达到两种或两种以上物质在彼此 之中相互均布的一种操作。
一
节 二、搅拌的基本目的
概 （1）取得均匀的混合物
述 （2）强化热交换过程
（3）促进溶解
（4）气体吸收,等等实现物料的物理 化学变化第七章食品混合机械与设备
第
CA0
VA VA VB
（理论值）
二 经过搅拌后，在容器各处取样分析实际
节 体积浓度CA，比较CA0 、CA 搅
拌 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀 机 若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀，
偏离越大，均匀程度越差。
第七章食品混合机械与设备
引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏
离程度，定义某液体的调匀度I为：
二 液体层界面 强烈剪切 旋涡扩散
节 对流混合速度取绝被混合物料的湍动程
搅 度，湍动程度 混合速度
拌
主体对流
宏观混合
涡流对流
机
液体分子间的运动 微观混合
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2、分子扩散混合
形成液体分子间的均匀分布对流混合
第 可提高分子扩散混合
二
3、剪切混合 搅拌桨直接与物料作用，把物料撕成
节 越来越薄的薄层，达到混合的目的。高
促进混合
机
切向分量
当 ，桨对中安装， n 液体绕轴整体 旋转，不利于混合。
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（1）旋桨式搅拌器 类似于无壳的轴流泵
第
结构：P146图7-4 特点：
二 a、流型：轴流型，以轴流混合为主，
节 伴有切向流，经向流，湍动程度不高。
搅 b、循环量大，适用于宏观混合
拌
c、适用低粘度物料混合，≤2000c p。 d、桨转速较高，圆周速度u=5～15m/s
第
b：dj=0.1-0.25
二 ②转速低,u=1.5～2m/s ； n=1～100 rpm
节 ③流型：径向流、切向流
搅 拌
如桨叶倾斜，可产生小范围轴向流 ④适合低粘度物料μ＞5000CP ⑤当容器内液位较高时，可在同一轴上
搅
挡板
拌
适用物料：
机
低粘度物料
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二、混合机理
利用低粘度物料流动性好的特性
第
实现混合
二
1、对流混合
节
在搅拌容器中，通过搅拌器的旋
搅
转把机械能传给液体物料造成液体
拌
的流动，属强制对流。包括两种形
机
式：
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（1）主体对流：搅拌器带动物料大 范围的循环流动
第 （2）涡流对流：旋涡的对流运动wenku.baidu.com
三、混合的对象
（1）牛顿流体(流体力学性质分)
第
液—液混合物
一
固—液混合物
搅拌机
节 概
非牛顿流体 (流体力学性质分)
述
高粘度糊状物
调和机
粘滞性面团
（2）气体、液体、半固体及干散物料 (按物相分) 混合机
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四、均质操作
均质是一种特殊的混合操作，指借
第 助流动产生的剪切力将物料细化、将液
第 消耗湍动程度 ，主体流动范围
二
例：同一规格的涡轮式搅拌器，混合不
节 同粘度的物料，混合效果差别很大。
搅
水的搅动范围为4D当＞5000c p时，
拌 其搅动范围为0.5D，离桨较远处流体流动
机
缓慢，甚至静止，混合效果不佳。∴当
时，应采用D n 的桨
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桨式搅拌器特点：
①桨叶尺寸大，dj/D=0.5～0.8 宽度大,
搅 粘度物料的混合过程，主要是剪切作用
拌。
机
三种机理同时存在，只是不同机种、 物料及阶段而有所不同，习惯上有搅拌
、混合、捏合与调和设备之分。
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三、混合效果的度量
1、调匀度I
第 二
设A、B两种液体，各取体积vA及vB 置于一容器中
节
搅
A
A
拌
机
B
B
a
b
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容器内液体A的平均体积浓度CA0为：
机
n=100～500rpm
e、dj=(0.2～0.5)D (以0.33居多)
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（2）涡轮式搅拌器
相似于无壳的离心泵
第
组成：圆盘、轴、 叶片（4～8）
二 特点：
节
①流型：径向流型 伴有 轴向流
搅
切向流
拌
②有两个回路
机
③易产生“分层效应”
（不适于混合含有较重固体颗粒悬浮液）
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