2016-第三章 粉碎、均质及混合机械与设备

二、高压均质机
（一）结构及工作过程 高压均质机主要由高压泵、均质阀、调节装置及传动 系统组成。其中高压泵由进料腔、吸入活门、排出活门、柱 塞等组成。均质阀由阀座、阀芯、弹簧、调节手柄等组成。 其工作过程包括吸料和排料两个过程。
高压泵结构简图 １—进料 腔； ２—吸入活 门； ３—活门座； ４—排出 活门； ５—泵体 ； ６— 冷却水管； ７—柱塞；
• ２．辊式磨粉机的型式 • （１）等速旋转的光辊以挤压的方法粉碎物料或使物料挤压 成片状。典型设备是轧麦片机、轧米片机等。 • （２）差速旋转的光辊以挤压和研磨的方法粉碎物料。典型 设备是面粉生产的心磨系统中使用的光辊磨粉机和巧克力精 磨机等。 • （３）差速旋转的齿辊以剪切、挤压和研磨的方法粉碎物料。 典型设备是磨粉生产的皮磨、渣磨及尾磨系统中使用的齿辊 磨粉机。
第三章 粉碎、均质及混合机械与设备
本章主要讲述食品加工过程中需要 用的各种粉碎、均质及混合机械设备。
• 第一节 粉碎机械 • 第二节 均质机
• 第三节 混合机械
• 第四节 调和机械
第三章 粉碎、均质及混合机械与设备 第一节 粉碎机械
本节主要讲述在加工过程中常用的食 品粉碎机械。具体内容包括以下四个方面：
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（５）工作中如果发现均质机流量不足、压力达不到工艺 要求的情况，应检查活门与活门座、阀芯与阀座的密合面是否 密合良好，如出现沟槽、磨纹要及时修复或更换；安全阀或均 质阀弹簧压力不够也会导致上述情况，此时应进行适当的调整 使设备恢复正常。 • （６）高压均质机的运动部件需要良好的润滑，工作时要 注意曲轴箱里润滑油的油位，使其保持在最低油位线以上；要 经常在机体连接轴处加一些润滑油，以免机体前端的填料缺油 • （７）柱塞密封圈处于高温和压力周期性变化的条件下， 很容易损坏，应保证柱塞冷却水的连续供应，以降低柱塞密封 圈的温度，延长其使用寿命。同时，应随时检查密封圈，发现 损坏及时修复、更换。 • （８）均质机停止使用应立即拆洗，以免物料残留。拆洗 后，将机器重新装配好，用 ９０℃以上的热水连续对泵体及 管路消毒 １０ｍｉｎ以上。
一、食品粉碎的基本知识 二、锤式粉碎机 三、辊式磨粉机 四、其他粉碎机
一、食品粉碎的基本知识
（一）粉碎的概念 利用机械的方法使固体物料由大块分裂成小块直至细 粉的操作成为粉碎。粉碎是食品加工中对原料进行预处理 的基本操作之一。 （二）粉碎的目的 有利于不同组分物料的均匀混合；便于对原料颗粒内 的成分进行分离；提高物料的流动性；提高物料的工艺能 力。 （三）粉碎的方法 粉碎的方法主要有五种：①挤压②撞击③折断④研磨 ⑤剪切。实际上，粉碎是一个复杂的过程，各种粉碎机械 往往是采用两种或两种以上的方法对物料进行粉碎的。
• １—吸料 管；２—锤架板；３—风机 ；４—回料管；５—出 料管； ６—集料筒；７—齿板；８—转子；９—锤片；１０—筛 板
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锤片形状由被破碎的物料而定，锤片棱角多，粉碎力强，耐磨性 差，尖角适合粉碎纤维性物料，环形锤片磨损均匀。锤片的长度一般 不超过２００ｍｍ。由于工作时不断地与物料撞击、摩擦，锤片的磨 损很大，一般寿命为 ２００～５００ｈ。锤片的材料常为 １０、２ ０低碳钢，为了延长使用寿命，一般要做表面渗碳和渗硼处理，或在 工作面上堆焊碳化钨或耐磨合金等。 • 筛板是锤式粉碎机的排料装置，一般用 １～１．５ｍｍ厚的优 质钢板冲孔制成。通常设在转子下半周的位置。筛孔的直径一般分为 四个等级，小孔 １～２ｍｍ，中孔３～４ｍｍ，粗孔５～６ｍｍ，大 孔８ｍｍ以上。
锤式粉碎机可分为三种型式：切向喂料式、轴向喂料式 和径向喂料式。
切向喂料式
轴向喂料式
径向喂料式
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（二） 锤式粉碎机的主要性能参数 １．粉碎比 锤式粉碎机有很高的粉碎比，单转子式锤碎机的粉碎比在 １０～１ ５之间。由于产品粒度的大小主要取决于筛孔的尺寸，缩小筛孔尺寸可加 大粉碎比，减小产品粒度。但缩小筛孔尺寸会影响粉碎机的生产能力。 ２．转子的转速 锤式粉碎机的转速取决于锤片破碎物料时所需的动能。因此，转速 的大小与锤片的质量有关，质量越大，则其破碎能力越强，但旋转时的离 心力也越大。故锤片及其圆周速度的增大受到粉碎机零件强度的限制。单 转子式锤碎机的圆周速度为 ４０～５０ｍ／ｓ，转子的转速为 ７００～ １３００ｒ／ｍｉｎ。 ３．生产能力 锤式粉碎机的生产能力与转子的长度、筛板的孔隙大小、锤片的质量、 转速、粉碎比、加料情况及物料的性状有关。根据经验，可用下式概略计 算： Ｇ＝ （３０～４５） ＤＬρ Ｇ———生产能力，ｋｇ／ｈ； Ｄ———按锤片外缘计算的转子直径，ｍ； Ｌ———转子长度，ｍ； ρ———物料粉碎前的密度，ｋｇ／ｍ３。
第二节 均 质
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机均质机是食品的精细加工机械，在乳品、果汁、植物蛋白饮料 等的生产中应用广泛。 一、均质的目的及原理 （一） 目的 均质的目的在于将液态的混合物料中粗大的脂肪球或较大的颗粒破 碎细化，提高食品的均细度，防止或延缓物料分层，使其成为液相均匀、 稳定的混合物。均质后的食品在口感、外观及消化吸收率等方面均有提 高。 （二） 均质机工作原理 （１）剪切 （２）冲击 （ ３）空穴 （三） 温度对均质的影响 均质时容易形成空穴。所以，在均质前可将物料加热。例如牛乳的 均质温度一般为 ５０～７０℃，５０℃是牛乳有效均质的最低温度，超 过 ７０℃就会在均质机中产生 “汽窝”。均质温度高，不利于蛋白质 的热稳定性。
８—填料；９—垫片
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高压均质机传动系统 • １— 柱塞；２—电动 机；３—连杆；４—曲柄； • ５— 大齿轮； ６—小齿 轮；７—带轮
• 单作用泵排液曲线
• 三柱塞泵排液曲线
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双级均质阀工作简图 • １—阀座 ；２—阀芯；３—挡板环；４— 弹簧； • ５—调节 手柄；６—第一级 阀；７—第二级阀
（１）高压均质机安装时必须装旁通管，用以排除气 体、残存液、洗液、消毒水等。但出料管处不得安装节流 阀，进料管道里安装管间过滤器，防止杂质进入，避免均 质阀严重磨损。 • （２）高压均质机不得空转，起动前应先接通冷却水。 • （３）起动时均质机压力不稳，应在起动后将其调整 到预定值。在压力稳定之前流出的料液要让其回流以保证 均质的质量。 • （４）均质机正常工作时要注意观察压力表，保证压 力处于正常工作范围内。有时压力表会出现指针严重跳动 的情况，可能是泵体密封严重渗漏，使泵腔内的料液中混 入大量空气，应及时处理。
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（四） 粉碎比
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式中：ｉ———平均粉碎比；
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Ｄ———物料粉碎前的平均直径，ｍｍ；
ｄ———物料粉碎后的平均直径，ｍｍ。 常用其允许的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比作 为粉碎比，称为公称粉碎比。一般破碎机械的公称粉碎比为 ３～１０，而粉磨机械则可达３０～１０００以上。
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（五） 粉碎操作 （１）粉碎的级数 当工艺要求的粉碎比较大时，由于一次粉碎比很大，常 采用多级粉碎，使每一级负担一定的粉碎比。 • 多级粉碎的总粉碎比为： • ｉ０＝ｉ１· ｉ２· ｉ３·· ｉｎ
• • （２）粉碎流程 粉碎工艺的流程有开路粉碎和闭路粉碎两种。
二、锤式粉碎机
锤式粉碎机是利用高速旋转的锤片对于物料施加强 烈的作用而将物料粉碎的机器。 其工作原理主要是撞击粉碎，同时还存在摩擦和剪切， 所以既适用脆性物料，也适用于韧性物料，故也叫万能 粉碎机。它的优点是结构简单，操作方便，生产效率高。 缺点是作用机理复杂，粒度不能严格控制，粉碎比变化 大。锤式粉碎机在食品中应用十分广泛，主要用于食品 原料和中间产品的粉碎，如玉米、小麦、谷类、食盐、 糖等。 （一） 锤式粉碎机的工作过程及结构型式 锤式粉碎机主要由进料装置、机壳、转子、齿板、筛 板、风机和排料装置等组成。
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四、其他粉碎机简介 在食品工业生产中，对固态物料进行粉碎的设备还有气 流粉碎机、振动磨、冷冻粉碎机等。 • （１）气流粉碎机 该类机器利用空气、蒸汽或者其他 气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高速的湍流和能量转换流， 物料颗粒在这种高能气流作用下悬浮输送，相互发生剧烈的 冲击、碰撞和摩擦，加上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作 用，使得物料颗粒间得到充分的研磨而粉碎成细小粒子。气 流粉碎机可对热敏性物料进行超微粉碎，并且可以实现无菌 操作、卫生条件好。 • （２）振动磨 振动磨工作时，筒体内装填着粒度较小的 被粉碎物料和球状或圆柱状的研磨体，磨机系统作高频振动， 利用筒体内的研磨体对物料的高频撞击和研磨将物料粉碎至 超细。振动磨粉碎效率高、适应性强，可用于任何物料的超 细磨，干磨、湿磨均可。 • （３）冷冻粉碎机 有些物料在常温下具有热塑性或者非 常强韧，粉碎起来非常困难。冷冻粉碎机可将物料冷冻，使 物料成为脆性材料然后再粉碎。
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（三） 锤式粉碎机的使用与维护 （１）锤式粉碎机工作时，应先起动机器，再投入物料。 切忌在满负荷时起动。 （２）进入锤式粉碎机的物料，应通过电磁离析器去除金 属杂质，以免损坏机件。 （３）要根据产品的粒度选择筛板，筛板与锤片之间的间 隙要根据物料性质加以调整。我国设计的粉碎机推荐锤筛间 隙为：谷物 ４～８ｍｍ；通用型１２ｍｍ。 （４）筛板和锤片工作时会因强大冲击力及磨损而损坏， 要注意其使用情况，经常检查，随时更换。筛板的寿命不应 以筛面破损为准，应视筛孔边缘的磨损程度而定。 （５）锤式粉碎机对湿度大的物料粉碎效果较差，故进入 机器的物料湿度不要大于 １５％。 （６）停机前，应先停止进料，待机内物料基本排空后再 停机。
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Байду номын сангаас
（三） 辊式磨粉机的使用与维护 （１）要根据产品要求的不同粒度调整磨辊轧距。同时 进入辊式磨粉机的物料粒度要控制在一定的范围内。 （２）磨辊的转速应根据物料的性态来选择，被粉碎物 料的粒度越大、硬度越大，则转速应越低。 （３）工作时喂料门开启程度需能阻止一定大小的异物 通过，同时严防金属和硬杂物进入磨辊之间，以免造成机器 的损坏。 （４）手动磨粉机开机时要先给料后合闸，停机时要先 松闸后断料。 （５）磨辊的磨齿在长时间工作后会磨损变钝，降低磨 粉效率，应将磨辊卸下重新拉丝，以保证磨粉机始终处于良 好的工作状态。