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第六章搅拌、混合及均质机械与设备

第四节搅拌机搅拌机是一种带有叶片的轴在圆筒或槽中旋转，将多种原料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或适宜稠度的机器。搅拌机分为好多种，有强制式搅拌机、单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机等等。在搅拌过程中，搅拌器不仅引起液体的整体运动，而且要使液体产生湍流，才能使液体得到剧烈的搅拌。低、中黏度的食品混合主要是一对流混合为主，高黏度的食品混合主要是以剪切混合为主。低、中黏度液体混合设备习惯称为搅拌机；高黏度液体混合典型设备有打蛋机。

l搅拌目的在食品加工中，搅拌机主要用于以下方面：l促进物料的传热，使物料温度均匀化；l促进物料中各成分混合均匀；l促进溶解、结晶、浸出、凝聚、吸附等过程进行；l促进酶反应等生化反应和化学反应过程的进行。

（一）基本结构§搅拌机械的种类较多，但其基本结构是一致的。其结构如图6.1所示，主要由搅拌装置、轴封和搅拌容器三大部分组成，即：传动装置搅拌装置搅拌轴搅拌器轴封搅拌设备罐体附件搅拌容器

搅拌器搅拌器（或称搅拌桨）及搅拌轴的主要作用是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（流型）是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。

搅拌容器l搅拌容器也称搅拌槽或搅拌罐。l其作用是容纳搅拌器与物料在其内进行操作。l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。

l罐体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，平底的很少见到，因为平底结构容易造成搅拌时液流死角，影响搅拌效果，同时也不利于料液的完全排放。

l罐体的容积-径高比§罐体容积由装料量决定，根据罐体容积选择适宜的高径比，确定筒体的直径和高度。选择罐体的高径比应考虑物料特性对罐体高径比的要求、对搅拌功率的影响和对传热的影响等因素。从夹套传热角度考虑，一般希望高径比取大些。在固定的搅拌轴转速下，搅拌功率与搅拌器桨叶直径的5次方成正比，所以罐体直径大，搅拌功率增加。需要有足够的液位高度，就希望高径比取大些。根据上述因素及实践经验，当罐内物料为液-固相或液-液相物料时，搅拌罐的高径比为1~1.3，当罐内物料为气-液相物料时，搅拌罐的高径比为1~2。

l罐体的换热结构§需要进行加热或冷却操作的搅拌罐，通常为夹层式的。用于蒸汽加热的夹套应当耐压。此时的搅拌罐是压力容器，必须由具备生产压力容器许可证的厂商提供。搅拌罐器也可采用其它形式的换热器，如盘管式等。

2．附件l在搅拌设备基本结构的基础上，可以在搅拌罐体或罐盖上接装各种需要的附件。可根据工艺或操作要求提出。l常见附件：各种进出料和工作介质的管接口、各种传感器（如温度计、液位计、压力表、真空表、pH计）的接插件管口、视镜、灯孔、安全阀、内置式加热（冷却）盘管等。

l接管口l进料管一般设在搅拌罐盖部，也有设在罐体部位的。l出料管一般装在罐底中心或侧面，具体位置要能将所有液体排尽。l各种进、出料管的接口形式有螺纹、法兰、快接活接头或软管等几种。l对于需要在搅拌过程中将固体物料加入到搅拌容器的情形，可在罐盖上适当位置设置投料口，如搅拌罐为负压，可利用真空吸料原理从下面进料。

l温度插管§温度计的插孔管的位置、长度及数量要视罐体大小而定。对于容积较小的罐体，一般只在盖上装一根垂直于液面的长管；对于高、大的罐体，则往往在罐体的侧面的不同位置安装数个温度计插管，如果是夹套式，在温度计的插管位置必须避开夹套。

l传动装置l搅拌器传动装置的基本组成有：电动机、齿轮传动机构（有的还设一级带轮）、搅拌轴支架。l立式搅拌器分为同轴传动和倾斜安装传动两种。

l搅拌器的轴封l轴封是搅拌轴与罐体之间密封装置。l是否需要，与搅拌容器的压力状态及搅拌轴的安装位置有关。真空搅拌设备和加压搅拌设备均有密封机构。搅拌轴与罐体轴线垂直安装的也必须有轴封机构。另外，有无菌要求的搅拌罐也需要有相应的轴封措施。l轴封应满足密封和卫生两方面的要求。常见的轴封有两种形式，填料密封和机械密封。

（二）搅拌器1．搅拌器的类型2．搅拌器的安装形式3．搅拌器桨叶与流型4．搅拌器的选择

食品工厂机械与设备——第六章混合均质机械与设备

1．搅拌器的类型l两大类型：①小面积叶片高转速运转的搅拌器，属于这种类型的搅拌器有涡轮式、旋桨式等，多用于低黏度的物料；②大面积叶片低转速运转的搅拌器，属于此类型的搅拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高黏度的物料。l各种典型搅拌器型式

平浆式搅拌器：是最常用的一种，用于粘稠性和一般液体物料搅拌。在结构上最简单，浆叶装置成与旋转方向相垂直，或与旋转的方向成一倾斜角（45度以下）（当叶面与容器底面平行时，由于不能使物形成涡流，搅拌效果差；当叶面与旋