食品微粒化设备概述(共34页).ppt

第五节 食品微粒化设备n一、高压均质机 (High-pressure homogenizer)n均质是指借助于流动中产生的高压、剪切力、撞击力和空穴振动，将物料细化和均匀混合均质机按构造分类有高压均质机，离心均质机，超声波均质机等 n(一) 高压均质机工作原理n1. 剪切作用n2. 撞击学说n3. 空穴学说 Date1高压均质机工作原理1Date2高压均质机工作原理2Date3均质前后的脂肪球Date4二高压均质机结构特点 n1. 泵体结构及特点n1结构n三级柱塞往复泵 n双级均质阀 Date5Date6 工业用高压均质机Date7高压均质机根本结构1-控制面板 2-传动装置 3-均质阀 4-气缸组 5-压力表 6-电机 7-机壳 Date8结构：三级柱塞往复泵+均质阀均质机的结构Date9高压泵 1-进料腔 2-吸入活门 3-活门筛 4-排出活门5-泵体 6-冷却水管 7-柱塞 8-填料 9-垫片 Date10均质机内部转动示意图 Date11均质阀工作原理 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 Date12Date132特点n泵体为一长方形，用不锈钢块锻造，其中开有三个活塞孔，配有活塞及阀。

n活塞为圆柱状，也是不锈钢制造，为防止液体泄漏及空气渗入，采用垫料函密封，其材料可用皮革、石棉绳，近来也可采用聚四氟乙烯n每个泵腔配有两只活阀，在液体压力作用下自动开启或关闭减压时在弹簧或阀体重力作用下自动关闭或开启，共有六个活阀，其中吸入活阀三个，压出活阀三个Date14n双级级均质阀质阀 ：在第一级级中，流体压压力为为20-60MPa，主要使脂肪球破碎，第二级级流体压压力减到20MPa以下，主要使脂肪球均匀分散 n三柱塞泵泵之特点，每个泵泵缸配有两只活阀阀，为为了充分利用柱塞两边边的空间间，使往复泵泵做成双动动的但是双动泵动泵 流量曲线还线还 是起伏不均匀，活塞运动动的速度是按正弦曲线变线变 化，活塞在极左端时时(0o)，和极右端时时(180 o)其速度为为零，当曲柄耗角在90 o及270 o时时，活塞的速度为为最大可见见单单作用泵泵工作时时，流量有起伏，不均匀n采用三柱塞泵时泵时 ，排掖量就克服了上述缺点，排掖量也比较较均匀Date15应用不同均质压力的产品举例Date16二、其它均质机n(一)喷射式均质机 (Ejection homogenizer)n1. 操作原理n它是利用蒸汽或压缩 空气流来供给物料均质的能量，借高速运动的物料颗粒间相互碰撞或使颗粒与金属外表高速撞击，使颗粒粉碎成更细小的粒子而到达均质的目的。

Date17喷射式均质机流程图 1-过滤器 2-蒸汽加热器 3-喷嘴 4-160号筛网 5-泵6-贮槽 7-贮槽 8-混合室 9-预热器Date18(二) 离心式均质机 (Anticyclone homogenizer) n(1) 在同一台设备内，一次操作即可完成净化和均质，耗电为净化和均质两台设备联合的30，投资费用大大低于净化和均质机n(2) 均质度非常均匀一致，也不必像阀式均质机那样要精密阀头n(3) 可用同样机器同样流程来别离稀奶油，在同样的设备和流程中，用来净化消毒乳n(4) 保养简单，控制方便 Date19离心净乳机Date20离心均质机的转鼓 Date21(三) 超声波均质机 (Ultrasonic homogenizer) n超声波均质机是将频率为20-25KHzs的超声波发生器放入料液中，或者使料液在高速流动过程中，由于超声波在料液中进行复杂的搅拌作用使料液均质化，称为超声波均质机Date22机械式超声波原理及发生器图 Date23工作原理n是利用声波和超声波都同样是纵波，遇到物体时，就起了迅速交替的压缩和膨胀作用n当处在膨胀的半个周期内，料液受到拉力，料液中任何气泡也将膨胀；而在压缩的半个周期内，此气泡将收缩。

n当压力变化幅度很大时，假设压力振幅低于外压，被压缩的气泡就急速崩溃，料液中就出现真空的“空穴现象，这种空穴现象的出现，又随着振幅的变化和随着瞬间外压不平衡而消失，在空穴消失的瞬间，在液体的周围引起非常大的压力和温度增高，起到非常复杂而强有力的机械搅拌作用，到达均质的目的n“空穴现象发生在密度差的界面上，超声波会发生反射，在这种反射声压的界面上也产生剧烈的搅拌Date24四、胶体磨 (Colloidal mill) n1.结构及工作原理n常用的胶体磨主要有以下几局部组成：进料斗、外壳、定盘 (定子)、动盘 (转子)、电机、调节装置和底座等，胶体磨有卧式和立式两种形式n定盘和动盘之间的间隙一般为50-150um，依靠动盘的水平位移来调节动盘的转速为3000-15000rpmDate25立式卧式Date26Date27Date28工作原理 n物料通过动、定盘形成的间隙时，由于转子高速旋转，附于转子面上的物料速度最大，而附于定子面上的物料速度为零n其间产生急剧的速度梯度，从而物料受到带齿沟的动、静磨盘相对转动产生的剪切力、推力、摩擦力、加速力，压力波和空化作用等，造成流体动力的冲击将原料破碎成细小的微粒。

Date29定盘、动盘 n定、动盘均为不锈钢件n热处理后的硬度要求到达HRC70n动盘的外形和定盘的内腔均为截锥体，锥度为1：2.5工作外表有齿，齿纹按物料流动方向由粗到细排列，并有一定的倾角这样，由齿纹的倾角、齿宽、齿间间距以及物料在空隙中的停留时间等因素决定物料的细化程度n齿的作用主要是形成多条锋利的刃口，提高对物料的剪切、研磨作用，加速乳化过程n另外，齿还可将磨好的物料流利地排出 Date30调节装置 n胶体磨根据物料的性质、需要细化的程度和出料等因素进行调节n调节时，可以通过转动调节手柄，由调整环带动定盘轴向位移而使空隙改变假设需要大的粒度比，调整定盘往下移，定盘向上移那么为粒度比小n一般调节范围在之间n为防止无限度地调节而引起定、动盘相碰，在调整环下方设有限位螺钉，当调节环顶到螺钉时便不能再进行调节 Date312. 胶体磨和均质机比较 n1胶体磨和均质质机结结构不同，但微粒化机理上相同 都是通过过一定方法造成微粒化作用区内的速度梯度变变化和剪切力n2耗能性质质不同 高压压均质质机是利用通过过均质阀质阀间间隙的压压力降来维维持这这种速度梯度和剪切力，直接消耗的是压压力能；而胶体磨那么是利用两盘盘面间间的相对对运动动来维维持盘盘面间间隙中的速度梯度和剪切力，直接消耗的是动动能。

因此胶体磨也可称为为“转转子定子均质质机 Date32n3所处处理物料的性质质 高压压均质质机适合于处处理粘度低于0.2Pas的制品；而胶体磨适于处处理粘度较较高 (1.0Pas)的制品介于上述粘度之间间的物料，两者均可使用n4微粒化程度 高压压均质质机可以得到更细细的乳化颗颗粒，一般在1-2um最细细可到达；而胶体磨研磨后颗颗粒度为为2-40umDate33Date34。