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混合与均质机械 混合和均质机械 第一节 概述 一 混合：指两种或两种以上不同组份的物料在外力作用下运动速度方向发生改变，使各组份的粒子均匀分布的过程。经过混合操作后得到的物料称为混合物。 常见混合物的类型：固体与固体、固体与液体、液体与液体、液体与气体相混合构成的混合物。 混合的目的在于获得均匀混合物，强化热交换过程，增强物理和化学反应。 二 混合机及其类型： 混合机械：将两种或两种以上不同组分的物料混合在一起构成混合物的机械设备有两类：混合机、搅拌机 和捏合机。 一类是对粉粒状物料，低中粘度物料进行混合的机械称为混合机（多指 固＋固）或 者搅拌机（多指 液＋液或液＋固）。 另一类是对高粘稠浆料和塑性固体物料进行混合的机械设备叫做捏和机。 三 均质和均质机械： 对乳浊液、悬浮液进行边破碎边混合的过程叫均质。所采用的机械设备有均质机 和胶体磨。 均质的目的在于既要获得均匀的混合物，又要使得产品的颗粒细微一致，不会产生离析。通常所采用的机械称为均质机和胶体磨。 对混合和均质机械的一般要求是： ①混合物的混合均匀度高； ②物料在容器内的残留量少； ③均质物的颗粒微小，质地细腻； ④设备结构简单，坚固耐用，操作方便，便于检视、取样和清理； ⑤机械设备要防锈，耐腐蚀，容器表面光滑，工作部件能拆卸清洗； ⑥电机设备和电控装置应能防爆、防湿、防尘，符合环境保护和安全运行的要求。 第五章 混合和均质机械 二、混合均匀度的含义及表示方法 混合物的混合均匀程度是衡量混合机性能好坏的主要技术指标之一。通常用混合物中某组分含量的变异系数Cv值来衡量混合机混合性能的好坏。 浓度测定值X的密度函数曲线见图5－3，图中S值的大小影响了曲线的形状。 但是标准偏差S只能反映某组分浓度绝对值的波动情况，尚不能确切地说明各个组分混合后的相对均匀程度如何。 例如，某组分在混合物中的含量为50％，经测定其S值为0.02，而另一种组分在混合物中的含量仅5％，其S值也是0.02，经验表明，前一种组分在混合物中均匀分布程度远比后一种好。这是因为S值只与各观测值相对x 的离差有关，而与各测定值本身的大小无关。所以，仅用S和X两个特征数，还不足以全面客观地反映混合物质量的优劣，必须采用变异系数C这个特征量，亦即用相对离散程度作为特征量，才便于评价混合的质量。 根据公式（5—6）的计算，上例的两种组分中，第一种组分的变异系数Cv（即相对离散值）只有 Cv=4％，而第二种组分的 Cv=40％。这就表明第二种组分的相对离散程度大于第一种。所以第一种组分在混合物中的均匀分布程度比第二种要好得多。与Cv相对应的特征是为某组分在混合物中的相对不离散程度，也就是混合均匀度比值，可用下式来计算：Hs=1-Cv (%) 根据公式（5-7) 得到第一种组分在混合物中的均匀度为96％，而第二种组分的均匀度仅60％。 三、混合机理 两种或两种以上不同组分构成的混合物在混合机或者料罐内，在外力作用下进行混合，从开始时的局部混合达到整体的均匀混合状态，在某个时刻达到动态平衡，之后，混合均匀度不会再提高，而分离和混合则反复交替他进行着。 整个混合过程存在着三种混合方式： （一）对流混合 （二）扩散混合 （三）剪切混合 （一）对流混合：由于混合机工作部件表面对物料的相对运动，所有粒子在混合机内从一处向另一处作相对流动，位置发生转移，产生整体的流动称为对流混合。 （二）扩散混合：对于互溶性组分如固体与液体，液体与气体，液体与液体组分等，在混合过程中，以分子扩散形式向四周作无规律运动，从而增加了两个组分间的接触面积和缩短了扩散平均自由程达到均匀分布状态。对于互不相溶性组分的粉粒子，在混合过程中以单个粒子为单元向四周移动，类似气体和液体分子的扩散，使各组分的粒子先在局部范围内扩散，达到均匀分布，称为扩散混合。 （三）剪切混合：由于物料群体中的粒子相互间形成剪切面的滑移和冲撞作用，引起局部混合，称为剪切混合。对于高粘稠度流变物料如面团和糖蜜等，主要是依靠剪切混合，一般称为捏和。捏和机工作部件对物料产生的剪切力，使物料拉成愈来愈薄的料层，料层表面出现裂纹，产生层流流动，达到局部混合，谓之剪切混合。挤压膨化机和绞肉机中的物料在螺杆作用下也产生剪切混合。 事实上，物料在混合机里往往同时存在着上述三种混合方式，单一的混合方式是少见的，但是常以其中的一种混合方式为主。 第二节 粉料混合机 一、固定容器式混合机 （一）螺旋环带式混合机 第二节 粉料混合机 （二）立式混合机 第二节 粉料混合机 （三）立式行星式混合机(又名那塔式混合机 ) 摇臂带动混合螺旋以2～6r/min绕中心轴旋转，同时，螺旋又以60～100r/min的速度自转。 在机壳外壁可以加