食品机械与设备(第七章).ppt

食品混合机械与设备

〔第七章〕

;第一节：概论

第二节：液体混合机械与设备

第三节：固体混合机械与设备

第四节：固液混合机械与设备

第五节：气液混合机械与设备;第一节：概论;在食品加工中,一般有以下几种类型的混合物:固体与固体、固体与液体、液体与液体、液体与气体物料相混合构成的混合物和固体一液体一气体三类物料构成的混合物。

固体一固体的混合过程中,混合纯粹是粉粒体之间发生的物理现象。液体一液体的混合过程中,物料之间可以有互溶或乳化等物化反响现象。固体一液体的混合过程中,当液相多固相少时,可以形成溶液或悬浮液;当液相少固相多时,混合的结果仍然是粉粒状或是团粒状。当液相和固相的比例在某一特定的范围内,可能形成粘稠状物料或无定形团块(如面团),这时混合的特定名称可称为“捏和”或“调和”,这是一种很特殊的相变状态。固体一液体一气体的混合过程,是食品生产中特有的混合现象,一局部食品生产中要将空气或惰性气体混入物料以增加物料的体积、减小容重并改善物料的质构、流变特性和口感,如蛋液搅拌、制造充气糖果和冰淇淋等。;在食品加工中,根据被混合的物料性质和状态,将混合作业机械分成混合机、搅拌机、捏和机。混合物料是以固体干物料为主的混合作业机械称为混合机;是以较低粘度的液体物料为主的混合作业机械叫做搅拌机;是以高粘度稠浆料和粘弹性物料为主的混合作业的机械称作捏合(和)机。;第二节：液体混合机械与设备;低、中粘度液体混合的强度取决于流型,即对流的强制程度。低、中粘度液体混合过程中对流的形式有主体对流和涡流对流。

主体对流是指在搅拌过程中,搅拌器把动能传给周围的液体,产生一股高速的液流,这股液流推动周围的液体,逐步使全部的液体在容器内流动起来,这种大范围的循环流动引起的全容器范围的混合叫做“主体对流扩散”。

涡流对流是指当搅拌产生的高速液流在静止或运动速度较低的液体中通过时,处于高速流体与低速流体的分界面上的流体受到强烈的剪切作用。因此,在此处产生大量的漩涡,这种漩涡迅速向周围扩散,一方面把更多的液体夹带着???加“宏观流动”中;另一方面又形成局部范围内物料快速而紊乱的对流运动,这种运动被称为“涡流对流”。;;低粘度液体搅拌时,叶片造成的液流有三个分速度,即轴向速度、径向速度和切向速度。其中轴向速度和径向速度对液体的搅拌混合起着主要作用。在搅拌过程中,所有叶片都存在切向速度,无论是桨式、涡轮式或是推进式叶轮,只要是安装在容器中心位置上,而叶轮的旋转速度又足够高,那么,叶片所产生的切线速度会促使液体围绕搅拌轴以圆形轨迹回转,形成不同的液流层,同时产生液面下陷的漩涡(图7-13)。叶片转速愈高,漩涡愈深,这对搅拌多相系物料的结果不是混合而是分层离散。当漩涡深度随转速增加到一定值后,还会在液体外表吸气,引起其密度变化和搅拌机振动等现象。为了减少打旋现象,最常用的方法就是在容器壁内加设挡板。

挡板有两个作用,一是改变切向流动,二是增大被搅拌液体的湍动程度，从而改善湍动效果。;;第三节固体混合机械与设备;(1)对流混合对流混合又称为体积混合或移动混合。是指物料在混合容器和搅拌装置的运动作用下,各组分物料以成团的形式从一处移向另一处而产生的混合现象。这种混合作用通常发生在混合的初始阶段,对流混合的混合速度较快,但是混合的均匀程度较差。对流混合在固定容器式混合机中表现得非常明显。;(3)剪切混合剪切混合又称为面混合或切变混合。是指物料受剪切作用组分内部粒子之间产生相对滑动,物料组分被拉成愈来愈薄的料层,使组分之间接触界面愈来愈大,从而引起的混合现象。剪切混合现象在液体与固体混合的捏和机和高粘度液体的搅拌机中表现得特别明显。

在各种混合设备的工作过程中,对流、扩散和剪切混合三种形式同时存在,只是在不同的机型、物料性质和不同的混合阶段所表现的主导混合形式有所不同。在固体混合时,由于固体粒子具有自动分级的特性,混合的同时常常伴随着产生离析现象。;2.混合均匀度的表示方法

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。通常用混合物中定量统计组分含量的变异系数CV来衡量。变异系数是指混合物中定量统计组分的含量偏离配方要求含量的程度。经过充分混合后,混合物为无秩序的,不规那么排列的随机完全混合状态。这时,在混合物内任意处的随机取样中,同一种组分的摩尔分数应该接近一致。从混合机中取n个样品,每个样品中定量统计组分的摩尔分数分别为x1、x2、…、xN,当测定次数为有限次数n时,定量统计组分摩尔分数的算术平均值为:;3.混合过程

在混合操作中,粉料颗粒随机分布不规那么具有随机性,受混合机作用,物料流动,粉料颗粒的自动分级特性引起性质不同的颗粒产生离析。因此