第四章 混合和搅拌及均质机械与设备 第一节 概述 一、概念 搅拌是指借助于流动中的两种或两种以上物料在彼此之间相 互散布的一种操作，其作用可以实现物料的均匀混合、促进溶解 和气体吸收、强化热交换等物理及化学变化。搅拌对象主要是流 体，按物相分类有气体、液体、半固体及散粒状固体；按流体力 学性质分类有牛顿型和非牛顿型流体。 均质是指借助于流动中产生的剪切力将物料细化、将液滴碎 化的操作，其作用是将食品原料的浆、汁、液进行细化、混合、 均质处理，以提高食品的质量和档次。例如，牛奶中含 3％～5％以 球滴出现的脂肪，其液滴直径范围在 1～18μm 之间，如不经均质处理，静 置后，由于乳状液的不稳定性会发生奶油与脂肪乳的分层现象，经过均质处 理后，牛奶中的脂肪球破裂成直径小于 2μm 的液滴，不仅提高了乳状液的 稳定性，而且改善了食品的感官质量；又如在果汁生产中通过均质处理能使 料液中残存的果渣小微粒破碎，制成液相均匀的混合物，防止产品出现沉淀 现象；再如在冰淇淋生产中，均质处理能使料液中的牛乳降低表面张力、增 加错度，获得均匀的胶钱混合物，以提高产品的质量。 混合是指使两种或两种以上不同的物料从不均匀状态通过搅 拌或其他手段达到相对均匀状态的过程。混合是食品加工工艺过 程中不可缺少的单元操作之一。例如饮料、乳制品、糖果、糕饼原料、 调味料、各种面粉和配合饲料的配制等。混合后的物料可以是食品或饲 料工业中的最终产品，也可以作为实现某种工艺操作的需要组合 在工艺过程中，例如可以用来促进溶解、吸附、浸出、结晶、乳 化、生物化学反应、防止悬浮物沉淀以及均匀加热和冷却等。被 混合的物料常常是多相的，主要有以下几种情况：①液—液相： 可以有互溶或乳化等现象；②固—固相：纯粹是粉粒体的物理现 象；③固—液相：当液相多固相少时，可以形成溶液或悬浮液；
第四章 混合和搅拌及均质机械与设备 第一节 概述 一、概念 搅拌是指借助于流动中的两种或两种以上物料在彼此之间相 互散布的一种操作，其作用可以实现物料的均匀混合、促进溶解 和气体吸收、强化热交换等物理及化学变化。搅拌对象主要是流 体，按物相分类有气体、液体、半固体及散粒状固体；按流体力 学性质分类有牛顿型和非牛顿型流体。 均质是指借助于流动中产生的剪切力将物料细化、将液滴碎 化的操作，其作用是将食品原料的浆、汁、液进行细化、混合、 均质处理，以提高食品的质量和档次。例如，牛奶中含 3％～5％以 球滴出现的脂肪，其液滴直径范围在 1～18μm 之间，如不经均质处理，静 置后，由于乳状液的不稳定性会发生奶油与脂肪乳的分层现象，经过均质处 理后，牛奶中的脂肪球破裂成直径小于 2μm 的液滴，不仅提高了乳状液的 稳定性，而且改善了食品的感官质量；又如在果汁生产中通过均质处理能使 料液中残存的果渣小微粒破碎，制成液相均匀的混合物，防止产品出现沉淀 现象；再如在冰淇淋生产中，均质处理能使料液中的牛乳降低表面张力、增 加错度，获得均匀的胶钱混合物，以提高产品的质量。 混合是指使两种或两种以上不同的物料从不均匀状态通过搅 拌或其他手段达到相对均匀状态的过程。混合是食品加工工艺过 程中不可缺少的单元操作之一。例如饮料、乳制品、糖果、糕饼原料、 调味料、各种面粉和配合饲料的配制等。混合后的物料可以是食品或饲 料工业中的最终产品，也可以作为实现某种工艺操作的需要组合 在工艺过程中，例如可以用来促进溶解、吸附、浸出、结晶、乳 化、生物化学反应、防止悬浮物沉淀以及均匀加热和冷却等。被 混合的物料常常是多相的，主要有以下几种情况：①液—液相： 可以有互溶或乳化等现象；②固—固相：纯粹是粉粒体的物理现 象；③固—液相：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团粒状；当液相 和固相比例在某一特定的范围内，可能形成或稠状物料或无定型 团块（如面团），这时混一合的特定名称可称为“捏合”或“调和”， 它是一种特殊的相变状态。④固—液—气相：这是食品生产中特 有的混合现象，部分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、减少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。 二、搅拌混合机理 剪切混合主要因剪切力的作用，物料组分被拉成愈来愈薄的料层， 使某一种组分原来占有区域的尺寸愈来愈小，对于高部度组分特 别明显，例如在捏合机、螺旋挤压机等设备中，物料受到强烈的剪切力。 实际上，在各种搅拌混合设备中，以上三种混合机理同时并 存，但是在不同的机种和物料组分中，不同阶段作用有所不同。 在习惯上，通常将以液相为主者称为搅拌设备，以粉粒料为主者 称为混合设备，以粘稠团块物料为主者称为捏合设备或调和设备。 第二节 液体搅拌机械 一、搅拌装置 搅拌过程是一个复杂的过程，它涉及流体力学、传热、传质 及化学反应等多种原理。从本质上讲，搅拌过程是在流场中进行 单一的动量传递，或者是包括动量、热量、质量的传递及化学反 应的综合过程。 搅拌设备就是通过使搅拌介质获得适宜的流场而向其他输入 机械能量的装置。在食品工业中用到的搅拌设备种类很多，但其 基本结构是一致的。主要由搅拌装置、搅拌罐和轴与轴封三大部 分组成。罐体大多数设计成圆柱形，其顶部结构可设计成开放式 或密闭式，底部大多数呈蝶形或半球形。由于平底结构容易造成 搅拌时液流死角，影响搅拌效果，一般不采用平底结构。容器中 盛装的液体深度通常等于容器的直径。在容器中装有搅拌轴，轴
当液相少固相多时，混合的结果仍然是粉粒状或团粒状；当液相 和固相比例在某一特定的范围内，可能形成或稠状物料或无定型 团块（如面团），这时混一合的特定名称可称为“捏合”或“调和”， 它是一种特殊的相变状态。④固—液—气相：这是食品生产中特 有的混合现象，部分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、减少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。 二、搅拌混合机理 剪切混合主要因剪切力的作用，物料组分被拉成愈来愈薄的料层， 使某一种组分原来占有区域的尺寸愈来愈小，对于高部度组分特 别明显，例如在捏合机、螺旋挤压机等设备中，物料受到强烈的剪切力。 实际上，在各种搅拌混合设备中，以上三种混合机理同时并 存，但是在不同的机种和物料组分中，不同阶段作用有所不同。 在习惯上，通常将以液相为主者称为搅拌设备，以粉粒料为主者 称为混合设备，以粘稠团块物料为主者称为捏合设备或调和设备。 第二节 液体搅拌机械 一、搅拌装置 搅拌过程是一个复杂的过程，它涉及流体力学、传热、传质 及化学反应等多种原理。从本质上讲，搅拌过程是在流场中进行 单一的动量传递，或者是包括动量、热量、质量的传递及化学反 应的综合过程。 搅拌设备就是通过使搅拌介质获得适宜的流场而向其他输入 机械能量的装置。在食品工业中用到的搅拌设备种类很多，但其 基本结构是一致的。主要由搅拌装置、搅拌罐和轴与轴封三大部 分组成。罐体大多数设计成圆柱形，其顶部结构可设计成开放式 或密闭式，底部大多数呈蝶形或半球形。由于平底结构容易造成 搅拌时液流死角，影响搅拌效果，一般不采用平底结构。容器中 盛装的液体深度通常等于容器的直径。在容器中装有搅拌轴，轴
一般由容器上方支承，并由电动机及传动装置带动旋转，轴的下 端装有各种形状桨叶的搅拌器。通常，典型搅拌设备还设有进出 口管路、夹套、温度计插套以及挡项等附件。搅拌设备结构组成 如图所示。 传动装置 搅拌设备 搅拌轴 搅拌器 搅拌设备 轴和轴封 罐体 搅拌罐 附件 1．搅拌器（或称搅拌桨）与搅拌轴 其作用是通过自身运 动使搅拌使搅拌容器中的物料按某种特定的方式运动，从而达到 某种工艺要求。这种特定方式的流动（流型）是衡量搅拌装置性 能最直观的重要指标。 2．搅拌容器（或称搅拌罐或搅拌槽） 其作用是容纳搅拌 器与物料在其内进行操作。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。 3．传动装置 赋予搅拌装置及其他附件运动的传动件组合 体。在满足机器所必需的运动功率及几何参数的前提下，要求传 动链短、传动件少、电机功率小，以降低成本。 4．轴封 搅拌轴及搅拌容器转轴处的密封装置。为避免食 品污染，轴封的选择必须给予重视。 二、搅拌器构造与安装形式 （一）搅拌器的类型和安装形式 1、类型： 搅拌器是搅拌设备的主要工作部件。通常搅拌器可以分成两 大类型：①小面积叶片高速运转的搅拌器，属于这种类型的搅拌器有
一般由容器上方支承，并由电动机及传动装置带动旋转，轴的下 端装有各种形状桨叶的搅拌器。通常，典型搅拌设备还设有进出 口管路、夹套、温度计插套以及挡项等附件。搅拌设备结构组成 如图所示。 传动装置 搅拌设备 搅拌轴 搅拌器 搅拌设备 轴和轴封 罐体 搅拌罐 附件 1．搅拌器（或称搅拌桨）与搅拌轴 其作用是通过自身运 动使搅拌使搅拌容器中的物料按某种特定的方式运动，从而达到 某种工艺要求。这种特定方式的流动（流型）是衡量搅拌装置性 能最直观的重要指标。 2．搅拌容器（或称搅拌罐或搅拌槽） 其作用是容纳搅拌 器与物料在其内进行操作。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。 3．传动装置 赋予搅拌装置及其他附件运动的传动件组合 体。在满足机器所必需的运动功率及几何参数的前提下，要求传 动链短、传动件少、电机功率小，以降低成本。 4．轴封 搅拌轴及搅拌容器转轴处的密封装置。为避免食 品污染，轴封的选择必须给予重视。 二、搅拌器构造与安装形式 （一）搅拌器的类型和安装形式 1、类型： 搅拌器是搅拌设备的主要工作部件。通常搅拌器可以分成两 大类型：①小面积叶片高速运转的搅拌器，属于这种类型的搅拌器有
涡轮式、旋桨式等，多用于低粘度的物料；②大面积叶片低速运转的搅 拌器，属于这种类型的搅拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高利度的物料。 2、安装形式 搅拌器不同安装形式会产生不同的流场，使搅拌效果有明显 的差别。通常搅拌器安装形式分为如下几种： 1）立式中心搅拌安装形式 其特点是搅拌轴与搅拌器配置 在搅拌罐的中心线上、呈对称布局，驱动方式为皮带传动或齿轮 传动或者通过减速传动，也有用电机直接驱动的。其搅拌设备功 率可以从 0.1kw 至数百千瓦， 常用的功率范围为 0.2～22kw。一般划分为，功率小于3.7kw 为小型，5.5～22kw 为中型，大于 22kw 为大型。食品工业中多 用小型搅拌器。 转速低于 100r／min 的为低速型，100～400r／mm 为中速 型，大于 400 r／mn 为高速型。 根据不同的用途，桨叶的结构有各种各样的组合方式，加以 三叶旋桨式。涡轮式为主体，可组合成多种结构形式，以适应多 种用途。此类搅拌设备在国外多数已标准化，其转速范围在 300～ 360r／min，电机功率为 0.4～15kw，用带传动或齿轮传动的一 级减速驱动。 2）偏心式搅拌安装形式 特点是将搅拌器安装在立式容器 的偏心位置，这种安装形式能防止液体在搅拌器附近产生涡流回 转区域，其效果与安装挡板相近似。这种搅拌轴中心线偏离容器 轴线，会使液流在各点处压力分布不同，加强液层间的相对运动， 从而增加液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的改善。但偏心搅 拌容易引起设备在工作过程中的振动，一般此类安装形式只用于 小型设备上。 3）倾斜式搅拌安装形式 特点：将搅拌器直接安装在罐体
涡轮式、旋桨式等，多用于低粘度的物料；②大面积叶片低速运转的搅 拌器，属于这种类型的搅拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高利度的物料。 2、安装形式 搅拌器不同安装形式会产生不同的流场，使搅拌效果有明显 的差别。通常搅拌器安装形式分为如下几种： 1）立式中心搅拌安装形式 其特点是搅拌轴与搅拌器配置 在搅拌罐的中心线上、呈对称布局，驱动方式为皮带传动或齿轮 传动或者通过减速传动，也有用电机直接驱动的。其搅拌设备功 率可以从 0.1kw 至数百千瓦， 常用的功率范围为 0.2～22kw。一般划分为，功率小于3.7kw 为小型，5.5～22kw 为中型，大于 22kw 为大型。食品工业中多 用小型搅拌器。 转速低于 100r／min 的为低速型，100～400r／mm 为中速 型，大于 400 r／mn 为高速型。 根据不同的用途，桨叶的结构有各种各样的组合方式，加以 三叶旋桨式。涡轮式为主体，可组合成多种结构形式，以适应多 种用途。此类搅拌设备在国外多数已标准化，其转速范围在 300～ 360r／min，电机功率为 0.4～15kw，用带传动或齿轮传动的一 级减速驱动。 2）偏心式搅拌安装形式 特点是将搅拌器安装在立式容器 的偏心位置，这种安装形式能防止液体在搅拌器附近产生涡流回 转区域，其效果与安装挡板相近似。这种搅拌轴中心线偏离容器 轴线，会使液流在各点处压力分布不同，加强液层间的相对运动， 从而增加液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的改善。但偏心搅 拌容易引起设备在工作过程中的振动，一般此类安装形式只用于 小型设备上。 3）倾斜式搅拌安装形式 特点：将搅拌器直接安装在罐体
上部边缘处，用夹板或卡盘与圆筒边缘夹持固定，搅拌轴斜插入 容器内进行搅拌，适用于搅拌容器比较简单的圆筒形结构或方形 敞开式搅拌设备，可防止产生涡流。这种安装形式的搅拌设备比 较机动灵活，使用维修方便，结构简单、轻便，一般用于小型设 备上，采用的功率为 0.1～2.2kw，使用一层或两层桨叶的搅拌器， 转速在 36～300r／min 范围。 4）底部搅拌安装形式 特点：其搅拌器安装在容器底部。 它具有轴短而细的特点，无需用中间轴承，可用机械密封结构， 具有使用维修方便、寿命长等优点。此外，搅拌器安装在下部封 头处，有利于上部封头处附件的排列与安装，特别是在上封头带 夹套、冷却构件及接管等附件的情况下，更有利于整体合理布局。 其底部出料口能得到充分的搅动，使输料管路畅通无阻，有利于 排出物料。此类搅拌设备的缺点是桨叶叶轮下部至轴封处常有固 体物料粘积，容易变成小团物料混入产品中影响产品质量。 5）旁入式搅拌安装形式 特点：将搅拌器安装在容器罐体 的侧壁上，在消耗同等功率的情况下，能得到最好的搅拌效果。 这种搅拌器的转速一般在 360～450r／min，驱动方式有齿轮传 动与带传动两种。该设备主要缺点是轴封比较困难。 除了以上五种不同形式的搅拌器外，还有其他安装形式的搅 拌器。如卧式容器搅拌器，是将搅拌器安装在卧式容器的上方， 此类布局可以降低整台设备的安装高度，提高设备的抗震能力， 如充气搅拌就是采用卧式容器搅拌设备的。 （二）搅拌器的构造 搅拌器设计要求是必须有合理的结构（包括制造工艺合理， 桨叶与搅拌轴的连接牢固可靠，检修安装方便等）和足够的强度。 目前，使用的材料大多数是碳钢、不锈钢、铸铁等；也有选 用铜、铝等材料的，有时还用木材、搪玻璃、衬胶等。随着塑料 工业的发展，高强度、优性能的工程塑料也将是选用的优质材料
上部边缘处，用夹板或卡盘与圆筒边缘夹持固定，搅拌轴斜插入 容器内进行搅拌，适用于搅拌容器比较简单的圆筒形结构或方形 敞开式搅拌设备，可防止产生涡流。这种安装形式的搅拌设备比 较机动灵活，使用维修方便，结构简单、轻便，一般用于小型设 备上，采用的功率为 0.1～2.2kw，使用一层或两层桨叶的搅拌器， 转速在 36～300r／min 范围。 4）底部搅拌安装形式 特点：其搅拌器安装在容器底部。 它具有轴短而细的特点，无需用中间轴承，可用机械密封结构， 具有使用维修方便、寿命长等优点。此外，搅拌器安装在下部封 头处，有利于上部封头处附件的排列与安装，特别是在上封头带 夹套、冷却构件及接管等附件的情况下，更有利于整体合理布局。 其底部出料口能得到充分的搅动，使输料管路畅通无阻，有利于 排出物料。此类搅拌设备的缺点是桨叶叶轮下部至轴封处常有固 体物料粘积，容易变成小团物料混入产品中影响产品质量。 5）旁入式搅拌安装形式 特点：将搅拌器安装在容器罐体 的侧壁上，在消耗同等功率的情况下，能得到最好的搅拌效果。 这种搅拌器的转速一般在 360～450r／min，驱动方式有齿轮传 动与带传动两种。该设备主要缺点是轴封比较困难。 除了以上五种不同形式的搅拌器外，还有其他安装形式的搅 拌器。如卧式容器搅拌器，是将搅拌器安装在卧式容器的上方， 此类布局可以降低整台设备的安装高度，提高设备的抗震能力， 如充气搅拌就是采用卧式容器搅拌设备的。 （二）搅拌器的构造 搅拌器设计要求是必须有合理的结构（包括制造工艺合理， 桨叶与搅拌轴的连接牢固可靠，检修安装方便等）和足够的强度。 目前，使用的材料大多数是碳钢、不锈钢、铸铁等；也有选 用铜、铝等材料的，有时还用木材、搪玻璃、衬胶等。随着塑料 工业的发展，高强度、优性能的工程塑料也将是选用的优质材料
1．平桨式搅拌器 桨叶一般采用不锈钢或扁钢制成。 其联接形式有：a、对于小型桨叶常加工成整体焊接形式，为 不可拆卸结构，这种结构制造方便，但强度不大，不能拆换桨叶， 常用于小直径容器中。b、为螺栓连接方式，依靠桨叶与轴的摩擦 力带动桨叶旋转。这种结构拆卸方便，但功率大时容易产生打滑 现象而不能正常运转，多用于小功率设备中。c、结构是 b 型结构 的改进型，把圆轴改成方轴，这样可克服打滑现象，但轴的加工 困难。d、为键连接方式，它兼有以上几种结构的优点，被广泛采 用。 为了改善搅拌效果，同时减少搅拌阻力，常常把平直桨叶安 装成一定的角度，倾斜角度α一般应小于 90o，45 o 左右的较常用。 另一种与倾斜安装类似的结构是折叶桨，这种结构使桨叶部分扭 转而中间连接部分仍保持平直形式，它既起到了倾斜桨叶改善搅 拌效果作用，又简化了连接方法，也被广泛采用。 2．框式与锚式搅拌器 框式与锚式搅拌器结构相似，它的 特点是起搅拌作用的框架能增大搅拌范围，并带走容器壁面上的 残留物料液层。这种类型的搅拌器，其外形轮廓与容器壁形状相 似，底部形状为适应罐底轮廓，多为椭圆或锥形等。为了增大对 高利度物料的适应范围及提高奖叶的刚度，常常在框式与锚式的 主体架上增加一些加强筋。框式与锚式搅拌轴的连接方式类似于 桨式。 3．涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器的叶片较多，转速高，结构比 桨式复杂，种类较多。一般连接方式是通过轮载用键及止动螺钉 连接于搅拌轴上，同时在搅拌轴的底端用螺钉或轴端螺母压紧， 防止轮数轴向移动。这类结构可分为开启涡轮式与圆盘涡轮式两 种。开启涡轮式桨叶直接焊于轮毂上，折叶开启涡轮式结构通常 在轮载上开倾槽，将桨叶嵌入后焊牢。开启涡轮式可制作成整体 铸造形式，也可以制作成叶片可拆的形式。有些结构桨叶设计成 沿径向宽度变化的形状，桨叶申根部至叶尖逐渐变窄，以减小惯
1．平桨式搅拌器 桨叶一般采用不锈钢或扁钢制成。 其联接形式有：a、对于小型桨叶常加工成整体焊接形式，为 不可拆卸结构，这种结构制造方便，但强度不大，不能拆换桨叶， 常用于小直径容器中。b、为螺栓连接方式，依靠桨叶与轴的摩擦 力带动桨叶旋转。这种结构拆卸方便，但功率大时容易产生打滑 现象而不能正常运转，多用于小功率设备中。c、结构是 b 型结构 的改进型，把圆轴改成方轴，这样可克服打滑现象，但轴的加工 困难。d、为键连接方式，它兼有以上几种结构的优点，被广泛采 用。 为了改善搅拌效果，同时减少搅拌阻力，常常把平直桨叶安 装成一定的角度，倾斜角度α一般应小于 90o，45 o 左右的较常用。 另一种与倾斜安装类似的结构是折叶桨，这种结构使桨叶部分扭 转而中间连接部分仍保持平直形式，它既起到了倾斜桨叶改善搅 拌效果作用，又简化了连接方法，也被广泛采用。 2．框式与锚式搅拌器 框式与锚式搅拌器结构相似，它的 特点是起搅拌作用的框架能增大搅拌范围，并带走容器壁面上的 残留物料液层。这种类型的搅拌器，其外形轮廓与容器壁形状相 似，底部形状为适应罐底轮廓，多为椭圆或锥形等。为了增大对 高利度物料的适应范围及提高奖叶的刚度，常常在框式与锚式的 主体架上增加一些加强筋。框式与锚式搅拌轴的连接方式类似于 桨式。 3．涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器的叶片较多，转速高，结构比 桨式复杂，种类较多。一般连接方式是通过轮载用键及止动螺钉 连接于搅拌轴上，同时在搅拌轴的底端用螺钉或轴端螺母压紧， 防止轮数轴向移动。这类结构可分为开启涡轮式与圆盘涡轮式两 种。开启涡轮式桨叶直接焊于轮毂上，折叶开启涡轮式结构通常 在轮载上开倾槽，将桨叶嵌入后焊牢。开启涡轮式可制作成整体 铸造形式，也可以制作成叶片可拆的形式。有些结构桨叶设计成 沿径向宽度变化的形状，桨叶申根部至叶尖逐渐变窄，以减小惯
性力并节省材料。开启涡轮的通用尺寸是将桨宽与浆径的比值 （b/dj）为 0.15-0.3,浆叶厚度由强度计算确定。 开启涡轮搅拌器的圆盘起支承桨叶的作用，大多数设计成整 体式并与轮毂焊接。桨叶与圆盘连接方式，对小型桨叶（dj＜ 400mm）常采用焊接，桨径大于 500mm 时多采用可拆连接方式， 便于装拆及保证装配精度。 在设计时，圆盘直径一般取桨径的 2／3 或 3／4，圆盘板厚 要保证刚性，桨叶厚度用强度计算确定。桨叶可设计成弯曲形， 这种形状可以改善搅拌性能并减少动力消耗，叶片弯曲角度一般 为 45o 或 60o，圆盘涡轮的尺寸一般取 dj：e：b=20：5：4（dj 为桨径，e 为桨叶长，b 为桨叶宽度）。 另外，还有一种圆筒式涡轮搅拌器，在运转工作时，叶片沿 轴线由中心孔进人轮内，转动的叶片加速液体，然后高速向周围 抛出，一般转速为 400～2000r／min。这种类型的搅拌器优点是 搅拌效果好，常用于稀薄的乳浊液、悬浮液等。它的缺点是能耗 较大，制造加工也比较困难。 4．旋桨式搅拌器 桨叶形状与通常使用的推进式螺旋桨相 似，所以又称为推进式搅拌器。实质上，桨叶是螺旋面的一部分， 沿着桨叶长度方向不同截面处的升角是逐渐变化的。此型桨叶制 造加工有一定的难度。一般设计成桨叶与轮毂整体铸造结构，也 有用模锻成型后的桨叶与轮毂焊接而成。轮毂与轴的连接一般用 键和止动螺钉的形式。轴端都用螺母压紧，也有用端部盖帽形式 保护轴端螺纹的，在腐蚀介质或存在固体沉积物的场合下，这种 盖帽有较好的保护作用。此型搅拌器我国已颁布有标准，其桨径 在 150～700 mm 范围内。 5．螺带式与螺杆式搅拌器 螺带式搅拌器由一定宽度的带 材或圆柱棒材制作成螺带形状。它可以有单条或双条螺带结构。 一般螺带的外廓尺寸接近容器内壁，使搅拌操作遍及整个罐体
性力并节省材料。开启涡轮的通用尺寸是将桨宽与浆径的比值 （b/dj）为 0.15-0.3,浆叶厚度由强度计算确定。 开启涡轮搅拌器的圆盘起支承桨叶的作用，大多数设计成整 体式并与轮毂焊接。桨叶与圆盘连接方式，对小型桨叶（dj＜ 400mm）常采用焊接，桨径大于 500mm 时多采用可拆连接方式， 便于装拆及保证装配精度。 在设计时，圆盘直径一般取桨径的 2／3 或 3／4，圆盘板厚 要保证刚性，桨叶厚度用强度计算确定。桨叶可设计成弯曲形， 这种形状可以改善搅拌性能并减少动力消耗，叶片弯曲角度一般 为 45o 或 60o，圆盘涡轮的尺寸一般取 dj：e：b=20：5：4（dj 为桨径，e 为桨叶长，b 为桨叶宽度）。 另外，还有一种圆筒式涡轮搅拌器，在运转工作时，叶片沿 轴线由中心孔进人轮内，转动的叶片加速液体，然后高速向周围 抛出，一般转速为 400～2000r／min。这种类型的搅拌器优点是 搅拌效果好，常用于稀薄的乳浊液、悬浮液等。它的缺点是能耗 较大，制造加工也比较困难。 4．旋桨式搅拌器 桨叶形状与通常使用的推进式螺旋桨相 似，所以又称为推进式搅拌器。实质上，桨叶是螺旋面的一部分， 沿着桨叶长度方向不同截面处的升角是逐渐变化的。此型桨叶制 造加工有一定的难度。一般设计成桨叶与轮毂整体铸造结构，也 有用模锻成型后的桨叶与轮毂焊接而成。轮毂与轴的连接一般用 键和止动螺钉的形式。轴端都用螺母压紧，也有用端部盖帽形式 保护轴端螺纹的，在腐蚀介质或存在固体沉积物的场合下，这种 盖帽有较好的保护作用。此型搅拌器我国已颁布有标准，其桨径 在 150～700 mm 范围内。 5．螺带式与螺杆式搅拌器 螺带式搅拌器由一定宽度的带 材或圆柱棒材制作成螺带形状。它可以有单条或双条螺带结构。 一般螺带的外廓尺寸接近容器内壁，使搅拌操作遍及整个罐体
由于螺带尺寸较大，与轴有较大的距离，因此要用支撑杆件使螺 带固定在搅拌轴上。每个螺距设置杆件 2～3 根。支撑杆一端与螺 带焊接，另一端夹紧在搅拌轴上，也可以采用支撑杆与轴的键连 接的形式。部分支撑杆可采用止动螺钉与轴相对固定。这种结构 既保证传递扭矩可靠，又保证了装拆方便。如螺带较长，可设计 成分段螺带的形式，再用螺栓连接成一体。 螺杆式搅拌器结构与螺带式相似，但螺杆式的螺旋面部分直 接与搅拌器的轴相接触，与通常使用的螺带式输送器类似。螺带 多与轴直接焊接，也可以设计成可拆式结构。 6.行星式搅拌器 工作时，桨叶一方面绕容器旋转，另一方 面，桨叶本身绕轴自转，于是形成了图 b 所示的运动轨迹。转动 方向为，轴Ⅰ顺时针旋转时，则通过横杆带动轴Ⅱ也作顺时针旋 转，行星齿轮 2 则反向旋转，这也是桨叶轴自转的方向。由于自 转与公转的联合作用，产生了一种复杂的搅拌，能激起强烈的涡 流，产生良好的搅拌效果。在果酱制造及砂糖溶解时，常安装在 夹层锅上面，主轴转速为 20～80r／min。 7．特种搅拌器 除了以上几种搅拌器外，还有一些特殊结 构形式的搅拌器，如鼠龙式搅拌器，它的本体为一圆筒形结构， 在窄长的容器内安装此种搅拌器能获得最大的搅拌效率，其转速 为 200～700r／min
由于螺带尺寸较大，与轴有较大的距离，因此要用支撑杆件使螺 带固定在搅拌轴上。每个螺距设置杆件 2～3 根。支撑杆一端与螺 带焊接，另一端夹紧在搅拌轴上，也可以采用支撑杆与轴的键连 接的形式。部分支撑杆可采用止动螺钉与轴相对固定。这种结构 既保证传递扭矩可靠，又保证了装拆方便。如螺带较长，可设计 成分段螺带的形式，再用螺栓连接成一体。 螺杆式搅拌器结构与螺带式相似，但螺杆式的螺旋面部分直 接与搅拌器的轴相接触，与通常使用的螺带式输送器类似。螺带 多与轴直接焊接，也可以设计成可拆式结构。 6.行星式搅拌器 工作时，桨叶一方面绕容器旋转，另一方 面，桨叶本身绕轴自转，于是形成了图 b 所示的运动轨迹。转动 方向为，轴Ⅰ顺时针旋转时，则通过横杆带动轴Ⅱ也作顺时针旋 转，行星齿轮 2 则反向旋转，这也是桨叶轴自转的方向。由于自 转与公转的联合作用，产生了一种复杂的搅拌，能激起强烈的涡 流，产生良好的搅拌效果。在果酱制造及砂糖溶解时，常安装在 夹层锅上面，主轴转速为 20～80r／min。 7．特种搅拌器 除了以上几种搅拌器外，还有一些特殊结 构形式的搅拌器，如鼠龙式搅拌器，它的本体为一圆筒形结构， 在窄长的容器内安装此种搅拌器能获得最大的搅拌效率，其转速 为 200～700r／min
第三节 粉料混合机械 在食品加工工业中，混合机应用于谷物混合、粉料混合、面粉中加辅料 与添加剂、干制食品中加添加剂、调味粉及速溶饮品的制造等操作。 在混合机内，大部分混合操作都并存对流扩散和剪切三种混 合方式，但由于机型结构和被处理物料的物性不同，其中某一种 混合方式起主导作用。 影响混合效果的主要因素粉料的物料物性和搅拌方式。混合 的方法主要有两种：一种方法是容器本身旋转，使容器内的混合 物料产生翻滚而达到混合的目的；另一种方法是利用一只容器和 一个或一个以上的旋转混合元件，混合元件把物料从容器底移送 到上部，而物料被移送后的空间又能够由上部物料自身的策略降 落以补充，以此产生混合。按混合容器的运动方式不同，可分为 固定容器式和旋转容器式。按混合操作形式，分为间歇操作式和 连续操作式。固定容器式混合机有间歇与连续两种操作形式，依 生产工艺而定；而旋转容器式混合机通常为间歇式，即装卸物料 时需停机。间歇式混合机易控制混合质量，可适应粉群配比经常 改变的情况，因此应用较多。 一、固定容器式（强制受力式）混合机 容器式固定的，靠旋转搅拌带物料上下、左右翻滚，以对流 混合为主。适于混合物理性质差别及配比差别较大的散体物料。 1.固定容器式混合机：（螺带式混合机） （1）构造：主要由机体、主轴、搅拌器和传动部分组成，机体底 部呈 V 形，主要部件为两条带状螺旋，内外螺旋环带的回转方向 相反，输送物料量应相等。 （2）工作原理：工作时，先将一批称量的物料从主料进料口进入 机内，然后再将微量元素添加剂从进料口手工放入，在内外环带 的搅拌作用下进行混合，混合机腔内含粉尘的气流经布袋过滤器 出口排出机外。为迅速卸料，沿壳底全长或者约占壳底 1/2-1/3
第三节 粉料混合机械 在食品加工工业中，混合机应用于谷物混合、粉料混合、面粉中加辅料 与添加剂、干制食品中加添加剂、调味粉及速溶饮品的制造等操作。 在混合机内，大部分混合操作都并存对流扩散和剪切三种混 合方式，但由于机型结构和被处理物料的物性不同，其中某一种 混合方式起主导作用。 影响混合效果的主要因素粉料的物料物性和搅拌方式。混合 的方法主要有两种：一种方法是容器本身旋转，使容器内的混合 物料产生翻滚而达到混合的目的；另一种方法是利用一只容器和 一个或一个以上的旋转混合元件，混合元件把物料从容器底移送 到上部，而物料被移送后的空间又能够由上部物料自身的策略降 落以补充，以此产生混合。按混合容器的运动方式不同，可分为 固定容器式和旋转容器式。按混合操作形式，分为间歇操作式和 连续操作式。固定容器式混合机有间歇与连续两种操作形式，依 生产工艺而定；而旋转容器式混合机通常为间歇式，即装卸物料 时需停机。间歇式混合机易控制混合质量，可适应粉群配比经常 改变的情况，因此应用较多。 一、固定容器式（强制受力式）混合机 容器式固定的，靠旋转搅拌带物料上下、左右翻滚，以对流 混合为主。适于混合物理性质差别及配比差别较大的散体物料。 1.固定容器式混合机：（螺带式混合机） （1）构造：主要由机体、主轴、搅拌器和传动部分组成，机体底 部呈 V 形，主要部件为两条带状螺旋，内外螺旋环带的回转方向 相反，输送物料量应相等。 （2）工作原理：工作时，先将一批称量的物料从主料进料口进入 机内，然后再将微量元素添加剂从进料口手工放入，在内外环带 的搅拌作用下进行混合，混合机腔内含粉尘的气流经布袋过滤器 出口排出机外。为迅速卸料，沿壳底全长或者约占壳底 1/2-1/3
长处开设卸料门，对被混合的物料有一定的打断、磨碎作用，适 于混合易离析的物料，稀浆体和流动性差的物料。对要求较高时， 采用 3 条螺旋带，按不同的旋向分别布置，正向旋带使物料不断 产生翻滚，反向使物料不断分散和聚集。 2.立式旋转式混合机： 各组分物料经计量后，加入料斗中，有垂直螺旋向上提升物 料到内套筒的出口时，游甩料板将料向四周抛撒，物料下落到锥 形筒内壁表面和内套筒之间的间隙处，又被垂直螺旋向上提升， 如此循环，直到均匀混合为止。 和上机相比，投资费用低，功率消耗小，占地面积小等优点。 缺点是混合时间长，产量低，粉料混合不均匀，难以处理潮湿或 泥浆状粉料等。原因：螺旋搅拌器只能将附近的粉料提升，且粉 料从螺旋上部抛出，不均匀，重粒抛得远，轻粒抛得近。 ３．立式行星式混合机：（塔式混合机） 由圆锥形筒体，倾斜安装置混合螺旋。减速机构，电动机， 进料口，排料口等组成。 配制好的一批物料由进料口加入机内。启动电动机，通过减 速机构驱动摇臂，带动混合螺旋，以 2～6r/min 回绕轴线，与此 同时，混合螺旋又以 60～100r/min 速度自转。在机壳外壁可以 加水套以加热或冷却腔内物料混合均匀后，打开排料口卸料。 二、回转容器式 无搅拌工作部件，内部物料随容器旋转方向自下而上依靠物 料本身重力翻转运动达到均匀混合，容器回转速度不能太高，否 则会因离心力过大，物料紧贴容器内壁固定不动，严重影响混合 质量，要求物料在容器内发生涡流运动。 容器支撑在水平轴上一齐转动，投入物料量约为 30～50%， 投料量过多，混合空间减小离析倾向于混合，混合效果不好。 被混合的物料，既能产生垂直方向的流动，又能产生水平方 向的位移，且搅拌器还能清除靠近容器壁附近的滞流层。混合速
长处开设卸料门，对被混合的物料有一定的打断、磨碎作用，适 于混合易离析的物料，稀浆体和流动性差的物料。对要求较高时， 采用 3 条螺旋带，按不同的旋向分别布置，正向旋带使物料不断 产生翻滚，反向使物料不断分散和聚集。 2.立式旋转式混合机： 各组分物料经计量后，加入料斗中，有垂直螺旋向上提升物 料到内套筒的出口时，游甩料板将料向四周抛撒，物料下落到锥 形筒内壁表面和内套筒之间的间隙处，又被垂直螺旋向上提升， 如此循环，直到均匀混合为止。 和上机相比，投资费用低，功率消耗小，占地面积小等优点。 缺点是混合时间长，产量低，粉料混合不均匀，难以处理潮湿或 泥浆状粉料等。原因：螺旋搅拌器只能将附近的粉料提升，且粉 料从螺旋上部抛出，不均匀，重粒抛得远，轻粒抛得近。 ３．立式行星式混合机：（塔式混合机） 由圆锥形筒体，倾斜安装置混合螺旋。减速机构，电动机， 进料口，排料口等组成。 配制好的一批物料由进料口加入机内。启动电动机，通过减 速机构驱动摇臂，带动混合螺旋，以 2～6r/min 回绕轴线，与此 同时，混合螺旋又以 60～100r/min 速度自转。在机壳外壁可以 加水套以加热或冷却腔内物料混合均匀后，打开排料口卸料。 二、回转容器式 无搅拌工作部件，内部物料随容器旋转方向自下而上依靠物 料本身重力翻转运动达到均匀混合，容器回转速度不能太高，否 则会因离心力过大，物料紧贴容器内壁固定不动，严重影响混合 质量，要求物料在容器内发生涡流运动。 容器支撑在水平轴上一齐转动，投入物料量约为 30～50%， 投料量过多，混合空间减小离析倾向于混合，混合效果不好。 被混合的物料，既能产生垂直方向的流动，又能产生水平方 向的位移，且搅拌器还能清除靠近容器壁附近的滞流层。混合速