均質(zhì)攪拌機(jī)械

1、第一節(jié)第一節(jié) 攪拌器攪拌器一攪拌的目的一攪拌的目的 強(qiáng)化傳熱、傳質(zhì)、強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)，取得一種均勻混合強(qiáng)化傳熱、傳質(zhì)、強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)，取得一種均勻混合物。物。二、攪拌方法二、攪拌方法 機(jī)械攪拌機(jī)械攪拌-利用攪拌器進(jìn)行攪拌；利用攪拌器進(jìn)行攪拌； 氣流攪拌氣流攪拌-利用壓縮空氣進(jìn)行攪拌；利用壓縮空氣進(jìn)行攪拌； 超聲波攪拌超聲波攪拌利用超聲波的作用進(jìn)行攪拌；利用超聲波的作用進(jìn)行攪拌；三攪拌器的類型與構(gòu)造：三攪拌器的類型與構(gòu)造： 根據(jù)漿葉構(gòu)造的特征，可分成四類：平漿式攪拌器、根據(jù)漿葉構(gòu)造的特征，可分成四類：平漿式攪拌器、旋漿式攪拌器、渦輪式攪拌器、特種攪拌器。旋漿式攪拌器、渦輪式攪拌器、特種攪拌器。、平漿式

2、攪拌器：、平漿式攪拌器： 是最常用的一種，用于粘稠性和是最常用的一種，用于粘稠性和一般液體物料攪拌。在結(jié)構(gòu)上最簡單，一般液體物料攪拌。在結(jié)構(gòu)上最簡單，它的漿葉用條鋼制造，漿葉裝置成與它的漿葉用條鋼制造，漿葉裝置成與旋轉(zhuǎn)方向相垂直，或與旋轉(zhuǎn)的方向成旋轉(zhuǎn)方向相垂直，或與旋轉(zhuǎn)的方向成一傾斜角（一傾斜角（45度以下）（當(dāng)葉面與容度以下）（當(dāng)葉面與容器底面平行時(shí)，由于不能使物形成渦器底面平行時(shí)，由于不能使物形成渦流，攪拌效果差；當(dāng)葉面與旋轉(zhuǎn)方向流，攪拌效果差；當(dāng)葉面與旋轉(zhuǎn)方向垂直時(shí)，造成阻力又很大。因此通常垂直時(shí)，造成阻力又很大。因此通常都使?jié){葉與旋轉(zhuǎn)方向成一夾角，減小都使?jié){葉與旋轉(zhuǎn)方向成一夾角，減小了

3、阻力，提高了攪拌效果。）當(dāng)軸沿了阻力，提高了攪拌效果。）當(dāng)軸沿漿葉傾角方向轉(zhuǎn)動時(shí)，可攪起沉渣，漿葉傾角方向轉(zhuǎn)動時(shí)，可攪起沉渣，反之可使懸浮物攪拌至底部。反之可使懸浮物攪拌至底部。漿葉固定在軸上的方法有四種：漿葉固定在軸上的方法有四種： （1）焊接法：）焊接法：制造方便，但強(qiáng)度不大，拆制造方便，但強(qiáng)度不大，拆 卸困難，常用于直徑小的容器中。卸困難，常用于直徑小的容器中。（2）螺釘連接法：）螺釘連接法：螺釘把漿葉固定在軸上，螺釘把漿葉固定在軸上，中間有墊片。當(dāng)軸是圓形時(shí)，主要靠漿葉與中間有墊片。當(dāng)軸是圓形時(shí)，主要靠漿葉與軸的摩擦力而使?jié){葉旋轉(zhuǎn)，拆卸方便，但功軸的摩擦力而使?jié){葉旋轉(zhuǎn)，拆卸方便，但功率

4、大時(shí)，容易產(chǎn)生滑動，故只適用于功率小率大時(shí)，容易產(chǎn)生滑動，故只適用于功率小的場合。的場合。 （3）方軸、螺釘連接，）方軸、螺釘連接，目的是克服漿葉與目的是克服漿葉與 軸的滑動，但方軸加工不便，漿葉與軸的軸的滑動，但方軸加工不便，漿葉與軸的 連接也比較麻煩。連接也比較麻煩。（4）鍵固定法：）鍵固定法：漿葉焊在軸套上，軸套與漿葉焊在軸套上，軸套與軸之間銷以鍵固定，能克服以上缺點(diǎn)，被廣軸之間銷以鍵固定，能克服以上缺點(diǎn)，被廣泛采用，為了使攪拌更有效，可裝置好幾排泛采用，為了使攪拌更有效，可裝置好幾排漿葉，每一排上漿葉為兩個(gè)或四個(gè)，相鄰兩漿葉，每一排上漿葉為兩個(gè)或四個(gè)，相鄰兩排漿葉應(yīng)互相垂直，以增加攪拌

5、效率，漿葉的大小約為容排漿葉應(yīng)互相垂直，以增加攪拌效率，漿葉的大小約為容器直徑的器直徑的1/32/3，寬度為長度的，寬度為長度的1/101/6。轉(zhuǎn)速一般為。轉(zhuǎn)速一般為2080轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，低速攪拌。分，低速攪拌。特點(diǎn)：特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，攪拌效果良好。構(gòu)造簡單，攪拌效果良好。 注意：當(dāng)葉面與容器底面平行時(shí)，由于不注意：當(dāng)葉面與容器底面平行時(shí)，由于不能使物料形成渦流，攪拌效果差；當(dāng)葉能使物料形成渦流，攪拌效果差；當(dāng)葉面與旋轉(zhuǎn)方向垂直時(shí)，造成阻力又很大。面與旋轉(zhuǎn)方向垂直時(shí)，造成阻力又很大。因此通常都使槳葉與旋轉(zhuǎn)方向成一夾角，因此通常都使槳葉與旋轉(zhuǎn)方向成一夾角，、框式攪拌器：、框式攪拌器： 其與漿式的完全相

6、似，其水平其與漿式的完全相似，其水平漿葉用垂直的漿葉把它們彼此聯(lián)成漿葉用垂直的漿葉把它們彼此聯(lián)成一起，成為鋼性的框子。這樣的結(jié)一起，成為鋼性的框子。這樣的結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，而且在攪拌時(shí)能攪動構(gòu)比較堅(jiān)固，而且在攪拌時(shí)能攪動大量的物料。適用于高濃度的物料，大量的物料。適用于高濃度的物料，框的大小取容器直徑的框的大小取容器直徑的2/39/10倍。倍。漿葉式攪拌器的轉(zhuǎn)速較慢，所產(chǎn)生漿葉式攪拌器的轉(zhuǎn)速較慢，所產(chǎn)生的液流除斜漿外主要為徑向戶切線速度。液體流離漿葉之的液流除斜漿外主要為徑向戶切線速度。液體流離漿葉之后，外趨近器壁，然后向上或向下折流。后，外趨近器壁，然后向上或向下折流。 當(dāng)順從容器壁上除去結(jié)晶或

7、沉淀物時(shí)，或利用攪拌作當(dāng)順從容器壁上除去結(jié)晶或沉淀物時(shí)，或利用攪拌作用，把已受熱的容器附近的物料攪拌至其它地方，而處于用，把已受熱的容器附近的物料攪拌至其它地方，而處于其它地方的較冷物料攪拌至容器壁附近加熱，以提高傳熱其它地方的較冷物料攪拌至容器壁附近加熱，以提高傳熱速率，則可將漿葉外緣作成與容器內(nèi)壁形狀相一致。其間速率，則可將漿葉外緣作成與容器內(nèi)壁形狀相一致。其間間隙甚小，就成為錨式攪拌器，在夾套加熱器用的較多。間隙甚小，就成為錨式攪拌器，在夾套加熱器用的較多。 漿葉的外形與容器底的輪廓相似，漿葉外緣至容器底部漿葉的外形與容器底的輪廓相似，漿葉外緣至容器底部的距離要適當(dāng)，以的距離要適當(dāng)，以3

8、050mm為宜，但由于高濃度物料攪拌為宜，但由于高濃度物料攪拌時(shí)只能取時(shí)只能取5mm，這時(shí)要求加工及安裝的精度卻高，不然外片，這時(shí)要求加工及安裝的精度卻高，不然外片可能碰上器壁而損壞設(shè)備。可能碰上器壁而損壞設(shè)備。 液流的徑向速度較大，而軸向速度甚低，為了加強(qiáng)軸向液流的徑向速度較大，而軸向速度甚低，為了加強(qiáng)軸向混合，并減小因切線速度所產(chǎn)生的表面旋渦，通常加裝擋板?；旌?，并減小因切線速度所產(chǎn)生的表面旋渦，通常加裝擋板。 漿式攪拌器的主要特征是：漿式攪拌器的主要特征是： 1、混合效率較差；、混合效率較差； 2、局部剪器效應(yīng)有限，不易產(chǎn)生乳化作用。、局部剪器效應(yīng)有限，不易產(chǎn)生乳化作用。 3、因?yàn)闈{葉易

9、于制造和更換，適宜于有特殊觸液材料、因?yàn)闈{葉易于制造和更換，適宜于有特殊觸液材料要求的料液（主要是金屬污染和腐蝕問題）。要求的料液（主要是金屬污染和腐蝕問題）。、渦輪式攪拌器：、渦輪式攪拌器： 其其結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與離心泵的葉輪相似（葉片多與離心泵的葉輪相似（葉片多而短），安裝在中央的旋轉(zhuǎn)軸上，以較高而短），安裝在中央的旋轉(zhuǎn)軸上，以較高的速度旋轉(zhuǎn)，一般轉(zhuǎn)速為的速度旋轉(zhuǎn)，一般轉(zhuǎn)速為1002000rpm。平直葉片產(chǎn)生強(qiáng)烈的徑向和切線流動，通平直葉片產(chǎn)生強(qiáng)烈的徑向和切線流動，通常加擋板以減小中央旋渦，同時(shí)增強(qiáng)因折常加擋板以減小中央旋渦，同時(shí)增強(qiáng)因折流而起的軸向流，工作時(shí)，攪拌液沿軸線由中心孔而進(jìn)入輪流而起的

10、軸向流，工作時(shí)，攪拌液沿軸線由中心孔而進(jìn)入輪內(nèi)，有各小葉片工作因而加熱，然后再以高速度偶輪內(nèi)，有各小葉片工作因而加熱，然后再以高速度偶輪*拋出。拋出。渦輪式攪拌器適宜處理多種物料，對中等粘度的物料特別有渦輪式攪拌器適宜處理多種物料，對中等粘度的物料特別有效。效。 它的它的主要特征主要特征是：是： （1）混合生產(chǎn)能力較高；）混合生產(chǎn)能力較高； （2）按一定的設(shè)計(jì)形式，有較高的局部剪力效應(yīng)；）按一定的設(shè)計(jì)形式，有較高的局部剪力效應(yīng)； （3）易清洗，價(jià)格較高（制造復(fù)雜）；）易清洗，價(jià)格較高（制造復(fù)雜）；、旋漿式攪拌器：旋漿式攪拌器： 由由23片旋轉(zhuǎn)漿所組成，漿葉是用螺片旋轉(zhuǎn)漿所組成，漿葉是用螺母固定

11、在軸上，螺母的擰緊方向與漿葉旋母固定在軸上，螺母的擰緊方向與漿葉旋轉(zhuǎn)方向相反，才能借阻力作用使螺母在攪轉(zhuǎn)方向相反，才能借阻力作用使螺母在攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)愈來愈緊，旋漿的直徑為容器拌器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)愈來愈緊，旋漿的直徑為容器直徑的直徑的0.20.3倍，攪拌漿的轉(zhuǎn)速一般為倍，攪拌漿的轉(zhuǎn)速一般為3001000rpm，高速推進(jìn)，不需安裝復(fù)雜的傳動裝置。旋漿，高速推進(jìn)，不需安裝復(fù)雜的傳動裝置。旋漿高速轉(zhuǎn)動所造成的液體速度主要為軸向和切線速度，所以高速轉(zhuǎn)動所造成的液體速度主要為軸向和切線速度，所以液體作螺旋狀運(yùn)動，旋槳使液體受到強(qiáng)烈的切割或剪切，液體作螺旋狀運(yùn)動，旋槳使液體受到強(qiáng)烈的切割或剪切，由于流動非常強(qiáng)烈，這種

12、攪拌器使用大容器低粘度的液體由于流動非常強(qiáng)烈，這種攪拌器使用大容器低粘度的液體的攪拌，該攪拌不使用粘稠性物料。的攪拌，該攪拌不使用粘稠性物料。特征：特征： 1、混合生產(chǎn)能力較高，組對不互溶液體，產(chǎn)生細(xì)液滴乳、混合生產(chǎn)能力較高，組對不互溶液體，產(chǎn)生細(xì)液滴乳化液而液滴直徑范圍不大的情況下，生產(chǎn)能力受限制；化液而液滴直徑范圍不大的情況下，生產(chǎn)能力受限制； 2、結(jié)構(gòu)簡單，易形成離心旋渦。、結(jié)構(gòu)簡單，易形成離心旋渦。 3、限于粘度不大的液體的混合。、限于粘度不大的液體的混合。、特殊形式、特殊形式-行星攪拌器行星攪拌器 行星傳動攪拌器旋轉(zhuǎn)漿的軸，不僅自轉(zhuǎn)，而且還繞容器行星傳動攪拌器旋轉(zhuǎn)漿的軸，不僅自轉(zhuǎn)，而

13、且還繞容器旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。 其優(yōu)點(diǎn)是攪拌速度很高，傳熱導(dǎo)數(shù)高，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。其優(yōu)點(diǎn)是攪拌速度很高，傳熱導(dǎo)數(shù)高，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 適用于攪拌粘稠性的液體。適用于攪拌粘稠性的液體。 二二 攪拌器的功率計(jì)算：攪拌器的功率計(jì)算： 攪拌器所消耗的功率分為啟動功和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)克服摩擦阻攪拌器所消耗的功率分為啟動功和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)克服摩擦阻力消耗功率。力消耗功率。 啟動功率一般近似取其等于運(yùn)轉(zhuǎn)功率的啟動功率一般近似取其等于運(yùn)轉(zhuǎn)功率的23倍，倍， 第二節(jié)第二節(jié) 均質(zhì)機(jī)均質(zhì)機(jī) 目的：目的：破碎物料中的破碎物料中的 小微粒，得到均勻混合物提高產(chǎn)小微粒，得到均勻混合物提高產(chǎn)品質(zhì)量。如牛奶加工使脂肪球破裂，促進(jìn)人體對脂肪的消品質(zhì)量。

14、如牛奶加工使脂肪球破裂，促進(jìn)人體對脂肪的消化，提高乳的穩(wěn)定性（不發(fā)生如油與脫脂奶的分層現(xiàn)象），化，提高乳的穩(wěn)定性（不發(fā)生如油與脫脂奶的分層現(xiàn)象），果汁生產(chǎn)使小微粒破碎，減少沉淀等。果汁生產(chǎn)使小微粒破碎，減少沉淀等。 均質(zhì)機(jī)按構(gòu)造分類有：均質(zhì)機(jī)按構(gòu)造分類有：高壓均質(zhì)機(jī)、離心均質(zhì)機(jī)、超高壓均質(zhì)機(jī)、離心均質(zhì)機(jī)、超聲波均質(zhì)機(jī)三種。聲波均質(zhì)機(jī)三種。 高速分散機(jī)、高速均質(zhì)機(jī)高速分散機(jī)、高速均質(zhì)機(jī)分散機(jī)、均質(zhì)機(jī)分散機(jī)、均質(zhì)機(jī)一、高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理一、高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：高壓均質(zhì)機(jī)主要由高壓泵和均質(zhì)閥所組成。高壓均質(zhì)機(jī)主要由高壓泵和均質(zhì)閥所組成。 高壓泵高壓泵目前多采用三柱塞往復(fù)泵，均

15、質(zhì)閥安裝在高壓泵目前多采用三柱塞往復(fù)泵，均質(zhì)閥安裝在高壓泵的排出路上，均質(zhì)乳化作用在此發(fā)生。（三柱塞式高壓泵是的排出路上，均質(zhì)乳化作用在此發(fā)生。（三柱塞式高壓泵是一種三作用泵，三作用泵是由共用一根曲軸的三個(gè)單作用泵一種三作用泵，三作用泵是由共用一根曲軸的三個(gè)單作用泵所組成，三個(gè)單作用泵的曲柄互相錯(cuò)開所組成，三個(gè)單作用泵的曲柄互相錯(cuò)開120度，其吸液泵和度，其吸液泵和排液泵也是三個(gè)泵共用。這樣，在曲軸旋轉(zhuǎn)一周的周期里，排液泵也是三個(gè)泵共用。這樣，在曲軸旋轉(zhuǎn)一周的周期里，各泵的吸液或排液依次相差各泵的吸液或排液依次相差1/3周期，大大提高排液泵流量周期，大大提高排液泵流量的均勻性。三作用泵的流量各

16、為單作用的三倍。）的均勻性。三作用泵的流量各為單作用的三倍。） 泵體泵體為一長方形不銹鋼塊鍛造而成，開有三個(gè)柱塞孔，為一長方形不銹鋼塊鍛造而成，開有三個(gè)柱塞孔，并配有柱塞和活門，柱塞也由不銹鋼制造，為防止液體泄露并配有柱塞和活門，柱塞也由不銹鋼制造，為防止液體泄露及空氣滲入，采用填料及空氣滲入，采用填料*密封，其材料可用石棉繩等。每個(gè)密封，其材料可用石棉繩等。每個(gè)泵配有兩只活閥，在液體壓力作用下自動開啟或關(guān)閉，減壓泵配有兩只活閥，在液體壓力作用下自動開啟或關(guān)閉，減壓時(shí)在彈簧或閥體重力作用下自動關(guān)閉或開啟，共有六個(gè)活閥，時(shí)在彈簧或閥體重力作用下自動關(guān)閉或開啟，共有六個(gè)活閥，其中吸入活閥三個(gè)，壓出

17、活閥三個(gè)。其中吸入活閥三個(gè)，壓出活閥三個(gè)。 均質(zhì)閥原理圖均質(zhì)閥原理圖 工作原理：工作原理： 剪切理論：剪切理論：當(dāng)高壓物料在閥盤與閥座間流過時(shí)，在縫當(dāng)高壓物料在閥盤與閥座間流過時(shí)，在縫隙中心流速最大（隙中心流速最大（150-200m/s）。而附于盤和座上的物）。而附于盤和座上的物料為零，則形成了急劇的速度梯度，而產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切力，料為零，則形成了急劇的速度梯度，而產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切力，使液滴發(fā)生變形和破裂達(dá)到乳化均質(zhì)。使液滴發(fā)生變形和破裂達(dá)到乳化均質(zhì)。 撞擊學(xué)說：撞擊學(xué)說：由于三柱塞往復(fù)泵的高壓作用，使流體中由于三柱塞往復(fù)泵的高壓作用，使流體中的脂肪球和均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊現(xiàn)象，因而使料液中的脂的脂

18、肪球和均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊現(xiàn)象，因而使料液中的脂肪球破裂。肪球破裂。 閥式均質(zhì)機(jī)的缺點(diǎn)閥式均質(zhì)機(jī)的缺點(diǎn) 鬧式均質(zhì)機(jī)的生產(chǎn)能力受到一定限制，活閥縫隙易被鬧式均質(zhì)機(jī)的生產(chǎn)能力受到一定限制，活閥縫隙易被堵塞，均質(zhì)機(jī)頭易磨損，衛(wèi)生處理也很不方便。堵塞，均質(zhì)機(jī)頭易磨損，衛(wèi)生處理也很不方便。二、高壓均質(zhì)機(jī)的計(jì)算二、高壓均質(zhì)機(jī)的計(jì)算 1、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)能力 式中：式中：d柱塞直徑（柱塞直徑（m） s柱塞沖程（柱塞沖程（m） Z柱塞個(gè)數(shù)（個(gè)）柱塞個(gè)數(shù)（個(gè)） N柱塞往復(fù)次數(shù)（次柱塞往復(fù)次數(shù)（次/分）分） 填充系數(shù)填充系數(shù) 0.80.9 2、功率、功率 式中：式中：H泵的壓頭（泵的壓頭（m液柱）液柱） V每小時(shí)物料體積（每小時(shí)物料體積（m /h） 液體密度（液體密度（Kg/m ） 泵效率泵效率 0.70.86042znsdV)(1023600KwHvN三、其他均質(zhì)機(jī)三、其他均質(zhì)機(jī) （一）噴射式均質(zhì)機(jī)（一）噴射式均質(zhì)機(jī) 1操作原理操作原理 利用蒸汽或壓縮空氣流來供給物料均質(zhì)的能量，借高速利用蒸汽或壓縮空氣流來供給物料均質(zhì)的能量，借高速運(yùn)動的物料顆粒間相互碰撞或使顆粒與金屬表面高速撞擊，運(yùn)動的物料顆粒間相互碰撞或使顆粒與金屬表面高速撞擊，使顆粒粉碎成更細(xì)小的粒子，而達(dá)到均質(zhì)的目的。使顆粒粉碎成更細(xì)小的粒子，而達(dá)到均質(zhì)的目的