均質(zhì)設(shè)備（濕法粉碎）

項(xiàng)目一基礎(chǔ)知識(shí)（一）典型乳品生產(chǎn)與實(shí)訓(xùn)

對(duì)乳濁液、懸浮液進(jìn)行邊破碎邊混合的過程叫均質(zhì)。通常所采用的機(jī)械稱為均質(zhì)機(jī)和膠體磨。均質(zhì)的目的在于既要獲得均勻的混合物，又要使得產(chǎn)品的顆粒細(xì)微一致，不會(huì)產(chǎn)生離析。例：如液體乳制品加工中防止產(chǎn)品脂肪分離與利于消化和吸收。奶粉加工中利于后期霧化。冰淇淋加工獲得組織均勺、質(zhì)地細(xì)膩的產(chǎn)品。提高帶肉混濁果蔬汁穩(wěn)定性等。

均質(zhì)設(shè)備（濕法粉碎）一、均質(zhì)的原理

（一）均質(zhì)機(jī)工作原理（1）剪切在液體物料高速流動(dòng)時(shí)，若突然遇到狹窄的縫隙，就會(huì)造成極大的速度梯度，產(chǎn)生大的剪切力，使物料破碎。（2）沖擊液體物料與均質(zhì)閥產(chǎn)生高速撞擊作用，從而將脂肪球等撞擊成細(xì)小的微粒。（3）空穴液體在高速流經(jīng)均質(zhì)閥縫隙處時(shí)，產(chǎn)生巨大的壓力降。當(dāng)壓力降低到液體的飽和蒸氣壓時(shí)，液體開始沸騰并迅速汽化，產(chǎn)生大量氣泡。液體離開均質(zhì)閥時(shí)，壓力又會(huì)增加，使氣泡突然破滅，瞬間產(chǎn)生大量空穴。空穴會(huì)釋放大量的能量，產(chǎn)生高頻振動(dòng)，使顆粒破碎。三種作用協(xié)同。不同類型的均質(zhì)機(jī)工作原理各有側(cè)重。（二）溫度對(duì)均質(zhì)的影響

均質(zhì)溫度對(duì)均質(zhì)效果影響很大，物料均質(zhì)時(shí)溫度高，液體的飽和蒸氣壓也高，均質(zhì)時(shí)容易形成空穴。所以，在均質(zhì)前可將物料加熱。例如牛乳的均質(zhì)溫度一般為50-70℃，牛乳有效均質(zhì)的最低溫度。（一）工作原理

料液高速通過均質(zhì)閥縫隙。通過的縫隙為0.1mm時(shí)，液流的流速高達(dá)150～200m／s。通過縫隙時(shí)，脂肪球被剪切為更細(xì)小的脂肪球微粒。液料中存在著表面活性物質(zhì)和卵磷脂和膽脂，它圍繞在更細(xì)小的脂肪微粒外層，形成一種使這些微粒不再相互粘合的膜，從這里不斷離開。二、高壓均質(zhì)機(jī)

（二）結(jié)構(gòu)及工作過程由高壓泵、均質(zhì)閥、調(diào)節(jié)裝置及傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。1—進(jìn)料腔；2—吸入活門；3—活門座；4—排出活門；5—泵體；6—冷卻水管；7—柱塞；8—填料；9—墊片1、高壓泵高壓泵由進(jìn)料腔、吸入活門、排出活門、柱塞等組成。當(dāng)柱塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵腔容積增大，使泵腔內(nèi)產(chǎn)生低壓，物料由于外壓的作用頂開吸入活門進(jìn)入泵腔，這一過程稱為吸料過程；當(dāng)柱塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵腔容積減小，泵腔內(nèi)壓力逐漸升高，關(guān)閉了吸入活門，達(dá)到一定高壓時(shí)又會(huì)頂開排出活門，將泵腔內(nèi)液體排出，稱為排料過程。高壓泵柱塞的運(yùn)動(dòng)是由曲軸等速旋轉(zhuǎn)通過連桿滑塊帶動(dòng)的

柱塞的運(yùn)動(dòng)速率按正弦曲線變化。排料量也按正弦曲線變化。在柱塞處于兩個(gè)止點(diǎn)時(shí)，泵的排出量瞬時(shí)為零；當(dāng)曲柄回轉(zhuǎn)到90℃和270℃時(shí)排料量最大。高壓泵常采用三柱塞往復(fù)泵，各單泵的運(yùn)動(dòng)互差120℃，泵的工作能力得到了較好的調(diào)整。三柱塞泵有三個(gè)泵腔，每個(gè)泵腔配有吸入活門和排出活門各一個(gè)，共六個(gè)活門。2、均質(zhì)閥均質(zhì)閥安裝在高壓泵的排料口處，一般采用雙級(jí)均質(zhì)閥。雙級(jí)均質(zhì)閥主要由閥座、閥芯、彈簧、調(diào)節(jié)手柄等組成。閥座和閥芯結(jié)構(gòu)精度很高，兩者之間間隙小而均勻，以保證均質(zhì)質(zhì)量；間隙大小由調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)彈簧對(duì)閥芯的壓力來改變。第一級(jí)均質(zhì)壓力為20-30MPa，主要使大的顆粒得到破碎；第二級(jí)的壓力在3.5MPa左右，可以使料液進(jìn)一步細(xì)化并均勻分散。1—閥座；2—閥芯；3—擋板環(huán)；4—彈簧；5—調(diào)節(jié)手柄；6—第一級(jí)閥；7—第二級(jí)閥19.6-25.4MPa

（三）高壓均質(zhì)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)1、生產(chǎn)能力2消耗功率

（四）高壓均質(zhì)機(jī)的使用與維護(hù)（1）起動(dòng)時(shí)均質(zhì)機(jī)壓力不穩(wěn)，應(yīng)在起動(dòng)后將其調(diào)整到預(yù)定值。在壓力穩(wěn)定之前流出的料液回流，以保證均質(zhì)的質(zhì)量。（2）均質(zhì)機(jī)正常工作時(shí)要注意觀察壓力表，保證壓力處于正常工作范圍內(nèi)。（3）高壓均質(zhì)機(jī)不得空轉(zhuǎn)，起動(dòng)前應(yīng)先接通冷卻水。（4）要經(jīng)常在機(jī)體連接軸處加一些潤(rùn)滑油，以免機(jī)體前端的填料缺油。（5）柱塞密封圈處于高溫和壓力周期性變化的條件下，很容易損壞，應(yīng)保證柱塞冷卻水的連續(xù)供應(yīng)，以降低柱塞密封圈的溫度，延長(zhǎng)其使用壽命。同時(shí)，應(yīng)隨時(shí)檢查密封圈，發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)修復(fù)、更換。三、離心均質(zhì)機(jī)離心均質(zhì)機(jī)常用于乳品生產(chǎn)。不僅能進(jìn)行均質(zhì)，還可以去除牛乳中的雜質(zhì)并分離稀奶油，又稱為凈化均質(zhì)機(jī)。（一）離心均質(zhì)機(jī)的工作原理

利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，物料流至轉(zhuǎn)鼓后受到強(qiáng)烈的離心作用，不同密度的組分便會(huì)被分離。例如牛乳在離心均質(zhì)機(jī)中會(huì)很快分成三相，密度最大的雜質(zhì)被甩到轉(zhuǎn)鼓四周，應(yīng)定期排渣；密度適中的脫脂乳從上部的均質(zhì)出口排出；密度最小的稀奶油被導(dǎo)入稀奶油室。稀奶油室內(nèi)有一個(gè)帶尖齒的圓盤恒速旋轉(zhuǎn)，與稀奶油發(fā)生激烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生空穴作用，將脂肪球打碎。當(dāng)脂肪球的細(xì)度未達(dá)到要求時(shí)，可以再回稀奶油室進(jìn)一步均質(zhì)。（二）離心均質(zhì)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)1、分離轉(zhuǎn)鼓（由轉(zhuǎn)軸、碟片等組成）。轉(zhuǎn)軸上裝有數(shù)十塊錐形碟片，使液體物料在碟片間形成薄層流動(dòng)。由于碟片的作用，增加了沉降面積，從而大大增強(qiáng)了分離效率和生產(chǎn)能力。2、帶齒圓盤帶齒圓盤處于稀奶油室內(nèi)，與轉(zhuǎn)鼓一起回轉(zhuǎn)。帶齒圓盤邊緣上均勻分布有突出的尖齒，一般為12個(gè)。齒的前端邊緣呈流線型，后端邊緣則削平。改變帶齒圓盤的直徑和齒數(shù)，可得到不同的破碎度。四、超聲波均質(zhì)機(jī)（一）超聲波均質(zhì)機(jī)的工作原理超聲波均質(zhì)是利用超聲波遇到物體時(shí)會(huì)迅速交替壓縮和膨脹的原理設(shè)計(jì)的。如果將超聲波導(dǎo)入料液，當(dāng)處于膨脹的半個(gè)周期時(shí)，料液受到拉力，其中的氣泡便膨脹；而在壓縮的半個(gè)周期內(nèi)，氣泡被壓縮。當(dāng)壓力振幅變化很大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生空穴作用和強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌作用，使大的脂肪球或大顆粒碎裂，從而達(dá)到均質(zhì)的目的。（二）超聲波均質(zhì)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件是超聲波發(fā)生器。超聲波發(fā)生器有機(jī)械式、磁控式和壓電晶體式的，其中機(jī)械式的最為常用。機(jī)械式超聲波均質(zhì)機(jī)主要工作部件是噴嘴和簧片。結(jié)構(gòu)：簧片處于噴嘴前方，它是一個(gè)邊緣呈楔形的金屬片，被兩個(gè)或兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)夾住。工作原理：當(dāng)料液在0.4~1.4Mpa的壓力作用下經(jīng)噴嘴高速噴射到簧片上時(shí)，簧片便發(fā)生頻率為18～30kHz的振動(dòng)，所產(chǎn)生的超聲波傳給料液被均質(zhì)，然后從出口排出。

機(jī)械式超聲波發(fā)生器原理示意圖

機(jī)械式超聲波均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1—本體；2—調(diào)節(jié)器；3—噴嘴；4—簧片；5—節(jié)點(diǎn)五、膠體磨

一種磨制膠體或近似膠體物料的機(jī)械。它可以在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)懸浮液中的固形物進(jìn)行超微粉碎，同時(shí)兼有混合、攪拌、分散和乳化作用膠體磨廣泛應(yīng)用于果汁、果醬、植物蛋白、乳品、油脂及一些調(diào)味品、添加劑的生產(chǎn)中。（一）膠體磨的工作原理膠體磨的工作構(gòu)件由固定磨體（定子）和高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)磨體（轉(zhuǎn)子）組成，兩個(gè)磨體之間有可以調(diào)節(jié)的間隙。當(dāng)料液通過這個(gè)間隙時(shí)，由于轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)，使附著于轉(zhuǎn)子面上的物料運(yùn)動(dòng)速度最大，而附著于定子面上的物料速度為零，使物料受到強(qiáng)烈的剪切、摩擦和湍動(dòng)作用，物料因而被磨碎、混合、分散和乳化。（二）膠體磨的主要結(jié)構(gòu)膠體磨主要由進(jìn)料斗、外殼、定子、轉(zhuǎn)子、電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)裝置和底座等構(gòu)成。1、轉(zhuǎn)子與定子轉(zhuǎn)子與定子的配合有一定的錐度，其間隙可調(diào)。為了加強(qiáng)摩擦和剪切作用，以利于細(xì)化，兩個(gè)磨體的表面各分三段，分別開有與軸線呈一定角度的溝槽。溝槽截面為矩形，溝槽寬度隨物料的流向由粗到密排列，傾斜方向相反，且兩個(gè)磨體上相對(duì)應(yīng)的溝槽方向也相反。2、間隙調(diào)節(jié)裝置

通過定子的升降可改變轉(zhuǎn)子與定子的間隙。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄可由調(diào)節(jié)輪帶動(dòng)定子軸向位移而改變間隙的大小，調(diào)節(jié)程度可在調(diào)節(jié)輪的刻度上顯示出來，一般調(diào)節(jié)范圍在0.005-1.5mm之間。調(diào)節(jié)輪下方設(shè)有限位螺釘，避免轉(zhuǎn)子和定子相碰。3、回流及冷卻裝置膠體磨轉(zhuǎn)速較高，為了達(dá)到理想的效果，需回流操作。回流裝置是在出料管上安裝一個(gè)蝶閥，閥前接一條循環(huán)管通向料斗。當(dāng)需要多次磨制時(shí)，關(guān)閉蝶閥則物料回流，物料細(xì)度達(dá)到要求時(shí)，打開蝶閥即可排料。磨制過程中物料會(huì)由于摩擦而升溫，