第三章 搅拌及均质机械与设备
1．混合 搅拌
?目的：
?强化热交换过程
?获得均匀混合物
?增强物理和化学反应
?搅拌 ——一般以液体为主的物料的混合
?混合 ——以干物料为主固体物料混合
?有时也将两者统称为混合
?混合过程 ——指两种或两种以上不同组
分的物料在外力作用下,运动速度和方
向发生改变，使各组分的粒子得以均
匀分布
?经过混合操作后得到的物料称为混合
物
2,混合物类型
?固体与固体
?固体与液体
?液体与液体
?液体与气体
?也有固体 -液体 -气体三类物料构成混合物
3,搅拌机械
?将两种或两种以上不同组分物料混合
在一起，构成均匀混合物的机械主要
有两类：
?对粉粒状物料和较低粘度液态物料进行
混合的机械称为混合机和搅拌机
?对高粘度稠浆料和粘弹性物料进行混合
的机械，叫做捏合 (和 )机或揉合机，如
和面机和糖蜜搅拌机等
４,均质
?将乳浊液 (如牛奶和豆奶等 ),悬浮液
(如果汁等 )进行边破碎, 边混合操作
叫均质 。
?采用的机械称为均质机和胶体磨
?目的：
?获得均匀混合物
?使产品颗粒细微一致, 不产生离析
5,混合机理
?对流混合 ——混合机部件对物料运动，
粒子相对流动，产生整体流动
?扩散混合 ——相溶组分分子先在局部
范围扩散达到匀布
?剪切混合 ——物料粒子间剪切面的滑
移和冲撞，引起局部混和
?三种同时存在，一种为主
6,螺旋环带粉料混合机
立
式
行
星
粉
料
混
合
机
第一节 搅拌器
?搅拌有：
?机械搅拌 ——用搅拌器
?气流搅拌 ——用压缩空气
?超声搅拌 ——用超声波的作用来达到，
特别适合乳浊液的制备
一、搅拌器的类型与结构
?根据见浆叶分四类：
?平桨式搅拌器
?旋桨式搅拌器
?涡轮式搅拌器
?特种搅拌器
（一） 平桨式搅拌器
?1,适用范围：，粘稠性和液体物
料的搅拌，最常用搅拌器
?２．主要构件：
?平板构成,2—6个叶片，平叶、折
叶
?叶片多少视容器大小和液层高度而
定，有两排以上桨叶时相邻两排桨
叶应互相垂直，以增加搅拌效率
框式搅拌器桨叶一般较多，适用浓度
特别高物料或容器直径较大情况使用
3．工作原理
?液体具有流动性和不可压缩性
?在叶轮 (由叶片和回转轴等组成 )的旋
转作用下，把机械能传给液体
?在叶轮附近区域的液流中造成涡动，
同时产生一股高速射流推动液体沿着
一定途径在容器内作循环流动
?这种流动称为液体的“流型”，可分为：
?轴向流型
?径向流型
?混合流型 ——在容器侧壁加设挡板等阻挡物引
起液流方向变化而形成的各种流型
?液流的流型取决于：
?叶片几何形状 ——影响最大
?叶片结构
?容器内有无阻挡物等
(1)轴向流型
?液体从轴向进入
叶片, 从轴向流
出
?乳浊液和混浊液
的制备常用轴向
流型
?旋桨或叶片, 类
似轴流式风机
(2)径向流型
?流体从轴向进入
叶轮, 从径向流
出
?低粘度乳浊液,
悬浊液, 固 --液
?涡轮叶片, 水泵
叶轮 (类似于涡流
式 )
?4．相关参数：
?转速 20—80转 /分，属低速搅拌
?D，容器直径＝ 3Ｌ
?H，液层高度 =3H
?h，桨叶下边缘至容器底面距离
=0.33L
?S，浆叶宽度 =0.25L
?L，桨叶长度
?5,平桨式的桨叶与轴的固定方法,
?焊接法 ——制造方便，强度不大，拆卸
困难，用于直径小容器
?螺钉连接法 ——轴是圆形时，易产生滑
动，拆卸方便，适用于功率小的场合
?螺钉连接法 ——轴是方的，克服浆叶与
之滑动
?键固定法 ——克服以上缺点，广泛采用
?桨叶平面位置：使浆叶与旋转方向成
一夹角
?桨叶面与容器底面平行时，物料不能形
成涡流，搅拌效果差
?桨叶面与旋转方向垂直时，造成阻力大
?由于桨叶存在倾角，减小了阻力，提
高了搅拌效果
?当轴顺时针旋转时，可使沉淀物通过
搅拌向上翻起，对固液系统的搅拌效
果特别好
?当轴反时针旋转时，则可使悬浮物搅
拌至底部，对具有悬浮物液体搅拌十
分有利
?6．档板：
?改变切向
流动
?增大湍流
速度
(二 )锚式搅拌器
?夹套加热器中用得较多
?利用搅拌作用，把已受热的容器壁附
近的物料搅拌至其它地方，而处于其
它地方较冷物料搅拌至容器壁附近加
热
?提高热交换速率，防止物料在壁上焦
化或结晶析出
?浆叶 1的外形与容器 2底部的轮廓相似
?浆叶边缘至容器底部的距离要适当，
以 30— 50mm为宜，但用于高浓度物料
搅拌时只能取 5毫米，加工及安装精度
高，不然叶片碰上器壁而损坏设备
?转速一般为 50— 70转 /分
(三 )行 星式搅拌器
?图 (1)为传动系统，采用皮带轮 1通过
一对圆锥齿轮 6使轴 I 变向旋转，轴 I
从固定齿轮 5穿过，横杆 4一头固定在
轴 I 上，另一端则用铰链与轴 Ⅱ 相接
?轴 Ⅱ 上端装有齿轮 2，与不动齿轮 5相
啮合，下端装上几组桨叶 3
?其特点：桨叶一方面绕容器旋转，一
方面桨叶本身亦自转，于是形成了图
(2)所示的运动轨迹
?圆锥齿轮的动力使轴 I 顺时针方向旋转，
通过 横杆 带动轴 Ⅱ 亦顺时针方向旋转
?由于 横杆 作用，使轴 Ⅱ 上的齿轮 2与固定齿
轮 5作啮合回转运动，这是浆叶自转的动作
?这两种动作同时存在产生了一种复杂的搅
拌，能激起强烈的祸流，得到相当高的传
热系数
?果酱制造及砂糖溶解时安装在夹层锅上面
?主轴转速为 20—80转 /分
（四） 旋浆式
?2—3片浆叶，其桨叶形状和螺旋桨相似
?应用于低粘度液体，混合两种不相混和
液体制备乳浊液时 (如油和水 )采用，对
粘稠性产品搅拌不适用
?搅拌速度高，转速达 1500转 /分
?桨叶用螺母固定在轴上，螺母拧紧方向
与桨叶旋转方向相反，借阻力作用使螺
母在搅拌器运转时愈来愈紧。否则，螺
母极易松
?桨叶不宜过大，用在容器较小设备中。其
桨叶尺寸为 D=3L,H＝ 0.33L
?旋桨安装位置不同，被搅拌液体流动状态
亦不相同 (见图 )
?为旋桨与容器中心线夹角 α=7—12° 时液体流
动状况
?为旋桨与容器中心线的夹角 α＞ 7—12 ° 时液
体流动状态
?为旋桨与容器中心线相垂直时液体流动状态
(五 )鼠 笼式搅拌 器
?和锚式搅拌器同属于特种搅拌器，如图
?其圆筒直径与高度之比为 2／ 3，搅拌器 (圆筒 )的
直径和容器直径之比用 1,4— 1,6
?器内装料高度和圆筒直径的比率在 10以下，这个
比率对于制备悬浮液和乳浊液等是理想
?由于搅拌器是圆柱形，沉淀物遮盖其高度一半以
上时，也易于将沉淀物搅起，使沉淀成为悬浮状
态
?在液体和气体间进行反应时，气体通过被搅拌液
体锥形面而进入液体中，在窄长容器内安装此种
搅拌器能获得最大搅拌效率
?其转速为 200— 700转 /分
（六） 涡轮式 搅拌 器
?是一个圆盘或圆筒，具有小的叶片或通
路，主要产生径向液流
?常用于稀薄的乳浊液，悬浮液及固体溶
液等制备
?图表示是具有离心轮状圆盘涡轮搅拌器
?搅拌器转动时搅拌液沿轴线由中心孔而
进入轮内，由各小叶片的作用而获得加
速度，然后再以高速度由轮周抛出
?一般转速都较高 (400—2000转 /分 )
?优点：
?能量消耗不大时，搅拌效率较高
?常用于稀薄的乳浊液，悬浮液及固林溶
液等制备
?缺点：
?为制造较复杂及价格较高
1．混合 搅拌
?目的：
?强化热交换过程
?获得均匀混合物
?增强物理和化学反应
?搅拌 ——一般以液体为主的物料的混合
?混合 ——以干物料为主固体物料混合
?有时也将两者统称为混合
?混合过程 ——指两种或两种以上不同组
分的物料在外力作用下,运动速度和方
向发生改变，使各组分的粒子得以均
匀分布
?经过混合操作后得到的物料称为混合
物
2,混合物类型
?固体与固体
?固体与液体
?液体与液体
?液体与气体
?也有固体 -液体 -气体三类物料构成混合物
3,搅拌机械
?将两种或两种以上不同组分物料混合
在一起，构成均匀混合物的机械主要
有两类：
?对粉粒状物料和较低粘度液态物料进行
混合的机械称为混合机和搅拌机
?对高粘度稠浆料和粘弹性物料进行混合
的机械，叫做捏合 (和 )机或揉合机，如
和面机和糖蜜搅拌机等
４,均质
?将乳浊液 (如牛奶和豆奶等 ),悬浮液
(如果汁等 )进行边破碎, 边混合操作
叫均质 。
?采用的机械称为均质机和胶体磨
?目的：
?获得均匀混合物
?使产品颗粒细微一致, 不产生离析
5,混合机理
?对流混合 ——混合机部件对物料运动，
粒子相对流动，产生整体流动
?扩散混合 ——相溶组分分子先在局部
范围扩散达到匀布
?剪切混合 ——物料粒子间剪切面的滑
移和冲撞，引起局部混和
?三种同时存在，一种为主
6,螺旋环带粉料混合机
立
式
行
星
粉
料
混
合
机
第一节 搅拌器
?搅拌有：
?机械搅拌 ——用搅拌器
?气流搅拌 ——用压缩空气
?超声搅拌 ——用超声波的作用来达到，
特别适合乳浊液的制备
一、搅拌器的类型与结构
?根据见浆叶分四类：
?平桨式搅拌器
?旋桨式搅拌器
?涡轮式搅拌器
?特种搅拌器
（一） 平桨式搅拌器
?1,适用范围：，粘稠性和液体物
料的搅拌，最常用搅拌器
?２．主要构件：
?平板构成,2—6个叶片，平叶、折
叶
?叶片多少视容器大小和液层高度而
定，有两排以上桨叶时相邻两排桨
叶应互相垂直，以增加搅拌效率
框式搅拌器桨叶一般较多，适用浓度
特别高物料或容器直径较大情况使用
3．工作原理
?液体具有流动性和不可压缩性
?在叶轮 (由叶片和回转轴等组成 )的旋
转作用下，把机械能传给液体
?在叶轮附近区域的液流中造成涡动，
同时产生一股高速射流推动液体沿着
一定途径在容器内作循环流动
?这种流动称为液体的“流型”，可分为：
?轴向流型
?径向流型
?混合流型 ——在容器侧壁加设挡板等阻挡物引
起液流方向变化而形成的各种流型
?液流的流型取决于：
?叶片几何形状 ——影响最大
?叶片结构
?容器内有无阻挡物等
(1)轴向流型
?液体从轴向进入
叶片, 从轴向流
出
?乳浊液和混浊液
的制备常用轴向
流型
?旋桨或叶片, 类
似轴流式风机
(2)径向流型
?流体从轴向进入
叶轮, 从径向流
出
?低粘度乳浊液,
悬浊液, 固 --液
?涡轮叶片, 水泵
叶轮 (类似于涡流
式 )
?4．相关参数：
?转速 20—80转 /分，属低速搅拌
?D，容器直径＝ 3Ｌ
?H，液层高度 =3H
?h，桨叶下边缘至容器底面距离
=0.33L
?S，浆叶宽度 =0.25L
?L，桨叶长度
?5,平桨式的桨叶与轴的固定方法,
?焊接法 ——制造方便，强度不大，拆卸
困难，用于直径小容器
?螺钉连接法 ——轴是圆形时，易产生滑
动，拆卸方便，适用于功率小的场合
?螺钉连接法 ——轴是方的，克服浆叶与
之滑动
?键固定法 ——克服以上缺点，广泛采用
?桨叶平面位置：使浆叶与旋转方向成
一夹角
?桨叶面与容器底面平行时，物料不能形
成涡流，搅拌效果差
?桨叶面与旋转方向垂直时，造成阻力大
?由于桨叶存在倾角，减小了阻力，提
高了搅拌效果
?当轴顺时针旋转时，可使沉淀物通过
搅拌向上翻起，对固液系统的搅拌效
果特别好
?当轴反时针旋转时，则可使悬浮物搅
拌至底部，对具有悬浮物液体搅拌十
分有利
?6．档板：
?改变切向
流动
?增大湍流
速度
(二 )锚式搅拌器
?夹套加热器中用得较多
?利用搅拌作用，把已受热的容器壁附
近的物料搅拌至其它地方，而处于其
它地方较冷物料搅拌至容器壁附近加
热
?提高热交换速率，防止物料在壁上焦
化或结晶析出
?浆叶 1的外形与容器 2底部的轮廓相似
?浆叶边缘至容器底部的距离要适当，
以 30— 50mm为宜，但用于高浓度物料
搅拌时只能取 5毫米，加工及安装精度
高，不然叶片碰上器壁而损坏设备
?转速一般为 50— 70转 /分
(三 )行 星式搅拌器
?图 (1)为传动系统，采用皮带轮 1通过
一对圆锥齿轮 6使轴 I 变向旋转，轴 I
从固定齿轮 5穿过，横杆 4一头固定在
轴 I 上，另一端则用铰链与轴 Ⅱ 相接
?轴 Ⅱ 上端装有齿轮 2，与不动齿轮 5相
啮合，下端装上几组桨叶 3
?其特点：桨叶一方面绕容器旋转，一
方面桨叶本身亦自转，于是形成了图
(2)所示的运动轨迹
?圆锥齿轮的动力使轴 I 顺时针方向旋转，
通过 横杆 带动轴 Ⅱ 亦顺时针方向旋转
?由于 横杆 作用，使轴 Ⅱ 上的齿轮 2与固定齿
轮 5作啮合回转运动，这是浆叶自转的动作
?这两种动作同时存在产生了一种复杂的搅
拌，能激起强烈的祸流，得到相当高的传
热系数
?果酱制造及砂糖溶解时安装在夹层锅上面
?主轴转速为 20—80转 /分
（四） 旋浆式
?2—3片浆叶，其桨叶形状和螺旋桨相似
?应用于低粘度液体，混合两种不相混和
液体制备乳浊液时 (如油和水 )采用，对
粘稠性产品搅拌不适用
?搅拌速度高，转速达 1500转 /分
?桨叶用螺母固定在轴上，螺母拧紧方向
与桨叶旋转方向相反，借阻力作用使螺
母在搅拌器运转时愈来愈紧。否则，螺
母极易松
?桨叶不宜过大，用在容器较小设备中。其
桨叶尺寸为 D=3L,H＝ 0.33L
?旋桨安装位置不同，被搅拌液体流动状态
亦不相同 (见图 )
?为旋桨与容器中心线夹角 α=7—12° 时液体流
动状况
?为旋桨与容器中心线的夹角 α＞ 7—12 ° 时液
体流动状态
?为旋桨与容器中心线相垂直时液体流动状态
(五 )鼠 笼式搅拌 器
?和锚式搅拌器同属于特种搅拌器，如图
?其圆筒直径与高度之比为 2／ 3，搅拌器 (圆筒 )的
直径和容器直径之比用 1,4— 1,6
?器内装料高度和圆筒直径的比率在 10以下，这个
比率对于制备悬浮液和乳浊液等是理想
?由于搅拌器是圆柱形，沉淀物遮盖其高度一半以
上时，也易于将沉淀物搅起，使沉淀成为悬浮状
态
?在液体和气体间进行反应时，气体通过被搅拌液
体锥形面而进入液体中，在窄长容器内安装此种
搅拌器能获得最大搅拌效率
?其转速为 200— 700转 /分
（六） 涡轮式 搅拌 器
?是一个圆盘或圆筒，具有小的叶片或通
路，主要产生径向液流
?常用于稀薄的乳浊液，悬浮液及固体溶
液等制备
?图表示是具有离心轮状圆盘涡轮搅拌器
?搅拌器转动时搅拌液沿轴线由中心孔而
进入轮内，由各小叶片的作用而获得加
速度，然后再以高速度由轮周抛出
?一般转速都较高 (400—2000转 /分 )
?优点：
?能量消耗不大时，搅拌效率较高
?常用于稀薄的乳浊液，悬浮液及固林溶
液等制备
?缺点：
?为制造较复杂及价格较高
