食 品 机 械
哈尔滨商业大学
第一章 搅拌机械
第一节 概 述
一、搅拌操作
依靠外力使被搅拌物质产生流动，以
达到两种或两种以上物质在彼此之中相互
均布的一种操作。
二、搅拌的基本目的
（ 1）取得均匀的混合物
（ 2）强化热交换过程
三、混合的对象
（ 1）牛顿流体
? 液 — 液混合物
固 — 液混合物
（ 2）非 牛顿流体
? 高粘度糊状物
粘滞性面团
（ 3）干散物料 混合机
搅拌机
调和机
第二节 搅拌机
一、搅拌机结构与组成
组成：搅拌器 电动机
减速器 排料管
容器 挡板
适用物料：低粘度物料
二、混合机理
利用低粘度物料流动性好的特性实现混合
1、对流混合
在搅拌容器中，通过搅拌器的旋转把机
械能传给液体物料造成液体的流动，属强制
对流。包括两种形式：
（ 1）主体对流,搅拌器带动物料大范围的
循环流动
（ 2）涡流对流,旋涡的对流运动
液体层界面 强烈剪切 旋涡扩散
对流混合速度取绝被混合物料的湍
动程度，湍动程度 混合速度
液体分子间的运动 微观混合
2、分子扩散混合
作用：形成液体分子间的均匀分布对流
混合可提高分子扩散混合
3、剪切混合
搅拌桨直接与物料作用，把物料撕成越
来越薄的薄层，达到混合的目的。
高粘度过物料混合过程，主要是剪切作用。
主体对流
涡流对流 宏观混合
三、混合效果的度量
A
B
A
B
a b
1、调匀度 I
设 A,B两种液体，各取体积 vA及 vB置
于一容器中
容器内液体 A的平均体积浓度 CA0为：
经过搅拌后，在容器各处取样分析实际
体积浓度 CA，比较 CA0, CA
，
若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀
若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀，偏离
越大，均匀程度越差。
BA
A
A VV
VC
??0
（理论值）
引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程
度定义某液体的调匀度 I为：
0A
A
C
CI ?
01
1
A
A
C
CI
?
??或
（当样品中 CA ? CA0时）
（当样品中 CA ? CA0时 ）
m
IIII m??????? 21
1??I
显然 I ≤1
若取 m个样品，则该样品的平均调匀度为
当混合均匀时
2、混合尺度
设有 A,B两种液体混合后达到微粒均布状态
A
B
A
B
a b
设备尺度
混合尺度 微团尺度
分子尺度
在设备尺度上：两者都是均匀的
（宏观均匀状态）
在微团尺度上：两者具有不同的均匀度
在分子尺度上：两者都是不均匀的
当微团消失 分子尺度的均匀或微观均匀
两
种
状
态
如取样尺寸远大于微团尺寸，则两种状
态的平均调匀度接近于 1。
如取样尺寸小到与 b中微团尺寸相近时，
则 b状态调匀度下降，而 a状态调匀度不变。
即：同一个混合状态的调匀度随所取样
品的尺寸而变化，说明 单平调匀度不能反映
混合物的均匀程度
四、搅拌机主要结构
1、搅拌器
搅拌器由电动机带动，物料按一定
规律运动（主体对流），桨型不同，物
料产生的流型不同。
桨作用于物料，物料产生三个方向
的速度分量：
促进混合轴向分量经向分量
切向分量
当 ?,桨对中安装,n 液体绕轴
整体旋转,不利于混合
a、流型：轴流型，以轴流混合为主，伴有
切向流，经向流，湍动程度不高。
b、循环量大，适用于宏观混合
c、适用低粘度物料混合,?≤ 2000c p。
d、桨转速较高，圆周速度 u=5～ 15m/s
n=100～ 500rpm
e,d j=(0.2～ 0.5)D (以 0.33居多 )
特点：
（ 1） 旋桨式搅拌器
类似于无壳的轴流泵
结构：
（ 2）涡轮式搅拌器
相似于无壳的离心泵
组成：圆盘、轴,叶片（ 4～ 8）
特点：
①流型：径向流型
伴有 轴向流
切向流
②有两个回路
③易产生, 分层效应,
（不适于混合含有较重固体颗粒悬浮液）
④ dj =（ 0.2~0.5)D (0.33居多 )
dj, L,b = 20,5,4
⑤ 适合混合中低粘度的物料,?
?≤ 5000c
u=4-8m/s
n=10-300rpm。
⑥回路较曲折，出口速度大，湍动程度强
剪切力大，可将微团细化。
（ 3）桨式搅拌器
当 ? 搅拌器 提供的机械能因粘性阻
力而消耗湍动程度 主体流动范围
例：同一规格的涡轮式搅拌器，混合
不同粘度的物料，混合效果差别很大。
水的搅动范围为 4D当 ?＞ 5000c p时，
其搅动范围为 0.5D，离桨较远处流体流动
缓慢，甚至静止，混合效果不佳。 ∴ 当 ?
时，应采用 D n 的桨
① 桨叶尺寸大,dj/D=0.5～ 0.8 宽度大,
b,dj=0.1-0.25
② 转速低,u=1.5～ 2m/s ; n=1～ 100 rpm
③ 流型,径向流
切向流
如桨叶倾斜，可产生小范围轴向流
④适合低粘度物料 μ ＞ 5000CP
⑤ 当容器内液位较高时，可在同一轴上安
装 几个桨叶。
桨式搅拌器特点：
（ 4）锚删式搅拌器
结构：
特点：
①适合 μ 可达 10000cp
② d j/D=09-0.98; b/D=0.1; h/D=0.48-1
③ 转速 u=0.5-1.5m/s n=1-100rpm
④ 搅动范围大,不会产生死区
⑤流型：主要是切向流
基本不产生轴向流
2、搅拌容器
（ 1）形状,
圆弧底：有利于产生流型，迅速混
合，没有死角，功耗低
锥型底：有利于底部排料，流型差
底部易产生停滞现象，均
匀程度差
（ 2）设计
容器壁厚按压力容器设计标准及
技术条件进行设计。
（ 3）容器容量及结构尺寸
①容器长径流比 H/D
根据实验一般：
H/D=1-3 液 — 固相
液 — 液相
H/D=1-2 气 — 液相
H/D=1.7 ～ 2.5 发酵容器
搅拌容器装满程度用装满系数 η 表示
η=Vg/ V
式中, V g ----实际盛装物料的容积
V --- 容器全容积
η=0.6 -0.85
如搅拌过程中起泡沫或呈沸腾状态
η=0.6 -0.7 (取低值 )
当物料反映平稳或粘度较大时
η=0.8 -0.85 (取高值 )
② 搅拌容器装料量
③ 容器直径与高度
确定方法,先初算 (忽略封头容积 ),
后较核计算,直径计算,
D
HDHDV 32
44
?? ??
将 H/D 及 V=V g/η 代入
3
)/(
4
DH
VgD
???
注,D应圆整为标准直径
容器高度计算,
HDvV 2
4
???
式中,v— 封头部分容积
∴
2
4
D
v
Vg
H
?
?
?
?
注,H应圆整
校核,H/D 及 η 值是否在推荐范围内
3、挡板
（ 1）打漩
当被搅拌液料出现沿圆周做整体
旋转运动时，这种流动状态叫打旋
（ 2）打旋的危害
①几乎不存在轴向混合，会出现分离
现象
②液面下凹，有效容积降低。
③当旋涡较深时，会发生从液体表面
吸气现象，引起液体密度变化或机械振动
（ 3）常见消除打旋的方法
①偏心安装
② 倾斜安装
③ 側 壁安装
消除打旋最简单常
用的方法是在容器内加
设挡板
（ 4）挡板的结构与作用
结构
假设挡板作用：
①消除打旋
②将切向流改变为轴向流和径向流
③增大液体的湍动程度
W b — 挡板宽度
d j — 液轮直径
n b — 挡板数目
35.0.)( 2.1 ?bb n
dj
W 通常
10
1?
dj
W b
4?bn
（ 5）充分挡板化
实践证明：实现充分挡板化的条件
是否所有液体搅拌机无论混合物料的粘
度多大都应加设挡板？
A、低粘度物料，转速较高，桨对中按
装时，应加挡板，挡板紧贴内壁
B、中粘度物料，挡板离开壁面安装，
防止死区
C、高粘度物料（ μ=12000cp ） 流体粘
度足以抑制打旋，可不加挡板
4、轴封
（ 1）填料密封
特点：
①结构简单
②成本低
③对轴磨损大
④摩擦功耗大
⑤需经常调解泵轴
泵
壳
密
封
填
料
(
盘
根)
压盖
（ 2）机械密封
特点：
① 密封可靠
②对轴无磨损
③ 摩擦功耗小
④使用寿命长
⑤无需调整
⑥ 结构复杂
⑦成本高
5、传动系统
组成,电机、减速器、联轴器、搅拌器
五、功率计算
1,计算方法
结构参数,d j, D, H, W b
运动参数,n
物性参数,ρ, μ
影响功率因素,N=f(n,d j,ρ,μ,g)
找出无因次数群搅拌功率关联式
式中,K— 同一几何构形搅拌器的总形状因子
注,K,X,Y由试验求得
?
? 2djnR
e
???
g
djnFr ?? 2
53
j
P dn
NN
?
?
?
Y
r
X
ep FRKN ???
功率准数：
雷诺准数：
弗鲁德准数：
用因次分析法找出三者之间的关系
用
式中,φ — 功率因素
当加设挡板时，消除打旋,Y=0,Fr=1.
∴ φ=Np=k Re x
对数式,logNp =logK + XlogRe
以 φ 或 Np为纵坐标，以 Re为横坐标绘制
功率曲线
x
ey
r
p RK
F
N
????
（ 1） Re<10时,(层流区）为直线,斜率为 -1
∴logNp =logK － logRe
将 Np,Re代入得 N=? Kn2 dj3
试验测得, k≈1 当 n=C,N∝ μ,dj3
（ 2） 10 < Re < 104时,(过渡流区）
（ 3） Re >104时,(湍流区 ) 曲线呈水平
无挡板,功率消耗少,易打旋,效果差
有挡板,功率消耗增加,效果好。
注,∵ 为无因次数群，不针对特定尺寸
∴ 与曲线描述的搅拌器几何尺寸相近的
均可用该曲线计算
第三节 调和机
一、概述
1、调和机混合对象
粘性高的非牛顿物料
2,∵ μ a 流动性 对流混合作用
涡流对流混合
∴ 混合效果主要依靠搅拌器与物料的直
接接触作用达到混合的目的。
∵ μ a 流动性
∴ 要求调和机的搅拌器必须经过容器各
个部位，以免造成混合不均的现象，
这一点与液体搅拌机不同。
注意：
3、分类：
按操作主要用途及习惯分：
打蛋机
调和机（调粉机或和面机）
二、打蛋机
1、打蛋机结构工作原理
组成：电动机、传动系统、
搅拌器、搅拌容器、
容器升降机构、机座等
2、搅拌器
（ 1）搅拌头
组成,1— 内齿轮 2— 行星轮
3— 转臂 4— 搅拌桨
公转与自转之间的关系
n z — 搅拌桨自转转速（ 150～ 500rpm)
n G — 搅拌桨公转转速（ 70～ 270rpm)
GZ nZ
Zn ??? )1(
行
内
（ 2）搅拌桨
3、调和容器及容器升降机构
材料：不锈钢 容器升降机构
4、传动系统
作业：已知,n电 =1450rpm
带轮直径, D小 =120mm,D大 =240mm
齿轮齿数如图示
求：搅拌器的三种自转与公转转速？
三、调粉机
1,概述
（ 1）适用对象,粘度较高的物料，如：各种面团
功率消耗大；工作转速较低
n=20～ 80rpm,常用,n=30～ 40rpm
（ 2）面团种类：
①液体面浆：
水调和 粘度 常用打蛋机
②酥性面团：
含油 含水 面筋含量 弹性 可塑性
③韧性面团：
含油 含水 面筋含量 弹性 可塑性
④水面团：
油水调和 面筋含量 弹性 可塑性
调
粉
机
按容器轴线分
卧式：容器轴线水平
单轴式
双轴式 切分式
重叠式
立式：容器轴线垂直
（ 3）分类
2、卧式调粉机
组成：搅拌桨,容器、传动系统、
容器翻转机构、机架等
调 粉机：
卧式
双轴
重叠式
4变速
可 翻转
调 粉机：
卧式
双轴
温控
冷却水套
3、搅拌桨
不同形式的搅拌桨,搅拌效果
适合面团
功率消耗
调和时间
不同
（ 1） Z形与 ∑ 形搅拌器
整体锻造强度大有利于面筋形成 水面团、韧性面团
（ 2）桨叶式搅拌器
对面团有剪切作用，不利于面筋形成 酥性面团
（ 3）滚笼式搅拌器
有利于面筋形成, 作用缓和, 时间稍长 水面团, 韧性面团
容器推荐尺寸, R,L,h与调和容量有关
参考值：
一次调份量为 25kg; R=150mm,L=500mm,
h=300mm
一次调份量为 50kg; R=240mm,L=700mm,
h=400mm
一般,h > R;最大 h=2R ;以防止面粉飞溅
注：搅拌器回转半径 < R,小于 10～ 20mm
4、调和容器
5、搅拌功率
目前尚无理论计算公式，有关和面
机技术条件规定：
N空 ≤ 25% N电机额定功率
N负载 ≥ N 额定功率
推荐不同容量调粉机功率
调粉机容量（ kg)
配用电机功率（ k w)
25 50 75 100
2.2 3.0 4.0 5.5
6、立式调粉机
混合对象：固体物料（松散性 ↑ 流动性 ↑ ）
如：谷物、面粉等
种类：回转容器型,固定容器型
二、回转容器型
第四节 混合机
一、混合机理
三、固定容器型
均质是一种特殊的混合操作, 包括粉碎,
混合双重作用。
作用：
通过乳化均质处理，使两种通常不相容
的液体进行密切混合，使一种液体粉碎成为
极细微粒或小液滴，分散在另一种液体中，
其产物为乳状液。
应用,乳品、果汁、冰激淋等。
第五节 均质机
一、均质及均质操作的作用
1、剪切学说：
二、均质机工作原理
目前均质机工作过程机理有三种假说：
一般：在缝隙中心处液体流速最大，
在缝隙避面处液体流速最小
速度梯度 剪切力 脂肪球破裂 均质
均
质
头
结
构
均质前后的脂肪球
分类,高压均质机 胶体磨 喷射均质机
离心均质机 超声波均质机
三、均质机分类与结构
２、撞击学说
高压作用 脂肪球与均质阀发生高速
撞击 脂肪球破裂 均质
３、空穴学说
高压 液料高速流动 高频振动
液料交替压缩与膨胀 引起空穴
脂肪球破裂 均质
1、高压均质机
（ 1）结构：往复泵 +均质阀
均
质
机
的
结
构
工
作
原
理
① 往复泵 → 单作用泵
② 往复泵 → 双作用泵
6 0 1 2 0 1 8 0 2 4 0 3 0 0 3 6 0 4 2 0 4 8 0 5 4 0 6 0 0 6 6 0
Q
7 2 0双作用泵排量图
6 0 1 2 0 1 8 0 2 4 0 3 0 0 3 6 0 4 2 0 4 8 0 5 4 0 6 0 0 6 6 0 6 6 0 7 2 0
Q
单作用泵排量图
均质头的结构
双级均质阀
第一级：高压流体区
压力,200～ 250大气压
作用：使脂肪球破碎
第二级：低压区：压力,35大气压
作用：使脂肪球均匀分散
?
?
????
?
? zns
d
4
2
60Q
M3/h
（ 2）高压均质机生产能力计算
式中,d— 柱塞直径（ m)
s— 柱塞冲程（ m)
z— 柱塞个数
n— 柱塞往复次数（次 /分）
φ — 工作体积填充系数,φ=0.8 ～ 0.9
2、胶体磨
卧式胶体磨
立
式
胶
体
磨
3、喷射均质机
操作原理：
利用蒸汽或压缩空气提供物料均质
所需的能量，利用高速运动物料间的相
互碰撞及颗粒与金属表面的高速撞击，
颗粒被粉碎达到均质。
4、超声波均质机
将 20-25千赫 /秒的超声波发生器放
入料液中或使料液高速流过过程中，由
于超声波复杂的搅拌作用使料液均质。
哈尔滨商业大学
第一章 搅拌机械
第一节 概 述
一、搅拌操作
依靠外力使被搅拌物质产生流动，以
达到两种或两种以上物质在彼此之中相互
均布的一种操作。
二、搅拌的基本目的
（ 1）取得均匀的混合物
（ 2）强化热交换过程
三、混合的对象
（ 1）牛顿流体
? 液 — 液混合物
固 — 液混合物
（ 2）非 牛顿流体
? 高粘度糊状物
粘滞性面团
（ 3）干散物料 混合机
搅拌机
调和机
第二节 搅拌机
一、搅拌机结构与组成
组成：搅拌器 电动机
减速器 排料管
容器 挡板
适用物料：低粘度物料
二、混合机理
利用低粘度物料流动性好的特性实现混合
1、对流混合
在搅拌容器中，通过搅拌器的旋转把机
械能传给液体物料造成液体的流动，属强制
对流。包括两种形式：
（ 1）主体对流,搅拌器带动物料大范围的
循环流动
（ 2）涡流对流,旋涡的对流运动
液体层界面 强烈剪切 旋涡扩散
对流混合速度取绝被混合物料的湍
动程度，湍动程度 混合速度
液体分子间的运动 微观混合
2、分子扩散混合
作用：形成液体分子间的均匀分布对流
混合可提高分子扩散混合
3、剪切混合
搅拌桨直接与物料作用，把物料撕成越
来越薄的薄层，达到混合的目的。
高粘度过物料混合过程，主要是剪切作用。
主体对流
涡流对流 宏观混合
三、混合效果的度量
A
B
A
B
a b
1、调匀度 I
设 A,B两种液体，各取体积 vA及 vB置
于一容器中
容器内液体 A的平均体积浓度 CA0为：
经过搅拌后，在容器各处取样分析实际
体积浓度 CA，比较 CA0, CA
，
若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀
若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀，偏离
越大，均匀程度越差。
BA
A
A VV
VC
??0
（理论值）
引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程
度定义某液体的调匀度 I为：
0A
A
C
CI ?
01
1
A
A
C
CI
?
??或
（当样品中 CA ? CA0时）
（当样品中 CA ? CA0时 ）
m
IIII m??????? 21
1??I
显然 I ≤1
若取 m个样品，则该样品的平均调匀度为
当混合均匀时
2、混合尺度
设有 A,B两种液体混合后达到微粒均布状态
A
B
A
B
a b
设备尺度
混合尺度 微团尺度
分子尺度
在设备尺度上：两者都是均匀的
（宏观均匀状态）
在微团尺度上：两者具有不同的均匀度
在分子尺度上：两者都是不均匀的
当微团消失 分子尺度的均匀或微观均匀
两
种
状
态
如取样尺寸远大于微团尺寸，则两种状
态的平均调匀度接近于 1。
如取样尺寸小到与 b中微团尺寸相近时，
则 b状态调匀度下降，而 a状态调匀度不变。
即：同一个混合状态的调匀度随所取样
品的尺寸而变化，说明 单平调匀度不能反映
混合物的均匀程度
四、搅拌机主要结构
1、搅拌器
搅拌器由电动机带动，物料按一定
规律运动（主体对流），桨型不同，物
料产生的流型不同。
桨作用于物料，物料产生三个方向
的速度分量：
促进混合轴向分量经向分量
切向分量
当 ?,桨对中安装,n 液体绕轴
整体旋转,不利于混合
a、流型：轴流型，以轴流混合为主，伴有
切向流，经向流，湍动程度不高。
b、循环量大，适用于宏观混合
c、适用低粘度物料混合,?≤ 2000c p。
d、桨转速较高，圆周速度 u=5～ 15m/s
n=100～ 500rpm
e,d j=(0.2～ 0.5)D (以 0.33居多 )
特点：
（ 1） 旋桨式搅拌器
类似于无壳的轴流泵
结构：
（ 2）涡轮式搅拌器
相似于无壳的离心泵
组成：圆盘、轴,叶片（ 4～ 8）
特点：
①流型：径向流型
伴有 轴向流
切向流
②有两个回路
③易产生, 分层效应,
（不适于混合含有较重固体颗粒悬浮液）
④ dj =（ 0.2~0.5)D (0.33居多 )
dj, L,b = 20,5,4
⑤ 适合混合中低粘度的物料,?
?≤ 5000c
u=4-8m/s
n=10-300rpm。
⑥回路较曲折，出口速度大，湍动程度强
剪切力大，可将微团细化。
（ 3）桨式搅拌器
当 ? 搅拌器 提供的机械能因粘性阻
力而消耗湍动程度 主体流动范围
例：同一规格的涡轮式搅拌器，混合
不同粘度的物料，混合效果差别很大。
水的搅动范围为 4D当 ?＞ 5000c p时，
其搅动范围为 0.5D，离桨较远处流体流动
缓慢，甚至静止，混合效果不佳。 ∴ 当 ?
时，应采用 D n 的桨
① 桨叶尺寸大,dj/D=0.5～ 0.8 宽度大,
b,dj=0.1-0.25
② 转速低,u=1.5～ 2m/s ; n=1～ 100 rpm
③ 流型,径向流
切向流
如桨叶倾斜，可产生小范围轴向流
④适合低粘度物料 μ ＞ 5000CP
⑤ 当容器内液位较高时，可在同一轴上安
装 几个桨叶。
桨式搅拌器特点：
（ 4）锚删式搅拌器
结构：
特点：
①适合 μ 可达 10000cp
② d j/D=09-0.98; b/D=0.1; h/D=0.48-1
③ 转速 u=0.5-1.5m/s n=1-100rpm
④ 搅动范围大,不会产生死区
⑤流型：主要是切向流
基本不产生轴向流
2、搅拌容器
（ 1）形状,
圆弧底：有利于产生流型，迅速混
合，没有死角，功耗低
锥型底：有利于底部排料，流型差
底部易产生停滞现象，均
匀程度差
（ 2）设计
容器壁厚按压力容器设计标准及
技术条件进行设计。
（ 3）容器容量及结构尺寸
①容器长径流比 H/D
根据实验一般：
H/D=1-3 液 — 固相
液 — 液相
H/D=1-2 气 — 液相
H/D=1.7 ～ 2.5 发酵容器
搅拌容器装满程度用装满系数 η 表示
η=Vg/ V
式中, V g ----实际盛装物料的容积
V --- 容器全容积
η=0.6 -0.85
如搅拌过程中起泡沫或呈沸腾状态
η=0.6 -0.7 (取低值 )
当物料反映平稳或粘度较大时
η=0.8 -0.85 (取高值 )
② 搅拌容器装料量
③ 容器直径与高度
确定方法,先初算 (忽略封头容积 ),
后较核计算,直径计算,
D
HDHDV 32
44
?? ??
将 H/D 及 V=V g/η 代入
3
)/(
4
DH
VgD
???
注,D应圆整为标准直径
容器高度计算,
HDvV 2
4
???
式中,v— 封头部分容积
∴
2
4
D
v
Vg
H
?
?
?
?
注,H应圆整
校核,H/D 及 η 值是否在推荐范围内
3、挡板
（ 1）打漩
当被搅拌液料出现沿圆周做整体
旋转运动时，这种流动状态叫打旋
（ 2）打旋的危害
①几乎不存在轴向混合，会出现分离
现象
②液面下凹，有效容积降低。
③当旋涡较深时，会发生从液体表面
吸气现象，引起液体密度变化或机械振动
（ 3）常见消除打旋的方法
①偏心安装
② 倾斜安装
③ 側 壁安装
消除打旋最简单常
用的方法是在容器内加
设挡板
（ 4）挡板的结构与作用
结构
假设挡板作用：
①消除打旋
②将切向流改变为轴向流和径向流
③增大液体的湍动程度
W b — 挡板宽度
d j — 液轮直径
n b — 挡板数目
35.0.)( 2.1 ?bb n
dj
W 通常
10
1?
dj
W b
4?bn
（ 5）充分挡板化
实践证明：实现充分挡板化的条件
是否所有液体搅拌机无论混合物料的粘
度多大都应加设挡板？
A、低粘度物料，转速较高，桨对中按
装时，应加挡板，挡板紧贴内壁
B、中粘度物料，挡板离开壁面安装，
防止死区
C、高粘度物料（ μ=12000cp ） 流体粘
度足以抑制打旋，可不加挡板
4、轴封
（ 1）填料密封
特点：
①结构简单
②成本低
③对轴磨损大
④摩擦功耗大
⑤需经常调解泵轴
泵
壳
密
封
填
料
(
盘
根)
压盖
（ 2）机械密封
特点：
① 密封可靠
②对轴无磨损
③ 摩擦功耗小
④使用寿命长
⑤无需调整
⑥ 结构复杂
⑦成本高
5、传动系统
组成,电机、减速器、联轴器、搅拌器
五、功率计算
1,计算方法
结构参数,d j, D, H, W b
运动参数,n
物性参数,ρ, μ
影响功率因素,N=f(n,d j,ρ,μ,g)
找出无因次数群搅拌功率关联式
式中,K— 同一几何构形搅拌器的总形状因子
注,K,X,Y由试验求得
?
? 2djnR
e
???
g
djnFr ?? 2
53
j
P dn
NN
?
?
?
Y
r
X
ep FRKN ???
功率准数：
雷诺准数：
弗鲁德准数：
用因次分析法找出三者之间的关系
用
式中,φ — 功率因素
当加设挡板时，消除打旋,Y=0,Fr=1.
∴ φ=Np=k Re x
对数式,logNp =logK + XlogRe
以 φ 或 Np为纵坐标，以 Re为横坐标绘制
功率曲线
x
ey
r
p RK
F
N
????
（ 1） Re<10时,(层流区）为直线,斜率为 -1
∴logNp =logK － logRe
将 Np,Re代入得 N=? Kn2 dj3
试验测得, k≈1 当 n=C,N∝ μ,dj3
（ 2） 10 < Re < 104时,(过渡流区）
（ 3） Re >104时,(湍流区 ) 曲线呈水平
无挡板,功率消耗少,易打旋,效果差
有挡板,功率消耗增加,效果好。
注,∵ 为无因次数群，不针对特定尺寸
∴ 与曲线描述的搅拌器几何尺寸相近的
均可用该曲线计算
第三节 调和机
一、概述
1、调和机混合对象
粘性高的非牛顿物料
2,∵ μ a 流动性 对流混合作用
涡流对流混合
∴ 混合效果主要依靠搅拌器与物料的直
接接触作用达到混合的目的。
∵ μ a 流动性
∴ 要求调和机的搅拌器必须经过容器各
个部位，以免造成混合不均的现象，
这一点与液体搅拌机不同。
注意：
3、分类：
按操作主要用途及习惯分：
打蛋机
调和机（调粉机或和面机）
二、打蛋机
1、打蛋机结构工作原理
组成：电动机、传动系统、
搅拌器、搅拌容器、
容器升降机构、机座等
2、搅拌器
（ 1）搅拌头
组成,1— 内齿轮 2— 行星轮
3— 转臂 4— 搅拌桨
公转与自转之间的关系
n z — 搅拌桨自转转速（ 150～ 500rpm)
n G — 搅拌桨公转转速（ 70～ 270rpm)
GZ nZ
Zn ??? )1(
行
内
（ 2）搅拌桨
3、调和容器及容器升降机构
材料：不锈钢 容器升降机构
4、传动系统
作业：已知,n电 =1450rpm
带轮直径, D小 =120mm,D大 =240mm
齿轮齿数如图示
求：搅拌器的三种自转与公转转速？
三、调粉机
1,概述
（ 1）适用对象,粘度较高的物料，如：各种面团
功率消耗大；工作转速较低
n=20～ 80rpm,常用,n=30～ 40rpm
（ 2）面团种类：
①液体面浆：
水调和 粘度 常用打蛋机
②酥性面团：
含油 含水 面筋含量 弹性 可塑性
③韧性面团：
含油 含水 面筋含量 弹性 可塑性
④水面团：
油水调和 面筋含量 弹性 可塑性
调
粉
机
按容器轴线分
卧式：容器轴线水平
单轴式
双轴式 切分式
重叠式
立式：容器轴线垂直
（ 3）分类
2、卧式调粉机
组成：搅拌桨,容器、传动系统、
容器翻转机构、机架等
调 粉机：
卧式
双轴
重叠式
4变速
可 翻转
调 粉机：
卧式
双轴
温控
冷却水套
3、搅拌桨
不同形式的搅拌桨,搅拌效果
适合面团
功率消耗
调和时间
不同
（ 1） Z形与 ∑ 形搅拌器
整体锻造强度大有利于面筋形成 水面团、韧性面团
（ 2）桨叶式搅拌器
对面团有剪切作用，不利于面筋形成 酥性面团
（ 3）滚笼式搅拌器
有利于面筋形成, 作用缓和, 时间稍长 水面团, 韧性面团
容器推荐尺寸, R,L,h与调和容量有关
参考值：
一次调份量为 25kg; R=150mm,L=500mm,
h=300mm
一次调份量为 50kg; R=240mm,L=700mm,
h=400mm
一般,h > R;最大 h=2R ;以防止面粉飞溅
注：搅拌器回转半径 < R,小于 10～ 20mm
4、调和容器
5、搅拌功率
目前尚无理论计算公式，有关和面
机技术条件规定：
N空 ≤ 25% N电机额定功率
N负载 ≥ N 额定功率
推荐不同容量调粉机功率
调粉机容量（ kg)
配用电机功率（ k w)
25 50 75 100
2.2 3.0 4.0 5.5
6、立式调粉机
混合对象：固体物料（松散性 ↑ 流动性 ↑ ）
如：谷物、面粉等
种类：回转容器型,固定容器型
二、回转容器型
第四节 混合机
一、混合机理
三、固定容器型
均质是一种特殊的混合操作, 包括粉碎,
混合双重作用。
作用：
通过乳化均质处理，使两种通常不相容
的液体进行密切混合，使一种液体粉碎成为
极细微粒或小液滴，分散在另一种液体中，
其产物为乳状液。
应用,乳品、果汁、冰激淋等。
第五节 均质机
一、均质及均质操作的作用
1、剪切学说：
二、均质机工作原理
目前均质机工作过程机理有三种假说：
一般：在缝隙中心处液体流速最大，
在缝隙避面处液体流速最小
速度梯度 剪切力 脂肪球破裂 均质
均
质
头
结
构
均质前后的脂肪球
分类,高压均质机 胶体磨 喷射均质机
离心均质机 超声波均质机
三、均质机分类与结构
２、撞击学说
高压作用 脂肪球与均质阀发生高速
撞击 脂肪球破裂 均质
３、空穴学说
高压 液料高速流动 高频振动
液料交替压缩与膨胀 引起空穴
脂肪球破裂 均质
1、高压均质机
（ 1）结构：往复泵 +均质阀
均
质
机
的
结
构
工
作
原
理
① 往复泵 → 单作用泵
② 往复泵 → 双作用泵
6 0 1 2 0 1 8 0 2 4 0 3 0 0 3 6 0 4 2 0 4 8 0 5 4 0 6 0 0 6 6 0
Q
7 2 0双作用泵排量图
6 0 1 2 0 1 8 0 2 4 0 3 0 0 3 6 0 4 2 0 4 8 0 5 4 0 6 0 0 6 6 0 6 6 0 7 2 0
Q
单作用泵排量图
均质头的结构
双级均质阀
第一级：高压流体区
压力,200～ 250大气压
作用：使脂肪球破碎
第二级：低压区：压力,35大气压
作用：使脂肪球均匀分散
?
?
????
?
? zns
d
4
2
60Q
M3/h
（ 2）高压均质机生产能力计算
式中,d— 柱塞直径（ m)
s— 柱塞冲程（ m)
z— 柱塞个数
n— 柱塞往复次数（次 /分）
φ — 工作体积填充系数,φ=0.8 ～ 0.9
2、胶体磨
卧式胶体磨
立
式
胶
体
磨
3、喷射均质机
操作原理：
利用蒸汽或压缩空气提供物料均质
所需的能量，利用高速运动物料间的相
互碰撞及颗粒与金属表面的高速撞击，
颗粒被粉碎达到均质。
4、超声波均质机
将 20-25千赫 /秒的超声波发生器放
入料液中或使料液高速流过过程中，由
于超声波复杂的搅拌作用使料液均质。
