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一、高压均质机 (High-pressure homogenizer)
均质是指借助于流动中产生的高压、剪切力、撞击力和空穴振动,将物料细化和均匀混合。均质机按构造分类有高压均质机,离心均质机,超声波均质机等。
(一)高压均质机工作原理
1.剪切作用
2.撞击学说
3.空穴学说
(二)高压均质机结构特点
1.泵体结构及特点
(1)结构
三级柱塞往复泵,双级均质阀
(2)特点
①泵体为一长方形,用不锈钢块锻造,其中开有三个活塞孔,配有活塞及阀。
②活塞为圆柱状,也是不锈钢制造,为防止液体泄漏及空气渗入,采用垫料函密封,其材料可用皮革、石棉绳,近来也可采用聚四氟乙烯。
③每个泵腔配有两只活阀,在液体压力作用下自动开启或关闭。减压时在弹簧或阀体重力作用下自动关闭或开启,共有六个活阀,其中吸入活阀三个,压出活阀三个。
④双级均质阀:在第一级中,流体压力为20-60MPa,主要使脂肪球破碎,第二级流体压力减到20MPa以下,主要使脂肪球均匀分散 。
⑤三柱塞泵之特点,已知每个泵缸配有两只活阀,为了充分利用柱塞两边的空间,使往复泵做成双动的。但是双动泵流量曲线还是起伏不均匀,活塞运动的速度是按正弦曲线变化,活塞在极左端时(0°),和极右端时(180°)其速度为零,当曲柄耗角在90°及270°时,活塞的速度为最大。可见单作用泵工作时,流量有起伏,不均匀。采用三柱塞泵时,排掖量就克服了上述缺点,排掖量也比较均匀。
二、其它均质机
(一)喷射式均质机
1.操作原理
它是利用蒸汽或压缩空气流来供给物料均质的能量,借高速运动的物料颗粒间相互碰撞或使颗粒与金属表面高速撞击,使颗粒粉碎成更细小的粒子而达到均质的目的。
(二)离心式均质机
(1)在同一台设备内,一次操作即可完成净化和均质,耗电为净化和均质两台设备联合的30%,投资费用大大低于净化和均质机。
(2)均质度非常均匀一致,也不必像阀式均质机那样要精密阀头。
(3)可用同样机器同样流程来分离稀奶油,在同样的设备和流程中,用来净化消毒乳。
(4) 保养简单,控制方便。
(三)超声波均质机
超声波均质机是将频率为20-25KHz/s的超声波发生器放入料液中,或者使料液在高速流动过程中,由于超声波在料液中进行复杂的搅拌作用使料液均质化,称为超声波均质机。
工作原理
是利用声波和超声波都同样是纵波,遇到物体时,就起了迅速交替的压缩和膨胀作用。
当处在膨胀的半个周期内,料液受到拉力,料液中任何气泡也将膨胀;而在压缩的半个周期内,此气泡将收缩。
当压力变化幅度很大时,若压力振幅低于外压,被压缩的气泡就急速崩溃,料液中就出现真空的“空穴”现象,这种空穴现象的出现,又随着振幅的变化和随着瞬间外压不平衡而消失,在空穴消失的瞬间,在液体的周围引起非常大的压力和温度增高,起到非常复杂而强有力的机械搅拌作用,达到均质的目的。
“空穴”现象发生在密度差的界面上,超声波会发生反射,在这种反射声压的界面上也产生激烈的搅拌。

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