齐齐哈尔大学：《食品工厂机械与设备》课程教学资源（PPT课件）第四章 搅拌及均质机械

第一节 搅拌器 一．搅拌的目的 强化传热、传质、强化化学反应，取得一种均匀混合 物。 二、搅拌方法 机械搅拌-利用搅拌器进行搅拌； 气流搅拌-利用压缩空气进行搅拌； 超声波搅拌—利用超声波的作用进行搅拌； 三．搅拌器的类型与构造： 根据浆叶构造的特征，可分成四类：平浆式搅拌器、 旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、特种搅拌器

第一节 搅拌器 一．搅拌的目的 强化传热、传质、强化化学反应，取得一种均匀混合 物。 二、搅拌方法 机械搅拌-利用搅拌器进行搅拌； 气流搅拌-利用压缩空气进行搅拌； 超声波搅拌—利用超声波的作用进行搅拌； 三．搅拌器的类型与构造： 根据浆叶构造的特征，可分成四类：平浆式搅拌器、 旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、特种搅拌器

㈠、平浆式搅拌器： 是最常用的一种，用于粘稠性和 一般液体物料搅拌。在结构上最简单， 它的浆叶用条钢制造，浆叶装置成与 旋转方向相垂直，或与旋转的方向成 一倾斜角（45度以下）（当叶面与容 器底面平行时，由于不能使物形成涡 流，搅拌效果差；当叶面与旋转方向 垂直时，造成阻力又很大。因此通常 都使浆叶与旋转方向成一夹角，减小 了阻力，提高了搅拌效果。）当轴沿 浆叶倾角方向转动时，可搅起沉渣， 反之可使悬浮物搅拌至底部

㈠、平浆式搅拌器： 是最常用的一种，用于粘稠性和 一般液体物料搅拌。在结构上最简单， 它的浆叶用条钢制造，浆叶装置成与 旋转方向相垂直，或与旋转的方向成 一倾斜角（45度以下）（当叶面与容 器底面平行时，由于不能使物形成涡 流，搅拌效果差；当叶面与旋转方向 垂直时，造成阻力又很大。因此通常 都使浆叶与旋转方向成一夹角，减小 了阻力，提高了搅拌效果。）当轴沿 浆叶倾角方向转动时，可搅起沉渣， 反之可使悬浮物搅拌至底部

浆叶固定在轴上的方法有四种： （1）焊接法：制造方便，但强度不大，拆 卸困难，常用于直径小的容器中。 （2）螺钉连接法：螺钉把浆叶固定在轴上， 中间有垫片。当轴是圆形时，主要靠浆叶与 轴的摩擦力而使浆叶旋转，拆卸方便，但功 率大时，容易产生滑动，故只适用于功率小 的场合。 （3）方轴、螺钉连接，目的是克服浆叶与 轴的滑动，但方轴加工不便，浆叶与轴的 连接也比较麻烦

浆叶固定在轴上的方法有四种： （1）焊接法：制造方便，但强度不大，拆 卸困难，常用于直径小的容器中。 （2）螺钉连接法：螺钉把浆叶固定在轴上， 中间有垫片。当轴是圆形时，主要靠浆叶与 轴的摩擦力而使浆叶旋转，拆卸方便，但功 率大时，容易产生滑动，故只适用于功率小 的场合。 （3）方轴、螺钉连接，目的是克服浆叶与 轴的滑动，但方轴加工不便，浆叶与轴的 连接也比较麻烦

（4）键固定法：浆叶焊在轴套上，轴套与 轴之间销以键固定，能克服以上缺点，被广 泛采用，为了使搅拌更有效，可装置好几排 浆叶，每一排上浆叶为两个或四个，相邻两 排浆叶应互相垂直，以增加搅拌效率，浆叶的大小约为容 器直径的1/3~2/3，宽度为长度的1/10~1/6。转速一般为 20~80转/分，低速搅拌。 特点：构造简单，搅拌效果良好。 注意：当叶面与容器底面平行时，由于不 能使物料形成涡流， 搅拌效果差；当叶 面与旋转方向垂直时，造成阻力又很大。 因此通常都使桨叶与旋转方向成一夹角

（4）键固定法：浆叶焊在轴套上，轴套与 轴之间销以键固定，能克服以上缺点，被广 泛采用，为了使搅拌更有效，可装置好几排 浆叶，每一排上浆叶为两个或四个，相邻两 排浆叶应互相垂直，以增加搅拌效率，浆叶的大小约为容 器直径的1/3~2/3，宽度为长度的1/10~1/6。转速一般为 20~80转/分，低速搅拌。 特点：构造简单，搅拌效果良好。 注意：当叶面与容器底面平行时，由于不 能使物料形成涡流， 搅拌效果差；当叶 面与旋转方向垂直时，造成阻力又很大。 因此通常都使桨叶与旋转方向成一夹角

㈡、框式搅拌器： 其与浆式的完全相似，其水平 浆叶用垂直的浆叶把它们彼此联成 一起，成为钢性的框子。这样的结 构比较坚固，而且在搅拌时能搅动 大量的物料。适用于高浓度的物料， 框的大小取容器直径的2/3~9/10倍。 浆叶式搅拌器的转速较慢，所产生 的液流除斜浆外主要为径向户切线速度。液体流离浆叶之 后，外趋近器壁，然后向上或向下折流。 当顺从容器壁上除去结晶或沉淀物时，或利用搅拌作 用，把已受热的容器附近的物料搅拌至其它地方，而处于 其它地方的较冷物料搅拌至容器壁附近加热，以提高传热 速率，则可将浆叶外缘作成与容器内壁形状相一致。其间 间隙甚小，就成为锚式搅拌器，在夹套加热器用的较多

㈡、框式搅拌器： 其与浆式的完全相似，其水平 浆叶用垂直的浆叶把它们彼此联成 一起，成为钢性的框子。这样的结 构比较坚固，而且在搅拌时能搅动 大量的物料。适用于高浓度的物料， 框的大小取容器直径的2/3~9/10倍。 浆叶式搅拌器的转速较慢，所产生 的液流除斜浆外主要为径向户切线速度。液体流离浆叶之 后，外趋近器壁，然后向上或向下折流。 当顺从容器壁上除去结晶或沉淀物时，或利用搅拌作 用，把已受热的容器附近的物料搅拌至其它地方，而处于 其它地方的较冷物料搅拌至容器壁附近加热，以提高传热 速率，则可将浆叶外缘作成与容器内壁形状相一致。其间 间隙甚小，就成为锚式搅拌器，在夹套加热器用的较多

浆叶的外形与容器底的轮廓相似，浆叶外缘至容器底部 的距离要适当，以30~50mm为宜，但由于高浓度物料搅拌 时只能取5mm，这时要求加工及安装的精度却高，不然外片 可能碰上器壁而损坏设备。 液流的径向速度较大，而轴向速度甚低，为了加强轴向 混合，并减小因切线速度所产生的表面旋涡，通常加装挡板。 浆式搅拌器的主要特征是： 1、混合效率较差； 2、局部剪器效应有限，不易产生乳化作用。 3、因为浆叶易于制造和更换，适宜于有特殊触液材料 要求的料液（主要是金属污染和腐蚀问题）

浆叶的外形与容器底的轮廓相似，浆叶外缘至容器底部 的距离要适当，以30~50mm为宜，但由于高浓度物料搅拌 时只能取5mm，这时要求加工及安装的精度却高，不然外片 可能碰上器壁而损坏设备。 液流的径向速度较大，而轴向速度甚低，为了加强轴向 混合，并减小因切线速度所产生的表面旋涡，通常加装挡板。 浆式搅拌器的主要特征是： 1、混合效率较差； 2、局部剪器效应有限，不易产生乳化作用。 3、因为浆叶易于制造和更换，适宜于有特殊触液材料 要求的料液（主要是金属污染和腐蚀问题）

㈢、涡轮式搅拌器： 其结构与离心泵的叶轮相似（叶片多 而短），安装在中央的旋转轴上，以较高 的速度旋转，一般转速为100~2000rpm。 平直叶片产生强烈的径向和切线流动，通 常加挡板以减小中央旋涡，同时增强因折 流而起的轴向流，工作时，搅拌液沿轴线由中心孔而进入轮 内，有各小叶片工作因而加热，然后再以高速度偶轮*抛出。 涡轮式搅拌器适宜处理多种物料，对中等粘度的物料特别有 效。 它的主要特征是： （1）混合生产能力较高； （2）按一定的设计形式，有较高的局部剪力效应； （3）易清洗，价格较高（制造复杂）；

㈢、涡轮式搅拌器： 其结构与离心泵的叶轮相似（叶片多 而短），安装在中央的旋转轴上，以较高 的速度旋转，一般转速为100~2000rpm。 平直叶片产生强烈的径向和切线流动，通 常加挡板以减小中央旋涡，同时增强因折 流而起的轴向流，工作时，搅拌液沿轴线由中心孔而进入轮 内，有各小叶片工作因而加热，然后再以高速度偶轮*抛出。 涡轮式搅拌器适宜处理多种物料，对中等粘度的物料特别有 效。 它的主要特征是： （1）混合生产能力较高； （2）按一定的设计形式，有较高的局部剪力效应； （3）易清洗，价格较高（制造复杂）；

㈣、旋浆式搅拌器： 由2~3片旋转浆所组成，浆叶是用螺 母固定在轴上，螺母的拧紧方向与浆叶旋 转方向相反，才能借阻力作用使螺母在搅 拌器运转时愈来愈紧，旋浆的直径为容器 直径的0.2~0.3倍，搅拌浆的转速一般为 300~1000rpm，高速推进，不需安装复杂的传动装置。旋浆 高速转动所造成的液体速度主要为轴向和切线速度，所以 液体作螺旋状运动，旋桨使液体受到强烈的切割或剪切， 由于流动非常强烈，这种搅拌器使用大容器低粘度的液体 的搅拌，该搅拌不使用粘稠性物料。 特征： 1、混合生产能力较高，组对不互溶液体，产生细液滴乳 化液而液滴直径范围不大的情况下，生产能力受限制； 2、结构简单，易形成离心旋涡。 3、限于粘度不大的液体的混合

㈣、旋浆式搅拌器： 由2~3片旋转浆所组成，浆叶是用螺 母固定在轴上，螺母的拧紧方向与浆叶旋 转方向相反，才能借阻力作用使螺母在搅 拌器运转时愈来愈紧，旋浆的直径为容器 直径的0.2~0.3倍，搅拌浆的转速一般为 300~1000rpm，高速推进，不需安装复杂的传动装置。旋浆 高速转动所造成的液体速度主要为轴向和切线速度，所以 液体作螺旋状运动，旋桨使液体受到强烈的切割或剪切， 由于流动非常强烈，这种搅拌器使用大容器低粘度的液体 的搅拌，该搅拌不使用粘稠性物料。 特征： 1、混合生产能力较高，组对不互溶液体，产生细液滴乳 化液而液滴直径范围不大的情况下，生产能力受限制； 2、结构简单，易形成离心旋涡。 3、限于粘度不大的液体的混合

㈤、特殊形式-行星搅拌器 行星传动搅拌器旋转浆的轴，不仅自转，而且还绕容 器旋转。 其优点是搅拌速度很高，传热导数高，缺点是结构复杂。 适用于搅拌粘稠性的液体

㈤、特殊形式-行星搅拌器 行星传动搅拌器旋转浆的轴，不仅自转，而且还绕容 器旋转。 其优点是搅拌速度很高，传热导数高，缺点是结构复杂。 适用于搅拌粘稠性的液体