上海交通大学：《食品工程原理》课程教学资源（PPT课件）第五章 液体搅拌与气液混合

第五章 液体搅拌与气液混合

第五章 液体搅拌与气液混合

本章学习目的与要求 ◼ 通过学习本章内容，学生可以掌握非牛顿流体 间和气液混合体间的各种混合原理，为改善混 合均匀度奠定基础。 ◼ 要求学生掌握评价物料混合度的各种方法，熟 悉影响液体搅拌功率的因素，并且能够计算搅 拌功率和混合速率等参数。 ◼ 掌握乳化操作原理。 ◼ 了解气液混合方法

本章学习目的与要求 ◼ 通过学习本章内容，学生可以掌握非牛顿流体 间和气液混合体间的各种混合原理，为改善混 合均匀度奠定基础。 ◼ 要求学生掌握评价物料混合度的各种方法，熟 悉影响液体搅拌功率的因素，并且能够计算搅 拌功率和混合速率等参数。 ◼ 掌握乳化操作原理。 ◼ 了解气液混合方法

5-1 液体搅拌混合的基本原理 ◼ 混合物的混合程度 ❖ 调匀度 一种或几种组分的浓度或其他物理量和温度等在搅 拌体系内的均匀性 ❖ 分隔尺度 混合物各个局部小区域体积的平均值 ❖ 分隔强度 混合物各个局部小区域的浓度与整个混合物的平均 浓度的偏差的平均值

5-1 液体搅拌混合的基本原理 ◼ 混合物的混合程度 ❖ 调匀度 一种或几种组分的浓度或其他物理量和温度等在搅 拌体系内的均匀性 ❖ 分隔尺度 混合物各个局部小区域体积的平均值 ❖ 分隔强度 混合物各个局部小区域的浓度与整个混合物的平均 浓度的偏差的平均值

❖总体流动 特点：流体以较大的尺度运动， 流动具有一定流向，流动范围 较大 ❖湍动 特点：流体以很小的流体团 (远小于总体流动)尺度运动， 运动不规则，运动距离很短 ◼ 搅拌釜内液体的流动

❖总体流动 特点：流体以较大的尺度运动， 流动具有一定流向，流动范围 较大 ❖湍动 特点：流体以很小的流体团 (远小于总体流动)尺度运动， 运动不规则，运动距离很短 ◼ 搅拌釜内液体的流动

❖ 搅拌雷诺数（Rem） 确定搅拌釜内液体的流型  d n Rem 2 =

❖ 搅拌雷诺数（Rem） 确定搅拌釜内液体的流型  d n Rem 2 =

◼ 混合的原理 ❖ 对流混合机理 互不相溶组分的混合 ❖ 扩散混合机理 互溶组分的混合 ❖ 剪力混合机理 高粘度液体的混合

◼ 混合的原理 ❖ 对流混合机理 互不相溶组分的混合 ❖ 扩散混合机理 互溶组分的混合 ❖ 剪力混合机理 高粘度液体的混合

◼ 混合速率 ❖混合过程中物料实际状态与其中组分 达到完全随机分配状态之间的差异消 失的速率 ❖可用混合质量指标(如σ2 、S 2 、σ等) 中的一种对时间的变化率来表示 ✓以dσ2／d t表示混合速率 ( ) 2 d 2 2 k dt  = − −   

◼ 混合速率 ❖混合过程中物料实际状态与其中组分 达到完全随机分配状态之间的差异消 失的速率 ❖可用混合质量指标(如σ2 、S 2 、σ等) 中的一种对时间的变化率来表示 ✓以dσ2／d t表示混合速率 ( ) 2 d 2 2 k dt  = − −   

5-2 搅拌器的性能 ◼ 搅拌器的分类 ❖ 桨叶式 ❖ 旋桨式

5-2 搅拌器的性能 ◼ 搅拌器的分类 ❖ 桨叶式 ❖ 旋桨式

❖ 涡轮式 开式平叶片段 带叶片圆盘 弯曲叶片

❖ 涡轮式 开式平叶片段 带叶片圆盘 弯曲叶片

❖ 锚式和框式

❖ 锚式和框式