高剪切均质机说明书

一、摘要

均质机主要用于生物技术领域的组织分散、医药领域的样品准备、食品工业的酶处理,，食品中农药残留以及兽药残留检测以及在制药工业、化妆品工业、油漆工业和石油化工等方面。均质机采用不锈钢系统，可有效的分离护体样品表面和被包含在内的微生物均一样品，样品装在一次性无菌均质袋中，不与仪器接触，满足快速、结果准确、重复性好的要求。

目前，高剪切均质机主要具备结构紧凑、操作简便、性能稳定可靠、均质效果显著等优点。为了更好的满足实际工作要求，设计者们还应努力尝试设计出能应对多种介质、实现最大自动化生产的机械设备。近年来出现各种功能独特的食品机械，在这方面我国与国外先进水平的差距确实存在，但是正在不断缩小。国内在设计制造特种食品机械的过程中也积累了大量的实际经验。

本次毕业设计是关于高剪切均质机的设计。首先对高剪切均质机作了简单的概述；接着分析了各部分元件、零件的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的各主要零部件进行了校核。本次设计主要由动力输出电机、联轴器、主轴、筒体、均质轮、端盖、轴承、密封件、紧固件、底座等部件组成。最后简单的说明了安装与维护。

本次设计代表了设计的一般过程, 难免存在各种纰漏、失误。权当一次难得的实践过程，希望对今后的选型设计工作有一定的参考和借鉴价值。

关键词：高剪切均质机；选型设计；主要部件；养护维修。

二、Abstract

Homogeneous machine is mainly used for decentralized organization in the field of biotechnology and medical field sample preparation, food industry of enzyme treatment, food pesticide residues and detection of veterinary drug residues as well as in the pharmaceutical industry, cosmetics industry, paint industry, petrochemical industry, etc.. Homogeneous machine uses the stainless steel system, which can effectively separation barrier on the surface of the sample and is contained, microbe homogenous samples, samples were packed in disposable sterile homogeneous bag, and instrument contact meet the requirements of fast, accurate and reproducible.

At present, the high shear homogenization machine has the advantages of compact structure, simple operation, stable and reliable performance, and homogeneous effect. In order to better meet the actual work requirements, designers should also try to design can deal with a variety of media, to achieve maximum automated production machinery and equipment. In recent years, a variety of features unique food machinery, the gap between China and foreign advanced level do exist in this area, but is shrinking. Domestic design and manufacturing of special food machinery in the process has accumulated a lot of practical experience.

This graduation design is about the design of high shear homogeneous machine. First of high shearing homogenizer made brief overview; followed by analysis of the components and parts selection principles and calculation methods; then calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the given parameters requires selection of design; then to choose the main parts are checked. This design is mainly composed of the power output of the motor, the shaft coupling, the main shaft, the cylinder body, the homogeneous wheel, end cover, bearings, seals, fasteners, base etc. parts. Finally, simply explain the installation and maintenance.

This design represents the general design process, there are many flaws, mistakes. Right when a rare practical process, I hope to have a reference value for future design work..

Keywords: high shear homogeneous machine; type selection design; main components; maintenance and maintenance.

三、目录

一、摘要 (1)

二、Abstract (2)

三、目录 (3)

四、绪论 (5)

（一）原始参数 (6)

（二）设计解决的问题 (6)

五、高剪切均质机设计概述 (7)

（一）高剪切均质机的工作原理 (7)

1．动力输出电机 (7)

2．联轴器 (8)

3．轴 (8)

4．筒体 (8)

5．均质轮 (8)

6．端盖 (8)

7．轴承 (9)

8．密封件 (9)

9．底座 (9)

（二）高剪切均质机的工艺原理 (9)

六、高剪切均质机的设计计算 (10)

（一）已知原始数据及工作条件 (10)

（二）初始数据的计算 (10)

1．电动机的确定 (10)

2．设备排量的计算 (10)

3．介质流速的确定 (10)

4．设备最小通径的计算 (10)

5．电机功率初略确定 (10)

6．联轴器的选择 (10)

7．主轴轴径初略确定 (11)

8．密封形式的确定 (11)

9．底座的形式 (11)

（三）具体计算及校核 (11)

1．三相异步电机 (11)

2．轴的作用及类型 (14)

3．轴的计算及校核 (18)

4．弹性柱销联轴器 (23)

5．圆锥滚子轴承 (26)

6．密封件的选用 (28)

7．均质轮的设计计算 (31)

8．筒体的设计 (33)

（四）设备安装、调试与操作 (34)

（五）制动装置 (34)

七、电气及安全保护装置 (35)

八、结论 (36)

九、致谢 (37)

十、参考文献 (38)

四、绪论

顾名思义，高剪切均质机是在定子和转子相对转动的作用下，在合理狭窄的间隙中形成强烈、往复的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合效应；使物料在容器中循环往复以上工作过程，最终获得产品的机械设备。

合理选择均质机是保证产品质量，提高经济效益的重要途径。一般来说，应密切联系生产实际，尽量选择质量好、效率高、结构简单、使用维修方便、体积小、重量轻的均质机。宏观来讲应以满足生产工艺为主要原则。首先应根据介质原料的性质选择适宜的均质机，以满足生产工艺要求。其次，应使均质机的生产能力和前后工序的生产能力相匹配。以下是选择时需要仔细考虑的部分：

（1）最小流量：越小越好，可以节约物料。目前某些药品的原料达到几千元/克，用户当然是希望用最少物料就能完成一次均质实验。而且实验是一个多次反复的过程，最少试样量越大，浪费的物料就越多。

（2）均质压力：并不是压力越高越好。对于一般的物料，首先：从某种意义上来讲，压力越高，物料的的粒径就可以处理到越小;其次，压力越高，可以处理的物料种类就更多，例如，某些液体乳剂只需要在15000psi就可以均质到100nm以下，而一些药品、食品，尤其是液体中带有一定量固体颗粒的混悬液，那么则至少要26,000psi以上的压力下才能做到纳米级。但是不排除一些物料在高压力下产生凝聚。

（3）处理效果：用户当然是希望做出来的物料，一是能够达到纳米级的程度，二是纳米级的同时，分布很均匀，而不是有的颗粒已经是几十个纳米，而有的还是微米级的。

（4）清洗和灭菌：进口的高压均质机，在清洗和灭菌时很方便，建议最好考虑可以在线清洗和灭菌的。

通过上述几个方面的考察，可以对高压均质机设备的多方面进行比较，从而可以决定自己最需要哪一款设备。

为了使产品在使用操作、精度误差、装机调整、设备清洗、维护保养等方面更加简单方便，均质机的设计应紧凑合理、外形简洁美观，工作速度调节方便。

均质机的工艺范围是指其适应不同生产要求的能力。工艺范围越宽，越能提高设备的利用率，实现一机多用，即利用同一设备可以剥壳多种原料和规格。因此为了适应食品加

工行业多品种、多规格的生产要求，应选择工艺范围尽可能宽的均质机。

选择高剪切均质机的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力。通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。

（一）原始参数

1.工作环境：正常状态下的室内厂房。

2.流量：500L/h

3.压力：0-20MPa

4.外形尺寸：583mm（长）x280mm（宽）x360（高）

（二）设计解决的问题

熟悉高剪切均质机各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。

五、高剪切均质机设计概述

（一）高剪切均质机的工作原理

高剪切均质机主要是由动力输出电机、联轴器、主轴、筒体、均质轮、端盖、轴承、密封件、底座等部分组成。

其外形布置及工作原理如图5-1-1所示。

图5-1-1 外形布置及原理简图

1-电机 2-联轴器 3-轴 4-筒体

5-均质轮 6-端盖 7-轴承 8-密封件 9-底座

1．动力输出电机

动力源是由普通四级三相异步电机所提供。此种电动机具有结构简单、制造、使用和维护方便、运行可靠以及质量较小、成本较低等优点。异步电动机主要广泛应用于驱动机床、水泵、鼓风机、

压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农生产机械以及家用电器和医疗器械等。

此装置是整个设备的动力输出源泉。为正台设备的正常运转提供了先决条件。此结构的特点为：稳定性高、造价低廉、控制简单明了。

2．联轴器

联轴器用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。

本次设计所选用的是弹性套柱销联轴器。其特点为结构简单，安装方便，更换容易，尺寸小，重量轻。由于弹性套工作时受到挤压发生的变形量不大，且弹性套与销孔的配合间隙不宜过大，因此弹性柱销联轴器的缓冲和减震性不高，补偿两轴之间的相对位移量较小。

3．轴

轴作为整个设备的骨骼和脉络是整个装置能够完好、精确运行的前提和根本。其强度及加工精度直接影响设备的性能与寿命。本次设计所用轴为外径30mm，长度268mm的45#实心轴。轴向通过轴端的止口圆锥棍子轴承相配合实现轴向定位；径向通过平键限制其自由度。其优点为强度可靠、制造简单、加工性好；另外45#钢在市面上应用广泛，价格低廉。

如果想进一步提高轴的强度和硬度，可以对轴进行调质和表面淬火。

4．筒体

筒体作为整个设备的外壳起到保护和支持内部元件的作用，本次设计的筒体为45#钢铸造后机械加工而成。先铸造毛坯再精细加工的有点是节省人力及物力成本。

ZG45#其优越的强度及加工性是其余金属不可比拟的，另外在同等要求之下ZG45#的价格也相对低廉的。

5．均质轮

均质轮作为整个设备的核心部件，其作用不容小觑。壳体上的栅格轮作为定子，均质轮作为转子。依靠定子、转子之间的相互运动从而达到均匀介质的目的。

均质轮的材质采用不锈钢制成，以达到耐腐蚀的目的。

6．端盖

端盖是与筒体相配合的零件，起到支撑主轴及密封整个系统的作用。其材质为不锈钢。

441 高剪切均质机总体设计

1 绪论 剪切式均质技术作为一种新型微米技术，已广泛应用于食品、医药、轻工、微生物等 诸多行业，并得到迅速发展，已成为这些行业对有关流体、半流体产品品质所必不可少的 工艺过程。 国外早在 30 年前就产生并使用均质机，且应用于生产。目前，已有美国、日本、德 国等 10 多个国家生产均质机。剪切式均质机作为均质机械中的佼佼者，也被广泛的认识 和研究。自从 1948 年德国 FLUKO 公司首次发明了应用高剪切原理制成分散乳化设备，高 剪切分散乳化设备已经出现了多种系列产品，在世界均质机械行业处于领先地位。近 40 年来，国外，特别是欧洲一些国家在高剪切分散均质机行业得到迅速发展，并在很多领域 发挥着重大作用，如化装品、制药、食品、涂料、黏合剂等。国外所研究制造的剪切式均 质设备基本上上是采用定一转子型（stator-rotor）结构作为均质头，在电机的高速驱动 下（300-10000r/min） ，物料在转子与定子之间的间隙内高速运动，形成强烈的液力剪切 和湍流，使物料在同时产生的离心、挤压、碰撞等综合作用力的协调作用力下，得到充分 的分散、乳化、破碎，达到要求的的效果。美国和德国在剪切式均质机的研究和开发方面 都取得了显著进展。如美国IKA-WERKE GMHB CO.KG生产的多系列分散均制设备；美国ROSS 公司研制的高剪切混合乳化机；德国 IKA-MASCHINENBAU 公司研制的 ULTRA 分散机；德国 YSTRAL公司生产的X40型分散搅拌机；德国公司研制的系列高剪切分散乳化剂、管线式高 剪切分散乳化剂、管式分散乳化剂、间歇式高剪切与间歇式无轴承分散乳化剂、高效强力 分散乳化剂等世界领先高科技产品。 我国的均质机研究产品是从 50 年代个别厂家开始的，最早是上海烟草机械厂仿制美 国产品，直到 80 年代才开始逐渐的生产均质机，而且大多是传统的高压均质设备。随着 国外剪切式均质机的迅速发展，近年来，国内许多科研人员，制造和使用厂家也开始重视 对剪切式均质机的研究工作。目前，已建立了与国外厂商联营、合资研制生产剪切式均质 机的公司。如上海菲鲁克（FLUKO）机电设备有限公司；中美合资南通罗斯（ROSS）混合 设备有限公司等。 现在国内有许多厂家开始生产高剪切均质机， 如东市长江机电有限公司、 上海环保设备总厂、上海威宇机电有限公司、上海市化工装备研究所生产的集混合、分散、 乳化、溶解、粉碎等功能为一体的系列剪切式均质机。 1.1 高剪切均质机的均质原理 剪切均质机基于超剪切原理，实现固相的微化和液相的乳化。目前采用剪切式均质机 主要工作部件为一级或多极的相互啮合的定转子又有数层齿圈。其均质乳化有以下方面： 1 液力剪切作用 液力剪切是指高速流动的流体本身会对流体内粒子产生强大的剪切作用，而且由于高 速流动产生剧烈的微湍流，在湍流边缘出现很高的局部速度梯度，处于这种局部速度梯度 下的粒子会受剪切而微粒化，液力剪切分层流剪切和湍流剪切。在层流区域，流体在定转 子槽道内流动时，流体内的最大流速及所受到的最大剪切力与流体流动方向上的压力梯度 成正比。当施以周期性高频脉动压力梯度时，最大速度在槽道壁面与机理道中心之间，偏 离中心，且频率增大，最大速度增大，且向壁面趋近，剪切力增大。流体在同轴圆筒之间 成为旋转流，由于两圆筒速度不同，间隙内流体层之间存在速度梯度，产生剪切力。如圆

高剪切及高压均质机理研究及其在食品工业中的应用

开发研究粮油加工与食品机械 高剪切及高压均质机理研究及其在食品工业中的应用 杨诗斌徐凯张志森 (江南大学生化与食品机械研究所) =摘要>分析了高剪切均质机与高压均质机不同的均质机理,并通过试验做出进一步论证。对食品均 质单元中选用高剪切或高压均质机有一定参考意义。 =关键词>均质;机理;食品工业;应用 中图分类号:TS203文献标识码:A 文章编号:1009-1807(2002)04-0033-03 在食品、化工、制药等行业均质技术已成为提高产品品质的关键。目前国内食品行业使用的传统均质设备多为高压均质机、胶体磨、砂磨和辊磨机等,近年来出现了新型的高剪切均质机设备。至于这些均质设备在各行业中的应用,目前尚无人进行深入系统地研究。对此,笔者针对目前主要使用的高压均质机和高剪切式均质机,从均质原理、不同物料的工艺流程以及实验数据等方面进行了对比分析研究。 1均质机理分析 液体物料分散系中分散相颗粒或液滴破碎的直接原因是受到剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流效应、湍流效应和空穴效应。层流效应会引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长;湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形;空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动。 111高剪切均质机理 目前国内常用的剪切式均质机线速度多为10~ 25m/s。实践证明其均质效果并不理想。高剪切均质机指线速度达到30~40m/s的剪切式均质机,其主要工作部件为1级或多级相互啮合的定转子,每级定转子又有数层齿圈。 工作原理:转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场,在转子中心形成很强的负压区,料液(液液、或液固相混合物)从定转子中心被吸入,在离心力的作用下,物料由中心向四周扩散,在向四周扩散过程中,物料首先受到叶片的搅拌,并在叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙内受到剪切,然后进入内圈转齿与定齿的窄小间隙内,在机械力和流体力学效应的作用下,产生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞和摩擦作用而使分散相颗粒或液滴破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高,粉碎环境不断改善,物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。同时,在转子中心负压区,当压力低于液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,产生大量气泡,气泡随液体流向定转子齿圈中被剪碎或随压力升高而溃灭。溃灭瞬间,在汽泡的中心形成一股微射流,射流速度可达100m/s,甚至300m/s,其产生的冲击力可用水锤压力公式估算,即P=Q CaC,其中Q为液体密度;Ca为液体中的声速;C为微射流速度。设C为100m/s,则产生的脉冲压力就接近200MPa,这就是空穴效应。强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎,或硬性团聚的细小颗粒被分散。 由分析可知,物料在定转子腔内被均质的机理较复杂,笔者认为剪切起主导作用,其次是空穴作用。112高压均质机理 高压均质是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等等综合力的作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程。 被均质物料通过阀座与阀杆间大小可调的间隙h (一般为011mm)时,其流速在瞬间被加速到200~ 300m/s,从而产生巨大的压力降,当压力降低到工作温度下液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,液体就开始/沸腾0,迅速/汽化0,内部产生大量汽泡。含有大量微汽泡的液体朝缝隙出口流出,流速逐渐降低,压力又随之提高,压力增加到一定值时,液体中的汽泡突然破灭而重新凝结,汽泡在瞬时大量生成和溃灭就形成了空穴现象。空穴现象似无数的微型炸弹,能量强烈释放产生强烈的高频振动,同时伴随着强烈的湍流产生的强烈的剪切力,液体中的软性、半软性颗粒就在空穴、湍流的剪切力的共同作用下被

机械毕业设计729高压均质机传动端的设计及运动仿真

摘要 本设计设计的是高压均质机动力端主要零件。首先，文章介绍了高压均质机的工作原理。流体在高压状态下通过细小缝隙时，会产生较大的剪切力、撞击力和空穴力，使流体中的固体颗粒破碎为微小颗粒，高压均质机就是利用这一原理工作的。接着，文章参考现有的均质机结构，确定了均质机主要结构参数，然后，按照高压往复泵的设计方法对高压均质机的主要零部件，如传动装置、曲轴、连杆等进行了结构设计。还有液力端泵阀的设计，并对其进行了相应的强度校核。最后，文章介绍了本次设计中还有高压均质机的运动仿真，采用了C语言程序，并对其进行了详细的说明。 关键词：高压均质机食品机械均质阀

目录 摘要 (1) 绪论 (4) 第一章均质机及其基本参数 (5) 1.1均质机的均质原理 (5) 1.2均质机的工作原理 (5) 1.3均质机的基本参数 (6) 第二章总体设计 (9) 2.1传动端结构形式的选择 (9) 2.2液力端结构形式的选择 (9) 2.3确定泵的主要结构参数 (10) 2.4原动机的选择 (12) 第三章动力端的设计计算 (14) 3.1传动装置的设计 (14) 3.2曲轴的设计 (15) 3.3连杆与其轴瓦 (15) 3.4十字头 (16) 第四章液力端零部件设计 (16) 4.1泵阀设计 (16) 第五章运动仿真 (20) 5.1 C语言程序简介 (20) 5.2传动端运动及程序 (20)

设计小结 (32) 致谢 (33) 参考资料 (34)

绪论 高压均质是一种制备超细液液乳化物或液固分散物的通用设备，被广泛应用与各行业的生产者和科技研领域。例： 一、食品饮料行业： 豆奶、花生奶、松子奶等各种植物蛋白饮料。 核桃露、杏仁露、莲子露、椰子汁等各种悬浮果汁饮料。 酸奶、均质奶、纯牛奶、甜牛奶、乳酸饮料、冰淇淋、豆奶粉等各种乳品和乳制品。 二、制药： 抗生素、各种乳剂、浆液制剂、中药制剂、花粉破碎及各种营养保健液。 三、轻工化工行业： 香精香料、化妆品、乳化硅油、感光剂、增亮剂、高级涂料、颜料、染料等。 四、生物工程技术： 对大肠杆菌、胞进行破碎，撮取其有效成分。 随着人民生活水平的提高，食品工业必将跟上时代的步伐，不仅要求食品本身的营养丰富，还对其质量、口味、外观、保存等提出了高标准,这样必然把食品工业推上一个新高潮。 食品品种繁多，本设计是主要应用于乳品工业中。它是一种特殊的高压泵，用于喷雾干燥设备中，可使液体分散成细微的雾滴，便于干燥成粉状。通过均质的炼乳、冰淇淋、代乳粉，液体中的分散项破裂成细微状态，可减少沉淀，增加粘稠性，口感细腻，并延长存放时间。均质机不仅在乳品工业和冰淇淋生产中得到广泛应用，而且还适用于医药、化工生产中。总之，在我国均质机发挥出的作用越来越大，因此需要人们对其进行深入的研究，以便设计生产。 本设计参考现有的均质机而设计，力求经济、结构合理,但肯定还有许多的不足之处，希望在老师和同学的帮助下，得到进一步的改进。

均质机使用维护手册

均质机使用维护手册 1.均质机的主要结构和零部件 本机由底座和电动机、变速箱、高压泵、均质器等部件组成。 1.1 底座和电动机 底座是整机的基础，起支撑作用，由槽钢制成，它的上面装有Y型三相异步电动机，电动机在导轨上有适应位移，用以调整三角胶带的传动张紧力。装有QC型磁力起动器，对于大功率电动机，另配有电器控制箱，使之启动时起保护电网作用。 1.2 变速箱 变速箱由二级变速，首级采用三角胶带传动，以防机器特殊情况下（过载）引起机器不必要的损坏，次级采用一只或两只斜齿轮传动，与曲轴联成一体的斜齿轮带动三拐或四拐曲轴传动。曲轴通过连杆、滑块等，使三根或四根柱塞在高压泵中作往复直线运动，高压泵中的高压能量是由柱塞的往复运动而获得 变速部分各轴承均采用标准滚动轴承和特种合金材料作滑动轴承，变速箱采用大齿轮溅，通过导油孔连续润滑各档轴承，柱塞高压密封部件——由于柱塞的往复运动在高压泵中产生极大的压强，因此，柱塞往复运动处的高压密封是获得极大压强的先决条件，它由柱塞密封套、紧定螺钉、柱塞定位套、垫环、密封圈、压环等组成（图5）。本系列柱塞密封圈有V型和方型两种。 1.3 高压泵及均质阀（图2-A.B） 高压泵是机器的心脏，是粉碎和乳化的关键部件，均由特殊耐腐蚀高级合金材料制成，主要由以下部件组成 1.3.1 主泵体（图2-A） 它由三个或四个柱塞泵并联组成，它包括泵体、上下阀、高低压阀、压盖、上下兰花、柱塞等组成。当柱塞向后运动时，进料下阀门开启，将工作液料吸入，当柱塞向前运动时，下阀门关闭，上阀门被顶开，工作液被压入高压均质阀区域。 1.3.2 上下阀门与高低压阀（图2-A.B） 上下阀门由阀芯和阀门座组成，三柱塞均质有6套，上下各三套，均由特种高硬度，耐腐蚀材料制成，阀门结构设计简单，具有独特的形式，配合精密，拆装方便，具有优良的使用性能和很高的使用寿命。因长期工作阀芯和阀座配合面磨损时，出现流量减少或呈脉冲状，压力表或电流表摆动大时，就应该拆下修磨或更换。 均质阀部分有二级 第一级（高压）它是超细微粒粉碎和乳化的关键部分，当高能压缩的工作液进入高压阀座的小孔中，小孔由高压阀芯（均质杆）借弹簧，通过顶杆把它紧紧封住，而强弹簧的压力由手轮任意调节，当高压泵内柱塞压缩工作液压强大于强弹簧，阀芯被冲开，工作液由阀口作放射性喷出，以极高的能量与速度碰撞在碰撞环上，以便产生如（图3）中所述各种复合的超微粉碎与乳化作用。经过第一次作用的工作液，通过阀体中斜孔进入第二级（低压）均质阀区域，高压密封垫，高压轴封套是保证泵体和阀体与手轮座之间承受高压密封而设计的 第二级（低压）均质阀部分 它是由低压阀座、低压阀芯、低压密封垫、低压轴封套、低压手轮等组成，工作原理与第一级（高压）均质阀部分相同，主要起乳化作用。 均质阀芯和阀座长期工作，它们的配合面是要磨损的，当出现压力上不去或者粉碎效果不好时，必须拆下修磨或更换。 一级与二级均质阀各有其特点，不同的便用要求，应选择不同的均质压力差，按（图3）

高压均质机和高速剪切均质机的原理和应用

高压均质机和高剪切均质机的区别及应用 在食品、化工、制药等行业均质技术已成为提高产品品质的关键。目前国内食品行业使用的传统均质设备多为高压均质机、胶体磨、砂磨和辊磨机等,近年来出现了新型的高剪切均质机设备。至于这些均质设备在各行业中的应用,目前尚无人进行深入系统地研究。对此,笔者针对目前主要使用的高压均质机和高剪切式均质机,从均质原理、不同物料的工艺流程以及实验数据等方面进行了对比分析研究 均质机理分析 液体物料分散系中分散相颗粒或液滴破碎的直接原因是受到剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流效应、湍流效应和空穴效应。 层流效应会引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长; 湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形; 空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动。 高剪切均质机理 目前国内常用的剪切式均质机线速度多为10～25 m/ s。实践证明其均质效果并不理想。高剪切均质机指线速度达到40～66 m/ s的剪切式均质机,其主要工作部件为1级或多级相互啮合的定转子,每级定转子又有数层齿圈. 工作原理:转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场,在转子中心形成很强的负压区, 料液(液液、或液固相混合物)从定转子中心被吸入,在离心力的作用下,物料由中心向四周扩散,在向四周扩散过程中,物料首先受到叶片的搅拌,并在叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙 内受到剪切,然后进入内圈转齿与定齿的窄小间隙内,在机械力和流体力学效应的作用下,产 生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞和摩擦作用而使分散相颗粒或液滴破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高,粉碎环境不断改善,物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。 同时,在转子中心负压区,当压力低于液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,产生大量气泡,气泡随液体流向定转子齿圈中被剪碎或随压力升高而溃灭。溃灭瞬间,在汽泡的中心形成一股微射流,射流速度可达100 m/ s ,甚至300m/ s ,其产生的冲击力可用水锤压力公式估算,即P = ρCaC ,其中ρ为液体密度; Ca为液体中的声速; C为微射流速度。设C为100 m/s ,则产生的脉冲压力就接近200MPa ,这就是空穴效应。强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎,或硬性团聚的细小颗粒被分散。 由分析可知,物料在定转子腔内被均质的机理较复杂,笔者认为剪切起主导作用,其次是 空穴作用。 高压均质机理 高压均质是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等等综合力的作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程。被均质物料通过阀座与阀杆间大小可调的间隙h (一般为011 mm)时,其流速在瞬间被加速到200～300 m/ s ,从而产生巨大的压力降,当压力降低到工作温度下液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,液体就开始“沸腾",迅速“汽化",内部产生大量汽泡。含有大量微汽泡的液体朝缝隙出口流出,流速逐渐降低,压力又随之提高,压力增加到一定值时,液体中的汽泡突然破灭而重新凝结,汽泡在瞬时大量生成和溃灭就形成了空穴现象。空穴现象似无数的微型炸弹,能量强烈释放产生强烈的高频振动,同时伴随着强烈的湍流产生的强烈的剪切力,液体

乳化设备及乳化工艺

乳化设备及乳化工艺 乳化设备及乳化工艺 一、乳化设备 乳化方法包括物理化学乳化法和机械法。目前常用的机械乳化方法包括多种，诸如管动，射流，搅拌，均质等，不同的乳化方法对应不同的设备，适用不同的需求。下面择要介绍几种： 表一乳化方法 方法作用原理能量密度操作方法 摇动湍流低间歇 管动 层流层流滞应力低-中等连续 湍流湍流低-中等连续 射流低-中等连续 搅拌简单搅拌层流滞应力、湍流低间歇、连续转子—定子混合器层流滞应力、湍流中-高间歇、连续刮刀式搅拌层流滞应力低-中等间歇、连续振荡式低间歇、连续 胶体磨层流滞应力中-高连续 高压均质机层流滞应力、湍流及气穴形成高连续 超声均质器 振动叶片湍流、气穴形成中-高连续 磁致收缩气穴形成中-高间歇、连续1、搅拌 指借助于流动中的两种或两种以上物料在彼此之间相互散布的一种操作，以实现物料的均匀混合，同时还可以促进气体溶解、强化热交换等。

1.1 搅拌混合机理 搅拌混合机理主要包括对流混合，扩散混合，剪切混合。 （1）对流混合是在搅拌容器中，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。包括主体对流—物料大范围的循环流动；涡流对流—漩涡的对流运动。 （2）扩散混合指互溶组分中存的的混合现象，是液体分子间的均匀分布，对流混合可促进扩散混合。（3）搅拌桨将物料组分拉成愈来愈薄的料层，使某一组分原来占有区域的尺寸越来越小，达到混合的目的。高粘度物料混合过程主要靠剪切作用。 1.2 搅拌器的构造和类型 1.2.1 搅拌器的构造 搅拌器是通过搅拌使物料均匀混合的装置，主要由搅拌装置、搅拌罐和轴与轴封三大部分组成。 1.2.2 搅拌器的类型 搅拌器主要包括小面积叶片高速运转的搅拌器，诸如涡轮式、桨式搅拌器等，多适用于低粘度的物料；另外就是大面积低速运转的搅拌器，诸如框式、螺带式及行星式搅拌器等。 桨式搅拌器 桨式搅拌器是最常用的一种，桨叶由条钢制造，有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片叶片平直桨叶构成，主产生径向流和切向流；斜桨式搅拌器的两叶相反折转一定角度，这样不仅可以产生轴向流，还可以减小阻力。桨式搅拌器结构简单，适用于低粘度物料的混合，当容器内液位较高时，可在同一轴上同时安装几个桨叶。 桨叶固定轴上的方式主要有三种： （1）焊接法：桨叶和轴整体焊接在一起，此结构不可拆卸清洗及更换，强度也不大，且容易打滑，主要适用小容器。 （2）螺钉连接法：通过螺钉将桨叶连接在轴上，中间有垫片。当轴式圆形的时候，主要靠桨叶和轴的摩擦力而使桨叶运动，此结构拆卸方便，但功率大时易产生滑动，故多用小功率设备中。 （3）方轴连接法：这方法主要是客服焊接法容易打滑的缺点，但轴的加工困难。 （4）方轴、螺钉连接法：为了克服焊接法的易打滑及方轴连接法的难于制造等缺点而设计的，被广泛采用。旋桨式搅拌器 旋桨式搅拌器类似于无壳的轴流泵，由2~3片旋转桨组成不同形式（见下图），桨叶是用螺母固定在轴上，螺母的拧紧方向与桨叶旋转方向相反，这样才能借阻力作用使螺母在搅拌器运转时愈来愈紧。旋转直径约为容器直径的0.2~0.3倍，以轴流混合为主，伴有切向流和径向流，但湍流程度不高。搅拌桨转速高，循环量大，适用于大容器低粘度物料的混合，该搅拌不适用粘稠物料。 涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器类似于无壳的离心泵，由圆盘、轴、及多块叶片组成，结构复杂，种类较多，主要有开启涡轮式和圆盘涡轮式两种（见下图） 涡轮式搅拌器转速高，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，同时增强因折流而引起的轴向流，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，湍流程度强，剪切力大，可将微团细化。涡轮式搅拌器适合处理中低粘度物料，混合生产能力较高，按一定的设计形式，具有较高的局部剪力效应，且易清洗，但价格

均质机操作规程标准版本

文件编号：RHD-QB-K6197 （操作规程范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 均质机操作规程标准版 本

均质机操作规程标准版本 操作指导：该操作规程文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 1.开机前检查润滑油的油位和油质，油位应在油眼标线以上，油质不能出现乳白色，检查各部位是否紧密，紧固松动部位。 2.检查冷却水管是否畅通。 3.检查电动机转向，发现错误调整后方可投入生产。 4.泵体内无料或水时：柱塞冷却水没有或者不足时；润滑油不到位或变质时严禁开机运转。 5.开启冷却水，喷口水量以积水量低于骨架密封圈为准。 6.开启进料阀、出料阀，按下启动按钮，再无压

力状态下运转三分钟，让设备各部件进入润滑状态，同时使泵体充分进料将泵体内空气排尽。 7.加压先将高压手轮顺时针方向旋转至压力表指针点动，然后按照先低压后高压的顺序调整所需要的工作压力（根据工艺要求确定）。 8.关机，按照开机逆向先放松高压，后放松低压，然后用清洗液或水通入泵体无压力旋转10分钟左右达到泵内清洗的目的，注意手轮反转不宜太多，一圈为宜否则会损坏轮内顶杆的密封圈。 9.按下停止按钮，切断电源。 10.机器运转中，严禁用任何工具调节柱塞密封的紧定螺钉。 11.操作者应注意观察压力表、电流表示数及电机、柱塞、管件等，如发现异常声音、温升、泄露等，应及时通知维修人员处理，严禁带病运转。

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高压均质机操作规程

意大利Niro-Soavi高压均质机操作使用说明 （型号：NS100L） 一、试验操作规程 1.操作前连接电源，打开压力表“on”，数字应该显示为“0”。 2.试验前将蒸馏水倒入漏斗中。 3.打开开关打开开关，观察出口是否有水流出，若无水流出 或很少，通常的原因是有“气泡”，可采用以下方法解决，首先，挤压漏斗导管，同时上提漏斗，观察是否有气泡涌出，若故障依旧，需使用特殊工具拔出进料阀。 4.调节压力首先，调节二级均质阀，顺时针缓慢转动，当压 力表显示40-150bar时，停止转动，压力值稳定后，调节一级均质阀，顺时针缓慢转动，当压力表显示所需压力时，停止观察。 5.添加样品所需压力调节稳定后，等漏斗中的水流至底部时， 加入100-300ml样品，待样品也流至底部时，将样品全部倒入，保持漏斗始终有样品，同时，出口接均质后的样品。 6.试验结束后首先，调节一级均质阀，逆时针缓慢转动，压 力显示为二级均质阀压力时，继续逆时针转动半圈即可停止，然后，调节二级均质阀，逆时针缓慢转动，调节至“0”。 注意：高压均质机的工作压力较高时，设备工作压力可达1500bar。如果使用时，直接加压至最高工作压力1500bar，或者工作压力直接卸荷至0bar，必然对设备，特别是均质阀处产

生大的压力冲击，将会严重损伤设备，并降低设备使用寿命，甚至发生设备损坏等事故。 二、操作后清洗消毒 在压力是“0”的条件下，加入含量75%的乙醇，清洗1-2遍，然后，蒸馏水清洗1-2遍以上。漏斗和出口管可拆卸清洗。 每次清洗时，观察清洗液流出的颜色，可根据实际情况增加水洗次数，出现其他异常情况，请及时联系我公司业务员。 三、注意事项 1.试验样品需为液体样品。 2.放置均质机的工作台必须是平面，同时，设备四周至少要有 30cm的距离。禁止设备顶部放置任何物品。 3.试验过程中，漏斗必须有物料，保持连续，禁止出现空转现 象。 4.不可使用含氮，含碘的消毒剂清洗，避免腐蚀设备不锈钢部 分。 5.出现其他异常情况，请及时联系我公司专业人员。

高剪切均质机说明书

高剪切均质机说明书 一、摘要 均质机主要用于生物技术领域的组织分散、医药领域的样品准备、食品工业的酶处 理, ， 食品中农药残留以及兽药残留检测以及在制药工业、化妆品工业、油漆工业和石油化 工等方面。均质机采用不锈钢系统，可有效的分离护体样品表面和被包含在内的微生物均 一样品，样品装在一次性无菌均质袋中，不与仪器接触，满足快速、结果准确、重复性好 的要求。 目前，高剪切均质机主要具备结构紧凑、操作简便、性能稳定可靠、均质效果显著等 优点。为了更好的满足实际工作要求，设计者们还应努力尝试设计出能应对多种介质、实现最大自动化生产的机械设备。近年来出现各种功能独特的食品机械，在这方面我国与 国外先进水平的差距确实存在，但是正在不断缩小。国内在设计制造特种食品机械的过程 中也积累了大量的实际经验。 本次毕业设计是关于高剪切均质机的设计。首先对高剪切均质机作了简单的概述；接 着分析了各部分元件、零件的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选 型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的各主要零部件进行了校核。本次 设计主要由动力输出电机、联轴器、主轴、筒体、均质轮、端盖、轴承、密封件、紧固件、底座等部件组成。最后简单的说明了安装与维护。 本次设计代表了设计的一般过程, 难免存在各种纰漏、失误。权当一次难得的实践过程， 希望对今后的选型设计工作有一定的参考和借鉴价值。 关键词：高剪切均质机；选型设计；主要部件；养护维修。 二、Abstract Homogeneous machine is mainly used for decentralized organization in the field of biotechnology and medical field sample preparation, food industry of enzyme treatment, food pesticide residues and detection of veterinary drug residues as well as in the pharmaceutical industry, cosmetics industry, paint industry, petrochemical industry, etc.. Homogeneous machine uses the stainless steel system, which can effectively separation barrier on the surface of the sample and is contained, microbe homogenous samples, samples were packed in

食品超高压技术

食品超高压均质技术 摘要:食品工业中高压处理食品分静态超高压技术和动态超高压均质技术，本文介绍超高压均质技术的原理及其对食品的影响。 1.超高压均质技术简介 超高压食品加工有两类，第一是超高压静态处理方式，压力一般400MPa一 I000MPa。常温或较低温度下将食品放置在以水或其他液体为介质的容器里,升 压到设定值时压力，静态保持一定时间(10一30分钟),从而达到灭菌和改变食 品某些理化特性的目的。第二种是超高压动态，也就是超高压均质处理方式， 压力在looMPa一36oMPa之间。超高压均质就是液体食品高速流过狭窄的缝隙 时而受到强大的剪切力,液体被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力 突降与突升而产生的空穴爆炸力等综合作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬 浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程[1]。 传统的均质机压力一般是20一50MPa,在食品工业中应用在破裂脂肪球,形成稳 定的乳状液。超高压均质处理的压力一般达到200MPa,可以用于破碎微生物细 胞，物料受到强烈剪切，高速撞击，剧烈震荡，压力瞬间释放等动力作用,这样 不仅有超高静压杀菌相同的效果,还有均质作用[2]。 2.均质及超高压均的原理 2.1均质机理分析 均质是分散相颗粒或分散液滴破碎分散到液体物料中，而其中直接原因是受到 剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流

效应、湍流效应和空穴效应。层流效应是引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长;湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形;空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动[1]。 2.2超高压均质机理 超高压均质是利用高超压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空 穴爆炸力等等综合力的作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程。被均质物料通过阀座与阀杆间大小 可调的间隙h(一般为0.1mm)时,其流速在瞬间被加速到200～300m/s,从而产 生巨大的压力降,当压力降低到工作温度下液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,液体就开始“沸腾”,迅速“汽化”,内部产生大量汽泡。含有大量微汽泡的液体朝缝隙出口流出,流速逐渐降低,压力又随之提高,压力增加到一定值时,液体中的汽泡突然破灭而重新凝结,汽泡在瞬时大量生成和溃灭就形成了空穴现象。空穴现象似无数的微型炸弹,能量强烈释放产生强烈的高频振动,同时伴随着强烈的湍流产生的强烈的剪切力,液体中的软性、半软性颗粒就在空穴、湍流的剪切力的共同作用下被粉碎成微粒,其中空穴效应所起作用被认为较大。被粉碎的微粒接着又高速冲击到冲击环上,被进一步粉碎和分散[1].[3]。 3.超高压均质作用力[4] 3.1剪切作用

高压均质机工作原理

高压均质机的工作原理及应用 工作原理及特点 1. 高压均质机以高压往复泵（欲了解往复泵原理请点击此处）为动力传递及物料输送机构，将物料输送至工作阀（一级均质阀及二级乳化阀）部分。要处理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。 2. 工作阀原理示意图及颗粒细化原理简介：

图2：物料被输送至工作阀进口（尚未通过工作阀）图3：物料源源不断地通过一级均质阀和二级乳化阀 如图2所示，物料在尚未通过工作阀时，一级均质阀和二级乳化阀的阀芯和阀座在力F1和F2的作用下均紧密地贴合在一起。物料在通过工作阀时（如图3），阀芯和阀座都被物料强制地挤开一条狭缝，同时分别产生压力P1和P2以平衡力F1和F2。物料在通过一级均质阀（序号1、2、3）时，压力从P1突降至P2，也就随着这压力能的突然释放，在阀芯、阀座和冲击环这三者组成的狭小区域内产生类似爆炸效应的强烈的空穴作用，同时伴随着物料通过阀芯和阀座间的狭缝产生的剪切作用以及与冲击环撞击产生的高速撞击作用，如此强烈地综合作用，从而使颗粒得到超微细化。一般来说，P2的压力（即乳化压力）调得很低，二级乳化阀的作用主要是使已经细化的颗粒分布得更加均匀一些。据美国Gaulin公司的资料介绍，绝大部分情况下，单单使用一级均质阀即可获得理想的效果。 3. 相对于离心式分散乳化设备（如胶体磨、高剪切混合乳化机等），高压均质机的特点是： 1）细化作用更为强烈。这是因为工作阀的阀芯和阀座之间在初始位是紧密贴合的，只是在工作时被料液强制挤出了一条狭缝；而离心式乳化设备的转定子之间为满足高速旋转并且不产生过多的热量，必然有较大的间隙（相对均质阀而言）；同时，由于均质机的传动机构是容积式往复泵，所以从理论上说，均质压力可以无限地提高，而压力越高，细化效果就越好。 2）均质机的细化作用主要是利用了物料间的相互作用，所以物料的发热量较小，因而能保持物料的性能基本不变。 3）均质机能定量输送物料，因为它依靠往复泵送料。 4）均质机耗能较大。 5）均质机的易损使较多，维护工作量较大，特别在压力很高的情况下。 6）均质机不适合于粘度很高的情况。 产品分类及应用 一. 高压均质机的分类： 1、按结构型式分为立式整体型均质机和卧式组合型均质机。前者一般适用于中小型设备（功率在45kw以下）；后者适用于大型设备（功率在45kw以上）。目前国内大多数厂家生产的都是立式整体型均质机。这种型式结构紧凑，外形美观占地面积小。但对大型设备而言，稳定性就成了主要的问题。所谓卧式组合型均质机指的是电机、减速箱、曲轴箱、润滑站等相对独立成块，并分布在同一水平面上，通过皮带（轮）、联轴器、油管等

ATS,AH100D高压均质机说明书

ATS Engineering Inc. OWNER’S MANUAL AH100D

Attention 1. To avoid the particles of impurities (such as iron, glass, etc.) into the homogenizer to wear inlet valve and homogenizing valve, every materiel should be filtered by filter screen of 60-100 mu before it is put into homogenizer to homogenized. 2. It is forbidden to operate machine long time when there is no material 3. Do not turn on homogenizer under handle was tightly, for sudden overload capacity will damage motor. 4. AH08-100 homogenizer is designed for production. The machine can work for a long time. 5. Solid ceramic plunger used for homogenizer. So the temperature changes of product contact pieces couldn’t over 70℃, or the plunger may rupture. The range of temperature changes shouldn’t over 5℃, especially under cleaning operation.

高压均质机 和高剪切均质机 的区别

高压均质机和高剪切均质机的区别 在食品、化工、制药等行业均质技术已成为提高产品品质的关键。目前国内食品行业使用的传统均质设备多为高压均质机、胶体磨、砂磨和辊磨机等,近年来出现了新型的高剪切均质机设备。至于这些均质 设备在各行业中的应用,目前尚无人进行深入系统地研究。对此,笔者针对目前主要使用的高压均质机和高剪切式均质机,从均质原理、不同物料的工艺流程以及实验数据等方面进行了对比分析研究 1 均质机理分析 液体物料分散系中分散相颗粒或液滴破碎的直接原因是受到剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流效应、湍流效应和空穴效应。层流效应会引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长;湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形;空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动。 高剪切均质机理 目前国内常用的剪切式均质机线速度多为10～25 m/ s。实践证明其均质效果并不理想。高剪切均质机指线速度达到30～40 m/ s的剪切式均质机,其主要工作部件为1级或多级相互啮合的定转子,每级定转子又有数层齿圈。工作原理:转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场,在转子中心形成很强的负压区,料液(液液、或液固相混合物)从定转子中心被吸入,在离心力的作用下,物料由中心向四周扩散,在向四周扩散过程中,物料首先受到叶片的搅拌,并在叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙内受到剪切,然后进入内圈转齿与定齿的窄小间隙内,在机械力和流体力学效应的作用下,产生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞和摩擦作用而使分散相颗粒或液滴破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高,粉碎环境不断改善,物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。同时,在转子中心负压区,当压力低于液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,产生大量气泡,气泡随液体流向定转子齿圈中被剪碎或随压力升高而溃灭。溃灭瞬间,在汽泡的中心形成一股微射流,射流速度可达100 m/ s ,甚至300 m/ s ,其产生的冲击力可用水锤压力公式估算,即P = ρCaC ,其中ρ为液体密度; Ca为液体中的声速; C为微射流速度。设C为100 m/ s ,则产生的脉冲压力就接近200M Pa ,这就是空穴效应。强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎,或硬性团聚的细小颗粒被分散。 由分析可知,物料在定转子腔内被均质的机理较复杂,笔者认为剪切起主导作用,其次是空穴作用。 高压均质机理 高压均质是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等等综合力的

均质机说明书

一、工作原理与用途 申鹿SRH60-70实验型高压均质机是利用高压条件下的混悬液，通过一个可调节的限流缝隙过程中失压、膨胀、爆炸、剪切和高速撞击等综合效应，将在液体中的颗粒和油滴粉碎成很小的尺寸，直径φ0.01~φ2μm，平均φ<1μm，同时形成理想的乳化液或分散液。这个过程集超声波、粉碎机、胶体磨、球磨机等功能原理于一体(如下图所示)。产品的稳定性、一致性、混合性、易吸收性、营养性、保质期、口味、色彩和保活性都可在均质中得以实现。 主要用途： 1.生物细胞破碎提取含物或制成新产品； 2.互不相溶的二相物料(液—液或液—固)超细粉碎制成稳定的乳化物或分 散物； 3.其他多种物料的细化。 广泛的应用于食品、生物工程、化工、制药等等领域。 SRH60-70实验型均质机最少处理量为200ml左右；有时也可以作为小批量生产的工业设备。 二、主要技术性能 1最大间歇工作压力：Pm<70Mpa(700Bar),持续工作压力：Pb<56Mpa(560Bar); 2额定流量：Q=60 Iitres/hr; 3粉碎颗粒：φ0.01—φ2μm； 4工作质量：无毒、无沾污，并保持物料原有活性； 5允许工作温度：80℃； 6最大工作噪音：80dB； 7电机功率：P=4KW，频率：f=50HZ，电压：U=380V； 8外形尺寸(长×宽×高) 722×403×1326(mm)； 9重量：270Kg。 三、机器的安装和操作规程 1安装 本机不需要底角螺钉固定，可直接安放在坚固的地板或水泥地上，也可以装在可移动的工作台上，装机时最好使手轮#01—29(图一)高出地面80cm左右，以便于操作，箱附装的U型管#01—48，应安装到三通阀#01—26的螺管上(图一)。 2接电 在本机附近的墙壁上，安装一块接线板，根据电机铭牌上的容量配线。在接线板上应装有供短路保护用的熔断器，起动，停止开关，电机转向按箭头所示接线，并有良好的接地线。 3加油 本机出厂时考虑到运输原因，传动箱不加润滑油，客户开机前需先加润滑油，润滑油牌号为美孚齿轮油(Mobilgear 626)，或国产L-HM68抗磨液压油，直到油窗上的油面线为止，使用机器500小时或机油进水乳化，必须换油，开机时还应该在曲轴箱两侧的玻璃杯注满润滑油，并调节油杯上面的针形阀螺母，使油杯每分钟滴油3~5

175 高剪切均质机设计

高剪切均质机设计 1 绪论 剪切式均质技术作为一种新型微米技术，已广泛应用于食品、医药、轻工、微生物等 诸多行业，并得到迅速发展，已成为这些行业对有关流体、半流体产品品质所必不可少的 工艺过程。 国外早在 30 年前就产生并使用均质机，且应用于生产。目前，已有美国、日本、德 国等 10 多个国家生产均质机。剪切式均质机作为均质机械中的佼佼者，也被广泛的认识 和研究。自从 1948 年德国 FLUKO 公司首次发明了应用高剪切原理制成分散乳化设备，高 剪切分散乳化设备已经出现了多种系列产品，在世界均质机械行业处于领先地位。近 40 年来，国外，特别是欧洲一些国家在高剪切分散均质机行业得到迅速发展，并在很多领域 发挥着重大作用，如化装品、制药、食品、涂料、黏合剂等。国外所研究制造的剪切式均 质设备基本上上是采用定一转子型（stator-rotor）结构作为均质头，在电机的高速驱动 下（300-10000r/min） ，物料在转子与定子之间的间隙内高速运动，形成强烈的液力剪切 和湍流，使物料在同时产生的离心、挤压、碰撞等综合作用力的协调作用力下，得到充分 的分散、乳化、破碎，达到要求的的效果。美国和德国在剪切式均质机的研究和开发方面 都取得了显著进展。如美国IKA-WERKE GMHB CO.KG生产的多系列分散均制设备；美国ROSS 公司研制的高剪切混合乳化机；德国 IKA-MASCHINENBAU 公司研制的 ULTRA 分散机；德国 YSTRAL公司生产的X40型分散搅拌机；德国公司研制的系列高剪切分散乳化剂、管线式高 剪切分散乳化剂、管式分散乳化剂、间歇式高剪切与间歇式无轴承分散乳化剂、高效强力 分散乳化剂等世界领先高科技产品。 我国的均质机研究产品是从 50 年代个别厂家开始的，最早是上海烟草机械厂仿制美 国产品，直到 80 年代才开始逐渐的生产均质机，而且大多是传统的高压均质设备。随着 国外剪切式均质机的迅速发展，近年来，国内许多科研人员，制造和使用厂家也开始重视 对剪切式均质机的研究工作。目前，已建立了与国外厂商联营、合资研制生产剪切式均质 机的公司。如上海菲鲁克（FLUKO）机电设备有限公司；中美合资南通罗斯（ROSS）混合 设备有限公司等。 现在国内有许多厂家开始生产高剪切均质机， 如东市长江机电有限公司、 上海环保设备总厂、上海威宇机电有限公司、上海市化工装备研究所生产的集混合、分散、 乳化、溶解、粉碎等功能为一体的系列剪切式均质机。 1.1 高剪切均质机的均质原理 剪切均质机基于超剪切原理，实现固相的微化和液相的乳化。目前采用剪切式均质机 主要工作部件为一级或多极的相互啮合的定转子又有数层齿圈。其均质乳化有以下方面： 1 液力剪切作用 液力剪切是指高速流动的流体本身会对流体内粒子产生强大的剪切作用，而且由于高 速流动产生剧烈的微湍流，在湍流边缘出现很高的局部速度梯度，处于这种局部速度梯度 下的粒子会受剪切而微粒化，液力剪切分层流剪切和湍流剪切。在层流区域，流体在定转 子槽道内流动时，流体内的最大流速及所受到的最大剪切力与流体流动方向上的压力梯度 成正比。当施以周期性高频脉动压力梯度时，最大速度在槽道壁面与机理道中心之间，偏