均質(zhì)機(jī)在乳品產(chǎn)業(yè)中地位和應(yīng)用

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1、均質(zhì)機(jī)在乳品產(chǎn)業(yè)中地位和應(yīng)用【摘要】本文概述了均質(zhì)機(jī)的發(fā)展，重點分析了柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)的功能、原理和基本結(jié)構(gòu)以及在乳制品產(chǎn)業(yè)中的地位和應(yīng)用，均質(zhì)機(jī)選型和配套要點，同時概述了申鹿牌高壓均質(zhì)機(jī)的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的特點。引言　　一條乳制品生產(chǎn)線，最關(guān)鍵的設(shè)備為：1、高壓均質(zhì)機(jī)——是決定產(chǎn)品品質(zhì)和品味的關(guān)鍵設(shè)備；2、灌裝設(shè)備；3、殺菌設(shè)備。這后兩項是決定產(chǎn)品保質(zhì)期的關(guān)鍵設(shè)備。所以使用廠家對這三種設(shè)備都十分重視精挑細(xì)選，以選用最好設(shè)備進(jìn)廠，尤其是均質(zhì)機(jī)更是如此?！　【|(zhì)機(jī)根據(jù)原理和結(jié)構(gòu)不同，主要有柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)、超聲波均質(zhì)機(jī)、高剪切均質(zhì)機(jī)、射流均質(zhì)機(jī)等等

2、，它們共同點都可以乳化、勻漿，但對于后三種均質(zhì)機(jī)由于功能原理上比較單一，所以粉碎效果相對比較差，在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較少。而柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)的功能原理比較齊全，可在完成超細(xì)粉碎及乳化、勻漿的深加工中效果特別理想。這種柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)起始于1900年，由美國MantonGauLin首先研制成功?，F(xiàn)在國際上柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)，最大壓力從150Bar～1600Bar，額定流量從6到60000L/H，在食品、精細(xì)化工、石油化工、制藥及生物工程等領(lǐng)域，得以廣泛應(yīng)用，到目前為止還沒有比它更有成效的設(shè)備可以替換。尤其在食品行業(yè)中，加工乳品、果汁、豆奶等是必不可

3、少關(guān)鍵設(shè)備，隨著倡導(dǎo)“一杯牛奶，健康一個民族”，不斷深進(jìn)人心，柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)在乳制品產(chǎn)業(yè)大發(fā)展中，它的應(yīng)用更是引人注目，銷量急增，它的用途：　　1、生物細(xì)胞破碎制成新產(chǎn)品或提取內(nèi)含物；　　2、液——液（不同相）均質(zhì)制成水包油或油包水的乳化液；　　3、液——固（粉末）均質(zhì)制成穩(wěn)定的勻漿液；　　這種設(shè)備的研制，在中國起步較晚，直到1980年由原上?？萍即髮W(xué)科技職員，克服了結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、制造工藝的困難，完全靠自己的氣力研制成中國第一代壓力為60Mpa高壓均質(zhì)機(jī)，填補(bǔ)了國內(nèi)空缺，當(dāng)時獲得上?？萍汲晒泉劇?995年還是這些科技職員研制成第二代申鹿

4、牌系列高壓均質(zhì)機(jī)，并推動組建了上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司。這些產(chǎn)品以高出發(fā)點，高效能走向市場，得到用戶普遍贊譽(yù)，產(chǎn)品遍及全國，為中國特大馳名企業(yè)選用。如上海光明牛奶公司、內(nèi)蒙古伊利乳業(yè)、蒙牛乳業(yè)、石家莊三鹿乳業(yè)、杭州娃哈哈、江蘇維維乳業(yè)等等。并出口東南亞、歐美等國。2006年推出第三代智能自動調(diào)壓系列高壓均質(zhì)機(jī)，將給用戶在科學(xué)技術(shù)新品中得到更多的實惠?！　?柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)的工作原理　　柱塞泵高壓均質(zhì)機(jī)是一種深加工設(shè)備，完成這種功能，主要靠高壓均質(zhì)閥完成，它的結(jié)構(gòu)如圖1所示：它由閥座、閥芯及碰撞環(huán)組成。圖1　　在圖1中可見到高壓液料進(jìn)進(jìn)閥座內(nèi)腔

5、時，當(dāng)它的壓力超過預(yù)先設(shè)定的高壓彈簧作用下形成的壓力，閥芯向右移動，開啟閥芯和閥座，之間形成一個很小的縫隙，約≤0.4mm，高壓液流以極高的線速度，通常達(dá)到200～300m/s，通過這個縫隙時，液料產(chǎn)生極大壓力降，瞬間失壓，膨脹、爆炸（這個復(fù)雜過程稱空穴效應(yīng)），由此產(chǎn)生高頻振動和喘流形成強(qiáng)烈剪切效應(yīng)，和高速撞擊在碰撞環(huán)形成的碰撞效應(yīng)等，其中空穴效應(yīng)起了主導(dǎo)作用，將存在液體中顆?；蛴偷畏鬯槌珊苄〉某叽纾睆溅?.01～2μm，均勻φ≤1μm，而且獲得較理想的乳化液或勻漿液。這個過程，實際上集中了超聲波均質(zhì)機(jī)（空穴效應(yīng)），高速剪切機(jī)（剪切效應(yīng)）

6、，射流均質(zhì)機(jī)（碰撞效應(yīng)）等功能原理于一體，由此可見，它的功效遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他設(shè)備。它的產(chǎn)品保持原有活性、穩(wěn)定性、混合性，均質(zhì)以后乳制品具有更好營養(yǎng)值、易吸收性、保質(zhì)期、口味和色彩。所以一百余年來一直是國內(nèi)外公認(rèn)的一種高效、節(jié)能、可靠的超細(xì)粉碎、乳化勻漿設(shè)備。　　一般均質(zhì)機(jī)都具有二級均質(zhì)閥。后面一級均質(zhì)閥（即第二級均質(zhì)閥或稱低壓閥），它的功能主要給第一級高壓一個合適的背壓，集中第一級能量，使空穴效應(yīng)發(fā)生在縫隙的最佳區(qū)域；同時第一級均質(zhì)后，可能因范得瓦爾斯引力作用下，微粒發(fā)生聚合，再次給予破碎，料液得到進(jìn)一步的乳化和勻漿。　　空穴效應(yīng)發(fā)生區(qū)域取決

7、于背壓大小，閥的結(jié)構(gòu)及液料的粘度大小。背壓太小，空穴效應(yīng)發(fā)生區(qū)域移向縫隙出口處，可能造成空穴失控，閥座的外緣輕易崩塌損壞；背壓增高，空穴效應(yīng)發(fā)生區(qū)域會移向縫隙進(jìn)口處；背壓過高，還會引起空穴效應(yīng)較少，影響均質(zhì)效果，且閥座孔內(nèi)壁輕易崩塌損壞。所以空穴效應(yīng)必須受控的?？昭ㄐ?yīng)發(fā)生時，會產(chǎn)生局部高溫順高壓，引起空穴氣融，而逐漸使均質(zhì)閥座和閥桿的工作端面變得粗糙，根據(jù)這種粗糙情況，可以判定空穴效應(yīng)是受控還是失控。受控良好的，應(yīng)在受蝕而變得粗糙端面上出現(xiàn)一個封閉圓環(huán)。（如圖2a）　　如觀察到工作面上局部粗糙性是放射狀，這意味空穴失控（如圖2b），這時能

8、量不能被全部利用。所以，第一級均質(zhì)閥后面再串聯(lián)第二級均質(zhì)閥，改變第二級均質(zhì)閥縫隙大小可以改變第一級均質(zhì)閥的背壓大??；同時，防止分散了顆粒重新聚合。圖2