均质机在乳品产业中地位和应用

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1、均质机在乳品产业中地位和应用【摘要】本文概述了均质机的发展，重点分析了柱塞泵高压均质机的功能、原理和基本结构以及在乳制品产业中的地位和应用，均质机选型和配套要点，同时概述了申鹿牌高压均质机的结构和材质的特点。引言　　一条乳制品生产线，最关键的设备为：1、高压均质机——是决定产品品质和品味的关键设备；2、灌装设备；3、杀菌设备。这后两项是决定产品保质期的关键设备。所以使用厂家对这三种设备都十分重视精挑细选，以选用最好设备进厂，尤其是均质机更是如此。　　均质机根据原理和结构不同，主要有柱塞泵高压均质机、超声波均质机、高剪切均质机、射流均质机等等

2、，它们共同点都可以乳化、匀浆，但对于后三种均质机由于功能原理上比较单一，所以粉碎效果相对比较差，在产业生产上应用较少。而柱塞泵高压均质机的功能原理比较齐全，可在完成超细粉碎及乳化、匀浆的深加工中效果特别理想。这种柱塞泵高压均质机起始于1900年，由美国MantonGauLin首先研制成功。现在国际上柱塞泵高压均质机，最大压力从150Bar～1600Bar，额定流量从6到60000L/H，在食品、精细化工、石油化工、制药及生物工程等领域，得以广泛应用，到目前为止还没有比它更有成效的设备可以替换。尤其在食品行业中，加工乳品、果汁、豆奶等是必不可

3、少关键设备，随着倡导“一杯牛奶，健康一个民族”，不断深进人心，柱塞泵高压均质机在乳制品产业大发展中，它的应用更是引人注目，销量急增，它的用途：　　1、生物细胞破碎制成新产品或提取内含物；　　2、液——液（不同相）均质制成水包油或油包水的乳化液；　　3、液——固（粉末）均质制成稳定的匀浆液；　　这种设备的研制，在中国起步较晚，直到1980年由原上海科技大学科技职员，克服了结构、材质、制造工艺的困难，完全靠自己的气力研制成中国第一代压力为60Mpa高压均质机，填补了国内空缺，当时获得上海科技成果二等奖。1995年还是这些科技职员研制成第二代申鹿

4、牌系列高压均质机，并推动组建了上海申鹿均质机有限公司。这些产品以高出发点，高效能走向市场，得到用户普遍赞誉，产品遍及全国，为中国特大驰名企业选用。如上海光明牛奶公司、内蒙古伊利乳业、蒙牛乳业、石家庄三鹿乳业、杭州娃哈哈、江苏维维乳业等等。并出口东南亚、欧美等国。2006年推出第三代智能自动调压系列高压均质机，将给用户在科学技术新品中得到更多的实惠。　　1柱塞泵高压均质机的工作原理　　柱塞泵高压均质机是一种深加工设备，完成这种功能，主要靠高压均质阀完成，它的结构如图1所示：它由阀座、阀芯及碰撞环组成。图1　　在图1中可见到高压液料进进阀座内腔

5、时，当它的压力超过预先设定的高压弹簧作用下形成的压力，阀芯向右移动，开启阀芯和阀座，之间形成一个很小的缝隙，约≤0.4mm，高压液流以极高的线速度，通常达到200～300m/s，通过这个缝隙时，液料产生极大压力降，瞬间失压，膨胀、爆炸（这个复杂过程称空穴效应），由此产生高频振动和喘流形成强烈剪切效应，和高速撞击在碰撞环形成的碰撞效应等，其中空穴效应起了主导作用，将存在液体中颗粒或油滴粉碎成很小的尺寸，直径φ0.01～2μm，均匀φ≤1μm，而且获得较理想的乳化液或匀浆液。这个过程，实际上集中了超声波均质机（空穴效应），高速剪切机（剪切效应）

6、，射流均质机（碰撞效应）等功能原理于一体，由此可见，它的功效远远超过了其他设备。它的产品保持原有活性、稳定性、混合性，均质以后乳制品具有更好营养值、易吸收性、保质期、口味和色彩。所以一百余年来一直是国内外公认的一种高效、节能、可靠的超细粉碎、乳化匀浆设备。　　一般均质机都具有二级均质阀。后面一级均质阀（即第二级均质阀或称低压阀），它的功能主要给第一级高压一个合适的背压，集中第一级能量，使空穴效应发生在缝隙的最佳区域；同时第一级均质后，可能因范得瓦尔斯引力作用下，微粒发生聚合，再次给予破碎，料液得到进一步的乳化和匀浆。　　空穴效应发生区域取决

7、于背压大小，阀的结构及液料的粘度大小。背压太小，空穴效应发生区域移向缝隙出口处，可能造成空穴失控，阀座的外缘轻易崩塌损坏；背压增高，空穴效应发生区域会移向缝隙进口处；背压过高，还会引起空穴效应较少，影响均质效果，且阀座孔内壁轻易崩塌损坏。所以空穴效应必须受控的。空穴效应发生时，会产生局部高温顺高压，引起空穴气融，而逐渐使均质阀座和阀杆的工作端面变得粗糙，根据这种粗糙情况，可以判定空穴效应是受控还是失控。受控良好的，应在受蚀而变得粗糙端面上出现一个封闭圆环。（如图2a）　　如观察到工作面上局部粗糙性是放射状，这意味空穴失控（如图2b），这时能

8、量不能被全部利用。所以，第一级均质阀后面再串联第二级均质阀，改变第二级均质阀缝隙大小可以改变第一级均质阀的背压大小；同时，防止分散了颗粒重新聚合。图2