食品工程原理 教学课件 作者 姜淑荣 主编 冷士良 主审第四章.ppt

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1、混合 乳化第四章混合 乳化4.1混合4.2乳化混合 乳化4.1混合混合是借助机械方法或物理方法将两种或两种以上不同物料互相混杂,使各组分浓度达到一定的均匀度。混合的结果得到混合物,食品生产中的许多物料都是以各种组分的混合物形式出现的。混合物分为两类,即均相混合物和非均相混合物,其状态可能是气相,也可能是液相或固相。混合操作主要用于制备均相混合物(如溶液),其制备方法简单,只需搅拌甚至可能不用搅拌而仅依靠分子间的扩散与自然对流相结合的方法即能实现。混合 乳化4.1.1混合的基本理论1.混合机理两种或两种以上物质由局部到整体均匀的混合状态,这一混合过程的机理有三种:(1)对流混合依靠外力

2、作用,使混合器运动部件与物料发生相对运动,促使混合物各组分发生强烈位移,最终达到均匀混合的目的;如搅拌器的搅拌混合即属于对流混合;(2)扩散混合随着混合过程的进行,混合物中的组分以分子扩散形式由浓度高处向浓度低处运动,此过程称为扩散混合,对于液体混合物的混合,对流混合的同时,常伴有分子扩散混合。与对流混合相比,扩散混合速度较慢。混合 乳化(3)剪力混合对粘度高的物料,由于其流动性差,只能通过剪力作用使其团状或厚层状组分相互滑动,并拉成越来越薄的料层,增加组分间的接触面达到混合的目的,此过程称为剪力混合。如绞肉机、和面机就是通过挤压破碎达到剪切混合效果的。上述三种混合机理可能同时存在,

3、但常以一种形式为主。混合 乳化2.混合物的混合程度及混合要求混合操作的最终结果是使混合物达到一定的均匀度。均匀度是指一种或几种组分经过混合所达到的分散的均匀程度。混合物的混合程度是以均匀度来衡量的,而均匀度的表征参数有两个:混合 乳化(1)分离尺度以混合后各局部区域某组分的体积的平均值来表示混合物的均匀性,称为分离尺度。(2)分离强度以混合后各局部区域某组分的浓度与该组分在混合物中的平均浓度之间的偏离程度来表示混合物的均匀性,称为分离强度。分离尺度越小、分离强度越小,表明该混合越均匀,反之,混合效果越差。混合 乳化4.1.2混合操作在食品生产中的应用混合操作在食品生产中的应用主要有以

4、下两项:①制备均相混合物:食品多由若干成分配制而成,这些成分均需均匀混合。②混合作为辅助操作,有利于传热、传质。混合操作可使物料之间有良好的接触,促进传热、传质等物理过程的进行。如醪液的加热或冷却、糖的溶解、活性碳脱色等。混合 乳化4.1.3混合操作及设备1.液一液搅拌混合操作液体的混合是对中、低粘度液体或液相悬浮系通过机械搅拌使物料发生湍动,从而使混合物各组分趋于均匀的操作。液一液搅拌混合系统一般包括:①圆筒形容器,称为搅拌槽;②机械搅拌器,称为叶轮;③其他部件如搅拌轴、测温装置、取样装置等;混合 乳化2.液一液搅拌混合常用搅拌装置搅拌系统中最主要的部件是搅拌叶轮。常用的搅拌器根据

5、叶轮构造不同可分为三类:即平浆式搅拌器、旋浆式搅拌器和涡轮式搅拌器。(1)平浆式搅拌器如图4-1所示,平浆式搅拌器属于低速搅拌器,转速为20~80r/min。通过搅拌使流体沿直径方向的流动(亦称为径向流动)较强,而沿轴向方向的流动(亦称为轴向流动)较弱,为此常在容器内加挡板来强化轴向流动效果。平浆式搅拌器构造简单,应用广泛,适用于粘稠液体及一般液体物料的搅拌。混合 乳化图4-1平浆式搅拌器混合 乳化(2)旋浆式搅拌器如图4-2所示,旋浆式搅拌器属于高速搅拌器,其转速最高可达1500r/min。这种搅拌器主要使流体产生轴向流,为强化混合效果可使浆叶倾斜一定角度或在容器内加挡板。该搅拌器

6、适用于对中、低粘度液体及互不相溶物系的混合。混合 乳化图4-2旋浆式搅拌器1轴2桨叶3螺母4键混合 乳化(3)涡轮式搅拌器如图4-3所示,涡轮式搅拌器与平浆式搅拌器相似,只是叶片多而短。其转速较高,转速为30~500r/min。这种搅拌器可使流体产生较强的径向流和切向流,如再加设挡板又会强化轴向流动,因此,涡轮式搅拌器搅拌效率较高,但其制造复杂,价格较高。涡轮式搅拌器适用于中等粘度液体的混合。混合 乳化图4-3涡轮式搅拌器混合 乳化4.2乳化4.2.1乳化的基本理论乳化是一种特殊的混合操作,乳化操作包含粉碎和混合操作。乳化是使两种通常不互溶液体,进行密切混合,使一种液体粉碎成小球滴后

7、分散到另一种液体之中的操作过程。乳化操作的产物称为乳化液,乳化液是一种不稳定体系,为得到所需类型的乳化体系和必要的体系稳定性,乳化时除必要的机械力使液滴破碎(即均质)和操作条件控制外,一般还要加适当助溶剂,即乳化剂。乳化操作在食品工业中应用很广泛。应用乳化技术可使天然存在的食品乳化液更加稳定。如牛奶经均质、乳化处理后可避免奶油和脱脂奶分层现象,提高了感官质量。混合 乳化4.2.2乳化液的类型和稳定性1.乳化液的类型食品乳化液通常有两种类型,即以油为分散相、

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