就原理來說，這些設(shè)備都是通過機(jī)械作用或流體力學(xué)效應(yīng)造成高壓、擠壓沖擊、失壓等，使物料在高壓下擠研，強(qiáng)沖擊下發(fā)生剪切，失壓下膨脹，在這三重作用下達(dá)到細(xì)化和混合均質(zhì)的目的。按構(gòu)造可將均質(zhì)機(jī)分為：高壓均質(zhì)機(jī)、離心式均質(zhì)機(jī)，機(jī)械式超聲波均質(zhì)機(jī)，磁控振蕩式均質(zhì)機(jī)，壓電晶體振蕩均質(zhì)機(jī)，膠體磨均質(zhì)機(jī)等。
1.高壓均質(zhì)機(jī)的工作原理
高壓均質(zhì)機(jī)是以物料在高壓作用下通過非常狹窄的間隙(一般小于0.1 mm)，造成高流速(150~200 m/s)，使料液受到強(qiáng)大的剪切力，同時(shí)，由于料液中的微粒同機(jī)件發(fā)生高速撞擊以及液料流在通過液滴均質(zhì)閥時(shí)產(chǎn)生的漩渦作用，使微粒碎裂，從而達(dá)到均質(zhì)的目的。
(1)剪切學(xué)說
剪切學(xué)說認(rèn)為，流體在高壓作用下高速流動(dòng)，通過均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)閥縫隙處，由于產(chǎn)生極大的速度梯度，在剪切力作用下使液滴破碎，達(dá)到均質(zhì)的目的。
當(dāng)液滴在高壓下通過很小縫隙的入口時(shí)，液滴的速度為V0，壓力為P0，通過縫隙時(shí)所受壓力為P1，速度達(dá)到V2，在縫隙中心處的液滴流速up大，縫隙壁面的液滴小，很大的速度梯度引起的剪切力使液滴發(fā)生變形并破裂，達(dá)到均質(zhì)效果。通常使用的高壓均質(zhì)機(jī)主要由高壓泵與均質(zhì)閥組成。物料被柱塞往復(fù)泵吸人泵腔中,在高壓作用下的液滴通過高壓泵排出管路上的均質(zhì)閥，料液從閥芯與閥座形成的很小的縫隙中高速流過，-般縫隙寬度在0.1 mm左右，流速高達(dá)150~ 200 m/s。
(2)撞擊學(xué)說
撞擊學(xué)說認(rèn)為，在高壓作用下，流體中的液滴與均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊現(xiàn)象，從而使液滴破裂達(dá)到均質(zhì)的目的。
(3)空穴學(xué)說
空穴學(xué)說認(rèn)為，在高壓作用下使料液高速流過縫款，從而產(chǎn)生了高頻振動(dòng)，引起了迅速交替的壓縮與能脹作用，在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使液滴破裂，達(dá)到均質(zhì)目的。
2.高壓均質(zhì)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過程
在食品工業(yè)中，廣泛采用的高壓均質(zhì)機(jī)是以三柱塞往復(fù)聚作為主體，并在泵的排出管路中安裝雙級(jí)均質(zhì)閥頭。高壓均質(zhì)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由三柱塞往復(fù)泵、均質(zhì)閥、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及殼體等組成。機(jī)結(jié)構(gòu)組合包括：操縱盤，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 均質(zhì)頭，泵體，高壓表，電動(dòng)機(jī)， 機(jī)座及外殼等。
(1)三柱塞往復(fù)泵
泵體結(jié)構(gòu)：泵體為長(zhǎng)方體，內(nèi)有三個(gè)泵腔，活塞在泵腔內(nèi)往夏運(yùn)動(dòng)使物料吸人，加壓后流向均質(zhì)閥。泵體與活塞通常用不銹鋼制造，為防止液體泄漏及滲入空氣，采用填料密封裝置，材料可用皮革、石棉繩及聚氟乙烯等。
高壓泵的每個(gè)泵腔內(nèi)配有兩個(gè)活閥，由予活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)改變腔內(nèi)壓力，使活閥交替地自動(dòng)開啟或關(guān)閉，以完成吸入與排出液料的功能。三柱塞泵共有6個(gè)活閥，其中吸入和排出閥各3個(gè)。均質(zhì)閥可通過調(diào)整彈簧對(duì)閥芯的壓力，以達(dá)到調(diào)節(jié)流體壓力的目的。
往復(fù)泵在活塞來回一次過程中，只吸入和排出液體各一次的泵稱為單動(dòng)泵。 由于單動(dòng)泵的吸人活閥和排出活閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時(shí)就不能排液，因此排液不連續(xù),由于活塞由連桿和曲軸帶動(dòng)，活塞在左右兩點(diǎn)之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不是等速的，所以，排液量也就隨著活塞的移動(dòng)而有相應(yīng)的起伏。為了改善單動(dòng)泵的不均勻性，多采用雙動(dòng)泵或三聯(lián)泵。
雙動(dòng)往復(fù)泵的工作原理
在活塞兩側(cè)的泵體內(nèi)部裝有吸入閥和排出閥，無論活塞向哪一邊運(yùn)動(dòng)，總有一個(gè)吸入閥和一個(gè)排出閥打開，即在活塞往復(fù)一次中，吸液和排液各進(jìn)行兩次，使吸入管路和排出管路總有液體流過，使送液連續(xù)，但流量曲線仍有起伏。為保持排出液的連續(xù)且均勻，通常采用三聯(lián)泵，三聯(lián)泵的實(shí)質(zhì)是三臺(tái)單動(dòng)泵并聯(lián)構(gòu)成，通常又稱為三柱塞泵。
(2)均質(zhì)閥
均質(zhì)閥的工作原理：一般在均質(zhì)操作中設(shè)有兩級(jí)均質(zhì)閥，第1級(jí)為高壓流體，其壓力高達(dá)20~25 MPa，主要作用是使液滴均與分散，經(jīng)過第1級(jí)后的流體壓力下降至3.5MPa,第2級(jí)的主要作用是使液滴分散。由于高壓物料的高速流動(dòng)，閥座與閥芯(又稱閥盤或均質(zhì)頭)的磨損相當(dāng)嚴(yán)重，一般多用含有鎢、鉻、鉆等元素的耐磨合金鋼，并經(jīng)過精細(xì)的研磨加工制造。
3.高壓均質(zhì)機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算
高壓均質(zhì)機(jī)生產(chǎn)能力G可用下式計(jì)算：G = 60πrsznε(m/h)。r為柱塞半徑，m; s為柱塞沖程，m; z為柱塞個(gè)數(shù);為柱塞往復(fù)次數(shù)，次/min; ε為工作體積的填料系數(shù)，一般為0.8~0.9。
4.均質(zhì)機(jī)操作注意事項(xiàng)
(1)均質(zhì)機(jī)不許空轉(zhuǎn)，啟動(dòng)前要仔細(xì)檢查緊固件與連接件是否牢固可靠。
(2)啟動(dòng)前應(yīng)先通冷卻水，以保證柱塞工作過程中的可靠冷卻。
(3)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)后，要逐漸調(diào)整至要求的工作壓力，啟動(dòng)過程中排出的料液應(yīng)回流的料腔，待壓力達(dá)到要求的穩(wěn)定值后才能排出產(chǎn)品。
(4)設(shè)備使用完后要進(jìn)行清洗(可用90°C以上的熱水或用無毒化學(xué)藥劑)。
(5)柱塞的填料要調(diào)整至適當(dāng)?shù)木o密度，以保證可靠密封。
(6)需要潤(rùn)滑的部件應(yīng)按時(shí)加注適宜的潤(rùn)滑油。
(7)不能用于高黏度物料的均質(zhì)操作。
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