乳化機(jī)可分為高壓均質(zhì)和高剪切乳化機(jī)

在食品、化工、制藥等行業(yè)均質(zhì)技術(shù)已成為提高產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)食品行業(yè)使用的傳統(tǒng)均質(zhì)設(shè)備多為高壓乳化機(jī)、膠體磨、砂磨和輥磨機(jī)等,近年來(lái)出現(xiàn)了新型的高剪切乳化機(jī)設(shè)備。至于這些均質(zhì)設(shè)備在各行業(yè)中的應(yīng)用,目前尚無(wú)人進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究。對(duì)此,筆者針對(duì)目前主要使用的高壓乳化機(jī)和高剪切式乳化機(jī),從均質(zhì)原理、不同物料的工藝流程以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等方面進(jìn)行了對(duì)比分析研究

乳化機(jī)理分析

液體物料分散系中分散相顆粒或液滴破碎的直接原因是受到剪切力和壓力的作用。引起剪切力和壓力作用的具體流體力學(xué)效應(yīng)主要有層流效應(yīng)、湍流效應(yīng)和空穴效應(yīng)。層流效應(yīng)會(huì)引起分散相顆?；蛞旱蔚募羟泻屠L(zhǎng);湍流效應(yīng)是在壓力波動(dòng)作用下引起分散相顆?；蛞旱蔚碾S意變形;空穴效應(yīng)是使形成的小氣泡瞬間破碎產(chǎn)生沖擊波,而引起劇烈攪動(dòng)。

 高剪切乳化機(jī)理

目前國(guó)內(nèi)常用的剪切式乳化機(jī)線(xiàn)速度多為10～25 m/ s。實(shí)踐證明其均質(zhì)效果并不理想。高剪切乳化機(jī)指線(xiàn)速度達(dá)到30～40 m/ s的剪切式乳化機(jī),其主要工作部件為1級(jí)或多級(jí)相互嚙合的定轉(zhuǎn)子,每級(jí)定

轉(zhuǎn)子又有數(shù)層齒圈。工作原理:轉(zhuǎn)子帶有葉片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離

心力場(chǎng),在轉(zhuǎn)子中心形成很強(qiáng)的負(fù)壓區(qū),料液(液液、或液固相混合物)從定轉(zhuǎn)子中心被吸入,在離心力的作用下,物料由中心向四周擴(kuò)散,在向四周擴(kuò)散過(guò)程中,物料首先受到葉片的攪

高壓乳化機(jī)理

對(duì)于食品工業(yè)中常遇到的非均相固 -液和液 -液多相分散系 ,要達(dá)到高度均一穩(wěn)定 ,其均勻度不僅要求分散相分布均勻 ,而且還要求分散質(zhì)微粒細(xì)化 ,含固體的懸浮液要求固體顆粒微?；?,含油滴的乳狀液要求油滴 (稱(chēng)流體顆粒 )微滴化。從概念上和作用上講 ,分散、均質(zhì)、乳化往往難以區(qū)分 ,這里統(tǒng)稱(chēng)為均質(zhì) ,而固體顆粒和流體顆粒均簡(jiǎn)稱(chēng)為顆粒 ,所以均質(zhì)是使懸浮液 (或乳化液 )體系中的分散相顆粒分散化、均勻化的處理過(guò)程 ,可以同時(shí)起到降低分散顆粒的尺度和提高分散顆粒分布均勻性的作用 ,以得到具有合適貯存穩(wěn)定性的產(chǎn)品。從乳品及飲料的加工工藝上看 ,均質(zhì)后的料液基本上就是終產(chǎn)品。通過(guò)均質(zhì)可以將食品原料的漿、汁、液進(jìn)行細(xì)化、混合 ,從而大大提高食品的均勻度和細(xì)度 ,防止或減少液狀食品物料的分層 ,改善外觀、色澤及香度 ,提高食品質(zhì)量。

乳制品類(lèi)：乳制品主要有鮮乳、煉乳、乳粉及其他一些乳類(lèi)制品。甜乳制品中含有較高濃度的蔗糖 粘度高 可防止脂肪上浮。而淡乳制品中不加糖 ,*放置其上部可因振動(dòng)形成奶油粒 ,使其商品力變小。按照斯托克斯公式也可以看到脂肪上浮速度與其脂肪球直徑的平方成反比 ,所以通過(guò)均質(zhì)可以減緩脂肪上浮現(xiàn)象。在其他乳制品 ,如乳粉的加工工藝中 ,同樣也要經(jīng)過(guò)均質(zhì)階段 ,因此可見(jiàn) ,均質(zhì)設(shè)備在乳制品行業(yè)中的應(yīng)用是很廣泛的。

果蔬汁飲料：均質(zhì)是渾濁果蔬汁飲料制造中的*工序 均質(zhì)的目的是使混合果蔬汁中的不同粒度 ,不同相對(duì)密度的果肉粒度進(jìn)一步破碎并使之均勻 ,促進(jìn)果膠滲出 ,增加果汁與果膠的親和力 ,抑制果蔬汁分層和產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象 ,使果蔬汁保持均一穩(wěn)定。目前所使用的主要設(shè)備有高速粉碎機(jī)、膠體磨和高剪切乳化機(jī)。

食品三級(jí)乳化機(jī)的均質(zhì)效果

影響均質(zhì)乳化結(jié)果的因素有以下幾點(diǎn)

1 均質(zhì)頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）

2 均質(zhì)頭的剪切速率  （越大，效果越好）

3 均質(zhì)頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細(xì)齒，超細(xì)齒，約細(xì)齒效果越好）

4  物料在分散墻體的停留時(shí)間，均質(zhì)乳化時(shí)間（可以看作同等的電機(jī)，流量越小，效果越好）

5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設(shè)備的期限，就不能再好）

超高速剪切乳化機(jī)主要應(yīng)用于處理大量生成超細(xì)懸乳液。由于同時(shí)用三個(gè)均質(zhì)頭(轉(zhuǎn)子和定子)進(jìn)行處理，可獲得很窄的粒徑分布,獲得更小的液滴和顆粒，因而生成的混合液的穩(wěn)定性更好。分散頭容易更換,適合于各種不同的應(yīng)用。不同的機(jī)器都有相同的轉(zhuǎn)速和剪切率，這樣便于規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。符合CIP和SIP的清潔標(biāo)準(zhǔn),因此特別適合于食和藥品生產(chǎn)