食品饮料行业的混料工艺

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欢迎访问e展厅 展厅 10 通用食品机械展厅 组合称, 过滤器, 乳化罐, 混料缸, 冷热缸, ... 混料和分散工艺主要有以下几方面的不同特性。首先，混的是什么：固体与固体，固体变成液体，还是不同液体相混。在不同液体混合的应用中，液体可能是易混合的，也可能是不易混合的。油脂不能与水相溶，而很多食品都需要做到这一点。此外，能耗和效果是混料工艺的关键。很多混料任务的难点通常是需要更多的能量，从而缩小颗粒大小，克服表面张力，并降低液滴大小。从另一方面来看，太多的能耗可能破坏脆弱的颗粒，产生过多的热量，或混入太多的空气，而成本上的浪费也不容忽视。 很多混料设备都具有专利设计，通常是为了解决一个特定的问题，之后又应用到其它领域。下文中将着重讨论几个具有代表性的案例，这些案例几乎都有很类似的竞争对手。 高剪切 高剪切混料机通常用于将固体分散到液体中，例如在冰激淋中混入淀粉和胶体，在液体中混入油脂，或在调味料中混入黄油。混料机的运作可以是分批，也可以是连续模式。密苏里州北堪萨斯市Caravan配料公司推出的一款搅拌机，是一个正方形或圆柱形的底伸式搅拌机。有不同容量可供选择，容器可带夹套。通常，底伸式搅拌机的机械密封对于维修保养而言是一个大难题，因为这一部分会直接接触混料物，从而混入磨蚀颗粒。 一些设备制造商还会提供浸没式高剪切搅拌器。通常情况下，就是在固定的容器内放置配有高速马达的转子。通常，应用工程师会帮助客户就特定的应用选择特定样式和大小的混料机。浸没式高剪切混合机可提供中试规格，用于测试和研发。同样，定子的具体设计也可根据不同的应用程序有所不同。 在线高剪切混合机可采用单次或循环模式。要想象它的运作模式，可以把它想成低效的离心泵，因为它们通常包括一个转子或叶轮在一个圆形外壳内。有些型号的设备可能配有多个转子和定子（固定板，不一定有钉子保护）。Quadro工程公司提供了一系列这样的设备，包括相对较新的高压乳化和湿磨设备。这种设备可实现湿法研磨颗粒小到10–15微米的颗粒。这款设备还可以用来处理乳液和悬浮液，并向高压均质设备喂料。在向高压均质设备喂料的应用中，犹豫液滴尺寸减小，同质化的能力显着提高。 这验证了减小颗粒尺寸的一些有效原则：减小颗粒尺寸应该在多个阶段实行，而不只是单单一个阶段。由于混合和分散往往需要尺寸减小，所以原则适用。对该原理最简单的应用可以是在容器中配备一个桨式搅拌轴，负责为在线高剪切混合机喂料，或者就像刚才提到的，使用一个高剪切混料机去为强度更大的混料机喂料。 低剪切 混料工艺的另一个极端是混合颗粒非常易碎或大小差距很大的物料，混料后这些物料必须均匀地分散。典型例子包括沙拉、调味的肉制品，以及糕点混合物。 在一般情况下，翻滚是一种比较温和的混料方法。典型的包括“V”型搅拌机、双锥搅拌机，以及滚筒密闭式混料机。 作为物料处理系统的手提或轮式周转车可以集成到混料机上。通常来说，周转车通过叉车移动，通过圆锥形或斜坡排出固体物。推车通常有一个盖子，通过倾斜卸货。 周转车一般是中型散装容器（IBC）的一种；此外还可以用瓦楞纸板、塑料、或织物（如大袋）代替。中型散装容器的优点包括减少人工操作、更易于自动化，以及防止污染，因为这些容器通常是封闭的。 可重复使用的中型散装容器需要在一次或多次使用后进行清洗。这通常是在自动化设备中完成的，就像洗车系统一样。 除了清洗系统，中型散装容器还需要专门的设备用来装载、移动、搅拌和卸料。还有些类型的固体混料机还可能需要特殊的安排，如利用重力流的支架等，但也可以使用传统的材料处理方法，如气动输送机。 物料处理 固体物的处理是混料时非常重要的一个考量因素，因为几乎任何的运动源都可能产生偏析。偏析，或者所谓的不均匀，对于固体混合物和悬浮液而言非常特别。在固体混合物的应用中，偏析是由颗粒大小和密度的差异造成的。简单的倾倒动作可以使固体分离成相对较小的颗粒。因此，运输和灌装可能会影响之前的混料效果。中型散装容器系统的优点是，整个容器可以在排空前翻转，但之后的操作必须非常小心，以防偏析。 另一种方法是在混料机中即时配方混料。我们将这种工艺称为“桶中混料”，原先这是一种用于大批量液体混料的技术。这一方法的优势在于根据定单加工，减少库存，降低过期风险。 在另一种应用中，一种独立开发的配方，其中包括各种大小的配料需要混料处理，这些配料有些很易碎，有些很细小。这种混合物通常很快就会偏析，很多配料会沉入容器底部。因此消费者需要在食用前摇晃一下。 另一个方法是在移动的传送带上放入配料，这样一来能确保组合方式的正确性。传送带将物料送入容器中，每个容器送入的横截面的长度是统一的。目前这一方法已被用于糖果和混合什锦豆的加工应用中。 预混料 几乎所有的混合物都是有多种成分组成的。通常的成分比例如下：主要>10%，小颗粒1-10%，微小颗粒＜1%。根据不同的应用情况，可以选择不同的分割点，但问题是，不同成分之间的数量差异永远很大。通常，小颗粒和微小颗粒都是功能性配料，如药物中的活性药物成分（API）。有效成分必须均匀分布，这些成本可能很昂贵，可能很危险，也可能很难以处理。对于食品行业，小颗粒和微小颗粒可能是调味剂、营养素和着色剂。 将小颗粒和微小颗粒有效混合的方法之一，是把其中的一些或全部成分和一些主要颗粒先进行一次预混合。同等量的颗粒均匀混合会比较容易。这个方法可以减少混料所需的时间和人力，同时减少了同批次需要的添加剂的数量。 在连续式混料系统中，集料式喂料机的喷嘴或喷射点有一定的限制。这也是考虑预混料的另一个原因。 显然，准备预混料也是混料的一大挑战。预混料通常是在容量较小但类似混料的设备中完成，但预混料可能是在实验室中进行，可能需要将液体加入到固体载体中。预混合的成分必须稳定且互相兼容。因此，不能将发酵粉的水溶液和烘焙粉混合，由于水分会使固体过早地活化膨松。 预混料的明显优势在于，多个批次可以同时操作，减少了称重和混合的步骤，从而提高产量。当小颗粒和微小颗粒不兼容时，可以通过预先称重和分批加入的方法处理，从而简化混料机操作工的任务，减少潜在错误的发生率。

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