【文章內容簡介】 比較缺乏，食品機 械產品的標準化，系列化，通用化程度不高，而且混合理論目前還不成熟，這對于米粉混合機的設計帶來許多不便。隨著 21 世紀科學技術的飛速發(fā)展和人們對食品要求的提高，食品機械必將迎來新的發(fā)展機遇，真正實現(xiàn)食品的全自動化生產。 粉料的混合特性 一般混合物料主要是流體，按流體力學概念分類有牛頓型流體和非牛頓型流體。對于牛頓型流體，無論攪拌程度激烈或緩和，它的粘度是與其靜止 狀態(tài)相同的。在同一混合容器中，各處的粘度也是一致的。對于非牛頓型流 體，攪拌程度直接影響著流體的性質，物料的表面粘度隨所受剪切的程度及攪拌時間的變化而變化。在這里我們可以將粉料的混合過程簡化為牛頓型流體的混合來進行設計。因為對于粉料的混合過程的混合特性用正確的數(shù)學公式表現(xiàn)出來是非常困難的，多數(shù)情況下不能進行解析計算，所以一般用粉料的表觀粘度代替牛頓粘度。 混合均勻度 均勻度指一種或幾種組分的濃度和其他物理量如含水量等的均勻性。為比較全面地反映混合物的混合程度，采用“分離尺度”和“分離強度”的概念。 分離尺度在這里表示水分這類可分散的“參量”的未分散部分的大小?；旌显诤艽蟪潭壬鲜欠哿蠄F塊之間的混合，水分的未分散部分就與流體 團塊相對應，表示粉料團塊的大小的平均值。下圖表示分離尺度，從左往右，方格愈來愈大，即分離尺度愈來愈大，混合物的均勻性愈來愈差，分離尺度所米粉混合機的設計（總體） 8 衡量的是宏觀混合的結果。 分離尺度圖（1） 二相鄰粉料團塊間濕度等參量的差異用分離強度表示，它同時也表示團塊中的參量值與完全均勻后的參量之間的差異，由下至上相鄰方格中黑點數(shù)目的差異愈來愈大，表示分離強度愈來愈大，混合物的均勻性愈來愈差，分離強度所衡量的是微觀混合的結果。 上述粉料團塊的大小是一個隨機變量。要完全描述分 離尺度，必須知道這些團塊體積的概率分布函數(shù)。團塊中含水量與總體平均值間的偏差也是具有一定分布的隨機變量。所以，一般采用抽樣檢查的統(tǒng)計方法。 為此，我們可以根據(jù)不同粉料要求含水量的不同，規(guī)定一試樣大小，并要求試樣含水量 C 的平均偏差值應小于某一規(guī)定的最大值，其最大偏差值稱為允許偏差，而規(guī)定的取樣大小則稱為檢驗尺度。如果制品符合下列條件之一，則認可為是合格制品： ① 分離尺度小于檢驗尺度 ,且分離強度小于允許偏差 。 ② 分離尺度雖大于檢驗尺度 ,但分離強度充分小于 允許偏差 。 ③ 分離強度雖大于允許偏差 ,但分離尺度充分小于檢驗尺度 。 這樣，一定尺度的試樣的含水量偏差的平均值就可以作為混合物質量的鑒別標準。 鑒別過程如下：一組大小符合檢驗尺度的試樣，經分析知其含水量為 i?（ i=1， 2 n），設混合物平均含水量的真值 m? 為已知，則混合物的分離強度可以用均方差的大小來量度： 212 )(1 mni in ??? ?? ?? 若 m? 未知，則取一組試樣濃度大算術平均值 ? ，然后用下式表示混合物的分離強度： 米粉混合機的設計（總體） 9 212 )(11 ?? ??? ??ni ins 值 2s 和 2? 稱為均方差，均方差的平方根 ? 稱為根均方差或標準差。均方差和標準差都是偏差的量度。如果對一定數(shù)目具有一定大小的試樣，規(guī)定 ?值的均方差或標準差的最大值，則對合格的制品，應要求其均方差或標準差小于此最大值。 米粉混合機的混合機理分析 米粉混合機對粉料的本質作用就是混合，而這種混合主要是通過顆粒狀散體粉料的流動才得以實現(xiàn)的。 因此米粉混合機的操作機理類似液體攪拌機的操作，即為對流，擴散及剪切三種基本方式的混合。在這里對流是指顆粒 狀粉料的團或塊從一個位置轉移到另一個位置的過程；擴散是指由于顆粒在 粉料整體新生表面上的分布作用引起個別顆粒的位置分散遷移過程；剪切則指在顆粒粉料團內開辟新的滑移面而產生的混合作用。 在混合操作中，粉料顆粒隨機分布受混合機的作用，粉料開始流動，正是這種流動可能會引起性質不同的顆粒產生分離，在這里的性質指粉料含水量的不同。因此，在米粉混合機操作中，粉料的混合與分離是同時進行的，一旦混合作用與 分離作用達到某一平衡狀態(tài)，那么混合程度即確定，即使再進一步操作也不能改變混合的效果。 影響混合效果的因素首先是粉料的物理性質。其中主要包括粉料顆粒的大小，形狀及其密度。其它一些因素也起一定得作用，如粉料顆粒的表面粗糙度，流動特性，附著力等。實驗分析表明，顆粒小的，形狀近似圓球形的或密度大的粉料容易沉降于容器底部。而附著力大，含水量高的物料顆粒容易結塊或成團，不易均勻分散。 初始狀態(tài) 剪切狀態(tài)圖（2） 米粉混合機的設計（總體） 10 混合速率 混合過程的速率可以用均方差或標準差對時間的變化率來表示?；旌线^程的推動力可表為 22 ???? ?；旌纤俾?dtd )( 2? 正比于其推動力，即： )( 222???? ??? kdtd 將上式從 t=0, 202 ?? ? 積分至時間的 2? 值得： kte ??? ??? )( 22022 ???? 2 米粉混合機結構設計 米粉混合機基本結構 米粉混合機的基本結構由攪拌裝置，傳動裝置及軸封等三大部分組成。 攪拌裝置包括攪拌器（或稱攪拌槳）及攪拌軸，其作用是通過自身的運動使攪拌容器中的粉料按某種特定的方式滾動，從而達到混合操作規(guī)定的工藝要求。這種特定流動方式是衡量混合裝置性能最直觀的重要指標。 攪拌 容器也稱攪拌槽或攪拌缸。它的作用是容納攪拌器與粉料在其內進行操作的。對于米粉攪拌容器除保證具體工藝外，還有滿足無污染，易清洗等專業(yè)技術要求。 傳動裝置是賦予攪拌裝置運動的傳動件組合體。在滿足機器所必須得運動功率及幾何參數(shù)下，希望傳動鏈短傳動件少，電機功率小，即傳動裝置越簡便，結構越緊湊，成本越低越好。 軸封是指攪拌軸及攪拌容器轉軸處的密封裝置，也是米粉攪拌機易出現(xiàn)故障的結構之一。 米粉混合機攪拌器概述 攪拌器的選擇 攪拌器是攪拌設備的主要工作部件。通常有漿式葉輪，渦輪式葉輪， 旋米粉混合機的設計（總體） 11 漿式葉輪和錨柵式攪拌器等形式。 漿式攪拌葉輪是一種由平板構成的最簡單的葉輪結構。葉輪一般有 2 至6個葉片，攪拌軸大多是對稱安裝在容器中。漿式攪拌葉輪結構簡單，剪切效應有限，主要適合于攪拌低粘度液料，不適合于固體粉料的混合操作。 錨柵式攪拌器是在平漿是葉輪的基礎上增加槳葉與物料接觸面積或將槳葉外緣作成與容器內壁相一致的各種結構形式的攪拌器。采用錨柵式攪拌器可