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    2. 高壓均質機超細粉碎機理探討

      濕法超細粉碎和均質過程是借助于流體所具有 超細粉碎的機理。
       
      的流動性, 使被加工物料尺寸減小到微米級并均勻分散、充分混合的過程。為提高液態食品如豆奶的口 1 兩種不同均質頭結構的均質試驗
       
      感及貨架壽命, 大部分須進行均質處理。高壓均質機

       
      是用于這類處理過程的重要設備, 其工作過程是用柱塞泵將被加工物料加壓到一定的壓力下, 使其通過一個狹窄的間隙, 流體中的分散相顆粒在間隙中被粉碎并均勻混和。一般認為[ 1] , 使物料超細粉碎的原因是間隙內強大的液力剪切作用、空化作用和撞擊作用。
       
      由于均質頭內粉碎均質機理的復雜性, **今尚未能對均質機理進行定量描述, 對引起物料顆粒破碎的直接原因——應力也有待深入研究。我們在實驗室制作了兩種不同的高壓均質頭研究高壓均質機制作了兩種不同的高壓均質頭, 一種是微孔式,以液力剪切和撞擊作用為主; 另一種是環隙式, 其剪切和撞擊作用要小得多, 但在環隙前后流體壓力有很大變化。
       
      圖 1( a) 為微孔實驗均質頭結構。微孔孔徑 0. 2 m m。液體在微孔內的速度達 200 m/ s 以上, 形成很大的速度梯度。這種均質結構主要以液力剪切對物料實現超細粉碎。
       
      圖1( b) 為環隙式實驗均質頭結構。環形間隙的大小可在實驗中實測。由于環隙截面比微孔大得多,所以液體在環隙中的速度僅在 10 m/ s 以下, 比微孔內小得多, 速度梯度也小得多, 可以認為這種均質結構中液力剪切作用大大減小。但在環隙前后有壓力 突降。

      從上述分析可看到, 對于低彈性模量的被均質物料, 當從高壓環境突然進入低壓環境, 顆粒表面產生的拉應力大小可達到與微孔中的液力剪切應力相當的程度, 兩者對顆粒破碎所引起的作用也是相當的( 純剪時剪應力值即等于該點的**大拉應力值) 。在均質機設計中應考慮到這種作用。
       
      本文未考慮撞擊的作用。撞擊產生壓縮應力, 其對顆粒破碎起的作用與受拉、受剪時不同, 尚待研究。此外, 食品物料的組分復雜且呈分散相, 每種組分的物理常數難以測得是進一步深入研究均質機理的主要困難。
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