乳品之窗（57）乳品基本知识问答100题(连载-26)

（七十三）均质机的构造及其功能是什么？常见的故障及排除方法如何？

    均质乳化是一种特殊的混合操作，包含着粉碎和混合的双重作用，将两种通常互不相溶的液体进行密切混合，使一种液体或胶体颗粒粉碎成为小球滴而后分散在另一种液体之中，获得粒子很小且均匀一致的混合液料。常用的均质乳化机械有胶体磨和均质机两种。

1、均质乳化原理

均质的原理有冲击、剪切、空穴等学说。

（1）冲击  液滴或胶体颗粒随液流高速撞向固定构件表面时，因拉应力发生碎裂，细小液滴因自身速度而向外围连续相中分散。

(2) 剪切  因液流涡动或机械剪切作用使得液体和胶体颗粒内部形成巨大的速度梯度，沿剪切面滑移产生破坏，继而在液流涡动的作用下完成分散。

（3）空穴  液滴因内部的汽化膨胀形成气泡，当外界压力过大后，液膜产生拉应力破坏而破碎并分散。

    高压均质机是在将料液内部压力提高到一定程度后，使其在极高的压差作用下高速瞬间通过狭窄的缝隙，通过此过程中形成的冲击、剪切与空穴作用完成均质操作的机器。

高压均质机一般均采用柱塞泵作为高压泵，工业用机型通常为三柱塞（图3-73-1），也有五柱塞的，其瞬时排液量大且较为均匀；实验室用一般为单柱塞。柱塞的往复运动由曲柄滑块机构驱动。乳品行业常用的高压均质机的柱塞泵对料液施加的压力可达30～60MPa。常用三柱塞高压均质机系统图见图3-73-2。

均质阀主要由阀座3、阀杆5和冲击环4构成（图3-73-3），阀杆及阀座采用钨、铬、钴等耐磨合金钢制造。食品生产一般采用双级均质阀。进行牛乳均质时，{dy}级的压力控制在20～25MPa，主要起破碎脂肪球作用，第二级控制在3.5MPa左右，主要起分散脂肪球作用，并为{dy}级提供背压，起控制{dy}级的破碎程度的用。                                  

2、常见的故障及排除方法

  ⑴  压力上不去，是由于泵内高、低压阀磨损；均质阀磨损；过滤器堵塞等，应更换或检修。

⑵ 压力表不稳，是由于柱塞密封漏；泵内高、低压阀磨损，应更换或检修。

⑶ 泵体传动部分震动，是由于机内缺润滑油或由内进水；轴承磨损，应更换。

⑷ 柱塞处漏奶，是由于柱塞磨损或柱塞密封漏，应修复或更换。

 （七十四）热交换器是如何分类的？

    现代乳品工业中，在加工的各个阶段均需要控制产品的温度，加热、冷却和热回收是非常重要的。常采用热交换器进行热交换。

目前广泛应用的热交换器有五种类型：贮槽式热交换器、板式热交换器、列管式热交换器、管式热交换器和刮板式热交换器。

1、 贮槽式热交换器

通常称为冷热缸，用于液体物料的加热、冷却和保温。图3-74-1为开启式冷热缸，由内胆、外壳、保温层、搅拌器、温度计和放料阀门等组成，内胆外表面处为传热夹套。用于加热的冷热缸，由夹套上部通入蒸汽或热水，底部设疏水阀或排水口，夹套进口管处须设压力表和安全阀；用于冷却的冷热缸，由夹套下部通入冷水、冰水或制冷剂，由上部溢流管排出。搅拌器用于形成料液的对流，加快热交换速度，常用搅拌器有锚式、框式和旋桨式等。

这种热交换器结构简单，易于制造，操作检修方便，可兼作贮槽，但传热系数小，换热时间长，目前已不常用。

2、 板式热交换器

板式热交换器是以成型传热板片为传热面的高效间壁换热器见图3-74-2。冷热流体分别呈条形和网状薄层湍流连续通过板片两侧的空间，因不断改变运动方向产生激烈的湍流，从而破坏滞流层，提高了传热效果。乳制品的热处理大多在板式热交换器中进行。

在该框架上可以组装成几个独立的板组——不同的处理区段，分别进行预热、xx及冷却。根据产品要求的出口温度，热介质可采用蒸汽、热水，冷介质可采用冷水、冰水或丙基乙二醇。

3、管式热交换器

    管式热交换器的产品通道较宽，通过压降小，而且没有接触点，故可处理含有颗粒的产品。但是比板式热交换器的传热效率低。管式热交换器可用于乳制品的巴氏xx/超高温处理，在UHT处理中，管式热交换器要比板式热交换器运行的时间长。为使结构紧凑，便于布置和操作，减少热损耗，管式热交换器通常组装在一个箱体内（图3-74-3）。

现有的管式热交换器多流道和多管道两种结构形式。