题目
66.高压均质机的工作原理是什么?一般应用于什么物料的均质?影响高压均质机均质效果的因素?
66.高压均质机的工作原理是什么?一般应用于什么物料的均质?影响高压均质机均质效果的因素?
题目解答
答案
答:(1)原理:利用高压的作用使液料流过狭窄的缝隙,液料中的颗粒受到强大的剪切、撞击和高频振荡的作用而破碎并得到液相均匀的混合物。(2)物料:黏度不是很高的制品(果汁、炼乳、冰淇淋、牛奶)。(3)影响因素:均质压力(高压液体进入均质阀后压力突降,产生大量气泡,而后是发生空穴,然后以一定的压力从缝隙流出。当空穴发生时会导致局部的高温和高压,易引起阀的金属空穴腐蚀。而空穴发生的区域受背压、料液的黏度及阀的结构的影响,背压小会移向出口且易失控;反之移向进口处,空穴少。所以在操作时应很好控制空穴发生的区域。)、温度(温度↑,料液的饱和蒸汽压↑,均质时空穴容易形成,还可避免微粒再次凝集的现象)。
解析
考查要点:本题主要考查高压均质机的工作原理、适用物料类型及影响均质效果的关键因素。
解题核心:需理解高压均质机通过高压剪切、撞击和空穴效应实现均质化,掌握其对物料黏度的要求,以及压力、温度对均质效果的作用机制。
破题关键:
- 原理聚焦于高压作用下的物理破碎过程;
- 物料选择需注意黏度限制;
- 影响因素需联系空穴现象与背压、温度的关系。
(1)工作原理
高压均质机通过高压泵将料液加压至高压力(通常为几十到几百个大气压),使其高速通过狭窄的均质阀缝隙。在此过程中,料液中的颗粒受到以下作用:
- 剪切力:高速流动产生的层流剪切;
- 撞击力:颗粒与阀芯、阀座的高频碰撞;
- 空穴效应:高压突降形成气泡,气泡破裂产生局部高温高压,进一步破碎颗粒。
(2)适用物料
适用于黏度较低的液体,如:
- 果汁、炼乳、冰淇淋、牛奶等;
- 黏度过高的物料(如高浓度果胶溶液)易堵塞阀隙,影响均质效果。
(3)影响均质效果的因素
均质压力
- 压力大小决定剪切力强度,但过高压力易加速设备磨损;
- 背压控制:背压小使空穴现象靠近出口,易失控;背压大则空穴靠近进口,减少腐蚀。
温度
- 温度升高:
- 提高料液的饱和蒸汽压,促进空穴形成;
- 降低料液黏度,改善流动性;
- 防止均质后微粒再凝集。