中國粉體網訊 均質技術是一種非常重要的細化分散技術,廣泛應用于乳品、飲料、食品、化妝品和化工行業等。其中,高壓均質是一種適用于流體物料的連續化非熱加工技術,依靠高壓均質機來實現。
高壓均質機的原理
高壓均質機是液體物料均質細化和高壓輸送的專用設備和關鍵設備。高壓均質機中物料的均質化主要來自三個方面:空穴作用、湍流作用和碰撞作用。所謂均質,就是將液態物料中的固態物質打碎,使固態顆粒實現超細化,并形成均勻的懸浮乳化液的工藝過程。在高壓條件下,流體流經均質閥微小的流道時所產生強烈的湍流和剪切效應會將流體中顆粒或滴液分解成微小的粒子。
高壓均質作用原理示意圖
高壓均質機的結構
傳動部分
傳動部分是由電動機、皮帶輪、變速箱、曲軸、連桿、柱塞等組成。
高壓均質機傳動系統
柱塞泵
由活塞帶動柱塞,在泵體內作往復運動,在單向閥配合下,完成吸料,加壓過程, 然后進入集流管。
均質閥
均質閥接受集流管輸送過來高壓液料,完成超細粉碎、乳化、勻漿任務。閥中接觸料液的材質必須具備無毒、無污染、耐磨、耐沖擊、耐酸、耐堿、耐腐蝕的條件。
均質閥是均質機的的核心工作部件。不同內部結構的高壓均質腔,其使用范圍和均質效果都不盡相同。
均質腔內部結構示意圖
均質腔的性能比較
來源:山海埃東機電設備有限公司
高壓均質機的控制
目前,高壓均質機生產廠家控制技術參差不齊。按控制方式可分為手動控制式、手調液力控制式以及全自動控制式。其中,人工手動控制均質存在很多缺點,如人工勞動強度大、產品批次穩定性差、生產效率低等。目前均質機的自動控制主要有三種形式:
基于 PLC 控制系統——響應速度快、成本低,適用于單臺均質機的自動控制,與其他設備聯動控制較差;
基于 DCS 的控制系統——留有大量的可擴展性接口,外接系統或擴展系統都十分方便,采用了雙冗余的控制單元,系統安全可靠,在均質機自動控制過程較為廣泛;
基于 FCS 的控制系統——一種開放式、數字化、多點通訊的底層控制網絡。均質機自動控制過程無法單獨使用現場總線控制系統,需要與其他系統配合使用。
高壓均質機的應用
高壓均質機具有顆粒微細化能力強、耗能較大、維護工作量較大、費用較高、能保持物料的性能基本不變、能定量輸送物料等特點,可以應用于需要高壓處理的流體產品的所有行業中,例如乳化、分散、產品粒子粉碎和細胞破碎等應用領域。也廣泛用于食品加工、牛奶、飲料、醫藥、染料、精細化工和生物技術等領域的生產和研發。
高壓均質機常見故障及其排除
進出料單向閥漏液。三柱塞高壓均質機包含6個單向閥,其中3個為進料閥,3個為出料閥。漏液通常是O形圈、防擠壓環磨損所導致。
均質閥漏液。針對均質閥漏液、均質總壓不足、達不到均質壓力、均質閥噪聲等現象,除了檢查O形圈外,有可能是均質頭和均質座等損壞所致。
物料流速減慢。檢查主電機皮帶是否打滑、主電機轉速是否降低、柱塞密封有無泄漏情況,或者物料中混入空氣、閥彈簧斷裂都會造成物料流速減慢甚至沒有物料流動。
主電機過載。檢查是否均質壓力過高、動力傳送端磨損或損壞、皮帶張力過緊或主電機故障。
卸壓后壓力表指針不回零。如果停機后壓力表指針仍不回零, 為壓力表損壞, 需更換壓力表。檢查調壓頂桿密封圈是否損壞或過緊, 需更換密封圈或調整配合間隙。
高壓均質機內部異常敲擊聲。產生問題的原因可能是軸承嚴重損壞,連桿螺母、螺栓脫落或松動,軸瓦嚴重磨損, 間隙過大或小頭軸銷、襯套嚴重磨損,滑塊運動間隙過大,皮帶輪松動等。
曲軸箱內油溫過高或主軸承溫度過高。檢查曲軸箱內缺油原因,若放油口漏油應及時緊固,若是主傳動軸部位漏油,應及時更換主傳動軸和軸套,排除漏油故障后方可添加新油或更換新油;調整軸瓦裝配間隙或更換軸瓦;檢查主軸承是否磨損以及曲軸箱內潤滑油是否太臟,進入雜物。
參考資料:
王利.高壓均質機在潤滑脂生產中的應用研究
溫秋明.基于機械乳化法的高壓均質機原理分析與故障診斷
雒亞洲等.高壓均質機的原理及應用
張勇.高壓均質機的技術原理及市場動向
楊澤勇.高壓均質機常見故障分析與處理
(中國粉體網編輯整理/黑金)
注:圖片非商業用途,存在侵權請告知刪除!