為提升均勻的乳化狀態(tài),延長產(chǎn)品保藏期,在許多工業(yè)生產(chǎn)中,需要專業(yè)的均質(zhì)機(jī)設(shè)備來為良好分散找到適合的解決途徑。今天為大家介紹均質(zhì)與攪拌效果都很好的高剪切均質(zhì)機(jī),它的工作原理及高剪切均質(zhì)機(jī)在食品行業(yè)中的應(yīng)用。
高剪切乳化機(jī)的原理
工業(yè)上,兩種互不相溶的液體或固液夾雜時(shí),通常利用乳化機(jī)來完成油水乳化,達(dá)到分散均質(zhì)的作用。高剪切均質(zhì)機(jī)的作用力主要為剪切力。當(dāng)油水兩相介質(zhì)夾雜形成油包水或水包油后,不能穩(wěn)定存在,需要合適的乳化劑來改善體系的表面張力,在均質(zhì)處理的過程中,通過強(qiáng)烈的切割分散作用,將介質(zhì)打散為細(xì)小顆粒,最終形成穩(wěn)定均勻的分散體系,達(dá)到良好的乳化效果。目前,均質(zhì)乳化機(jī)的應(yīng)用不僅限于乳化。乳化機(jī)具有強(qiáng)烈的剪切效果,可以使粉粒體在摧毀撞擊下破碎,最終細(xì)化到細(xì)小粒徑,然后使固體顆粒充分摻混到液體中并構(gòu)成相對不變的懸浮液。當(dāng)物料的細(xì)度達(dá)到微米甚至納米級時(shí),體系可以被認(rèn)為均質(zhì)。
剪切頭由轉(zhuǎn)子和定子組成,轉(zhuǎn)子與定子相互嚙合,每級定轉(zhuǎn)子又有數(shù)層齒圈。轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,形成強(qiáng)負(fù)壓區(qū),物料被吸入工作腔,在定、轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)受到剪切、離心擠壓、撞擊撕裂和湍流等綜合作用,而產(chǎn)生分裂液滴的張力。液體離開定子小孔后壓力又回升,由此產(chǎn)生了空穴效應(yīng)。均質(zhì)頭高速旋轉(zhuǎn),對物料進(jìn)行剪切、分散、撞擊。這樣物料就會變得更加細(xì)膩,完成均質(zhì)。高剪切乳化機(jī)主要是靠定轉(zhuǎn)子之間的相對高速運(yùn)動產(chǎn)生的高剪切作用,使物料剪切、撕裂和混合,同時(shí),較強(qiáng)的空穴作用對物料顆粒進(jìn)行分散、細(xì)化、均質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是處理量大,生產(chǎn)的產(chǎn)品穩(wěn)定性好,不容易破壞乳分層,機(jī)器比較耐用,而且容易維修,均質(zhì)形式更加豐富。
高剪切乳化機(jī)比較適合處理含纖維較多或者較硬的顆粒物料,混料、殺菌、均質(zhì)可同時(shí)完成。采用高剪切乳化技術(shù)處理大豆蛋白,使蛋白顆粒大大減小,疏水基團(tuán)暴露,有利于形成凝膠網(wǎng)絡(luò),可以顯著提高大豆分離蛋白凝膠持水性。通過高速剪切乳化技術(shù)處理玉米蛋白粉來改變蛋白粉的物理特性,可以顯著降低顆粒大小,提高流變性和溶解度,提高淀粉降解率和蛋白質(zhì)水解度,有效抑制了果蔬汁的分層現(xiàn)象。高剪切乳化機(jī)廣泛應(yīng)用于粘度較大、乳化要求較高的產(chǎn)品,如果醬、果茶等。