高剪切均質(zhì)機原理及在食品行業(yè)中的應用

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)機設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，它的工作原理及高剪切均質(zhì)機在食品行業(yè)中的應用。

高剪切乳化機的原理

工業(yè)上，兩種互不相溶的液體或固液夾雜時，通常利用乳化機來完成油水乳化，達到分散均質(zhì)的作用。高剪切均質(zhì)機的作用力主要為剪切力。當油水兩相介質(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，通過強烈的切割分散作用，將介質(zhì)打散為細小顆粒，最終形成穩(wěn)定均勻的分散體系，達到良好的乳化效果。目前，均質(zhì)乳化機的應用不僅限于乳化。乳化機具有強烈的剪切效果，可以使粉粒體在摧毀撞擊下破碎，最終細化到細小粒徑，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。當物料的細度達到微米甚至納米級時，體系可以被認為均質(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)生強大的離心力，形成強負壓區(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。均質(zhì)頭高速旋轉(zhuǎn)，對物料進行剪切、分散、撞擊。這樣物料就會變得更加細膩，完成均質(zhì)。高剪切乳化機主要是靠定轉(zhuǎn)子之間的相對高速運動產(chǎn)生的高剪切作用,使物料剪切、撕裂和混合，同時，較強的空穴作用對物料顆粒進行分散、細化、均質(zhì)。其優(yōu)點是處理量大，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，疏水基團暴露，有利于形成凝膠網(wǎng)絡，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。高剪切乳化機廣泛應用于粘度較大、乳化要求較高的產(chǎn)品，如果醬、果茶等。