Типи лопатевих мішалок

Тип мішалки	Співвідношення розмірів	Сфера використання
Дволопатева		Перемішування рідин з в'язкістю ( < 15 Па∙с) і розчинення твердих часток. V=1.5-3 м/с
Четирьохлопатева		Перемішування рідин середньої в'язкості й розчинення твердих часток. V=1.5-3 м/с
Якірна		Перемішування густих рідин в апаратах з теплообмінними сорочками, очищення стінок апарата від осаду, захист пристенного шару рідини від перегрівання. μ < 20 Па∙с V < 0.5 - 2 м/с

Планетарні мішалки застосовують для інтенсивного перемішування рідких харчових продуктів у ємностях великої місткості. Їх робочі органі ексцентрично розташовані в посудині й приводяться в дію планетарним механізмом. При цьому лопаті створюють подвійний рух (планетарний).

Планетарні мішалки широко застосовуються для перемішування паст, кремів, суспензій, готування емульсій і т.д.

Приведемо конструкції мішалок для змішування рідких компонентів і одержання розчинів, які застосовуються в кондитерській і хлібопекарській промисловості.

Цукророзчинник Х-14 застосовується для розчинення цукру й дріжджів. Ця мішалка складається з бака циліндричної форми. У середині бака перебуває вертикальний вал, на нижньому кінці якого закріплена двостороння лопать, що обертається зі швидкістю 48 об/хв. Завантаження цукру й подача води - через верхню кришку. Випуск приготовленого розчину - через корковий кран і фільтр.

Рис.5.13. Апарат Х-15 для розчинення жиру: 1 – станина; 2 – вихідний патрубок; 3 – вентиль; 4 – лопаті; 5 – знімні решітки; 6 – вертикальний вал; 7 – циліндрична ємність; 8 – теплообмінна сорочка; 9 – рама привода; 10 – електродвигун; 11 – редуктор.

Жиророзчинник Х-15 (мал. 5.13) призначений для розплавлення жирів. Складається зі станини, циліндричної ємності з конічним днищем. Ємність поснащена теплообмінною сорочкою й пропелерною мішалкою, яка закріплена на вертикальному валу. Привод мішалки закріплений на кришці ємності. У нижній частині ємності встановлені патрубки зливу розтопленого жиру й води з теплообмінної сорочки.

Жир у змішувач подається порціями, розтоплюється й проходить через сітчастий фільтр, і постійно перемішується мішалкою.

Аналогічний по конструкції змішувач Х-14 використовується для розчинення цукру й дріжджів, і відрізняються від змішувача Х-15 відсутністю теплообмінної сорочки.

Для готування емульсій застосовується змішувач-емульсатор ШС (мал. 5.14).

Змішувач являє собою циліндр із горизонтальним валом. На валу укріплено дві лопаті, що перемішують,

Т- подібної форми й чотири - прямокутної. Усі вони повернені до осі вала на 30-40°. У циліндрі є патрубок для завантаження сировини й оглядовий люк. Для підтримки необхідної температури суміші циліндр обладнаний водяною сорочкою.

Рис. 5.14. Горизонтальний лопатевий змішувач ШС:

1 – завантажувальний люк; 2 – горизонтальний вал; 3 – плоскі лопаті; 4 – оглядовий люк; 5 – циліндрична камера; 6 – гвинтовий привод клапана; 7 – конічний випускний клапан; 8 – зливальний патрубок; 9 – водяна сорочка; 10 – теплоізоляція; 11 – Т-подібна лопать.

Рис. 5.15 Збивальна машина МВ-35

Кремозбиваюча машина МВ-35. Як приклад конструкції планетарної мішалки розглянемо кремозбиваючу машину МВ-35 (мал. 5.15), періодичної дії, з вертикальною віссю обертання

збивального органа. Машина застосовується для збивання вершків, яєць, кремів і інших кондитерських мас, а також для замісу цукрових сортів тіста для віденських виробів і бісквіта.

У литій чавунній станині перебуває привод збивача й механізм підйому бачка. Привод збивача складається з електродвигуна 2, ремінного варіатора, зубчастої передачі й планетарного механізму.

Варіатор служить для зміни частоти обертання збивача, і складається із двох шківів з розсувними конусними дисками, спеціального варіаторного ременя 3 і механізму регулювання.

Обертання від відучого шківа через вал 6 і зубчастую передачу із внутрішнім зачепленням 9 передається на вал 10 планетарного механізму. Планетарний механізм складається із зубчастого колеса 11 і шестірні 12, і водила 13. Зубчастая шестерня 12 насаджена на місильний вал 15. При обертанні водила шестерня обкатується по нерухомому зубчастому колесу 11, і місильний орган 17 робить складний рух: обертається з великою частотою навколо своєї осі й повільно навколо осі бачка.

Залежно від виду продукту, який збивається, застосовується один із чотирьох місильних органів: замкнений, крюкоподобный, четирьохлопатевий і прутковий.

Збивач 17 кріпиться на кінці вала штифтом, і може легко мінятися. На бачку 16 установлена кришка 14, що запобігає розбризкуванню продуктів. Бачок кріпиться на кронштейні, який може переміщуватися по вертикальних напрямних станини 1 за допомогою механізму підйому 18, який приводиться в рух червʼячну передачу, і зубчасте колесо з рейкою. Підйом і опускання бачка здійснюється вручну маховиком.

Пропелерні мішалки. Особливість змішування рідин пропелерними мішалками (мал. 5.14) – багаторазове переміщення через пропелерну лопать всього об’єму рідини в ємності.

Робочий орган нагадує пропелер літака або гребний гвинт судна.

Трилопатеві пропелери використовують для перемішування рідини в ємності місткістю до 200 м². Для невеликих ємностей обсягом до 1 м³ можна застосовувати дволопатевий пропелер. Можуть бути й багатолопатеві пропелери.

( t – крок гвинта)

Рис. 5.16. Схема апарата із пропелерною мішалкою й співвідношення його основних розмірів.

Залежно від кута повороту лопатей пропелера розрізняють два типи пропелерних мішалок:

а) мішалки, що всмоктують рідину із дна й нагнітаючі до поверхні ( > 90°);

б) мішалки, що всмоктують рідину від поверхні й нагнітаючі до дна ( < 90°).

Для змішування з рідиною продукту, густина якого більше ніж в рідини, необхідно застосовувати мішалки з  > 90° і навпаки.

Пропелерні мішалки доцільно застосовувати для перемішування рідин і продуктів з коефіцієнтом в'язкості μ < 2 Па∙с.

Недоліки пропелерних мішалок - складність розрахунків і проектування, а також залежність ефективності перемішування від форми ємності й розміщення мішалки в апараті.

Мішалки можуть бути однорядні й багаторядні, з різними α кожної лопаті.

З метою підвищення ефекту перемішування доцільно встановлювати їх ексцентрично або під кутом 10-20° до вертикалі.

Турбінні мішалки (табл. 5.2). Застосовуються для швидкого готування суспензій, емульсій і диспергування нерозчинних компонентів, з в'язкістю до 30 Пас, і коли форма ємності не дозволяє застосовувати пропелерну мішалку. Також можуть використовуватися як емульгатори й збивачки.

Робочі органі (турбіни) турбінних мішалок бувають відкриті (мал. 5.17 а, б, в) і закриті (мал. 5.17 г, д).

Відкрита турбіна – це диск, на якому радіально закріплені лопатки. (мал. 5.17 а, б, в). При швидкому обертанні турбіни на продукт діють відцентрові сили, які відкидають його до стінок мішалки, і далі до дна й у верх ємності. Так створюється безперервна інтенсивна циркуляція й перемішування компонентів суміші.

Закрита турбіна працює аналогічно, за принципом відцентрового насоса (мал. 5.12 г, д).Лопатки в закритій турбіні розміщені між двома тонкими дисками, у центрі яких є отвір. При обертанні турбіни рідина засмоктується в отвір і з великою швидкістю викидається до периферії.

Кількість лопаток турбіни буває від чотирьох до шістнадцяти.

Звичайно частота обертання 100-200 об/хв.

При змішуванні високов'язких рідин лопатки турбін повинні бути спрямовані убік, протилежний обертанню колеса.

Для підвищення ефективності при перемішуванні грузлих рідин мішалки оснащують напрямними апаратами-статорами (мал. 5.15 д).

Таблиця 5.2.