高效混料系統(tǒng)主要用于溶解、均質和乳化粉料，廣泛應用于食品、醫(yī)藥、精細化工等行業(yè)的，例如溶糖，溶解各種穩(wěn)定劑或增稠劑（如CMC、黃原膠等），復合飲品的混合，脫脂乳中溶解蛋糊粉，牛奶中溶解明膠粉，在牛奶中添加其他液態(tài)營養(yǎng)成分等。國內外生產設備大多采用巨大的混料罐配合攪拌器生產的，受罐體大小的限制，生產批量小、周期長、品質差，所以很難大批量的無限制生產。因此，高效混料系統(tǒng)的市場空間非常廣闊。
繼單級多齒高剪切均質乳化泵的發(fā)展，雖然剪切泵也是通過離心力輸送，但畢竟以剪切乳化為主要功能，喪失了部分輸送功能，特別是帶顆?；蛘吵矶缺容^大的產品，輸送比較困難。
混料系統(tǒng)設計特點
衛(wèi)生級高效率混料系統(tǒng)把液環(huán)式自吸泵和高效衛(wèi)生剪切泵組合在一起，把粉體添加到漏斗中，方便人工投料，在配料量不是太大的工況下，提高投料效率。利用自吸泵的自吸功能，把多相物料吸入泵中并輸送到剪切泵中，實現(xiàn)充分混合、剪切、乳化，能有效防止產品結塊或產品加工不完全，與傳統(tǒng)的分布加工相比較，可以在短時間內粉碎大塊成團物料，并且可以保證各批次產品具有相同的均質效果，確保生產出連續(xù)的高品質標準的產品。圖1為高效混料系統(tǒng)工藝流程圖。
圖1 高效混料系統(tǒng)工藝流程圖。
該系統(tǒng)模塊化、集成化的設計方案，方便直接接入生產系統(tǒng)，操作平臺減少了投料的工作難度，方便人工投料，裝上PLC控制單元，通過傳送帶，可實現(xiàn)工業(yè)4.0自動化生產模式。
圖2 混料系統(tǒng)結構圖，主要部件有：①操作平臺；②剪切泵；③自吸泵；④加料斗；
混料系統(tǒng)目前現(xiàn)狀
目前市場上剪切乳化設備各式各樣、良莠不齊的給工程設計人員設計選型帶來諸多不便?？偨Y市場上常用的設備主要分為以下幾種：
（1）膠體磨（工作原理摘自百度百科）
工作原理：膠體磨是由電動機通過皮帶傳動帶動轉齒（或稱為轉子）與相配的定齒（或稱為定子）作相對的高速旋轉，其中一個高速旋轉，另一個靜止，被加工物料通過本身的重量或外部壓力（可由泵產生）加壓產生向下的螺旋沖擊力，透過定、轉齒之間的間隙（間隙可調）時受到強大的剪切力、摩擦力、高頻振動、高速旋渦等物理作用，使物料被有效地乳化、分散、均質和粉碎，達到物料超細粉碎及乳化的效果。
缺點：膠體磨的傳動方式為皮帶傳送，皮帶和軸承在傳動裝置中，屬于易損件，經常會因為皮帶或軸承的損壞，影響生產的連續(xù)性，增加維護成本，給客戶的生產維護帶來不便；膠體磨加料方式也是通過料斗加料，但是通過重力輸送至剪切頭，投料量過大或者物料顆粒較大，料液會堵塞加料口，也會大大降低生產效率，影響生產品質。衛(wèi)生行業(yè)的設備生產完批后都要考慮清洗效果，避免殘液或清洗不徹底，膠體磨不能完全滿足CIP要求。
（2）罐底剪切配合攪拌器
罐底剪切工作原理也是通過定轉子的相對高速運動產生的離心力將物料甩出的方式，對物料進行剪切、均質、乳化的，物料存儲于罐中，如果光靠罐底剪切的作用對物料乳化，很難達到理想的效果。物料只是在剪切頭區(qū)域流動，要想充分混合、剪切還必須配合攪拌器，使罐內的物料不斷的輸送至剪切頭，既是如此也要對物料反復攪拌才能完全均質。
圖3 罐底剪切、攪拌器、工藝圖。
缺點：罐底剪切沒有輸送能力，不能充分對物料剪切，要借助攪拌器的功能共同完成剪切均質。生產時間久，工藝復雜，成本相對較高。而且無論是混料還是均質乳化，物料都是比較粘稠的，容易黏在罐壁和攪拌器上，不易清洗，即使CIP也無法做到理想的清洗效果，這種生產工藝對于行業(yè)來說也是比較棘手的問題。工藝設計中：洗球的選用數(shù)量以及選用形式都考驗著設計者的水平；想要清洗徹底既要保證用水量又必須有足夠的清洗時間。罐體的容積限制著生產量的大小，如果想要提高產量，唯一的途徑是增大罐的容積、增加罐的數(shù)量，這大大增加了生產成本，制約了工廠的發(fā)展。
（3）高壓均質機（工作原理摘自百度百科）
高壓均質機主要由高壓均質腔和增壓機構構成。高壓均質腔的內部具有特別設計的幾何形狀，在增壓機構的作用下，高壓溶液快速的通過均質腔，物料會同時受到高速剪切、高頻震蕩、空穴現(xiàn)象和對流撞擊等機械力作用和相應的熱效應，由此引發(fā)的機械力及化學效應可誘導物料大分子的物理、化學及結構性質發(fā)生變化，最終達到均質的效果。
因此，高壓均質腔是設備的核心部件，其內部的特有的幾何結構是決定均質效果的主要因素。而增壓機構為流體物料高速通過均質腔提供了所需的壓力，壓力的高低和穩(wěn)定性也會在一定程度上影響產品的質量。
高壓均質機是通過高壓氣穴實現(xiàn)均質的，所以適用于軟性顆粒，例如乳品類產品，純奶或者酸奶。對于纖維性產品是無能為力的，例如果蔬類產品。
圖4 高壓均質機的工作原理圖。
針對傳統(tǒng)的生產工藝局限性，高效混料系統(tǒng)可以彌補衛(wèi)生行業(yè)混料設備的空白。
(1)縮短產品在設備中的停留時間，實現(xiàn)多相、難混合的料液充分混合，節(jié)約大量的加工時間，減少設備生產線，節(jié)約企業(yè)設備成本，提高企業(yè)利潤空間。
(2)結合衛(wèi)生型自吸泵與剪切泵原理，利用液環(huán)式自吸泵入真空壓力可達0.08MPa的原理，把不易流動的粉料吸入并輸送至剪切乳化泵，再通過轉子38m/s的線速度，以0.5mm的剪切容差的剪切泵，把產品快速高效的混合、均質、乳化，生產更高品質、更高標準的產品。
(3)相比于傳統(tǒng)工藝管壁不易清洗的弊端，衛(wèi)生型自吸泵和剪切泵更易清洗，而且完全可接入CIP和SIP系統(tǒng)，滿足清洗要求，不存在細菌滋生的風險。
結論
隨著經濟的發(fā)展和不斷增加的人口數(shù)量，中國消費市場也在不斷的擴大，工廠產量也持續(xù)擴張，工藝需求也緊隨市場變化持續(xù)更新。對于設備制造商而言，也時刻面臨新的挑戰(zhàn)。高效混料系統(tǒng)的開發(fā)可幫助用戶應對當前高品質、大產量的市場需求，是配料、剪切、均質、乳化粉液系統(tǒng)的解決方案。該系統(tǒng)的成功研發(fā)，與前期高效剪切乳化泵的成功研發(fā)和應用密不可分，同時結合了現(xiàn)有的液環(huán)式自吸泵技術，二者缺一不可。
