搅拌设备与搅拌操作
出处：按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《肉类工业手册》第225页（4025字）
搅拌有机械搅拌、气流搅拌和超声搅拌等。气流搅拌是利用压缩空气进行搅拌；超声搅拌则利用超声波的作用来达到。机械搅拌是利用搅拌器来实现的。肉品加工中大多利用搅拌器的机械搅拌。
(一)低黏度与中等黏度液体介质中的搅拌混合
低黏度与中等黏度液体介质中的搅拌(混合)，包括液体与液体(互溶或不互溶)的搅拌(混合)以及固体悬浮液的制取。搅拌(混合)强度主要取决于流型，如果湍动增强，混合强度也随之增大。物料的流动主要靠人工强制的方法，即搅拌的方法。在食品加工中，这种搅拌(混合)操作极为频繁，如肉品加工中的盐溶液、香料水等的配制，可溶色素的溶解等。
处理低黏度或中等黏度混合液，最常见的搅拌(混合)设备为带机械搅拌器的容器。容器多为圆柱形，其顶部可为开放式或密闭式，底部大多数成蝶形或半球形，平底的少见，主要是为了消除搅拌时造成液流的死角。容器内液体深度通常等于容器直径。在容器的中央装有搅拌轴，由容器上方支撑，并由电动机带动。传动可以是齿轮、蜗轮、摩擦或直接由电动机带动。轴的下部安装一对或几对不同形状的桨叶。通常，典型设备还有进(出)口管线、蛇管、夹套、温度计插套以及挡板等(图2－2－7)。
图2－2－7 典型搅拌容器
1－桨叶 2－搅拌轴 3－温度计插套 4－挡板 5－夹套 6－料管
由搅拌桨叶造成的液体速度具有三个分速度：径向速度、轴向速度和切线速度。通常径向速度和轴向速度对混合起着主要的作用。形成切线速度是所有不同形式桨叶的必然结果。对于搅拌轴位于中央的搅拌器所产生的切线速度，主要是促使液体绕轴转动，形成速度不等的液层，并产生表面下凹的漩涡，这对搅拌是不利的。桨叶的形式根据上述分速度也可分为两大类，即产生轴向流动的轴流式桨叶和产生径向流动的径流式桨叶。
从结构来看，桨叶有如下四种形式：桨式，涡轮式，旋桨式与特种形式。
1．桨式搅拌器
是一种最简单的搅拌器，用于处理低黏度或中等黏度的物料。桨式中以平桨式最简单，在搅拌轴上安装一对到几对不锈钢或扁钢制成的桨叶，通常以双桨和四桨最普遍。有时平桨做成倾斜式(倾斜角为45°)，大多场合则为垂直式。
桨式搅拌器的转速较慢，所产生的液流速度除斜桨者外主要为径向及切线速度。液流离桨叶以后，向外趋近器壁，然后向上或向下折流。为了更好地搅拌黏度稍大的液体，在平桨上加装垂直桨叶，就成为框式搅拌器。当需从容器壁上除去沉淀物或结晶时，则可将桨叶外缘做成与容器壁形状相一致，其间隙减小，就成为锚式搅拌器(图2－2－8)。
图2－2－8 桨式搅拌器
(1)平桨式 (2)框桨式 (3)锚桨式
桨式搅拌器的转速一般为20～150r／min，叶片的圆周速度为3m／s左右。液流的径向速度较大，而轴向速度甚低。为了加强轴向混合，并减小因切线速度所产生的表面漩涡，通常加装挡板。桨叶的长度一般为容器直径的1／2～3／4，其宽度一般为其长度的1／10～1／6。
桨式搅拌器的主要特征：
(1)混合效率较差；
(2)局部剪力效应有限，不易发生乳化作用；
(3)因为桨叶易于制造和更换，适宜于有特殊触液材料要求的料液(主要是金属污染和腐蚀问题)。
2．涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器类似桨叶式搅拌器，惟叶片多而短，安装在中央的旋转轴上，并以较高的速度旋转。一般转速范围为50～500r／min，圆周速度不大于8m／s。叶片有平直的、弯曲的、垂直的和倾斜的，一般以6枚叶片的居多。搅拌器可做成开放式、半封闭式或外周套以扩散环(图2－2－9)。平直叶片产生强烈的径向和切线流动，通常加挡板以减小中央漩涡，同时增强因折流而引起的轴向流动，叶片装成倾斜式。
图2－2－9 涡轮式搅拌器的形式
(1)开式平叶片 (2)带叶片圆盘 (3)弯曲叶片
涡轮式搅拌器适宜处理多种物料，对中等黏度的物料特别有效。
涡轮式搅拌器的主要特征：
(1)按一定的设计形式，有较高的局部剪力效应；
(2)易清洗，造价较高；
(3)混合生产能力较高。
3．旋桨式搅拌器
旋桨式搅拌机由2～3片螺旋桨组成的(图2－2－10)。它是一种适用于低黏度液体的轴流式高速搅拌器。其直径为容器直径的1／4～1／3。转速甚高，通常在400r／min以上，小型的为1000r／min以上，大型的为400～800r／min。旋桨高速转动所造成的液体速度主要为轴向和切线速度，所以液体做螺旋状运动，旋桨使液体受到强烈的切割或剪切。由于流动非常强烈，这种搅拌器适于大容器低黏度液体的搅拌。又因轴向速度占优势，如果转轴位于容器中央，则效果不能充分发挥，故常将转轴偏心安装，或将其与垂直方向成一偏角。旋桨式搅拌容器的形状最好为带蝶性或半球形器底的圆柱形容器，以适应旋桨所产生的流动，其深度为容器直径的1．5～2倍。当液层深度与直径之比颇大时，可于桨外加装导流筒，以加强轴向流动。这种搅拌器常用于混合两种不相混合的液体制备乳浊液，而对黏稠性产品的搅拌是不适用的。
图2－2－10 旋桨式搅拌器的形式
(1)三桨叶 (2)双桨叶 (3)带导流筒
旋桨式搅拌器的主要特征：
(1)混合生产能力较高，但对不互溶液体，生产细液滴乳状液而液滴直径范围不大的情况下，生产能力受限制；
(2)结构简单者，易形成离心漩涡，但结构特殊者不受此限；
(3)限于黏度不大的液体的混合。
(二)高黏度浆体、固体的混合
当固体和液体以及固体之间按一定的比例搅拌混合，形成黏度极高的浆体或塑性固体，例如肉品加工中，生产香肠、午餐肉时，在特定的情形下，混合物的黏度变得很大，流动极为困难。局部区域被激发而起的流动，终不能遍及全部，当大小均匀的物料混合时，重的颗粒易趋向器底；而比重差不多的物料混合时，最小的和形状最圆的易趋向器底；物料的黏附性愈大，就愈易聚集在一起，不易分散均匀。因此。这就需要重型的搅拌混合设备。依靠搅拌混合元件与物料的接触，即元件的移动必须遍及搅拌混合容器的各部分，或者物料被带起到元件上。物料被压至相邻的物料或器壁之上，并折叠而使新物料为已混合的物料所包围。同时，物料必须被带往造成主体移动动作的区域，而局部动作又使物料的新鲜部分再次出现。如此反复进行，一直达到均匀混合。
1．搅拌机
参见第三篇第四章第四节搅拌机。
2．肉料的搅拌操作
首先要注意投料的顺序，一般先投入瘦肉。投肉时，要尽可能先投入肉质较硬的，然后按量的大小一次投入。接着添加香料和调味料，添加时，要撒到叶片的中央部位，靠叶片从内侧向外侧的旋转作用，搅拌混合均匀。
脂肪的添加一般放在最后，当先搅拌的肉料产生黏着力后再添加。但有时根据脂肪性质，也可与原料或辅料一起投入。
肉料的搅拌时间应根据搅拌机的旋转速度和能力、肉制品种类、食品添加剂种类而有差异。一般搅拌5～10min是比较适当的。经搅拌，肉糜产生较强的黏着力后，即可关闭电源，将搅拌槽翻转，取出肉料，并将附着在叶片上的肉料清理干净。
在搅拌操作中，搅拌轴的转速和搅拌时间也对肉料的品质有影响。在加工仅使用肉块的制品时，如果不加快转速，不较长时间地搅拌混合，肉的黏着力就会变弱。但是如果转速过快，时间过长，会因过度摩擦而温度上升，结果导致质量下降。相反，在加工肉馅与肉丁的混合制品时，转速要放慢，同时缩短搅拌时间，以免损伤肉的表面。但是搅拌时间过短，肉的混合会出现不均匀；转速过慢会加重电动机的负荷。