三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)在調(diào)制乳粉中混合均勻度的驗(yàn)證方法研究

董單偉 肖東梅 劉瑩瑩 于松

摘 要：結(jié)合工作實(shí)際對(duì)三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的混合均勻度進(jìn)行測(cè)試，首先基于混合原理對(duì)當(dāng)前混合機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并提出相應(yīng)的試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)方法。通過(guò)對(duì)三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)進(jìn)行不同混合比對(duì)應(yīng)混合均勻度的試驗(yàn)并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算變異系數(shù)CV（CV=（標(biāo)準(zhǔn)偏差SD/平均值Mean）×100%，預(yù)混合添加劑混合物均勻度變異系數(shù)不超過(guò)5%）來(lái)確定混合機(jī)是否符合要求。采用該方法對(duì)三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證，可以讓使用者充分了解儀器性能指標(biāo)，為生產(chǎn)過(guò)程的精準(zhǔn)控制及產(chǎn)品質(zhì)量控制提供技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī);混合均勻度;混合比;變異系數(shù)

Research on the Verification Method of the Mixing Uniformity of the Three-Dimensional Motion Mixer in the Modulated Milk Powder

DONG Shanwei， XIAO Dongmei， LIU Yingying， YU Song

（Heilongjiang Pu Hua Wei Dairy Group Co.， Ltd.， Jiamusi 154700， China）

Abstract： Combined with the actual work， the mixing uniformity of the three-dimensional motion mixer is tested. First， the application of the current mixer is explained based on the mixing principle， and the corresponding experimental content and experimental methods are proposed.Through the experiment of different mixing ratio corresponding to the mixing uniformity of the three-dimensional motion mixer and the analysis of the experimental results， the coefficient of variation CV （CV=（standard deviation SD/mean value）×100%） is calculated， and the uniformity variation of the pre-mixed additive mixture The coefficient does not exceed 5%） to determine whether the mixer meets the requirements.Using this method to verify the three-dimensional motion mixer can allow users to fully understand the performance indicators of the instrument， and provide technical guarantee for precise control of the production process and product quality control.

Keywords： three-dimensional motion mixer; mixing uniformity; mixing ratio; coefficient of variation

混合是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)的操作，尤其是化工行業(yè)，如制藥、飼料、食品、化肥等[1]?；旌鲜悄谭凵a(chǎn)中的關(guān)鍵工序之一?；旌暇鶆蚨仁羌庸べ|(zhì)量的重要指標(biāo)，是生產(chǎn)工藝中的一項(xiàng)重要檢驗(yàn)項(xiàng)目。三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)是一種新型高效的粉體混合設(shè)備，可適用于各種干粉體物料的混合。三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)利用空間特殊六桿機(jī)構(gòu)學(xué)中的“三度擺動(dòng)原理”[2]，實(shí)現(xiàn)三維空間運(yùn)轉(zhuǎn)方式，使混合運(yùn)動(dòng)成為平移、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)三種運(yùn)動(dòng)的疊加，使混合時(shí)間縮短，且均勻度大幅提高[3]。三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)是一種高效[4]、高精度的混合設(shè)備，適用于奶粉生產(chǎn)，促進(jìn)了我國(guó)奶粉行業(yè)的發(fā)展。

混合機(jī)混合原理：三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)由機(jī)座、傳動(dòng)系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)，多向運(yùn)動(dòng)工機(jī)構(gòu)，混合桶等部件組成。機(jī)器工作時(shí)，混合桶呈三維空間運(yùn)動(dòng)[5]，在進(jìn)行自轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行公轉(zhuǎn)。混料器一方面具有強(qiáng)烈的湍流效應(yīng)，加速物料的流動(dòng)和擴(kuò)散，另一方面具有翻轉(zhuǎn)和平移運(yùn)動(dòng)，克服了離心力的影響，使物料不會(huì)產(chǎn)生比重偏析和聚集，無(wú)死角，保證混合均勻。

1 試驗(yàn)原料與方法

1.1 儀器

三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)SYH-20，常州市震華干燥設(shè)備有限公司;液相色譜儀，安捷倫科技有限公司;原子吸收分光光度計(jì)，島津公司;氣相色譜儀，安捷倫科技有限公司。

1.2 原料

高油乳清粉，圣元集團(tuán);復(fù)配維生素A，北京金康普;復(fù)配維生素C，北京金康普;二十二碳六烯酸（DHA）油脂，美泰科技;復(fù)配礦物質(zhì)，圣元集團(tuán);復(fù)配硒，圣元集團(tuán);碳酸鈣，鄭州瑞普生物。

1.3 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)對(duì)三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)在混合時(shí)間為6 min，混合轉(zhuǎn)速為50 r/min的參數(shù)下分別進(jìn)行了裝載量為2.4 kg混合比為1∶20、1∶100、1∶200和裝載量為6 kg混合比為1∶20、1∶100、1∶200的混合均勻度試驗(yàn)?；旌戏欧郯辞爸泻螅ň鶆蚍植?，取樣過(guò)程不得翻動(dòng)或混合）每組取10個(gè)樣品，每個(gè)樣品200 g進(jìn)行檢測(cè)，分別檢測(cè)樣中的維生素A、維生素C、DHA、鈣、鋅、硒含量，分析結(jié)果的變異系數(shù)。三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)混合方案、三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)混合比試驗(yàn)配方（2.4 kg）與三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)混合比試驗(yàn)配方（6 kg）分別見(jiàn)表1、表2和表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 裝載量為2.4 kg的不同混合比的檢測(cè)結(jié)果

三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)裝載量為2.4 kg的不同混合比均勻度檢測(cè)結(jié)果如表4、表5和表6所示。由表4、表5和表6可知，在裝載量為2.4 kg，對(duì)混合比為1∶20、1∶100、1∶200對(duì)應(yīng)下選擇的6項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分含量（維生素A、維生素C、DHA、硒、鋅、鈣）進(jìn)行了試驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算變異系數(shù)CV（CV=（標(biāo)準(zhǔn)偏差SD/平均值Mean）×100%，得到不同混合比下的營(yíng)養(yǎng)成分的變異系數(shù)均<5%。由此可以得到，在裝載量為2.4 kg的情況下，三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)可以滿足1∶20到1∶200之間的不同混合比例。

2.2 裝載量為6 kg的不同混合比的檢測(cè)結(jié)果

三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)裝載量為6 kg的不同混合比均勻度檢測(cè)結(jié)果如表7、表8和表9所示。由表7、表8和表9可知，在裝載量為6 kg，對(duì)混合比為1∶20、1∶100、1∶200對(duì)應(yīng)下選擇的6項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分含量（維生素A、維生素C、DHA、硒、鋅、鈣）進(jìn)行了試驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算變異系數(shù)CV（CV=（標(biāo)準(zhǔn)偏差SD/平均值Mean）×100%，得到不同混合比下的營(yíng)養(yǎng)成分的變異系數(shù)均<5%，由此可以得出在裝載量為6 kg的情況下，三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)可以滿足1∶20到1∶200之間的不同混合比例。

3 結(jié)論

綜上可知，現(xiàn)有三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)SYH-20在混合時(shí)間6 min，混合轉(zhuǎn)速50 r/min，在裝載量為2.4 kg和6 kg混合比為1∶20、1∶100、1∶200的條件下，選擇的6項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分（維生素A、維生素C、DHA、硒、鋅、鈣）含量的變異系數(shù)均<5%，由此可以得到三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)在最小裝載量2.4 kg到最大裝載量6 kg之間，混合比1∶20到1∶200之間均能滿足生產(chǎn)所需的混合均勻度要求。即現(xiàn)有混合機(jī)工藝參數(shù)條件下，三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)混合均勻度均可滿足要求。

參考文獻(xiàn)

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