三维运动混合机在调制乳粉中混合均匀度的验证方法研究

董单伟，肖东梅，刘莹莹，于　松

(黑龙江省谱华威乳业集团有限公司，黑龙江佳木斯 154700)

摘　要：结合工作实际对三维运动混合机的混合均匀度进行测试，首先基于混合原理对当前混合机的应用进行阐述，并提出相应的试验内容和试验方法。通过对三维运动混合机进行不同混合比对应混合均匀度的试验并对试验结果进行分析，通过计算变异系数(=(标准偏差/平均值Mean)×100%，预混合添加剂混合物均匀度变异系数不超过5%)来确定混合机是否符合要求。采用该方法对三维运动混合机进行验证，可以让使用者充分了解仪器性能指标，为生产过程的精准控制及产品质量控制提供技术保障。

关键词：三维运动混合机;混合均匀度;混合比;变异系数

混合是工业生产中最常见的操作，尤其是化工行业，如制药、饲料、食品、化肥等[1]。混合是奶粉生产中的关键工序之一。混合均匀度是加工质量的重要指标，是生产工艺中的一项重要检验项目。三维运动混合机是一种新型高效的粉体混合设备，可适用于各种干粉体物料的混合。三维运动混合机利用空间特殊六杆机构学中的“三度摆动原理”[2]，实现三维空间运转方式，使混合运动成为平移、旋转、翻转三种运动的叠加，使混合时间缩短，且均匀度大幅提高[3]。三维运动混合机是一种高效[4]、高精度的混合设备，适用于奶粉生产，促进了我国奶粉行业的发展。

混合机混合原理：三维运动混合机由机座、传动系统、电器控制系统，多向运动工机构，混合桶等部件组成。机器工作时，混合桶呈三维空间运动[5]，在进行自转的同时进行公转。混料器一方面具有强烈的湍流效应，加速物料的流动和扩散，另一方面具有翻转和平移运动，克服了离心力的影响，使物料不会产生比重偏析和聚集，无死角，保证混合均匀。

1　试验原料与方法

1.1　仪器

三维运动混合机SYH-20，常州市震华干燥设备有限公司;液相色谱仪，安捷伦科技有限公司;原子吸收分光光度计，岛津公司;气相色谱仪，安捷伦科技有限公司。

1.2　原料

高油乳清粉，圣元集团;复配维生素A，北京金康普;复配维生素C，北京金康普;二十二碳六烯酸(DHA)油脂，美泰科技;复配矿物质，圣元集团;复配硒，圣元集团;碳酸钙，郑州瑞普生物。

1.3　试验方法

本试验对三维运动混合机在混合时间为6 min，混合转速为50 r/min的参数下分别进行了装载量为2.4 kg混合比为1∶20、1∶100、1∶200和装载量为6 kg混合比为1∶20、1∶100、1∶200的混合均匀度试验。混合放粉按前中后(均匀分布，取样过程不得翻动或混合)每组取10个样品，每个样品200 g进行检测，分别检测样中的维生素A、维生素C、DHA、钙、锌、硒含量，分析结果的变异系数。三维运动混合机混合方案、三维运动混合机混合比试验配方(2.4 kg)与三维运动混合机混合比试验配方(6 kg)分别见表1、表2和表3。

2　结果与分析

2.1　装载量为2.4 kg的不同混合比的检测结果

三维运动混合机装载量为2.4 kg的不同混合比均匀度检测结果如表4、表5和表6所示。由表4、表5和表6可知，在装载量为2.4 kg，对混合比为1∶20、1∶100、1∶200对应下选择的6项营养成分含量(维生素A、维生素C、DHA、硒、锌、钙)进行了试验，通过计算变异系数 CV(CV=(标准偏差 SD/ 平均值 Mean)×100%，得到不同混合比下的营养成分的变异系数均< 5%。由此可以得到，在装载量为2.4 kg的情况下，三维运动混合机可以满足1∶20到1∶200之间的不同混合比例。

2.2　装载量为6 kg的不同混合比的检测结果

三维运动混合机装载量为6 kg的不同混合比均匀度检测结果如表7、表8和表9所示。由表7、表8和表9可知，在装载量为6 kg，对混合比为1∶20、1∶100、1∶200对应下选择的6项营养成分含量(维生素A、维生素C、DHA、硒、锌、钙)进行了试验，通过计算变异系数 CV(CV=(标准偏差 SD/ 平均值 Mean)×100%，得到不同混合比下的营养成分的变异系数均< 5%，由此可以得出在装载量为6 kg的情况下，三维运动混合机可以满足1∶20到1∶200之间的不同混合比例。

3　结论

综上可知，现有三维运动混合机SYH-20在混合时间6 min，混合转速50 r/min，在装载量为2.4 kg和6 kg混合比为1∶20、1∶100、1∶200的条件下，选择的6项营养成分(维生素A、维生素C、DHA、硒、锌、钙)含量的变异系数均<5%，由此可以得到三维运动混合机在最小装载量2.4 kg到最大装载量6 kg之间，混合比1∶20到1∶200之间均能满足生产所需的混合均匀度要求。即现有混合机工艺参数条件下，三维运动混合机混合均匀度均可满足要求。

参考文献

[1]纪荣.三维运动混合机的性能及其影响因素[J].山东工业技术,2015(7):23.

[2]平东涛.XPD型三维运动混合机运动原理及性能[J].轻金属,2005(1):49-52.

[3]王进红,王忠文,刘定炜,等.三维运动混合机及在饲料加工中的应用[J].饲料工业,2014,35(15):7-10.

[4]王晓伦.一种三维运动混合机:99113867[P].1999-07-07.

[5]范德顺.摆动式混合机性能研究[J].北京化工学院学报(自然科学版),1994(4):42-45.