三維運動混合機在調制乳粉中混合均勻度的驗證方法研究

董單偉 肖東梅 劉瑩瑩 于松

摘 要：結合工作實際對三維運動混合機的混合均勻度進行測試，首先基于混合原理對當前混合機的應用進行闡述，并提出相應的試驗內容和試驗方法。通過對三維運動混合機進行不同混合比對應混合均勻度的試驗并對試驗結果進行分析，通過計算變異系數CV（CV=（標準偏差SD/平均值Mean）×100%，預混合添加劑混合物均勻度變異系數不超過5%）來確定混合機是否符合要求。采用該方法對三維運動混合機進行驗證，可以讓使用者充分了解儀器性能指標，為生產過程的精準控制及產品質量控制提供技術保障。

關鍵詞：三維運動混合機;混合均勻度;混合比;變異系數

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

混合是工業生產中最常見的操作，尤其是化工行業，如制藥、飼料、食品、化肥等[1]。混合是奶粉生產中的關鍵工序之一。混合均勻度是加工質量的重要指標，是生產工藝中的一項重要檢驗項目。三維運動混合機是一種新型高效的粉體混合設備，可適用于各種干粉體物料的混合。三維運動混合機利用空間特殊六桿機構學中的“三度擺動原理”[2]，實現三維空間運轉方式，使混合運動成為平移、旋轉、翻轉三種運動的疊加，使混合時間縮短，且均勻度大幅提高[3]。三維運動混合機是一種高效[4]、高精度的混合設備，適用于奶粉生產，促進了我國奶粉行業的發展。

混合機混合原理：三維運動混合機由機座、傳動系統、電器控制系統，多向運動工機構，混合桶等部件組成。機器工作時，混合桶呈三維空間運動[5]，在進行自轉的同時進行公轉。混料器一方面具有強烈的湍流效應，加速物料的流動和擴散，另一方面具有翻轉和平移運動，克服了離心力的影響，使物料不會產生比重偏析和聚集，無死角，保證混合均勻。

1 試驗原料與方法

1.1 儀器

三維運動混合機SYH-20，常州市震華干燥設備有限公司;液相色譜儀，安捷倫科技有限公司;原子吸收分光光度計，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;復配維生素A，北京金康普;復配維生素C，北京金康普;二十二碳六烯酸（DHA）油脂，美泰科技;復配礦物質，圣元集團;復配硒，圣元集團;碳酸鈣，鄭州瑞普生物。

1.3 試驗方法

本試驗對三維運動混合機在混合時間為6 min，混合轉速為50 r/min的參數下分別進行了裝載量為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。混合放粉按前中后（均勻分布，取樣過程不得翻動或混合）每組取10個樣品，每個樣品200 g進行檢測，分別檢測樣中的維生素A、維生素C、DHA、鈣、鋅、硒含量，分析結果的變異系數。三維運動混合機混合方案、三維運動混合機混合比試驗配方（2.4 kg）與三維運動混合機混合比試驗配方（6 kg）分別見表1、表2和表3。

2 結果與分析

2.1 裝載量為2.4 kg的不同混合比的檢測結果

三維運動混合機裝載量為2.4 kg的不同混合比均勻度檢測結果如表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，對混合比為1∶20、1∶100、1∶200對應下選擇的6項營養成分含量（維生素A、維生素C、DHA、硒、鋅、鈣）進行了試驗，通過計算變異系數CV（CV=（標準偏差SD/平均值Mean）×100%，得到不同混合比下的營養成分的變異系數均<5%。由此可以得到，在裝載量為2.4 kg的情況下，三維運動混合機可以滿足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結果

三維運動混合機裝載量為6 kg的不同混合比均勻度檢測結果如表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，對混合比為1∶20、1∶100、1∶200對應下選擇的6項營養成分含量（維生素A、維生素C、DHA、硒、鋅、鈣）進行了試驗，通過計算變異系數CV（CV=（標準偏差SD/平均值Mean）×100%，得到不同混合比下的營養成分的變異系數均<5%，由此可以得出在裝載量為6 kg的情況下，三維運動混合機可以滿足1∶20到1∶200之間的不同混合比例。

3 結論

綜上可知，現有三維運動混合機SYH-20在混合時間6 min，混合轉速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項營養成分（維生素A、維生素C、DHA、硒、鋅、鈣）含量的變異系數均<5%，由此可以得到三維運動混合機在最小裝載量2.4 kg到最大裝載量6 kg之間，混合比1∶20到1∶200之間均能滿足生產所需的混合均勻度要求。即現有混合機工藝參數條件下，三維運動混合機混合均勻度均可滿足要求。

參考文獻

[1]紀榮.三維運動混合機的性能及其影響因素[J].山東工業技術，2015（7）：23.

[2]平東濤.XPD型三維運動混合機運動原理及性能[J].輕金屬，2005（1）：49-52.

[3]王進紅，王忠文，劉定煒，等.三維運動混合機及在飼料加工中的應用[J].飼料工業，2014，35（15）：7-10.

[4]王曉倫.一種三維運動混合機：99113867[P].1999-07-07.

[5]范德順.擺動式混合機性能研究[J].北京化工學院學報（自然科學版），1994（4）：42-45.