第三节　打蛋机

打蛋机属于调和机的一种，调和机也称捏和机。它主要加工高黏度糊状、膏状物料及黏滞性固体物料。例如在粉状物料中掺入少量液体，制备成均匀的塑性物料或糊状物料；在高黏稠物料中加入少量液体或粉体制成均匀混合物。除混合外，还可根据调制物料的性质及工艺要求，完成某种特定操作，如打蛋、调和糖浆等。调和机的性能直接影响到制品的产量和质量。

一、打蛋机工作原理

打蛋机在食品加工中常用来搅打多种蛋白液。搅拌物料主要是黏稠浆体，如软糖、半软糖生产所需的糖浆，各种蛋糕生产所需的面浆及各式花样糕点上的装饰乳酪等。

打蛋机操作时，搅拌器高速旋转，强制搅打，被调和物料充分接触并剧烈摩擦，从而实现混合、乳化、充气及排除部分水分的作用。如在制备砂型奶糖的生产中，搅拌使蔗糖分子形成微小结晶体。又如充气糖果生产中，将浸泡的干蛋白、蛋白发泡粉、浓糖浆、明胶液等混合后得到洁白、多孔结构的充气糖浆。

由于浆体物料黏度低于调粉机搅拌的物料，因此打蛋机转速高于调粉机转速，常在70～270r/min范围内，被称作高速调和机。

二、打蛋机结构

常用的打蛋机多为立式，它由搅拌器、容器、传动装置及容器升降机构等组成（图3-16）。

打蛋机工作时，电动机通过传动机构带动搅拌器转动，搅拌器按一定规律与容器相对运动搅拌物料，搅拌器的运动规律在相当大程度上影响着搅拌效果。

1.搅拌器

立式打蛋机的搅拌器由搅拌桨和搅拌头组成。

（1） 搅拌桨　打蛋机搅拌桨的结构形状是根据被调和物料的性质以及工艺要求决定的。较为典型的有三种结构：钩形搅拌桨、网形搅拌桨和鼓形搅拌桨，见图3-17。

钩形搅拌桨为整体锻造，一侧形状与容器侧壁弧形相同，顶端为钩状。这种桨的强度高。运转时，各点能够在容器内形成复杂运动轨迹。主要用于调和高黏度物料，如生产蛋糕所需的面浆。网形搅拌桨是整体锻成网拍形，桨叶外缘与容器内壁形状一致。它具有一定的强度，作用面积较大，可增加剪切作用。适用于中黏度物料的调和，如蛋白浆、糖浆、饴糖等。鼓形搅拌器是由不锈钢丝制成鼓形结构。这种桨搅拌时可造成物料液的湍动。但由于搅拌钢丝较细，故强度较低，只适用于工作阻力小的低黏度物料的搅拌，如稀蛋白液。

（2） 搅拌头　当容器固定时，为保证搅拌桨形成特定的运动轨迹，搅拌头由行星运动机构组成。传动系统如图3-18（a）所示。内齿轮1固定在机架上，转臂3随主轴5转动时，行星齿轮在1与3共同作用下，既随主轴公转又与内齿轮啮合，形成自转，从而实现行星运动。搅拌桨行星运动轨迹如图3-18（b）所示，基本上可使容器内各处的物料都被搅拌。有的打蛋机采用回转容器和固定主轴搅拌头。搅拌头自转，容器回转产生相对于搅拌桨的公转运动，从而实现图3-18（b）所示的运动轨迹。

由于搅拌桨运动时总处在主轴中心之外，故主轴受周期性径向偏置载荷的影响，致使轴封受力不均，产生间隙变化，造成润滑油泄漏而污染容器中食品。因此要求搅拌头的密封性好。常采用以下措施。

（1）使用可靠性高的J形密封橡胶圈或机械密封。J形密封圈密封性好，但摩擦损失大。机械密封性能优良，但结构复杂，成本高。

（2）将搅拌轴与行星转臂架下端盖联成一体，机架下轴孔端部加工出一个凸缘，插入端盖凹腔，利用侧壁间隙含油形成带压油封防止泄漏。

（3）采用封闭轴承或含油轴承，也可使用耐高温食品机械专用润滑剂，来改善泄漏状况。

2.调和容器

立式打蛋机中的调和容器也叫做“锅”，有开式和闭式两种，上部为圆柱形，下接椭圆锅底，两体焊接成形。闭式的上加一平盖。立式打蛋机的固定容器根据调和工艺要求，既要在工作时被夹紧不晃动，又要便于随时装卸。一般是在容器外壁焊有L形带销孔支板，通过两个采用间隙配合的圆柱销同机架连接固定。容器靠斜面压块压紧支板完成夹紧，如图3-19所示。这种结构有一定的不足之处。当搅拌桨对物料做行星搅拌运动时，由于通过支板作用在压块上的搅拌力方向不断变化，而压块对支板的作用斜面又处在容器切线方向上，因此会破坏由斜面构成的夹紧机构的自锁状态，引起容器振动。如果搅拌力大或搅拌力在各处不均匀且设备连续运转时间长，则应增加压力或加大摩擦力。目前较好的改进方法是增加夹紧点，即不变动原结构，在机器立柱上固定安装一段限位杆。当容器在丝杠螺母升降机构带动下，升至工作位置时，限位支杆压在容器支板上。支杆作用是既限制容器垂直方向的工作位置，又通过丝杠螺母的自锁性，将容器支板牢固压紧在机架上。由于平面上三个夹紧点共同作用，从而达到了在容器上夹紧的工艺要求。

3.容器升降机构

立式打蛋机都装有容器升降机构。机架上的固定容器只要做少量升降移动并定位自锁，即可达到快速装卸的要求。典型的容器升降机构如图3-20所示。转动手轮，同轴凸轮带动连杆及滑块，使支架沿机座的导轨做垂直升降移动。凸轮的偏心距决定升降距离，一般约65mm。当手轮顺时针转到凸轮的突出部分与定位销相碰时，达到上限位置，此时连杆轴线刚好低于凸轮曲柄轴线，使得容器支架固定并自锁在上极限位置处。平衡块通过滑块销产生向上的推力，可以平衡升降时容器支架本身的重力。

也有的立式打蛋机采用丝杠螺母升降机构。转动手轮，带动丝杠旋转，使螺母上下移动，完成容器的升降运动。

4.机座

立式打蛋机的机座承受搅拌操作的全部负荷。搅拌器高速行星运动，使机座受到交变偏心力矩和弯扭联合作用，因此采用薄壁大断面轮廓铸造箱体结构来保证机器的刚度和稳定性。

5.传动系统

立式打蛋机的传动是通过电动机经皮带轮减速传至调速机构，再经过齿轮变速、减速及转变方向，使搅拌头正常运转。

打蛋机的调速机构有两种：无级变速和有级变速。无级变速可连续变速，变速范围宽，对工艺适应性强，但结构复杂，设备成本高。国产打蛋机基本上都采用齿轮换挡的有级变速机构。作用单一的或小型打蛋机则不变速或采用双速电机。

立式打蛋机的典型有级变速机构由一对三联齿轮滑块组合而成，如图3-21的所示。通过手动拨叉换挡，使不同齿数的齿轮啮合，以实现三种不同速度的传递。低、中、高三速能够满足打蛋机调和工艺的操作要求。低速通常在70r/min左右，中速约为125r/min，高速为200r/min以上。 国产立式打蛋机传动装置有两种排布形式。一种是由三根平行传动轴及五对齿轮构成，齿轮箱大，传动构件多，但维修调速方便，制造工艺要求的精度低。另一种是二根平行轴和四对齿轮构成，齿轮箱小，构件相应减少，成本也降低。但由于轴相应加长，刚度降低，对捏合有影响，故加粗轴径和在轴中部再加一个支撑为好。