食品飲料的生產(chǎn)加工是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其中會(huì)運(yùn)用到很多的生產(chǎn)工藝，比如混料和分散工藝師每個(gè)食品飲料生產(chǎn)過(guò)程中都必須的工藝技術(shù)。下面我們來(lái)了解一下這種工藝技術(shù)吧。
混料和分散工藝主要有以下幾方面的不同特性。首先，混的是什么：固體與固體，固體變成液體，還是不同液體相混。在不同液體混合的應(yīng)用中，液體可能是易混合的，也可能是不易混合的。油脂不能與水相溶，而很多食品都需要做到這一點(diǎn)。此外，能耗和效果是混料工藝的關(guān)鍵。很多混料任務(wù)的難點(diǎn)通常是需要更多的能量，從而縮小顆粒大小，克服表面張力，并降低液滴大小。從另一方面來(lái)看，太多的能耗可能破壞脆弱的顆粒，產(chǎn)生過(guò)多的熱量，或混入太多的空氣，而成本上的浪費(fèi)也不容忽視。
很多混料設(shè)備都具有專利設(shè)計(jì)，通常是為了解決一個(gè)特定的問(wèn)題，之后又應(yīng)用到其它領(lǐng)域。下文中將著重討論幾個(gè)具有代表性的案例，這些案例幾乎都有很類似的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
高剪切
高剪切混料機(jī)通常用于將固體分散到液體中，例如在冰激淋中混入淀粉和膠體，在液體中混入油脂，或在調(diào)味料中混入黃油�；炝蠙C(jī)的運(yùn)作可以是分批，也可以是連續(xù)模式。密蘇里州北堪薩斯市Caravan配料公司推出的一款攪拌機(jī)，是一個(gè)正方形或圓柱形的底伸式攪拌機(jī)。有不同容量可供選擇，容器可帶夾套。通常，底伸式攪拌機(jī)的機(jī)械密封對(duì)于維修保養(yǎng)而言是一個(gè)大難題，因?yàn)檫@一部分會(huì)直接接觸混料物，從而混入磨蝕顆粒。
一些設(shè)備制造商還會(huì)提供浸沒(méi)式高剪切攪拌器。通常情況下，就是在固定的容器內(nèi)放置配有高速馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。通常，應(yīng)用工程師會(huì)幫助客戶就特定的應(yīng)用選擇特定樣式和大小的混料機(jī)。浸沒(méi)式高剪切混合機(jī)可提供中試規(guī)格，用于測(cè)試和研發(fā)。同樣，定子的具體設(shè)計(jì)也可根據(jù)不同的應(yīng)用程序有所不同。
在線高剪切混合機(jī)可采用單次或循環(huán)模式。要想象它的運(yùn)作模式，可以把它想成低效的離心泵，因?yàn)樗鼈兺ǔ０ㄒ粋�(gè)轉(zhuǎn)子或葉輪在一個(gè)圓形外殼內(nèi)。有些型號(hào)的設(shè)備可能配有多個(gè)轉(zhuǎn)子和定子（固定板，不一定有釘子保護(hù)）。Quadro工程公司提供了一系列這樣的設(shè)備，包括相對(duì)較新的高壓乳化和濕磨設(shè)備。這種設(shè)備可實(shí)現(xiàn)濕法研磨顆粒小到10–15微米的顆粒。這款設(shè)備還可以用來(lái)處理乳液和懸浮液，并向高壓均質(zhì)設(shè)備喂料。在向高壓均質(zhì)設(shè)備喂料的應(yīng)用中，猶豫液滴尺寸減小，同質(zhì)化的能力顯著提高。
這驗(yàn)證了減小顆粒尺寸的一些有效原則：減小顆粒尺寸應(yīng)該在多個(gè)階段實(shí)行，而不只是單單一個(gè)階段。由于混合和分散往往需要尺寸減小，所以原則適用。對(duì)該原理簡(jiǎn)單的應(yīng)用可以是在容器中配備一個(gè)槳式攪拌軸，負(fù)責(zé)為在線高剪切混合機(jī)喂料，或者就像剛才提到的，使用一個(gè)高剪切混料機(jī)去為強(qiáng)度更大的混料機(jī)喂料。
低剪切
混料工藝的另一個(gè)極端是混合顆粒非常易碎或大小差距很大的物料，混料后這些物料必須均勻地分散。典型例子包括沙拉、調(diào)味的肉制品，以及糕點(diǎn)混合物。
在一般情況下，翻滾是一種比較溫和的混料方法。典型的包括“V”型攪拌機(jī)、雙錐攪拌機(jī)，以及滾筒密閉式混料機(jī)。
作為物料處理系統(tǒng)的手提或輪式周轉(zhuǎn)車可以集成到混料機(jī)上。通常來(lái)說(shuō)，周轉(zhuǎn)車通過(guò)叉車移動(dòng)，通過(guò)圓錐形或斜坡排出固體物。推車通常有一個(gè)蓋子，通過(guò)傾斜卸貨。
周轉(zhuǎn)車一般是中型散裝容器（IBC）的一種；此外還可以用瓦楞紙板、塑料、或織物（如大袋）代替。中型散裝容器的優(yōu)點(diǎn)包括減少人工操作、更易于自動(dòng)化，以及防止污染，因?yàn)檫@些容器通常是封閉的。
可重復(fù)使用的中型散裝容器需要在一次或多次使用后進(jìn)行清洗。這通常是在自動(dòng)化設(shè)備中完成的，就像洗車系統(tǒng)一樣。
除了清洗系統(tǒng)，中型散裝容器還需要專門的設(shè)備用來(lái)裝載、移動(dòng)、攪拌和卸料。還有些類型的固體混料機(jī)還可能需要特殊的安排，如利用重力流的支架等，但也可以使用傳統(tǒng)的材料處理方法，如氣動(dòng)輸送機(jī)。
物料處理
固體物的處理是混料時(shí)非常重要的一個(gè)考量因素，因?yàn)閹缀跞魏蔚倪\(yùn)動(dòng)源都可能產(chǎn)生偏析。偏析，或者所謂的不均勻，對(duì)于固體混合物和懸浮液而言非常特別。在固體混合物的應(yīng)用中，偏析是由顆粒大小和密度的差異造成的。簡(jiǎn)單的傾倒動(dòng)作可以使固體分離成相對(duì)較小的顆粒。因此，運(yùn)輸和灌裝可能會(huì)影響之前的混料效果。中型散裝容器系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，整個(gè)容器可以在排空前翻轉(zhuǎn)，但之后的操作必須非常小心，以防偏析。
另一種方法是在混料機(jī)中即時(shí)配方混料。我們將這種工藝稱為“桶中混料”,原先這是一種用于大批量液體混料的技術(shù)。這一方法的優(yōu)勢(shì)在于根據(jù)定單加工，減少庫(kù)存，降低過(guò)期風(fēng)險(xiǎn)。
在另一種應(yīng)用中，一種獨(dú)立開(kāi)發(fā)的配方，其中包括各種大小的配料需要混料處理，這些配料有些很易碎，有些很細(xì)小。這種混合物通常很快就會(huì)偏析，很多配料會(huì)沉入容器底部。因此消費(fèi)者需要在食用前搖晃一下。
另一個(gè)方法是在移動(dòng)的傳送帶上放入配料，這樣一來(lái)能確保組合方式的正確性。傳送帶將物料送入容器中，每個(gè)容器送入的橫截面的長(zhǎng)度是統(tǒng)一的。目前這一方法已被用于糖果和混合什錦豆的加工應(yīng)用中。
預(yù)混料
幾乎所有的混合物都是有多種成分組成的。通常的成分比例如下：主要>10%,小顆粒1-10%,微小顆粒<1%.根據(jù)不同的應(yīng)用情況，可以選擇不同的分割點(diǎn)，但問(wèn)題是，不同成分之間的數(shù)量差異永遠(yuǎn)很大。通常，小顆粒和微小顆粒都是功能性配料，如中的活性成分（API）。有效成分必須均勻分布，這些成本可能很昂貴，可能很危險(xiǎn)，也可能很難以處理。對(duì)于食品行業(yè)，小顆粒和微小顆粒可能是調(diào)味劑、營(yíng)養(yǎng)素和著色劑。
將小顆粒和微小顆粒有效混合的方法之一，是把其中的一些或全部成分和一些主要顆粒先進(jìn)行一次預(yù)混合。同等量的顆粒均勻混合會(huì)比較容易。這個(gè)方法可以減少混料所需的時(shí)間和人力，同時(shí)減少了同批次需要的添加劑的數(shù)量。
在連續(xù)式混料系統(tǒng)中，集料式喂料機(jī)的噴嘴或噴射點(diǎn)有一定的限制。這也是考慮預(yù)混料的另一個(gè)原因。
顯然，準(zhǔn)備預(yù)混料也是混料的一大挑戰(zhàn)。預(yù)混料通常是在容量較小但類似混料的設(shè)備中完成，但預(yù)混料可能是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，可能需要將液體加入到固體載體中。預(yù)混合的成分必須穩(wěn)定且互相兼容。因此，不能將發(fā)酵粉的水溶液和烘焙粉混合，由于水分會(huì)使固體過(guò)早地活化膨松。
預(yù)混料的明顯優(yōu)勢(shì)在于，多個(gè)批次可以同時(shí)操作，減少了稱重和混合的步驟，從而提高產(chǎn)量。當(dāng)小顆粒和微小顆粒不兼容時(shí)，可以通過(guò)預(yù)先稱重和分批加入的方法處理，從而簡(jiǎn)化混料機(jī)操作工的任務(wù)，減少潛在錯(cuò)誤的發(fā)生率。