一、混合機理
低、中粘度流體的混合，主要是對流混合。其強度取決于流型，及對流的強制程度。強制對流形式有兩種：
1、主體對流 指攪拌過程中，攪拌器把動能傳給周圍液體產生高速液流，進而又推動周圍液體，從而使全部液體在容器內流動起來的大范圍循環(huán)流動。
2、渦流對流 指當攪拌產生的高速液流在靜止或運動速度較低的液體中通過時，處于高速流體與低速流體的分界面上的流體受到的強烈剪切作用。
高粘度物料的混合則主要以剪切力作用。
二、攪拌機結構
根據槳葉構造的特征，攪拌器可分為四類：(1)渦輪式攪拌器；(2)旋槳式攪拌器（或稱推進式攪拌器）；(3)平槳式攪拌器；(4)特種攪拌器。
1、平槳式攪拌器
這類攪拌機的漿葉為平面狀，適用于低粘度液態(tài)食品原料的混合，它是最簡單的一類食品機械。各種攪拌槳葉在旋轉時，將造成液體向同一方向流動而影響攪拌效果。因此，一般都要在容器內安置擋板，使液體在擋板之間形成環(huán)流，以提高攪拌效率。
槳葉型攪拌器的轉速一般為每分鐘20～150r／min，槳葉尖端的圓周速度約3米／秒。槳葉尺寸一般有如下規(guī)定：槳葉的直徑約為容器直徑的50％到80％，槳葉的幅寬應為槳葉直徑的1／10至1／6左右。
平槳式攪拌器的主要特點是：混合效率差；局部剪切效應有限，不易發(fā)生乳化作用；槳葉易制造及更換。
（1）槳葉形式
平板型用于阻力小的低粘度液態(tài)食品；多層平板型用于油脂的脫酸、脫色和脫臭等，效果最佳；錨型槳葉可以促進熱的傳遞，消除液體在容器壁上的沉淀或在壁上的焦化或結晶析出；格子型槳葉用于粘度較高的液體食品原料，對置型槳葉在容器的壁和底面處的切斷作用效果較好，馬蹄型槳葉適用于粘度為1-10P的液體食品，如：蛋黃制的調味汁、果子醬、巧克力等的制造。
（2）槳式攪拌器的結構
為得到良好攪拌效果，攪拌器必須有合理的結構和足夠的強度：
槳葉尺寸與安裝位置合理；制造工藝合理；槳葉與攪拌軸的連接方式穩(wěn)妥、可靠；槳葉安裝檢修方便；槳葉材質選擇合理。
2、推進式葉輪攪拌器
推進式攪拌機的葉片類似于船舶的螺旋槳，它的常見型式見圖。根據使用目的選擇葉片的枚數和傾斜角度。這種葉片的缺點是：在旋轉時易產生氣泡。因此，在安裝漿葉時應使它稍許偏離中心或/且相對垂直方向傾斜一定的角度，可以防止氣泡的混入。
推進型攪拌器構造簡單，安裝比較容易，功率消耗較小，攪拌效果較高。小型的攪拌器還能與電機直聯，其轉速可達每分鐘1750轉。即使用于直徑較大的容器，其攪拌效果也比較好。但推進型攪拌器不適用于粘稠性物料的攪拌。對于不互溶液體的攪拌，混合效率受到一定限制。
3、渦輪式攪拌器
這類攪拌機的槳葉與渦輪的樣子類似，它適于葉片高速回轉的工況。由于葉片的高速回轉，流體沿徑向流動，上部的液體沿驅動軸向渦輪葉片吸入，而沿容器壁向上流動。在攪拌板間，流體做類似于圓周的運動。
渦輪葉片的個數為4枚以上，一般6枚葉片的居多。渦輪式的葉片比平槳式的直徑小，約等于容器直徑的30％～50％，轉數為50～500r／min，圓周速度不大于8m／s，渦輪葉片相對水平面傾斜安裝，液體的流速快。用圓盤安裝葉片時，它可以便于液體中的氣體擴散。它的槳葉幾何尺寸間的比例關系如圖。圖中把葉片的直徑看作1，其他尺寸均與它進行比較。在上述槳葉的基礎上，進行各種各樣的變態(tài)，便可得到圖各種型式的葉片。
這種攪拌器混合效率高，有較強的剪切效應，對粘度為50MPa.s以下的液體攪拌效果良好，適于不互溶液體的混合、氣體溶解、液體懸浮和溶液熱交換等。
4、攪拌罐結構設計
攪拌罐包括罐體和裝焊在其上的各種附件。
攪拌容器根據攪拌操作的工藝條件而定，常用的罐體是立式圓筒形容器，它有頂蓋、筒體和罐底，通過支座安裝在基礎或平臺上。罐體在常壓或規(guī)定的溫度及壓力下，為物料完成其攪拌過程提供一定的空間。從有利于流線型流動和減小功率消耗考慮，容器底的形狀最好選擇圓形底。除有特殊原因外，應避免采用錐形底。因為錐底會促使液流形成停滯區(qū)，使懸浮著的固體積聚起來。對方形或帶棱角的容器，因在拐角處容易形成死角，也應避免采用。
在知道攪拌罐操作時盛裝物料的容積以后，首先要選擇適宜的長徑比和裝料量，確定筒體的直徑和高度。
（1）長徑比 確定時罐體長徑比的選擇應考慮以下三方面的因素：①長徑比對攪拌功率的影響；②物料特性對罐體長徑比的要求；③罐體長徑比對傳熱的影響。
（2）裝料量 選定長徑比，還要根據攪拌罐操作時所允許的裝滿程度來考慮選擇裝料系數h，然后經過初步計算，數值整理及核算，最后確定筒體的直徑和高度。罐體全容積與公稱容積Vg有如下關系：
通常h可取0.6～0.85。物料在過程中有泡沫的，h可取0.6～0.7。在可取值范圍內，粘度大的取大值。
知道長徑比和裝料系數后，忽略封頭容積，對筒體直徑進行初算：
將上式計算出的結果整理成標準直徑，計算筒體高度：
最后，將計算出來的數值進行圓整。
（3）擋板
容器中液體在離心力的作用下涌向容器壁、形成周邊高、中心低的漩渦。這種現象叫做打漩，它對攪拌多相系物料的結果不是混合而是分層離散。當漩渦深度隨轉速增加到一定值后，還會在液體表面產生吸氣。引起其密度變化和攪拌機振動等現象。安裝擋板，一方面以防形成切向環(huán)流；另一方面增大被攪拌液體的湍動程度，從而改善湍動效果。
其安裝形式和數量如下：
- 對于低粘度液體，擋板垂直安裝在容器內壁上；
- 對于中粘度液體，擋板離開壁面安裝，以阻止在擋板背后形成停滯區(qū)。
- 粘度超過一定數值后，流體粘度足以抑制打漩，無需安裝擋板。
- 充分擋板化的條件與擋板的數量、寬度和葉輪直徑有關：
- 擋板的長度。通常要求其下端伸至容器底部，上端露出液面。且擋板必須伸至葉輪以下部位。
- 擋板安裝形式。
5、軸封
攪拌機的軸封是安裝在攪拌軸與機架間的密封裝置。它的作用是防止容器內物料與軸承潤滑劑或外界相互泄漏，造成污染。常用鈾封有填料密封和機械密封兩種。
填料密封 填料密封裝置主要由填料箱體4、填料底襯套5、壓蓋2．壓緊螺栓3及填料6等組成。密封的形成是通過比緊壓蓋2使填料6變形，從而消除轉軸1與機粱的間隙來實現的?？紤]食品衛(wèi)生的要求，作為填料材料通常選用聚四氟乙烯纖維。填料密封裝置結構簡單，成本低，對軸的磨損及摩擦功耗大，經常需要維修。因此理想的軸封應選用機械密封。
機械密封 機械密封(又稱端面密封)主要由套筒3、動環(huán)5，8、靜環(huán)4，9、彈簧7、套筒緊定螺釘1從靜密封圈2、6、12等組成。9在彈簧7力的作用下。始終保持緊密接觸，并做相對運動，使得泄漏不致發(fā)生。從而實現了軸與機架之間的密封。機械密封可靠性高，對軸無摩損，摩擦功耗小，使用壽命長，無需維修。結構復雜、成本高。它是攪拌機常用的軸封裝置。它的作用原理如下：當軸旋轉時，設置在套筒3上并與軸同時轉動的動環(huán)5，8與安裝在機架上的靜環(huán)。
6、攪拌器的傳動裝置
攪拌器傳動裝置的基本組成有：電機、齒輪傳動、攪拌軸及支架。
形式上攪拌器傳動裝置分立式和臥式兩種。立式攪拌分為同軸傳動和傾斜安裝傳動兩種。
