第三節　打蛋機

打蛋機屬于調和機的一種，調和機也稱捏和機。它主要加工高黏度糊狀、膏狀物料及黏滯性固體物料。例如在粉狀物料中摻入少量液體，制備成均勻的塑性物料或糊狀物料；在高黏稠物料中加入少量液體或粉體制成均勻混合物。除混合外，還可根據調制物料的性質及工藝要求，完成某種特定操作，如打蛋、調和糖漿等。調和機的性能直接影響到制品的產量和質量。

一、打蛋機工作原理

打蛋機在食品加工中常用來攪打多種蛋白液。攪拌物料主要是黏稠漿體，如軟糖、半軟糖生產所需的糖漿，各種蛋糕生產所需的面漿及各式花樣糕點上的裝飾乳酪等。

打蛋機操作時，攪拌器高速旋轉，強制攪打，被調和物料充分接觸并劇烈摩擦，從而實現混合、乳化、充氣及排除部分水分的作用。如在制備砂型奶糖的生產中，攪拌使蔗糖分子形成微小結晶體。又如充氣糖果生產中，將浸泡的干蛋白、蛋白發泡粉、濃糖漿、明膠液等混合后得到潔白、多孔結構的充氣糖漿。

由于漿體物料黏度低于調粉機攪拌的物料，因此打蛋機轉速高于調粉機轉速，常在70～270r/min范圍內，被稱作高速調和機。

二、打蛋機結構

常用的打蛋機多為立式，它由攪拌器、容器、傳動裝置及容器升降機構等組成（圖3-16）。

打蛋機工作時，電動機通過傳動機構帶動攪拌器轉動，攪拌器按一定規律與容器相對運動攪拌物料，攪拌器的運動規律在相當大程度上影響著攪拌效果。

1.攪拌器

立式打蛋機的攪拌器由攪拌槳和攪拌頭組成。

（1） 攪拌槳　打蛋機攪拌槳的結構形狀是根據被調和物料的性質以及工藝要求決定的。較為典型的有三種結構：鉤形攪拌槳、網形攪拌槳和鼓形攪拌槳，見圖3-17。

鉤形攪拌槳為整體鍛造，一側形狀與容器側壁弧形相同，頂端為鉤狀。這種槳的強度高。運轉時，各點能夠在容器內形成復雜運動軌跡。主要用于調和高黏度物料，如生產蛋糕所需的面漿。網形攪拌槳是整體鍛成網拍形，槳葉外緣與容器內壁形狀一致。它具有一定的強度，作用面積較大，可增加剪切作用。適用于中黏度物料的調和，如蛋白漿、糖漿、飴糖等。鼓形攪拌器是由不銹鋼絲制成鼓形結構。這種槳攪拌時可造成物料液的湍動。但由于攪拌鋼絲較細，故強度較低，只適用于工作阻力小的低黏度物料的攪拌，如稀蛋白液。

（2） 攪拌頭　當容器固定時，為保證攪拌槳形成特定的運動軌跡，攪拌頭由行星運動機構組成。傳動系統如圖3-18（a）所示。內齒輪1固定在機架上，轉臂3隨主軸5轉動時，行星齒輪在1與3共同作用下，既隨主軸公轉又與內齒輪嚙合，形成自轉，從而實現行星運動。攪拌槳行星運動軌跡如圖3-18（b）所示，基本上可使容器內各處的物料都被攪拌。有的打蛋機采用回轉容器和固定主軸攪拌頭。攪拌頭自轉，容器回轉產生相對于攪拌槳的公轉運動，從而實現圖3-18（b）所示的運動軌跡。

由于攪拌槳運動時總處在主軸中心之外，故主軸受周期性徑向偏置載荷的影響，致使軸封受力不均，產生間隙變化，造成潤滑油泄漏而污染容器中食品。因此要求攪拌頭的密封性好。常采用以下措施。

（1）使用可靠性高的J形密封橡膠圈或機械密封。J形密封圈密封性好，但摩擦損失大。機械密封性能優良，但結構復雜，成本高。

（2）將攪拌軸與行星轉臂架下端蓋聯成一體，機架下軸孔端部加工出一個凸緣，插入端蓋凹腔，利用側壁間隙含油形成帶壓油封防止泄漏。

（3）采用封閉軸承或含油軸承，也可使用耐高溫食品機械專用潤滑劑，來改善泄漏狀況。

2.調和容器

立式打蛋機中的調和容器也叫做“鍋”，有開式和閉式兩種，上部為圓柱形，下接橢圓鍋底，兩體焊接成形。閉式的上加一平蓋。立式打蛋機的固定容器根據調和工藝要求，既要在工作時被夾緊不晃動，又要便于隨時裝卸。一般是在容器外壁焊有L形帶銷孔支板，通過兩個采用間隙配合的圓柱銷同機架連接固定。容器靠斜面壓塊壓緊支板完成夾緊，如圖3-19所示。這種結構有一定的不足之處。當攪拌槳對物料做行星攪拌運動時，由于通過支板作用在壓塊上的攪拌力方向不斷變化，而壓塊對支板的作用斜面又處在容器切線方向上，因此會破壞由斜面構成的夾緊機構的自鎖狀態，引起容器振動。如果攪拌力大或攪拌力在各處不均勻且設備連續運轉時間長，則應增加壓力或加大摩擦力。目前較好的改進方法是增加夾緊點，即不變動原結構，在機器立柱上固定安裝一段限位桿。當容器在絲杠螺母升降機構帶動下，升至工作位置時，限位支桿壓在容器支板上。支桿作用是既限制容器垂直方向的工作位置，又通過絲杠螺母的自鎖性，將容器支板牢固壓緊在機架上。由于平面上三個夾緊點共同作用，從而達到了在容器上夾緊的工藝要求。

3.容器升降機構

立式打蛋機都裝有容器升降機構。機架上的固定容器只要做少量升降移動并定位自鎖，即可達到快速裝卸的要求。典型的容器升降機構如圖3-20所示。轉動手輪，同軸凸輪帶動連桿及滑塊，使支架沿機座的導軌做垂直升降移動。凸輪的偏心距決定升降距離，一般約65mm。當手輪順時針轉到凸輪的突出部分與定位銷相碰時，達到上限位置，此時連桿軸線剛好低于凸輪曲柄軸線，使得容器支架固定并自鎖在上極限位置處。平衡塊通過滑塊銷產生向上的推力，可以平衡升降時容器支架本身的重力。

也有的立式打蛋機采用絲杠螺母升降機構。轉動手輪，帶動絲杠旋轉，使螺母上下移動，完成容器的升降運動。

4.機座

立式打蛋機的機座承受攪拌操作的全部負荷。攪拌器高速行星運動，使機座受到交變偏心力矩和彎扭聯合作用，因此采用薄壁大斷面輪廓鑄造箱體結構來保證機器的剛度和穩定性。

5.傳動系統

立式打蛋機的傳動是通過電動機經皮帶輪減速傳至調速機構，再經過齒輪變速、減速及轉變方向，使攪拌頭正常運轉。

打蛋機的調速機構有兩種：無級變速和有級變速。無級變速可連續變速，變速范圍寬，對工藝適應性強，但結構復雜，設備成本高。國產打蛋機基本上都采用齒輪換擋的有級變速機構。作用單一的或小型打蛋機則不變速或采用雙速電機。

立式打蛋機的典型有級變速機構由一對三聯齒輪滑塊組合而成，如圖3-21的所示。通過手動撥叉換擋，使不同齒數的齒輪嚙合，以實現三種不同速度的傳遞。低、中、高三速能夠滿足打蛋機調和工藝的操作要求。低速通常在70r/min左右，中速約為125r/min，高速為200r/min以上。 國產立式打蛋機傳動裝置有兩種排布形式。一種是由三根平行傳動軸及五對齒輪構成，齒輪箱大，傳動構件多，但維修調速方便，制造工藝要求的精度低。另一種是二根平行軸和四對齒輪構成，齒輪箱小，構件相應減少，成本也降低。但由于軸相應加長，剛度降低，對捏合有影響，故加粗軸徑和在軸中部再加一個支撐為好。