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超微粉碎
來源:廊坊廊通膠體磨|實驗?zāi)z體磨|膠磨機|專業(yè)膠體磨設(shè)計制造商 -廊坊市廊通機械有限公司 | 發(fā)布時間:2016/4/5 | 瀏覽次數(shù):

 

超微粉碎 編輯詞條

超微粉碎,是指利用機械或流體動力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎,從而將3毫米以上的物料顆粒粉碎至10-25微米的操作技術(shù)。

 

超微粉碎,是指利用機械或流體動力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎,從而將3毫米以上的物料顆粒粉碎至10-25微米的操作技術(shù)。是20世紀(jì)70年代以后,為適應(yīng)現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種物料加工高新技術(shù)。 超微細(xì)粉末是超微粉碎的最終產(chǎn)品,具有一般顆粒所沒有的特殊理化性質(zhì),如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等。因此超微細(xì)粉末已廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥、化妝品農(nóng)藥、染料、涂料、電子及航空航天等許多領(lǐng)域上。

折疊編輯本段粉碎簡介

粉碎室用機械力的方法來克服固體物料內(nèi)部凝聚力達(dá)到使之破碎的單元操作。習(xí)慣上有時將大塊物料分裂成小塊物料的操作稱為破碎;將小塊物料分裂成細(xì)粉的操作稱為磨碎或研磨,兩者又統(tǒng)稱為粉碎。物料顆粒的大小稱為粒度,它是粉碎程度的代表性尺寸。

根據(jù)被粉碎物料和成品粒度的大小,粉碎可分為粗粉碎、中粉碎、微粉碎和超微粉碎四種:①粗粉碎:原粒度在40~1500mm范圍內(nèi),成品顆粒粒度為5~50mm;②中粉碎:原料粒度10~100mm,成品粒度5~10mm;③微粉碎(細(xì)粉碎):原料粒度5~10mm,成品粒度100μm以下;④超微粉碎(超細(xì)粉碎):原料粒度5~10mm,成品粒度在10μm以下。

折疊編輯本段技術(shù)特點

折疊快速低溫粉碎

超微粉碎技術(shù)是采用超音速氣流粉碎、冷漿粉碎等方法,與以往的純機械粉碎方法完全不同。在粉碎過程中不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,甚至可在低溫狀態(tài)下進(jìn)行粉碎,速度快,瞬間即可完成,因而最大限度地保留粉體的生物活性成分,以利于制成所需的高質(zhì)量產(chǎn)品。

折疊粒細(xì)分布均勻

由于采用超音速氣流粉碎,其在原料上力的分布相當(dāng)均勻。分級系統(tǒng)的設(shè)置,既嚴(yán)格限制了大顆粒,有避免出現(xiàn)過碎,得到粒徑分布均勻的超細(xì)粉,同時很大程度上增加了微粉的比表面積,使吸附性、溶解性等亦相應(yīng)增大。

折疊提高利用率

物體經(jīng)超微粉碎后,近納米細(xì)粒徑的超細(xì)粉一般可直接用于制劑生產(chǎn),而常規(guī)粉碎的產(chǎn)物仍需要一些中間環(huán)節(jié),才能達(dá)到直接用語生產(chǎn)的要求這樣很可能造成原料浪費。因此,該技術(shù)尤其適合珍貴稀少原料的粉碎。

折疊減少污染

超微粉碎是在封閉系統(tǒng)下進(jìn)行,既避免了微粉污染周圍環(huán)境,又可防止空氣中的灰塵污染產(chǎn)品。故在食品及醫(yī)療保健品中運用該技術(shù),微生物含量及灰塵便得以控制。

折疊編輯本段粉碎方法

折疊磨介式粉碎

磨介式粉碎是借助與運動的研磨介質(zhì)(磨介)所產(chǎn)生的;中擊,以及非;中擊式的彎折、擠壓和剪切等作用力,達(dá)到物料顆粒粉碎的過程。磨介式粉碎過程主要為研磨和摩擦,即擠壓和剪切。其效果取決于磨介的大小、形狀、配比、運動方式、物料的填充率、物料的粉碎力學(xué)特性等。磨介式粉碎的典型設(shè)備有球磨機、攪拌磨和振動磨3種。

球磨機是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備,產(chǎn)品粒度可達(dá)20-40微米。當(dāng)要求產(chǎn)品粒度在20微米以下,則效率低、耗能大、加工時間長。攪拌磨是在球磨機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來,主要由研磨容器攪拌器、分散器、分離器和輸料泵等組成。工作時在分散器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下,研磨介質(zhì)和顆粒漿料;中向乏器內(nèi)壁,產(chǎn)生)中擊性的剪切、摩擦和擠壓等作用,將顆粒粉碎。攪拌磨能達(dá)到產(chǎn)品顆粒的超微化和均勻化,成品的平均粒度最小可達(dá)到數(shù)微米。振動磨是利用磨介高頻振動產(chǎn)生的;中擊性剪切、摩擦和擠壓等作用將顆粒粉碎的,所得到的成品平均粒度可達(dá)2-3微米以下而且粉碎效率比球磨機高得多,處理量是同容量球磨機的下10倍以上。

折疊超微粉碎

氣流磨可用于超微粉碎,是以壓縮空氣或過熱蒸汽,通過噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍流氣流作為顆粒的載體,顆粒與顆粒之間或顆粒與固定板之間發(fā)生沖擊性積壓、磨擦和剪切等作用,從而達(dá)到粉碎的目的。自20世紀(jì)40年代美國第一臺工業(yè)氣流粉碎機誕生以來,現(xiàn)已有圓盤式、循環(huán)管式、靶式、對撞式、旋轉(zhuǎn)沖擊式、流化床式6大類氣流粉碎機。與普通機械式超微粉碎機相比,氣流粉碎機可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì)(粉品細(xì)度可達(dá)2~40微米),粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻。又因為氣體在噴嘴處膨脹可降溫,粉碎過程沒有伴生熱量,所以粉碎溫升很低。這一特性對于低熔點和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。但是,氣流粉碎能耗大,能量利用率只有2%左右,一般認(rèn)為要高出其他粉碎方法數(shù)倍。

值得指出的是,一般認(rèn)為產(chǎn)品粒度與喂料速度成正比,即喂料速度愈大,產(chǎn)品粒度也愈大這種理解不全面。當(dāng)喂料速度或粉碎機內(nèi)顆粒濃度達(dá)到一定值后,這個說法是合理的。因為喂料速度增大,粉碎機內(nèi)顆粒濃度也增加,發(fā)生顆粒擁擠現(xiàn)象,甚至顆粒流動像柱塞一樣,只有在"柱塞"前沿的顆粒,才有發(fā)生有效碰撞的可能,在后面的顆粒只有相互之間低速的碰撞和摩擦、發(fā)熱。但是,這并不是說顆粒濃度愈小,產(chǎn)品粒度愈小,或者粉碎效率愈高。恰恰相反,當(dāng)顆粒濃度低到一定程度,顆粒之間將缺少碰撞機會而降低粉碎效率。

折疊機械剪切粉碎

現(xiàn)有的大部分粉碎方法多為沖擊式。對于脆性大、韌性小的物料,這些方法是恒之有效。但基于農(nóng)產(chǎn)品深加工的發(fā)展,特別是新鮮或含水最高的高纖維物料(多為韌性物料和柔性物料)的粉碎,氣流沖擊粉碎反而效果不好,反映在產(chǎn)品粒度大、能耗高、這類物質(zhì)的粉碎用剪切式比較合適。雖然,超微粉碎的方法很多,但是目前在食品加工中應(yīng)用較多的是氣流式中的超音速式超微粉碎方法。

人們的生活水平不斷提高,對食品的要求也愈來愈重視。這就對食品的加工技術(shù)提出了更高的要求,既要保證食品良好的口感,又要保證營養(yǎng)成分不被破壞,而且還要更有利于人體的吸收。超微粉碎技術(shù)根據(jù)其特點,應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域,恰恰可以達(dá)到上述的一些效果。對食品進(jìn)行微粒超微化處理,可以使其比表面積成倍增長,提高某些成分的活性、吸收率,并使食品的表面電荷、粘力發(fā)生奇妙的變化。

折疊編輯本段加工業(yè)的應(yīng)用

折疊食物資源利用

小麥麩皮、燕麥皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣和甘蔗渣等,含有豐富維生素、微量元素等,具有很好的營養(yǎng)價值,但由于常規(guī)粉碎的纖維粒度大,影響食品的口感,而使消費者難于接受。通過對纖維的微;,能明顯改善纖維食品的口感和吸收性''''從而使食物資源得到了充分的利用,而且豐富了食品的營養(yǎng)。果皮、果核經(jīng)超微粉碎可轉(zhuǎn)變?yōu)槭称。蔬菜在低溫下磨成微膏粉,既保存全部?a target="_blank" style="color: rgb(19, 110, 194); text-decoration: none;">營養(yǎng)素,纖維質(zhì)也因微細(xì)化而增加了水溶性,口感更佳。一些動植物體的不可食部分如骨、殼(如蛋殼)、蝦皮等,也可通過超微化而 成為易被人體吸收利用的鈣源和甲殼素。

各種畜、禽鮮骨中含有豐富的蛋白質(zhì)和脂肪、磷脂質(zhì)、磷蛋白,能促進(jìn)兒童大腦神經(jīng)的發(fā)育,有健腦增智之功效。鮮骨中含有的骨膠原(氨基酸)、軟骨素等,有滋潤皮膚防衰老的作用鮮骨中還含有維生素A、B,、B2、B12等營養(yǎng)成分。鈣、鐵等在鮮骨中的含量 也極高,如豬骨中含有復(fù)合磷酸鈣鹽、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等主要成分。

一般將鮮骨煮、熬之后食用,實際上:鮮骨的營養(yǎng)成分沒有被人體吸收,造成資源浪費。利用氣流式超微粉碎技術(shù),將鮮骨多級粉碎加工成超細(xì)骨泥或經(jīng)脫水制成骨粉,既能保持95%以上的營養(yǎng)素,而且營 養(yǎng)成分又易被人體直接吸收利用,·吸收率可達(dá)90%以上。骨是肉類食品廠的大宗副產(chǎn)品,大多以低價出售處理。因此,將骨制成富鈣產(chǎn)品,既具有營養(yǎng)意義,又具有經(jīng)濟意義。

另外,傳統(tǒng)的飲茶方法是用開水沖泡茶葉,但是人體并沒有完全吸收茶葉的全部營養(yǎng)成分,一些不溶性或難溶的成分,諸如維生素A、K、E及絕大部分蛋白質(zhì)、碳水化合物、胡羅卜素以及部分礦物質(zhì)等,都大量留存于茶渣中大大影響了茶葉的營養(yǎng)及保健功能。如果將茶葉在常溫、干燥狀態(tài)下制成粉茶,使粉體的粒徑小于5微米,則茶葉的全部營養(yǎng)成分易被人體腸胃直接吸收,用水沖飲時成為溶液狀,無沉淀。

新型功能食品或添加劑

1、纖維食品膳食。纖維素被現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)界稱為"第七營養(yǎng)素" ,它可作為食物填充劑或生理活性物質(zhì),是防治現(xiàn)代"文明病"和平衡膳食結(jié)構(gòu)的重要功能性基料食品。因此,增加膳食纖維的攝入是提高人體健康的重要措施。借助現(xiàn)代超微粉碎技術(shù),使食物纖維微;苊黠@改善纖維食品的口感和吸收性。

2、補鈣食品。動物骨、殼、皮等通過超微粉碎后得到的微粉屬有機鈣,比無機鈣容易被人體吸收、利用。這些有機鈣可以作為添加劑,制成高鈣高鐵的骨粉(泥)系列食品,具有獨到的營養(yǎng)保健功能,因此被譽為"21世紀(jì)功能性食品"。當(dāng)這些有機鈣粉(包括珍珠粉)的粒度小于5微米時,可用于某些缺鈣食品如豆奶等的富鈣。

3、甲殼素。蟹殼、蝦殼、蛆、蛹等的超微粉末可用作保鮮劑、持水劑、抗氧化劑等,改性后還有其他許多功能性。

折疊改變傳統(tǒng)工藝

改善食品品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本超微粉碎,可以使部分食品加工過程或工藝產(chǎn)生革命性的變化。如速溶茶生產(chǎn),傳統(tǒng)的方法是通過萃取,將茶葉中的有效成分提取出來,然后濃縮、干燥制得粉狀速溶茶,F(xiàn)在采用超微粉碎僅需一步工序便得到粉茶產(chǎn)品,既大大簡化生產(chǎn)工藝,又大大降低生產(chǎn)成本。再者是豆粉的生產(chǎn),傳統(tǒng)的工藝是先將大豆浸泡,然后破碎、去皮、細(xì)磨脫水、干燥,如果采用干法超微粉碎技術(shù),大豆毋須加水浸泡,便可直接破碎、超微得到豆粉產(chǎn)品。這樣,既保留了豆皮的營養(yǎng),又節(jié)省了能量,因為傳統(tǒng)方法先加水,最后再脫水干燥,浪費很多能量。

折疊軟飲料加工

利用氣流微粉碎技術(shù),可開發(fā)出的軟飲料有粉茶、豆類固體飲料、超細(xì)骨粉配制富鈣飲料和速溶綠豆精等。如果將茶葉在常溫、干燥狀態(tài)下制成茶粉、使粉體的粒徑小于5微米,則茶葉的全部營養(yǎng)成分易被人體腸胃直接吸收,可以即沖即飲。烏龍茶、紅茶、綠茶、的茶粉還可加入到各種食品中,從而加工出一種全新的茶制品。

在牛奶生產(chǎn)過程中,利用均質(zhì)機能使脂肪明顯細(xì)化。若98%的脂肪球直徑在2微米以下,則可達(dá)到優(yōu)良的均質(zhì)效果,口感好,易于消化。植物蛋白飲料是以富含蛋白質(zhì)的植物種子和各種果核為原料,經(jīng)浸泡、磨漿、均質(zhì)等操作單元制成的乳狀制品。磨漿時用膠體磨磨至粒徑5~8微米,再均質(zhì)至1~2微米。在這樣的粒度下,可使蛋白質(zhì)固體顆粒、脂肪顆粒變小,從而防止蛋白質(zhì)下沉和脂肪上浮。調(diào)味品加工微粉食品的巨大孔隙造成集合孔腔,可吸收并容納香氣經(jīng)久不散,這是重要的固香方法之一,因此作為調(diào)味品使用的超微粉,其香味和滋味更濃郁、突出。超微粉碎技術(shù)作為一種新型的食品加工方法,可以使傳統(tǒng)調(diào)味料(主要是香辛料)細(xì)碎成粒度均一、分散性好的優(yōu)良超微顆粒。由于香辛料微粒粒徑的不斷減小,其流動性、溶解速度和吸收率均有所增大,入味效果也得到改善。

折疊巧克力生產(chǎn)

巧克力必須具有細(xì)膩滑潤的良好口感,因此巧克力配料的粒度不能大于25微米。當(dāng)平均粒徑大于40微米時,巧克力的口感就明顯粗糙。因此,只有超微粉碎加工巧克力配料才能保證巧克力的質(zhì)量。瑞士、日本等國,主要采用五輥精磨機和球磨精磨機。一種適合我國國情的巧克力球磨機已經(jīng)得到設(shè)計開發(fā),粉碎細(xì)度和能耗指標(biāo)達(dá)到并超過國外同類機型,特別是比刮板式精磨機節(jié)能50%以上。

以上列舉了超微粉碎技術(shù)在食品加工中的幾種應(yīng)用,以為管中窺豹,其實超微粉碎技術(shù)在食品中的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不限于此。

折疊發(fā)展路線

不同的物料具有不同的粉碎特性,往往需要不同的粉碎方法,在食品加工中的超微粉碎設(shè)備一般為氣流粉碎機和膠磨機,氣流粉碎是目前較為先進(jìn)的超微粉碎設(shè)備。在加工過程中溫升低,特別適合于熱敏性食品的加工,但能耗大。膠磨機普遍用于食品超微粉碎工序,它是一種較為傳統(tǒng)的方法。根據(jù)文獻(xiàn),機械粉碎有95-99%的粉碎能變成熱量,故物料溫升不可避免。熱敏食品易因此而發(fā)生變質(zhì)、熔解、粘糊,同時機器粉碎能力也會降低。

為此,可在粉碎前或粉碎時使用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法。對于同一種食品物料也往往需要多種粉碎方式的結(jié)合才能被有效地粉碎;每一種粉碎設(shè)備,往往兼具多種粉碎方式;粉碎過程中因顆粒粉碎、表面積增大所需要的能量遠(yuǎn)比實際總輸入能量低,說明粉碎機的實際輸入能量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有效能耗,換句話說粉碎機的節(jié)能還大有潛力可挖。

超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用具有兩個方面的重要意義,一是提高食品的口感,且有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收;二是原來不能充分吸收或利用的原料被重新利用,配制和深加工成各種功能食品,開發(fā)新食品材料,增加了新食品品種,提高了資源利用率。

我國食品工業(yè)總產(chǎn)值在工業(yè)部門中的比重已躍居第一位,達(dá)到5,000億元的規(guī)模,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理,深加工產(chǎn)品即食品制造業(yè)只占16%。目前,促進(jìn)食品工業(yè)的深加工,提高產(chǎn)品附加值已成為社會和企業(yè)的共識。因此,超微粉碎技術(shù)作為一種高新技術(shù),在食品加工中將有廣闊的應(yīng)用前景。

 
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