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文檔簡介
1、超微粉碎超微粉碎,是指利用機(jī)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。 技術(shù)特點(diǎn) 速度快可低溫粉碎 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(jī)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
2、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。 粒徑細(xì)且分布均勻 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。 節(jié)省原料 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(fèi)。因此,該技術(shù)尤其適合珍貴稀少原料的粉碎。 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
3、染產(chǎn)品。故在食品及醫(yī)療保健品中運(yùn)用該技術(shù),微生物含量及灰塵便得以控制。 粉碎方法 磨介式粉碎 磨介式粉碎是借助與運(yùn)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(yùn)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(jī)、攪拌磨和振動磨3種。 球磨機(jī)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(jī)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
4、。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(jī)高得多,處理量是同容量球磨機(jī)的下10倍以上。 氣流式超微粉碎 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
5、業(yè)氣流粉碎機(jī)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(jī)。與普通機(jī)械式超微粉碎機(jī)相比,氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì)(粉品細(xì)度可達(dá)240微米),粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻。又因?yàn)闅怏w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(diǎn)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(jī)內(nèi)顆粒濃度達(dá)到一定值后,這個說法是合理的。因?yàn)槲沽纤俣仍龃?,粉碎機(jī)內(nèi)顆粒濃
6、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(jī)會而降低粉碎效率。 機(jī)械剪切式超微粉碎 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
7、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(diǎn),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。 食品加工業(yè)的應(yīng)用 食物資源的利用 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
8、,而使消費(fèi)者難于接受。通過對纖維的微粒化,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,既保存全部的營養(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
9、,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(shí)際上:鮮骨的營養(yǎng)成分沒有被人體吸收,造成資源浪費(fèi)。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(jì)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
10、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、纖維食品膳貪。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),使食物纖維微粒 化,能明顯改善纖維食品的口感和吸收性。 2、補(bǔ)鈣食品。動物骨、殼、皮等通過超微粉碎后得到的微粉屬有機(jī)鈣,比無機(jī)鈣容易被人體吸收、利用。這些有機(jī)鈣可以作為添加劑,制成高鈣高鐵的骨粉(泥)系
11、列食品,具有獨(dú)到的營養(yǎng)保健功能,因此被譽(yù)為21世紀(jì)功能性食品。當(dāng)這些有機(jī)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。 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,
12、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?yàn)閭鹘y(tǒng)方法先加水,最后再脫水干燥,浪費(fèi)很多能量。 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(jī)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
13、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58微米,再均質(zhì)至12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。 巧克力生產(chǎn) 巧克力必須具有細(xì)膩滑
14、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(jī)和球磨精磨機(jī)。一種適合我國國情的巧克力球磨機(jī)已經(jīng)得到設(shè)計(jì)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(jī)型,特別是比刮板式精磨機(jī)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(shí)超微粉碎技術(shù)在食品中的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不限于此。 未來的發(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(jī)和膠磨機(jī),氣流粉碎是目前較為先進(jìn)的超微粉碎設(shè)備。在
15、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(jī)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(jī)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(jī)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(shí)際總輸入能量低,說明粉碎機(jī)的實(shí)際輸入能量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有效能耗,換句話說粉碎機(jī)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
16、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。1超微粉碎是近20年迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù),能把原材料加工成微米甚至納米級的微粉,已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。鑒于粉碎是中藥生產(chǎn)及應(yīng)用中的基本加工技術(shù),超微粉碎
17、已愈來愈引起人們的關(guān)注,雖然該項(xiàng)技術(shù)起步較晚,開發(fā)研制的品種相對較少,但已顯露出特有的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。 超微粉碎技術(shù)是粉體工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,包括對粉體原料的超微粉碎,高精度的分級和表面活性改變等內(nèi)容。據(jù)原料和成品顆粒的大小或粒度,粉碎可分為粗粉碎,細(xì)粉碎,微粉碎和超微粉碎,這是一個大概的分類。值得注意的是,各國各行業(yè)由于超微粉體的用途,制備方法和技術(shù)水平的差別,對超微粉體的粒度有不同的劃分。 超微粉碎機(jī)一般為無篩式粉碎機(jī),粉碎物料粒度由氣流速度控制,粉碎粒度要求95%通過0.15mm(100目),一般用于特種水產(chǎn)餌料或水產(chǎn)開口餌料,超微粉碎通常由超微粉碎機(jī)、氣力輸送、分級機(jī)配套來完成
18、。原料的粉碎粒度非常細(xì),可能顯示出意想不到的特性,但也帶來了比較多的問題,如靜電吸附,物料的流動性差,粉碎消耗的能量大,提高了生產(chǎn)成本,對加工操作的影響比較大,這些不利影響可以采取不同的方法加以克服(如改變飼料加工工藝)。 超微粉碎通過對物料的沖擊,碰撞,剪切,研磨,分散等手段而實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)粉碎中的擠壓粉碎方法不能用于超微粉碎,否則會產(chǎn)生造粒效果。選擇粉碎方法時,須視粉碎物料的性質(zhì)和所要求的粉碎比而定,尤其是被粉碎物料的物理和化學(xué)性能具有很大的決定作用,而其中物料的硬度和破裂性更居首要地位,對于堅(jiān)硬和脆性的物料,沖擊很有效;而對中藥材用研磨和剪切方法則較好。實(shí)際上,任何一種粉碎機(jī)器都不是單純的某
19、一種粉碎機(jī)理,一般都是由兩種或兩種以上粉碎機(jī)理聯(lián)合起來進(jìn)行粉碎,如氣流粉碎機(jī)是以物料的相互沖擊和碰撞進(jìn)行粉碎;高速沖擊式粉碎機(jī)是沖擊和剪切起粉碎作用;振動磨,攪拌磨和球磨機(jī)的粉碎機(jī)理則主要是研磨,沖擊和剪切;而膠體磨的工作過程主要通過高速旋轉(zhuǎn)的磨體與固定磨體的相對運(yùn)動所產(chǎn)生的強(qiáng)烈剪切,摩擦,沖擊等等。編輯本段常用設(shè)備機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)機(jī)械沖擊式粉碎效率高,粉碎比大,結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,適合于中,軟硬度物料的粉碎這種粉碎機(jī)不僅具有沖擊和摩擦兩種粉碎作用,而且還具有氣流粉碎作用,超細(xì)粉體產(chǎn)品沖擊式粉碎機(jī)由于是高速運(yùn)轉(zhuǎn),要產(chǎn)生磨損問題,此外還有發(fā)熱問題,對熱敏性物質(zhì)的粉碎要莊意采取適宜措施。浙江睞州市
20、特種粉碎設(shè)備廠生產(chǎn)的系列粉碎機(jī)加大風(fēng)量輸送物料,傳熱效果好,粉碎區(qū)域溫度較低,可用于某些熱敏性物料的粉碎川。氣流粉碎機(jī)氣流粉碎機(jī)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)生沖擊性擠壓,摩擦和剪切等作用,從而達(dá)到粉碎的目的。與普通機(jī)械沖擊式超微粉碎機(jī)相比,氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì),粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻;又因?yàn)闅怏w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。這一特性劉于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。但也存在一此問題:設(shè)備制造成本高,一次性投資大,能耗高,能量利用率只有2%左右,一般認(rèn)為要高出其它粉碎方
21、法數(shù)倍,因而粉體加工成本太大,這就使得它在這一領(lǐng)域的使用受到了一定的限制:同時,它難以實(shí)現(xiàn)亞微米級產(chǎn)品粉碎。普通球磨機(jī)球磨機(jī)是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備,其特點(diǎn)是粉碎比大,結(jié)構(gòu)簡單,機(jī)械可靠性強(qiáng),磨損零件容易檢查和更換,工藝成熟,適應(yīng)性強(qiáng),產(chǎn)品粒度小。但當(dāng)產(chǎn)品粒度要達(dá)到201m以下時,效率低,耗能大,加工時間長。例如,將珍珠磨到幾百目,要十幾個小時。振動磨振動磨是用彈簧支撐磨機(jī)體,由帶有偏心塊的主軸使其振動,運(yùn)轉(zhuǎn)時通過介質(zhì)和物料一起振動,將物料進(jìn)行粉碎,其特點(diǎn)是介質(zhì)填充率高,單位時間內(nèi)的作用次數(shù)高(沖擊次數(shù)為球磨機(jī)的4-5倍),因而其效率比普通球磨機(jī)高10-20倍,而能耗比其低數(shù)倍。通過調(diào)節(jié)振動的
22、振幅,振動頻率,介質(zhì)類型。振動磨產(chǎn)品的平均粒徑可達(dá)2-3m以下,對于脆性較大的物質(zhì)可比較容易的得到亞微米級產(chǎn)品。近年來通過實(shí)踐,振動磨日益受到重視,原因就是振動磨對某些物料產(chǎn)品粒度可達(dá)到亞微米級,同時有較強(qiáng)的機(jī)械化學(xué)效應(yīng),且結(jié)構(gòu)簡單,能耗較低,磨粉效率高,易于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。攪拌磨攪拌磨是在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,同普通球磨機(jī)相比,攪拌磨采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率及小介質(zhì)尺寸,獲得了極高的功率密度,使細(xì)物料研磨時間大大縮短,是超微粉碎機(jī)中能量利用率最高,很有發(fā)展前途的種設(shè)備。攪拌磨在加工小于20m的物料時效率大大提高,成品的平均粒度最小可達(dá)到數(shù)微米。高功率密度(高轉(zhuǎn)速)攪拌磨機(jī)可用于最大粒度小于
23、微米以下產(chǎn)品,在顏料、陶瓷、造紙、涂料、化工產(chǎn)品中已獲得了成功。目前高功率密度攪拌磨在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用有處理最小和磨損成本高兩大難題。隨著高性能耐磨材料的出現(xiàn),相信這些問題都能得到解決。中藥超微粉碎技術(shù)分析和性能介紹閱讀:754發(fā)布時間:2009-10-27作為幾千年來勞動人民和醫(yī)學(xué)家的辛勤勞動的結(jié)晶,中藥被稱為是中華民族之瑰寶,她凝聚著對全人類作出了重大的貢獻(xiàn)。隨著社會的不斷發(fā)展,中醫(yī)藥正走出國門,面向世界,特別是世界上“自然療法”的興起。中藥在國際上也越來越受重視,日本漢方藥的發(fā)展很快,技術(shù)水平很高,西歐、美國、韓國投資巨額資金研究和發(fā)展中藥,而我國在此方面很落后。當(dāng)前我國政府高度重視中
24、醫(yī)藥的發(fā)展。在“十一五”期間,我國政府號召加強(qiáng)研發(fā)具有顯著中藥特色和優(yōu)勢的中藥復(fù)方藥物,要求民族藥物盡快走向現(xiàn)代化的發(fā)展道路。超微粉碎技術(shù)以其自身的優(yōu)點(diǎn),在中藥粉碎中具有獨(dú)特的優(yōu)勢,但它在中藥的應(yīng)用方面還處于初級階段,本文對中藥超微粉碎后對生物體吸收、藥物用量、藥物工業(yè)加工和提取等方面的影響,以及中藥超微粉碎存在的問題等進(jìn)行了闡述,以促使我國的傳統(tǒng)中醫(yī)藥早日走向造福于世界的健康發(fā)展道路。北京燕山正德機(jī)械設(shè)備有限公司主要以粉碎機(jī)為主,另外還有混合機(jī),超微粉碎機(jī),小型粉碎機(jī),小型超微粉碎機(jī),振動篩,膠囊填充設(shè)備等。涉足領(lǐng)域包括制藥、化工、食品、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。航天系統(tǒng)專家的技術(shù)優(yōu)勢和自身精良的加
25、工設(shè)備,是我們的產(chǎn)品完全接受市場考驗(yàn)的可靠保障。YSC系列超微粉碎機(jī)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用取得了良好的效果,尤其是對纖維性物料的粉碎,突破了業(yè)內(nèi)多年來的瓶頸,達(dá)到了新的高度一、超微粉碎技術(shù)的發(fā)展概況超微粉碎技術(shù)是指制備和使用微粉及其相關(guān)技術(shù),包括微粉的制備工藝技術(shù)、分級技術(shù)、分離技術(shù)、干燥技術(shù)、輸送、混合、均化技術(shù)、粉體表面改性技術(shù)、粒子復(fù)合技術(shù)、檢測技術(shù)、制造及儲運(yùn)過程中的安全技術(shù)、包裝、運(yùn)輸及應(yīng)用技術(shù)等。超微粉碎技術(shù)可分為微米技術(shù)、亞微米技術(shù)及納米技術(shù)。中藥粉碎通常以細(xì)度(粒徑)作為評價粉碎效果的標(biāo)準(zhǔn)。超微粉碎是近20年迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù),能把原材料加工成微米級甚至納米級的微粉,它是粉體
26、工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,包括對粉體原料的超微粉碎、高精度的分級和表面活性改變等內(nèi)容。超微粉體技術(shù)是傳統(tǒng)粉碎技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,它是近幾十年來新興的一門科學(xué)技術(shù),它源自古老的傳統(tǒng)粉碎技術(shù),而將其粉碎的概念向前大大延伸了。所謂“超微粉體”,國內(nèi)外目前對這一名詞尚無嚴(yán)格的界定。通常將1250目(即10m)以下的粉體,稱之為“超微粉體”。采用傳統(tǒng)的工藝方法,很難將固形物料粉碎到如此的細(xì)度。固形物質(zhì)經(jīng)過超微粉碎后,使其處于微米甚至納米尺寸時,該粉體的物理、化學(xué)特性都會發(fā)生極大的變化。國外對粉體技術(shù)非常重視,許多國冢先后建立了粉體研究機(jī)構(gòu)。德國、美國和日本已出現(xiàn)了超微粉體專業(yè)開發(fā)公司。英國里茲大學(xué)粉體工程研究
27、所(從選礦、環(huán)保、礦物加工到電子材料)和美國馬薩諸塞州高分子材料研究所(研究范圍涵蓋了從普通塑料到納米復(fù)合材料;從宏觀機(jī)械加工,到微結(jié)構(gòu)控制)。我國對粉體技術(shù)也非常重視,目前超微技術(shù)在我國中藥制藥工業(yè)中的應(yīng)用尚處于起步階段,但已成為近幾年來中藥界的研究熱點(diǎn)。清華大學(xué)粉體工程研究所、南京理工大學(xué)超細(xì)粉體與表面科學(xué)技術(shù)研究所與中國藥科大學(xué)、北京中醫(yī)藥大學(xué)等單位在這方面開展了大量研究,已受到醫(yī)藥界的廣泛關(guān)注。由清華大學(xué)材料系蓋國勝和吳以嶺教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)實(shí)施中成藥通心絡(luò)膠囊超微粉工藝提升項(xiàng)目,該項(xiàng)目將藥粉的粒度從1501xm減少到lOpm,并可進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。該項(xiàng)成果已獲得2007年國家科技發(fā)明獎
28、,表明我國將超微粉技術(shù)應(yīng)用于中藥已經(jīng)邁出了重要步伐。二、超微粉碎技術(shù)的方法超微粉碎根據(jù)粉碎力的原理不同,可分為干法粉碎和濕法粉碎。干法有氣流式、高頻振動式、旋轉(zhuǎn)球(棒)磨式、錘擊式和自磨式等幾種形式;濕法粉碎主要是膠體磨和均質(zhì)機(jī)。氣流式是利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞和摩擦等作用力實(shí)現(xiàn)對物料的粉碎。高頻振動式是利用球或棒形磨介的高頻振動產(chǎn)生沖擊、摩擦和剪切等作用力實(shí)現(xiàn)對物料的粉碎。旋轉(zhuǎn)球磨式是利用球或棒形磨介在水平回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生沖擊和摩擦等作用力實(shí)現(xiàn)對物料的粉碎。膠體磨是通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生急劇的速度梯度。使物料受到強(qiáng)烈的剪切、摩擦和湍動騷擾來糊碎物料。均質(zhì)機(jī)是利用急劇的速度梯度產(chǎn)
29、生強(qiáng)烈的剪切力,使液滴或顆粒發(fā)生變性和破裂以達(dá)到微粒化的目的。其中,超微粉碎時采用氣流粉碎時,在糊碎過程中不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,甚至可在低溫狀態(tài)下進(jìn)行,粉碎瞬時即可完成,因而能最大限度地保留粉體的生物活性成分,有利于制成所需的高質(zhì)量產(chǎn)品。三、中藥的超微粉碎及其對中藥性能的影響1提高藥物中有效組分的溶出率,增大藥物的生物利用量中藥材和食品等絕大部分來自于動植物。一般情況下,藥用有效成分主要存在于細(xì)胞內(nèi),在細(xì)胞完整無損的情況下,有效成分只有透過細(xì)胞膜(壁)后才能被利用。中藥進(jìn)行超微粉碎后,可實(shí)現(xiàn)藥材細(xì)胞破壁。當(dāng)細(xì)胞破壁后其細(xì)胞內(nèi)的有效成分被暴露出來,所以藥效有大幅度的提高,而且起效速度快。特別是質(zhì)
30、地堅(jiān)硬致密的藥材,由于超微粉碎破壁后可免除溶媒穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)將藥效成分溶出的漫長過程和障礙,因此存在更有利于縮短提取時間、降低用量的可能性。超微粉碎后的粉體具有一般顆粒所不具有的一些特殊的理化性質(zhì),如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等。在中藥提取中,其有效成分的溶出需要經(jīng)過浸潤、溶脹、滲透及擴(kuò)散等過程。超微粉碎技術(shù)的利用一方面可使有效成分溶出阻力減小,另一方面,微細(xì)化的物料具有很強(qiáng)的表面吸附力、親和力、分散性和溶解性,從而提高了有效成分的溶出速度及溶出率。實(shí)驗(yàn)證明,細(xì)胞級超微粉碎技術(shù)在中藥有效成分的提取中會明顯提高提取率,特別是對于大分子成分提取率的提高更為明顯。植物及動物的細(xì)
31、胞尺度一般在8-901m。目前中藥粉體的細(xì)度一般在細(xì)粉級,粒徑在125-150m,中藥細(xì)粉中含有一定量的破壁細(xì)胞,但遠(yuǎn)未達(dá)到細(xì)胞級微粉的水平。細(xì)胞級微粉碎是指以動植物類藥材細(xì)胞破壁為目的的粉碎作業(yè),運(yùn)用現(xiàn)代超微粉碎技術(shù),可將原藥材粉碎到5-101m。在該細(xì)度條件下,一般藥材細(xì)胞的破壁率95。復(fù)方普通粉電子顯微鏡觀察時能看到藥物組織結(jié)構(gòu),超微粉已很難看到完整的細(xì)胞,只能看到細(xì)胞碎片。采用超細(xì)微粉技術(shù)可使藥材中的有效成分較好地暴露出來,而不再需要通過以往的透壁(膜)釋放,從而使藥物發(fā)揮作用更迅速。藥物微粉化以后比表面積大大增加,從而有助于藥物的溶解與吸收。另外,藥物的粒徑越細(xì),則其表面積越大,越有
32、助于藥物有效成分的溶出。中藥超微粉由于其粒度細(xì),表面積增加,孔隙率增大,能較好地分散、溶解在胃腸液里,且與胃腸黏膜的接觸面積增大,因而有利于藥物的吸收,提高藥物的生物利用率。中藥經(jīng)超微粉碎后,藥物體外溶出指標(biāo)明顯提高藥物粒子的大小和粉體的結(jié)構(gòu)是影響藥物溶出度的重要因素。中藥經(jīng)過超微粉碎處理后,其粒度更加細(xì)微均勻,比表面積增加,孔隙率增大,易于溶出。此外,中藥經(jīng)超微粉碎后,細(xì)胞破壁,胞內(nèi)有效成分的溶出阻力減小,溶出速率增大。中藥超微粉碎處理后,藥物溶出指標(biāo)明顯提高,具體情況見表1。2節(jié)省藥材,降低藥物用量在制備超微粉中藥時,由于采用生物粉體技術(shù),可以節(jié)省原料,提高藥材利用率采用一般的機(jī)械粉碎,對
33、把某些類型中藥材粉碎成細(xì)粉是非常困難的,如纖維類的甘草、黃芪、艾葉等,粉碎后得到大量渣料,造成原藥材的浪費(fèi)。若采用超微粉碎技術(shù)(超細(xì)粉碎),纖維類中藥材極易操作,可減少資源浪費(fèi)。藥材經(jīng)超微粉碎后,用小于原處方的藥量即可獲得原處方的療效。根據(jù)藥材性質(zhì)和粉碎程度的不同,一般可節(jié)省藥材3070。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),微粉中藥的丸散藥給藥量可減少到原來的1315;湯藥給藥量為原來的15-120。藥材經(jīng)超微粉碎制成粉體后,一般不進(jìn)行煎煮浸取就可以直接制劑,因此減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有效成分的損耗,提高藥材的利用率,又可以減少資源的浪費(fèi)。3有利于保存生物活性成分在采用超微粉碎技術(shù)對藥材或食品進(jìn)行超微粉碎過程中,可經(jīng)控制不
34、產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,甚至可在低溫狀態(tài)下進(jìn)行,并且粉碎速度快,有利于保留不耐高溫的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分,從而提高藥效。4改善中藥(或食品、保健品)的口感超微粉碎后的粉體平均粒徑可在lOlm以下,其均勻性提高,色澤一致,粉末細(xì)膩。改變了中藥粉末質(zhì)地粗糙、纖維與粉末分離均勻性差、花斑較多的現(xiàn)象,提高了藥物質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,中藥材、食品或保健品經(jīng)超細(xì)微粉化后,顆粒大小更均勻。有研究表明,粒徑分布隨著篩孑L的減小分布區(qū)域變窄。對于顆粒粒徑來說,分布區(qū)域越窄,則顆粒的理化性質(zhì)越接近。5提高衛(wèi)生質(zhì)量傳統(tǒng)粉碎方法密封差,易產(chǎn)生污染,制備生物粉碎一般采用超微粉碎設(shè)備,物料在密封及凈化狀態(tài)下進(jìn)行,不會造成污染。微細(xì)
35、生物體尺度以微米計(jì),小病毒OOllm、大病毒O051xm、最小細(xì)菌O1lm、一般細(xì)菌1m、一般細(xì)胞lOtm、大細(xì)胞2001m、很大細(xì)胞1000txm。由于超微粉碎可以將中藥物料顆粒粉碎至10m以下,部分顆粒甚至小于1m。因此,在對中藥進(jìn)行細(xì)胞破壁超微粉碎時,與細(xì)胞尺度相當(dāng)?shù)南x卵也會被殺死,從而減輕了蟲害對中藥材的污染與損害;由于超微粉碎加工是純物理過程,不會混入其他雜質(zhì),這使得加工后的中藥具有純天然性,保證了原料成分的完整性與安全性。四、中藥超微粉碎存在的問題1安全方面生產(chǎn)中要求選定的設(shè)備應(yīng)穩(wěn)定性好、對產(chǎn)品無污染,同時要注意粉體的自燃問題。2粉碎程度方面中藥主要為植物藥、動物藥、礦物藥,其中植
36、物藥根據(jù)藥用部位又分根、莖、葉、花、果實(shí)、種子、樹皮等,且成分十分復(fù)雜,并不是所有的藥物均適宜進(jìn)行超細(xì)粉碎處理,也不是粉末越細(xì)越好。如含揮發(fā)油的藥物,超細(xì)粉碎制備粉體時有可能損失揮發(fā)油成分,影響藥效,因此需認(rèn)真考察。3體內(nèi)黏附方面由于生物粉碎顆粒很小,是否會黏附在胃腸黏膜上,影響胃腸蠕動、黏膜吸收、胃腸激素分泌、細(xì)胞及細(xì)胞膜功能等問題仍有待考察。江西中醫(yī)學(xué)院等考察了一些中藥超微粉在臨床上未發(fā)現(xiàn)上述黏附等不良現(xiàn)象,但這尚需進(jìn)一步大規(guī)模的臨床考察。4毒副反應(yīng)方面含毒性成分的藥物,超細(xì)粉碎有可能使其毒性增加,影響用藥安全性。生物粉碎制劑溶出度增加,使有效成分與其他成分的溶出同時增加,中藥細(xì)胞破壁后細(xì)
37、胞內(nèi)活性成分是否會發(fā)生化學(xué)變化而在腎、肝、血液、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等器官或系統(tǒng)引起新的不良反應(yīng)或毒副作用,應(yīng)仔細(xì)考察,同時必須加強(qiáng)藥理和臨床研究。五、中藥超微粉碎前景中藥是中國的文化瑰寶。進(jìn)入21世紀(jì)后,全球進(jìn)入老齡化社會。人們防治疾病的觀念,乃至醫(yī)療模式都發(fā)生了重要的改變。現(xiàn)在,人們知道疾病的防范要重在預(yù)防、保健,重在對亞健康狀態(tài)的及時調(diào)整,而中醫(yī)理論強(qiáng)調(diào)“天人合一”,主張人和環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一;強(qiáng)調(diào)“固本扶正”、“外因通過內(nèi)因起作用”;強(qiáng)調(diào)“藥食兩用”;中藥因其具有的種種特點(diǎn),加上全球回歸自然的大趨勢,使得人們都寄希望于中藥和天然藥物。在國家“十五”醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中,將超細(xì)粉體技術(shù)列為“科技興
38、藥”戰(zhàn)略的內(nèi)容之一,以發(fā)展傳統(tǒng)的粉碎技術(shù),大力推進(jìn)中藥行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步?!笆晃濉逼陂g,我國天然藥物發(fā)展的重點(diǎn)包括:優(yōu)先開發(fā)針對老齡化人群和城鄉(xiāng)低收入人群常見疾病的藥品,特別是用于治療腫瘤、肝病、心腦血管疾病、糖尿病等療效確切、安全可靠、穩(wěn)定可控的中藥新藥;加快發(fā)展作用機(jī)制明確、技術(shù)含量高、具有顯著中藥特色和優(yōu)勢的中藥復(fù)方藥物??梢姡⒎垠w技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。六、結(jié)論將超微粉碎技術(shù)引進(jìn)中藥領(lǐng)域,促進(jìn)了中藥劑型和提取工藝的巨大改革,它既豐富了中藥傳統(tǒng)炮制的內(nèi)容,又能為中藥的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用帶來新的活力,促進(jìn)了中藥的現(xiàn)代化進(jìn)程。中藥超微粉碎和中藥提取行業(yè)的問題也不容忽視,規(guī)模小,科技含
39、量低,效率低下等等問題一直制約著中藥和中藥制藥機(jī)械的發(fā)展。北京燕山正德機(jī)械設(shè)備有限公司是研究、生產(chǎn)、經(jīng)營機(jī)械設(shè)備的專業(yè)公司,北京燕山正德機(jī)械設(shè)備有限公司主要以粉碎機(jī)為主,另外還有混合機(jī),超微粉碎機(jī),小型粉碎機(jī),小型超微粉碎機(jī),振動篩,膠囊填充設(shè)備等。涉足領(lǐng)域包括制藥、化工、食品、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。航天系統(tǒng)專家的技術(shù)優(yōu)勢和自身精良的加工設(shè)備,是我們的產(chǎn)品完全接受市場考驗(yàn)的可靠保障。YSC系列超微粉碎機(jī)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用取得了良好的效果,尤其是對纖維性物料的粉碎,突破了業(yè)內(nèi)多年來的瓶頸,達(dá)到了新的高度;YS系列的其他產(chǎn)品也在不斷地受到客戶的信賴,北京燕山正德機(jī)械設(shè)備有限公司一直致力于超微提取技術(shù)的發(fā)
40、展,我們從臺灣引進(jìn)了國內(nèi)最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室超微粉碎機(jī)生產(chǎn)技術(shù),經(jīng)過多年的摸索研究終于研制出了大陸首臺機(jī)械式試驗(yàn)超微粉碎機(jī),該機(jī)克服了臺灣機(jī)造價高,設(shè)計(jì)不完善的缺點(diǎn),為中國大陸的廣大藥農(nóng)和科研單位提供了一款集科研和生產(chǎn)一體的小型超微粉碎機(jī),該機(jī)已暢銷國內(nèi)多年,為我國的中藥提取行業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn),也為我國中醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展提供了最經(jīng)濟(jì)適用的產(chǎn)品和新的發(fā)展機(jī)遇!超微粉碎技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 超微粉碎技術(shù)是近年來隨著現(xiàn)代化工、電子、生物、材料及礦產(chǎn)開發(fā)等高新技術(shù)的不斷發(fā)展而興起的,是國內(nèi)外食品加工的高科技尖端技術(shù)美國、日本市售的果味涼茶、凍干水果粉、超低溫速凍龜鱉粉、海帶粉、花粉和胎盤粉等,多是采用超微粉
41、碎技術(shù)加工而成的,我國也于20世紀(jì)90年代將此技術(shù)應(yīng)用于花粉制品,一些口感好、營養(yǎng)配比合理、易消化吸收的功能性食品(如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等)應(yīng)運(yùn)而生1 超微粉碎技術(shù)原理超微粉碎技術(shù)是利用特殊的粉碎設(shè)備,通過一定的加工工藝流程,對物料進(jìn)行碾磨、沖擊、剪切等,將粒徑3 mm以上的物料粉碎至粒徑為1025 m以下的微細(xì)顆粒,從而使產(chǎn)品具有界面活性,呈現(xiàn)出特殊的功能與傳統(tǒng)的粉碎、破碎、碾碎等加工技術(shù)相比,超微粉碎產(chǎn)品的粒度更加微小超微粉碎技術(shù)是基于微米技術(shù)原理的隨著物質(zhì)的超微化,其表面分子排列、電子分布結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化,產(chǎn)生塊(粒)材料所不具備的表面小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng),
42、從而使得超微粉碎產(chǎn)品與宏觀顆粒相比具有優(yōu)異的物理、化學(xué)及表界面性質(zhì)2 常用超微粉碎設(shè)備類型及技術(shù)原理2.1 氣流式超微粉碎設(shè)備氣流式超微粉碎是利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞、摩擦等作用來實(shí)現(xiàn)對物料的超微粉碎,與普通機(jī)械式超微粉碎機(jī)相比,氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì),粒度分布范圍更窄,粒度更均勻,因?yàn)闅怏w在噴嘴處膨脹可降溫,粉碎過程不伴隨熱量產(chǎn)生,所以粉碎溫升很低,這一特性對于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要但是,氣流粉碎能耗大,一般要高出其他粉碎方法數(shù)倍,氣流粉碎還存在粉碎極限,粉碎粒度與產(chǎn)量成線性關(guān)系,產(chǎn)量越大,粒度越大2.2 高頻振動式超微粉碎設(shè)備高頻振動式超微粉碎是利
43、用球形或棒形磨介作高頻振動而產(chǎn)生的沖擊、摩擦、剪切等作用力來實(shí)現(xiàn)對物料的超微粉碎振動磨是用彈簧支撐磨機(jī)體,由一帶有偏心塊的主軸使其振動,磨機(jī)通常是圓柱形或槽形振動磨的效率比普通磨高1020倍,其粉磨速度比常規(guī)球磨機(jī)快得多,而能耗比普通球磨機(jī)低數(shù)倍2.3旋轉(zhuǎn)球(棒)磨式超微粉碎設(shè)備旋轉(zhuǎn)球(棒)磨式超微粉碎設(shè)備主要有球磨機(jī)、棒磨機(jī)等,常規(guī)球磨機(jī)一直是細(xì)磨過程中的主要加工設(shè)備,主要靠沖擊進(jìn)行破碎,物料粒度小于20m時,反映出其效率低、耗能大、加工時間長等缺點(diǎn)攪拌式球磨機(jī)是超微粉碎機(jī)中能量利用率最高的超微粉碎設(shè)備,主要由攪拌器、簡體、傳動裝置和機(jī)架組成,工作時攪拌器以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)帶動研磨介質(zhì)運(yùn)動,物料
44、在研磨介質(zhì)中利用摩擦和少量的沖擊研磨粉碎2.4沖擊式超微粉碎設(shè)備沖擊式超微粉碎機(jī)利用圍繞水平軸或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子對物料進(jìn)行強(qiáng)烈沖擊、碰撞和剪切,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,粉碎能力大,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好,動力消耗低,適合于中等硬度物料的粉碎,國產(chǎn)的MLC-40高速沖擊粉碎機(jī)用于超微粉碎取得了理想效果,入料粒度35 mm,產(chǎn)品粒度1040m.3超微粉碎技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)3.1速度快,可低溫粉碎超微粉碎技術(shù)采用超音速氣流粉碎、冷漿粉碎等方法,在粉碎過程不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,甚至可在低溫狀態(tài)下進(jìn)行,粉碎瞬時即可完成,因而能最大限度地保留粉體的生物活性成分,有利于制成所需的高質(zhì)量產(chǎn)品3.2粒徑細(xì),分布均勻由于采用了氣流超
45、音速粉碎,使得原料外力的分布非常均勻分級系統(tǒng)的設(shè)置既嚴(yán)格限制了大顆粒,又避免了過碎,能得到粒徑分布均勻的超細(xì)粉,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3.3節(jié)省原料,提高利用率物體經(jīng)超微粉碎后的超微粉一般可直接用于制劑生產(chǎn),而用常規(guī)粉碎方法得到的粉碎產(chǎn)品,仍需一些中間環(huán)節(jié)才能達(dá)到直接用于生產(chǎn)的要求,這樣很可能造成原料的浪費(fèi)因此,超微粉碎技術(shù)非常適合珍稀原料的粉碎3.4減少污染超微粉碎是在封閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的,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,在食品及醫(yī)療保健品中運(yùn)用該技術(shù),可控制微生物和灰塵對產(chǎn)品的污染3.5 提高了發(fā)酵、酶解過程的化學(xué)反應(yīng)速度由于經(jīng)過超
46、微粉碎后的原料,具有極大的比表面,在生物、化學(xué)等反應(yīng)過程中,反應(yīng)接觸的面積大大增加了,因而可以提高發(fā)酵、酶解過程的反應(yīng)速度,在生產(chǎn)中節(jié)約了時間,提高了效率3.6 利于對食品營養(yǎng)成分的吸收研究表明,經(jīng)過超微粉碎的食品,由于其粒徑非常小,營養(yǎng)物質(zhì)不必經(jīng)過較長的路程就能釋放出來,并且微粉體由于粒徑小而更容易吸附在小腸內(nèi)壁,加速了營養(yǎng)物質(zhì)的釋放速率,使食品在小腸內(nèi)有足夠的時間被吸收4 超微粉碎技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 在食品加工領(lǐng)域里,通常把粒度低于25m的粉末稱為超微粉體,將制備超微粉體的方法稱為超微粉碎技術(shù)食品中常用的超微粉碎技術(shù)主要有氣流式、高頻振動式、旋轉(zhuǎn)球(棒)磨式、轉(zhuǎn)輥式等其中,氣流式超微粉
47、碎技術(shù)較為先進(jìn),利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞和摩擦等作用力實(shí)現(xiàn)對物料的粉碎4.1 超微粉碎技術(shù)在食品工業(yè)中應(yīng)用的分類食品超微粉雖然問世不久,卻已經(jīng)在調(diào)味品、飲料、罐頭、冷凍食品、焙烤食品、保健食品等方面大顯身手(表1),且效果較佳4.2超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用4.2.1軟飲料加工 目前,利用氣流微粉碎技術(shù)已開發(fā)出的軟飲料有粉茶、豆類固體飲料和超微骨粉配制的富鈣飲料等茶文化在中國有著悠久的歷史,傳統(tǒng)的飲茶是用開水沖泡茶葉,人體并沒有大量吸收茶的營養(yǎng)成分,大部分蛋白質(zhì)、碳水化合物及部分礦物質(zhì)、維生素等都存留于茶渣中若將茶葉在常溫、干燥狀態(tài)下制成茶粉(粒徑5m),可提高人體對
48、其營養(yǎng)成分的吸收率將茶粉添加到其他食品中,還可開發(fā)出新的茶制品,植物蛋白飲料是以富含蛋白質(zhì)的植物種子和果核為原料,經(jīng)浸泡、磨漿、均質(zhì)等操作制成的乳狀制品磨漿時,可用膠磨機(jī)磨至粒徑58m,再均質(zhì)至12 m.在這樣的粒度下,蛋白質(zhì)的固體顆粒和脂肪顆粒變小,從而防止了蛋白質(zhì)下沉和脂肪上浮4.2.2 果蔬加工 蔬菜在低溫下磨成微膏粉,既保存了營養(yǎng)成分,其纖維質(zhì)也因微細(xì)化而使口感更佳如人們一般將其視為廢物的柿樹葉富含蘆丁、膽堿、黃酮甙、胡蘿卜素、多糖、氨基酸、維生素C及多種微量元素,若經(jīng)超微粉碎加工制成柿樹葉精粉,可作為食品添加劑制成面條、面包等各類柿樹葉保健食品,也可以制成柿樹葉保健茶成人每日飲用柿樹
49、葉茶6 9,可獲取維生素C 200 mg,具有明顯的阻斷亞硝胺致癌物生成的作用另外,柿葉茶不含咖啡堿,風(fēng)味獨(dú)特,清香自然可見,開發(fā)柿樹葉產(chǎn)品,可變廢為寶,前景廣闊,利用超微粉碎技術(shù)對植物進(jìn)行深加工的產(chǎn)品種類繁多,如枇杷葉粉、紅薯葉粉、桑葉粉、銀杏葉粉、豆類蛋白粉、茉莉花粉、月季花粉、甘草粉、脫水蔬菜粉、辣椒粉等4.2.3糧油加工將超微粉碎的麥麩粉、大豆微粉等添加到面粉中,可制成高纖維或高蛋白面粉稻米、小麥等糧食類加工成超微米粉,由于粒度細(xì)小,表面態(tài)淀粉受到活化,將其填充或混配制成的食品具有易于熟化、風(fēng)味和口感好的優(yōu)良性能大豆經(jīng)超微粉碎后加工成豆奶粉,可以脫去腥味綠豆、紅豆等豆類也可經(jīng)超微粉碎后
50、制成高質(zhì)量的豆沙、豆奶等產(chǎn)品4.2.4水產(chǎn)品加工螺旋藻、珍珠、龜鱉、鯊魚等軟骨超微粉具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)如珍珠粉的傳統(tǒng)加工是經(jīng)過十幾個小時的球磨使顆粒度達(dá)幾百目,而若在一67。C左右的低溫和嚴(yán)格的凈化氣流條件下瞬時粉碎珍珠,可以得到平均粒徑為10m以下的超微珍珠粉與傳統(tǒng)加工相比,此法充分保留了珍珠的有效成分,鈣含量高達(dá)42%,可作為藥膳或食品添加劑制成補(bǔ)鈣營養(yǎng)品4.2.5功能性食品加工 當(dāng)今,藥食同源、食療重于藥療的思想已普遍為人們接受對于功能性食品的生產(chǎn),超微粉碎技術(shù)主要在基料(如膳食纖維、脂肪替代品等)的制備中起作用超微粉體可提高功能物質(zhì)的生物利用率,降低基料在食品中的用量,微粒子在人體內(nèi)的緩釋作用可使功效性延長在研制開發(fā)固體蜂蜜的工藝中,用膠體磨將配料進(jìn)行超微粉碎可增加產(chǎn)品的細(xì)膩度,另外,用超微細(xì)骨粉、海蝦粉補(bǔ)鈣,超微細(xì)海帶粉補(bǔ)碘,人體易吸收且簡便易行4.2.6香辛料、調(diào)味品加工 超微粉碎技術(shù)作為新型的食品加工方法,可以使傳統(tǒng)工藝加工的香辛料、調(diào)味產(chǎn)品(主要指豆類發(fā)酵固態(tài)制品)更加優(yōu)質(zhì)香辛料、調(diào)味料在微粒化后產(chǎn)生的巨大孔隙率造成的集合孔腔可吸收并容納香氣,味道經(jīng)久不散,香氣和滋味更加濃郁,同時,超微粉碎技術(shù)可以使傳統(tǒng)調(diào)味料細(xì)碎成粒度均一、分散性能好的優(yōu)良超微顆粒,流動性、溶解
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