粉碎機(jī)械設(shè)備及其在食品中的應(yīng)用

1、天津科技大學(xué)本科生課程論文 天津科技大學(xué)食品工程與裝備技術(shù)研究生課程論文粉碎機(jī)械設(shè)備及其在食品中的應(yīng)用Crushing Machinery and its application in food 專 業(yè)：食品科學(xué)學(xué) 院：食品工程與生物技術(shù)天津科技大學(xué)研究生課程論文摘 要 隨著食品工業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)食品的要求的提高，食品粉碎機(jī)械得到了快速發(fā)展。本文對(duì)各類食品粉碎機(jī)械及特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并論述了其在食品工業(yè)中的應(yīng)用，以及其發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：粉碎機(jī)械；超微粉碎；冷凍粉碎；食品工業(yè)ABSTRACT With the development of food industry and the im

2、provement of requirements for food, food crushing machinery has been rapidly development. In this paper, all kinds of food crushing machinery and the characteristics are summarized, and its application in the food industry ,the development status and prospects are also discussed. Key words: crushing

3、 machinery; ultra-fine pulverization; freeze grinding; food industry目 錄1前言6TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc15890 2 粉碎 PAGEREF _Toc15890 7 HYPERLINK l _Toc14815 2.1 粉碎的定義 PAGEREF _Toc14815 7 HYPERLINK l _Toc5086 2.2 粉碎的目的 PAGEREF _Toc5086 7 HYPERLINK l _Toc19744 2.3 物料粉碎的方法 PAGEREF _Toc19744 7 HYPERLIN

4、K l _Toc32073 2.4 粉碎理論研究 PAGEREF _Toc32073 7 HYPERLINK l _Toc1013 2.4.1 多碎少磨原則 PAGEREF _Toc1013 7 HYPERLINK l _Toc27054 2.4.2 料層粉碎原理 PAGEREF _Toc27054 7 HYPERLINK l _Toc19897 2.4.3 粉碎理論研究的新方法 PAGEREF _Toc19897 8 HYPERLINK l _Toc6821 3各類粉碎設(shè)備及特點(diǎn) PAGEREF _Toc6821 9 HYPERLINK l _Toc24235 3.1 機(jī)械沖擊式粉碎機(jī) PA

5、GEREF _Toc24235 9 HYPERLINK l _Toc4202 3.1.1 錘片式粉碎機(jī) PAGEREF _Toc4202 9 HYPERLINK l _Toc18215 3.1.2 齒爪式粉碎機(jī) PAGEREF _Toc18215 9 HYPERLINK l _Toc11959 3.1.3 渦輪式粉碎機(jī) PAGEREF _Toc11959 9 HYPERLINK l _Toc17823 3.1.4 立式高速?zèng)_擊粉碎機(jī) PAGEREF _Toc17823 9 HYPERLINK l _Toc1355 3.1.5 臥式超微粉碎機(jī) PAGEREF _Toc1355 10 HYPERL

6、INK l _Toc12684 3.1.6 克羅普列克斯粉碎機(jī) PAGEREF _Toc12684 10 HYPERLINK l _Toc16808 3.1.7 帕爾巴克式粉碎機(jī) PAGEREF _Toc16808 10 HYPERLINK l _Toc3754 3.1.8 噴射粉碎機(jī) PAGEREF _Toc3754 10 HYPERLINK l _Toc15317 3.2 氣流沖擊式粉碎機(jī) PAGEREF _Toc15317 10 HYPERLINK l _Toc4915 3.2.1 扁平式氣流粉碎機(jī) PAGEREF _Toc4915 10 HYPERLINK l _Toc24104 3.

7、2.2 超音速噴射式粉碎機(jī) PAGEREF _Toc24104 11 HYPERLINK l _Toc263 3.2.3 立式環(huán)形噴射式粉碎機(jī) PAGEREF _Toc263 11 HYPERLINK l _Toc26724 3.2.4 靶式氣流磨 PAGEREF _Toc26724 11 HYPERLINK l _Toc28882 3.2.5 對(duì)噴式氣流磨 PAGEREF _Toc28882 11 HYPERLINK l _Toc20648 3.2.6 流化床對(duì)噴式氣流磨 PAGEREF _Toc20648 11 HYPERLINK l _Toc26551 3.3 磨碎機(jī)械 PAGEREF

8、_Toc26551 11 HYPERLINK l _Toc22792 3.3.1 片磨 PAGEREF _Toc22792 11 HYPERLINK l _Toc4876 3.3.2 錐形磨粉機(jī) PAGEREF _Toc4876 12 HYPERLINK l _Toc26313 3.3.3 對(duì)輥式粉磨機(jī) PAGEREF _Toc26313 12 HYPERLINK l _Toc8995 3.3.4 立式輥磨機(jī) PAGEREF _Toc8995 12 HYPERLINK l _Toc20626 3.3.5 球磨機(jī) PAGEREF _Toc20626 12 HYPERLINK l _Toc1772

9、2 3.3.6 振動(dòng)磨 PAGEREF _Toc17722 12 HYPERLINK l _Toc17172 3.4 冷凍和低溫粉碎機(jī)械 PAGEREF _Toc17172 12 HYPERLINK l _Toc32260 3.4.1 冷凍粉碎 PAGEREF _Toc32260 13 HYPERLINK l _Toc32260 3.4.2 低溫粉碎 PAGEREF _Toc32260 13 HYPERLINK l _Toc6127 3.4.3冷凍和低溫粉碎的特點(diǎn) PAGEREF _Toc6127 13 HYPERLINK l _Toc29035 4 粉碎機(jī)械對(duì)食品工業(yè)發(fā)展的作用 PAGERE

10、F _Toc29035 14 HYPERLINK l _Toc6379 5 粉碎機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望 PAGEREF _Toc6379 15 HYPERLINK l _Toc18816 5.1 國(guó)內(nèi)外粉碎設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc18816 15 HYPERLINK l _Toc14773 5.2 前景與展望 PAGEREF _Toc14773 15 HYPERLINK l _Toc6379 6 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc6379 161 前 言粉碎機(jī)械是應(yīng)用機(jī)械力對(duì)固體物料進(jìn)行粉碎作業(yè),使之變?yōu)樾K、細(xì)?；蚍勰┑臋C(jī)械。粉碎機(jī)械是破碎機(jī)械和粉磨機(jī)械的總稱。比較傳統(tǒng)的分

11、類是:排料中粒度大于3mm的含量占總排料量50%以上者稱為破碎機(jī)械;小于3mm的含量占總排料量50%以上者則稱為粉磨機(jī)械1。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,粉體工業(yè)發(fā)展進(jìn)入到了納米級(jí)領(lǐng)域,對(duì)于粉碎設(shè)備的分類也將更加細(xì)化。食品粉碎是食品加工的重要組成部分，粉碎機(jī)械在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。隨著食品工業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)食品的要求也越來(lái)越高，為了迎合食品加工產(chǎn)業(yè)的需要，食品粉碎機(jī)械產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展，各種類型的粉碎設(shè)備也開始應(yīng)用于食品產(chǎn)業(yè)2。例如食品超微粉碎技術(shù)是食品加工業(yè)一種新的手段，對(duì)于傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)、新產(chǎn)品的開發(fā)帶來(lái)了巨大的推動(dòng)力。超微粉碎能較好地保證食品的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味，使食品具有很好的固香性、分散性和

12、溶解性，還能促進(jìn)可食性食源的開發(fā)，許多可食動(dòng)植物、微生物等原料都可用超微粉碎設(shè)備加工成超微粉，甚至動(dòng)植物的不可食部分也可以通過(guò)超微化后被人體吸收。食品粉碎機(jī)械具有很好的發(fā)展前景，我們必須加強(qiáng)食品粉碎機(jī)械的研究。2 粉碎2.1 粉碎的定義用機(jī)械方法或非機(jī)械方法克服物料內(nèi)部的內(nèi)聚力將其由大塊分裂成小塊直至細(xì)粉的操作，稱為粉碎3。粉碎是食品加工中對(duì)物料進(jìn)行預(yù)處理的基本操作之一。2.2 粉碎的目的物料經(jīng)粉碎后，比表面積增加，可提高化學(xué)反應(yīng)速度和物理作用效果; 物料經(jīng)粉碎后，有利于幾種不同固體物料的混合，在細(xì)粉狀態(tài)下易達(dá)到均勻的效果。2.3 物料粉碎的方法 （1）磨碎:物料在兩工作面或各種形狀的研磨介質(zhì)

13、之間受到摩擦、剪切作用而被磨削成為細(xì)粒,多用于小塊物料或韌性物料的粉碎。 （2）劈碎:物料受楔狀刀具的作用而分裂。多用于脆性、韌性物料的破碎,能耗較低。 （3）壓碎:物料在兩平面之間受到壓力作用而被粉碎。擠壓粉碎適用于脆性物料,食品加工中常用的對(duì)輥粉碎機(jī),如果對(duì)輥的線速度相等,則為純粹的擠壓過(guò)程4。 （4）剪碎:物料在兩個(gè)破碎工作面間,如同承受載荷的兩支點(diǎn)(或多支點(diǎn))梁,除了在外力作用點(diǎn)受劈力外,還發(fā)生彎曲折斷。多用于較大塊的長(zhǎng)或薄的硬、脆性物料粉碎。 （a） 磨碎 （b）劈碎 （c）壓碎 （d）剪碎圖1 物料粉碎的方法2.4 粉碎理論研究2.4.1 多碎少磨原則20世紀(jì)70年代，中國(guó)粉碎界一

14、致認(rèn)識(shí)到破碎作業(yè)的單位能耗大大低于粉磨作業(yè)，因此為了節(jié)約能量，盡量減小破碎產(chǎn)品即粉磨給料的粒度，并簡(jiǎn)明地概括為“多碎少磨”。主要有兩個(gè)途徑: （1）采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備.（2）現(xiàn)有流程和設(shè)備技術(shù)改造，改進(jìn)性能，提高效率。2.4.2 料層粉碎原理該原理的主要特點(diǎn)是: （1）粉碎力不是作用在單顆粒上，而是作用在顆粒群體上;（2）粉碎力是純壓力，施力較緩慢;（3）對(duì)顆粒群的粉碎壓力高達(dá) 50300MPa。在新設(shè)備研制和傳統(tǒng)設(shè)備改進(jìn)中廣泛采納了這一新原理。2.4.3 粉碎理論研究的新方法一百多年來(lái)，國(guó)際粉碎界提出了三個(gè)著名的粉碎理論，即面積說(shuō)、體積說(shuō)和裂縫說(shuō)5。張志鐵教授用突變理論，闡明了物料粉碎是一個(gè)

15、由定態(tài)到失穩(wěn)再到新定態(tài)過(guò)程的耗散結(jié)構(gòu)，建立了粉碎顆粒粒度分布模型，找到了分維數(shù)、分布指數(shù)與破碎概率之間的關(guān)系，用顆粒表面分維數(shù)Ds將三個(gè)功耗理論統(tǒng)一起來(lái)。3各類粉碎設(shè)備及特點(diǎn)3.1 機(jī)械沖擊式粉碎機(jī) 機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)是利用圍繞水平或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上的沖擊元件(錘頭、葉片、棒體等)對(duì)物料進(jìn)行撞擊,并使其在定子與轉(zhuǎn)子間、物料顆粒間產(chǎn)生高頻度的相互強(qiáng)力沖擊、剪切作用而粉碎的設(shè)備6-10。其特點(diǎn)是粉碎比大、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,適合于中軟硬度物料的粉碎。粉碎成品的顆粒細(xì)度和形態(tài)由轉(zhuǎn)子上錘頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和定子間間隙來(lái)決定,低速?zèng)_擊可得細(xì)長(zhǎng)的顆粒,而高速?zèng)_擊則易得物料結(jié)晶狀態(tài)相同的顆粒。國(guó)內(nèi)的MLC-40高速

16、沖擊粉碎機(jī)用于超微粉碎取得了理想效果。入料粒度3mm5mm,產(chǎn)品粒度10m40m。3.1.1 錘片式粉碎機(jī) 主要由進(jìn)料口、轉(zhuǎn)子、銷連在轉(zhuǎn)子上的錘片、篩片以及出料口等部分組成。按照不同的進(jìn)料方向,又可以把這類粉碎機(jī)分為切向式、軸向式和徑向式三種,前兩種粉碎機(jī)一般配用的動(dòng)力比較小,生產(chǎn)率比較低,多為中、小型粉碎機(jī);后一種粉碎機(jī)一般配用的動(dòng)力比較大,生產(chǎn)率比較高,多為大、中型粉碎機(jī)。3.1.2 齒爪式粉碎機(jī) 該粉碎機(jī)主要由進(jìn)料斗、動(dòng)齒盤轉(zhuǎn)子、定齒盤、包角為360的環(huán)篩和排料口等組成?？捎糜诠任锏鹊姆鬯?。齒爪式粉碎機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、粉碎室較窄、篩片包角為360、生產(chǎn)效率比較高,但噪聲和粉塵比較大。3

17、.1.3 渦輪式粉碎機(jī) 其特點(diǎn)是粉碎物溫升比較低,適合于粉碎脫脂大豆、米、小麥粉、食鹽、礦物質(zhì)添加劑和顏料等。80%以上的粉碎物可以通過(guò)0.150.1 mm的篩孔。3.1.4 立式高速?zèng)_擊粉碎機(jī)主要由給料機(jī)、粉碎器和分級(jí)器三部分組成。給料機(jī)包括料斗和給料螺旋。粉碎器由動(dòng)齒盤(它是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓盤,在其周邊垂直地均布安裝著打擊棒柱或齒爪)和環(huán)狀的固定磨圈(有槽形的和光面的)所組成。分級(jí)器是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓盤,在其周邊裝有葉片,有長(zhǎng)葉片、短葉片和斜葉片等型式可供選用。在粉碎區(qū)和分級(jí)區(qū)之間有分隔的導(dǎo)向環(huán),其作用時(shí)是使未達(dá)到粒度要求的物料在其間作閉路回轉(zhuǎn)流動(dòng),并繼續(xù)被破碎。工作時(shí),物料從給料螺旋送入后,在動(dòng)

18、齒盤和固定磨圈之間受到棒柱或齒爪以110 m/s的線速度的沖擊、剪切和搓擦等作用而粉碎。該機(jī)適用于涂料、食品、醫(yī)藥品、合成樹脂等弱熱性物質(zhì)的粉碎。3.1.5 臥式超微粉碎機(jī) 這是一種水平軸、雙室、氣流分級(jí)式粉碎機(jī),主要基于沖擊粉碎原理工作,在粉碎的同時(shí)能夠進(jìn)行分級(jí)和清除雜質(zhì)。它由水平軸上安設(shè)的兩個(gè)串聯(lián)的粉碎分級(jí)室和風(fēng)機(jī)組成。兩串聯(lián)的粉碎分級(jí)室之間用隔環(huán)分隔,第二粉碎室粉碎力更強(qiáng)(轉(zhuǎn)子的圓周速度較大),故為細(xì)磨區(qū)。細(xì)粉隨氣流由風(fēng)機(jī)排出機(jī)外捕集。 此機(jī)的特點(diǎn)是采用兩極串聯(lián)粉碎裝置,故粉碎效率高,能耗較低;產(chǎn)品粒度細(xì)(平均粒徑3100m);機(jī)內(nèi)設(shè)有排渣裝置,可將難以粉碎的雜質(zhì)排除,故產(chǎn)品純度高;負(fù)壓

19、操作,可減少粉塵對(duì)環(huán)境的污染。適用于莫氏硬度低于5級(jí)的物料,例如涂料、顏料、非金屬礦、化工原料、農(nóng)藥等的微粉碎。3.1.6 克 類似于爪式自由粉碎機(jī),安裝有許多短圓柱小棒,在粉碎室外周設(shè)有篩網(wǎng)。在機(jī)內(nèi)裝有帶許多小棒的圓板,借以粉碎軟質(zhì)或中硬質(zhì)的材料,也有在兩塊圓板上交錯(cuò)安裝小棒,逆向運(yùn)動(dòng)。此機(jī)適宜粉碎玉米及小麥。3.1.7 帕爾巴克式粉碎機(jī) 該機(jī)粉碎室較短,分級(jí)是采用讓物料通過(guò)裝有葉片的圓板產(chǎn)生負(fù)壓,使粗粒通過(guò)管道返回壓力低的原料入口。粉碎轉(zhuǎn)子和分級(jí)葉片采取分別傳動(dòng)的方法,若單獨(dú)改變?nèi)~片的轉(zhuǎn)速,就可以調(diào)速和調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度。3.1.8 噴射粉碎機(jī) 該機(jī)由重錘式?jīng)_擊部件、螺旋給料器、分級(jí)輪、風(fēng)扇輪

20、、轉(zhuǎn)子軸等組成,可粉碎較硬的物料。產(chǎn)品粒度可用改變轉(zhuǎn)速和改變分級(jí)葉片的長(zhǎng)度調(diào)節(jié),或者用風(fēng)量調(diào)節(jié)。冷卻效果好,適應(yīng)于熱敏性物料的粉碎。3.2 氣流沖擊式粉碎機(jī) 流粉碎機(jī)是以高速氣流(300500 m/s)為動(dòng)力和載體,使物料顆粒在高速運(yùn)動(dòng)中相互碰撞、摩擦和剪切而使物料粉碎。優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)品不受污染,能保持原來(lái)的純度和白度;能保持原結(jié)晶狀態(tài),如長(zhǎng)徑比。氣流磨的缺點(diǎn):被處理的物料不能含水,氣流中濕度也不能高,因此氣流進(jìn)入前應(yīng)有去濕(或油氣)裝置;電耗高,平均每噸產(chǎn)品耗電為1001000 kWh,個(gè)別物料高達(dá)2000 kWh,氣流磨比機(jī)械方式粉碎的能耗要高出數(shù)倍。3.2.1 扁平式氣流粉碎機(jī) 此機(jī)亦稱圓盤式

21、氣流磨。物料由汾丘里噴嘴加速到超音速導(dǎo)入粉碎室;高壓氣流進(jìn)入氣流分配室,分配室與粉碎室相通,氣流在自身壓力下,強(qiáng)行通過(guò)研磨噴嘴時(shí),產(chǎn)生高達(dá)每秒幾百米至上千米的氣流速度,物料在高速旋流的帶動(dòng)下作循環(huán)運(yùn)動(dòng),顆粒間、顆粒與機(jī)體間產(chǎn)生相互沖擊、碰撞、摩擦而被粉碎。粗粉在離心力作用下甩向粉碎室周壁作循環(huán)粉碎,而微粉在離心氣流帶動(dòng)下被導(dǎo)入粉碎機(jī)中心出口管進(jìn)入旋風(fēng)分離器加以捕集。3.2.2 超音速噴射式粉碎機(jī) 亦稱P.J.M氣動(dòng)射流磨。該粉碎機(jī)適用于粉碎低熔點(diǎn)食品和熱敏性物料,能保存物料原有的芳香味。國(guó)產(chǎn)超音速噴射式粉碎機(jī)主要有GTM-10型、BQF-200型和BQF-280型等氣流超音速噴射式粉碎機(jī)。3.

22、2.3 立式環(huán)形噴射式粉碎機(jī) 又稱循環(huán)管式氣流磨,它具有分級(jí)的特點(diǎn)。其成品粒度可達(dá)30.2m,廣泛地應(yīng)用于填料、顏料、金屬、化妝品、醫(yī)藥品、食品、磨料以及具有熱敏性、爆炸性的化學(xué)品等的超細(xì)粉碎。3.2.4 靶式氣流磨 它是利用高速氣流夾帶物料沖擊在各種形狀的靶板上進(jìn)行粉碎的設(shè)備。適用于粉碎高分子聚合物、低熔點(diǎn)熱敏性物料,以及纖維狀物料?？梢愿鶕?jù)原料性質(zhì)和產(chǎn)品粒度的要求選擇不同形狀的靶板。靶板作為易損件,應(yīng)采用耐磨材質(zhì)制作。3.2.5 對(duì)噴式氣流磨 又稱逆向噴射磨,是利用物料在一對(duì)噴嘴相對(duì)噴射的超音速氣流中相撞而粉碎的設(shè)備?？捎糜诜鬯槟嫌捕?.5級(jí)以下硬質(zhì)、脆性、韌性的各種物料,產(chǎn)品粒度可達(dá)7

23、4m至亞微米。代表機(jī)型有布勞-諾克斯型氣流磨、特勞斯特型氣流磨和馬亞克型氣流磨。3.2.6 流化床對(duì)噴式氣流磨 它是20世紀(jì)90年代最新的超細(xì)粉碎設(shè)備。其特點(diǎn)是產(chǎn)品細(xì)度達(dá)310m,粒度分布窄;粉磨效率高,能耗低,比其它類型氣流磨節(jié)能50%;產(chǎn)品污染少,可加工無(wú)鐵質(zhì)污染的粉體產(chǎn)品和莫氏硬度10級(jí)的物料;結(jié)構(gòu)緊湊、噪音小、操作自動(dòng)化,但成本高。德國(guó)Apline公司研制的AFG流化床逆向氣流磨較為先進(jìn),國(guó)內(nèi)主要有沈陽(yáng)飛機(jī)研究所、四川綿陽(yáng)中國(guó)空氣動(dòng)力研究中心、上?；瘷C(jī)三廠生產(chǎn)。3.3 磨碎機(jī)械磨碎機(jī)主要依靠?jī)蓚€(gè)工作表面或介質(zhì)之間的擠壓和摩擦力將物料研磨成極細(xì)的產(chǎn)品。3.3.1 片磨 適用于物料磨碎,也

24、適用于研磨含水分高的物料以及韌性大的物料。按照磨盤安裝位置可以分為立磨和臥磨兩種;按照磨片的材質(zhì)不同可分為剛磨、金剛砂磨、石墨、陶瓷磨等,用途十分廣泛。3.3.2 錐形磨粉機(jī) 適用于小麥、雜糧和豆類的干磨和濕磨。工作時(shí),依靠?jī)赡ヮ^磨齒對(duì)物料的擠壓和剪切作用磨碎物料。錐形磨的特點(diǎn)是適應(yīng)性廣、經(jīng)久耐用、加工低廉,但是干磨時(shí)成品的溫升較高、成品質(zhì)量較差、耗能大、生產(chǎn)效率低、噪聲較大、軋距調(diào)整比較復(fù)雜。3.3.3 對(duì)輥式粉磨機(jī) 根據(jù)使用對(duì)象不同,又可分為農(nóng)用小型磨粉機(jī)和大、中型磨粉機(jī)。前者裝備有一對(duì)磨輥,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)率低;后者配制有兩對(duì)磨輥,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械化自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)率高,如國(guó)

25、產(chǎn)MY型磨粉機(jī)。3.3.4 立式輥磨機(jī) 亦稱立式磨,其結(jié)構(gòu)型式有十余種之多,如萊歇磨(Loeshe mill)等。輥磨機(jī)是利用快速轉(zhuǎn)動(dòng)的若干個(gè)輥?zhàn)訉?duì)固定磨盤中的物料進(jìn)行輥壓產(chǎn)生的研磨作用而粉碎,有效粉碎功較高;由于它是風(fēng)掃式磨,兼具粉磨與烘干的功能。其缺點(diǎn)是磨輥與磨盤的磨損大、壽命短,需采用高耐磨材料制作,且檢修、更換較復(fù)雜。德國(guó)的洪堡公司、美國(guó)的富勒公司和丹麥的史密斯公司等都相繼開發(fā)出各自的輥磨機(jī)系列產(chǎn)品。3.3.5 球磨機(jī) 球磨機(jī)的類型很多,應(yīng)用廣泛。按研磨介質(zhì)分有球磨機(jī)、棒磨機(jī)、礫磨機(jī)、自磨機(jī)（無(wú)介質(zhì)）、半自磨機(jī)（少量介質(zhì)）。球磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng),可連續(xù)操作適于大型化;缺點(diǎn)是

26、效率低,耗電高,介質(zhì)材料消耗大。為適應(yīng)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的要求,采用分級(jí)機(jī)與球磨機(jī)閉路作業(yè)生產(chǎn)粉體物料。3.3.6 振動(dòng)磨 振動(dòng)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(dòng)，磨機(jī)通常是圓柱形或槽形。振動(dòng)磨通過(guò)磨機(jī)筒體作高頻強(qiáng)烈振動(dòng)使研磨介質(zhì)對(duì)物料產(chǎn)生沖擊、摩擦、剪切作用而使物料粉碎，其效率比普通磨高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。這種設(shè)備的振幅在2mm6mm之間，頻率在1020r/min4500r/min之間。 振動(dòng)磨的缺點(diǎn)是噪音大,對(duì)軸承彈簧等部件材質(zhì)質(zhì)量要求高,處置某些含結(jié)晶水物料時(shí)有粒度粘結(jié)、增大現(xiàn)象。振動(dòng)磨主要應(yīng)用在耐火材料、磁性材料、化工等領(lǐng)域

27、。國(guó)外機(jī)型主要有德國(guó)宏堡公司的Palla型振動(dòng)磨,美國(guó)SWECO公司的立式旋振動(dòng)磨。國(guó)內(nèi)振動(dòng)磨生產(chǎn)廠家主要有溫州礦山機(jī)械廠、江陰機(jī)械廠及青島礦山機(jī)械廠。3.4 冷凍和低溫粉碎機(jī)械 隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)食品越來(lái)越精細(xì)化的要求，普通的粉碎手段由于物料在粉碎時(shí)溫度上升，造成品質(zhì)下降，已不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要，于是出現(xiàn)了冷凍和低溫粉碎技術(shù)，并在幾年內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，尤其在功能食品以及特種物料的加工生產(chǎn)上取得了良好的效果。3.4.1 冷凍粉碎 冷凍粉碎對(duì)含油脂、糖分，以及軟點(diǎn)低和水分多的物料（如肉類、一些中草藥、巧克力等）特別有效。因?yàn)檫@些性質(zhì)的物料在常溫粉碎時(shí)容易粘結(jié)、堵塞和性質(zhì)變化，且常溫

28、粉碎效果和效率差。冷凍粉碎是利用物料在低溫狀態(tài)下的“低溫脆性”即物料隨著溫度的降低，其硬度和脆性增加，而塑性及韌性降低，在一定溫度下，用一個(gè)很小的力就能將其粉碎。經(jīng)冷凍粉碎的物料，其粒度可達(dá)到“超細(xì)微”的程度，因此可以生產(chǎn)“超細(xì)微食品”。3.4.2 低溫粉碎 低溫粉碎應(yīng)用的冷源與凍結(jié)粉碎一樣，是沸點(diǎn)為-196的液氮。二者的區(qū)別在于：凍結(jié)粉碎是將粉碎物先行脆化，然后加以粉碎。而低溫粉碎是將液氮向粉碎室內(nèi)噴霧，使之冷卻并保持在-2050范圍內(nèi)進(jìn)行粉碎，粉碎過(guò)程中產(chǎn)生的熱量被液氮吸收，粉碎物由氣化后的N2氣流輸送至分離器。 超低溫冷卻系統(tǒng)由貯料預(yù)冷筒、螺旋推進(jìn)器、低溫粉碎機(jī)、低溫鼓風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器、

29、粉塵過(guò)濾器以及電控裝置等組成11。一般選擇液氮作為冷凍粉碎的制冷劑，在操作過(guò)程中，一部分制冷劑用于冷凍貯料預(yù)冷筒內(nèi)原料的凍結(jié)，另一部分提供給低溫粉碎機(jī)，以維持粉碎機(jī)的設(shè)定溫度，使得被粉碎的原料始終在低溫、惰性條件下進(jìn)行，從而有力地保護(hù)原料的品質(zhì)而液氮在粉碎過(guò)程中由于吸熱變成了低溫氮?dú)?，?jīng)旋風(fēng)分離器與原料粉末分離后，一部分回收利用，剩余部分排入大氣。為防止冷凍粉碎后因溫度升高造成粉體的粘結(jié)、漿化，在實(shí)際操作中大都將冷凍粉碎機(jī)與冷凍干燥機(jī)配合使用，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制造干粉。3.4.3冷凍和低溫粉碎的特點(diǎn)與常規(guī)粉碎相比，低溫粉碎系統(tǒng)具有三大優(yōu)勢(shì)，一是可以粉碎常溫下難以粉碎的韌性、粘性、彈性、油性較大的物料

30、，如牛骨、核桃仁、尼龍、蠟等；二是可以粉碎成比常規(guī)粉粒體流動(dòng)性更好，粒度分布更理想的產(chǎn)品；三是不會(huì)因粉碎時(shí)發(fā)熱造成產(chǎn)品的氧化變質(zhì)、熱敏物質(zhì)被迫壞、香味物質(zhì)逸散、粉塵爆炸以及噪音等現(xiàn)象。這些優(yōu)勢(shì)使超低溫粉碎技術(shù)近幾年得到了快速發(fā)展，在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多。4 粉碎機(jī)械對(duì)食品工業(yè)發(fā)展的作用 粉碎機(jī)械對(duì)食品工業(yè)的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）有利于不同組分物料的均勻混合。混合物所用的各種原料的粒度越小，混合的均勻度越高，生產(chǎn)出的食品品質(zhì)越好。（2）便于對(duì)原料顆粒內(nèi)的成分進(jìn)行提取分離。例如，玉米的脫胚、小麥的制粉、淀粉的提取等。（3）提高物料的工藝性能。物料經(jīng)粉碎后，表面積大大增加，使物料的

31、干燥、溶解、懸浮等性能得到提高。（4）提高物料的流動(dòng)性，可實(shí)現(xiàn)流態(tài)化操作。例如，流化床干燥、氣流輸送等。（5）有利于食物資源的充分利用、新型功能食品或添加劑的開發(fā)。例如，豆皮、米糠、燕麥皮、玉米皮、甜菜渣和甘蔗渣等纖維的微?；茱@著地改善纖維食品的口感和吸收性，使食物資源得到了充分的利用，而且豐富了食品的營(yíng)養(yǎng)。一些動(dòng)植物體的不可食部分如骨、殼 (如蛋殼) 、蝦皮等通過(guò)超微化而成為易被人體吸收、利用的鈣源和甲殼素。（6）有利于改善食品品質(zhì)。例如，軟飲料加工中速溶飲料的開發(fā)，牛奶中脂肪顆粒的細(xì)化，巧克力配料的粒度的細(xì)化，以及調(diào)味品加工中，微粉食品的巨大孔隙率造成集合孔腔，可吸收并容香氣經(jīng)久不散，

32、因此作為調(diào)品使用的超微粉，其香味和滋味更濃郁、突出等等。5 粉碎機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望5.1 國(guó)內(nèi)外粉碎設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái),國(guó)外對(duì)超細(xì)粉碎及分級(jí)設(shè)備、工藝、微細(xì)顆粒粒度測(cè)定等方面的研究十分活躍,這是由于國(guó)外在復(fù)合材料、新型陶瓷、電子材料等許多尖端技術(shù)方面迅速發(fā)展而決定的。在先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家,微米級(jí)超細(xì)粉碎設(shè)備已渡過(guò)了其發(fā)明時(shí)期,而進(jìn)入成熟、配套、完善的階段,設(shè)備研究朝著亞微米級(jí)超細(xì)粉碎和微米級(jí)精密分級(jí)的方向發(fā)展。粉碎技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在產(chǎn)品微細(xì)化、微粉功能化、設(shè)備自動(dòng)化、節(jié)能新工藝和新設(shè)備及低污染高強(qiáng)度材料的應(yīng)用等方面。我國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái),粉碎工程學(xué)術(shù)界較為活躍,其主要目標(biāo)在于提高粉碎過(guò)程的效率和滿足工業(yè)上某些物料產(chǎn)品的粒度要求。對(duì)粉碎機(jī)研究的大規(guī)模興起,始于80年代中