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1、超微粉碎超微粉碎,是指利用機(jī)械或流體動(dòng)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(huì)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,
2、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(jí)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(shí)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染產(chǎn)品。故在食品及
3、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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)間長(zhǎng)。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。工作時(shí)在分散 器高速旋
4、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(dòng)磨是利用磨介高頻振動(dòng)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(tái)工業(yè)氣流粉碎機(jī)誕生以
5、來,現(xiàn)已有圓盤式、循環(huán)管式、靶式、對(duì)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(duì)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(gè) 說法是合理的。因?yàn)槲沽纤俣仍龃?,粉碎機(jī)內(nèi)顆粒濃度也增加
6、,發(fā)生顆粒擁擠現(xiàn)象, 甚至顆粒流動(dòng)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(huì)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(duì)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
7、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(duì)食品的要求也愈來愈重視。這就對(duì)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(yíng)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(duì)食品進(jìn)行微粒超微化處理,可以使其比表面積成倍 增長(zhǎng),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(yíng)養(yǎng)價(jià)值,但由于常規(guī)粉碎的纖維粒度 大,影響食
8、品的口感,而使消費(fèi)者難于接受。通過對(duì)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(yíng)養(yǎng)。果皮、果核經(jīng)超微粉碎可轉(zhuǎn)變?yōu)槭称贰J卟嗽诘蜏叵履コ晌⒏喾?,既保存?部的,纖維質(zhì)也因微細(xì)化而增加了水溶性,口感更佳。一些動(dòng)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。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(rùn)皮膚防衰老的作用鮮骨中還含有、B,、B2、B12等營(yíng)養(yǎng)成分。鈣、鐵等在鮮骨中的含量 也極高,如
9、豬骨中含有復(fù)合鈣鹽、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(yíng)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(jí)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(yíng)養(yǎng)素,而且營(yíng)養(yǎng)成分又易被人體直接吸收利用,吸收率可達(dá) 90%以上。骨是食品廠的大宗副產(chǎn)品,大多以低價(jià)出售處理。因此,將骨制 成富鈣產(chǎn)品,既具有營(yíng)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(yíng)養(yǎng)成分,一些不溶性或難溶的成分,諸如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的營(yíng)養(yǎng)及保健 功
10、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(yíng)養(yǎng)成分易被人體腸胃直接吸收,用水沖飲時(shí)成為溶液狀,無沉淀。新型功能食品或1、纖維食品膳貪。被現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)界稱為”第七營(yíng)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(dòng)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)系列食品,具有獨(dú)到的營(yíng)養(yǎng)保健功能,因此被
11、譽(yù)為"21世紀(jì)功能性食品 ”。當(dāng)這些有機(jī)鈣粉(包括)的粒度小于5微米時(shí),可用于某些缺鈣食品如等的富鈣。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。現(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(jiǎn)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),
12、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(yíng)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(yíng)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。植物蛋白飲料是以富含蛋 白
13、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(shí)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(dòng)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)膩滑潤(rùn)的良好
14、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(shí),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。在加工過
15、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(shí)機(jī)器粉碎能力也會(huì)降低。為此,可在粉碎前或粉碎時(shí)使用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法。對(duì)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(gè)方面的重要意義,
16、一是提高食品的口感,且有利于營(yíng)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(huì)和企業(yè)的共識(shí)。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(jí)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
17、微粉碎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(duì)較少,但已顯露出特有的優(yōu)勢(shì)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(duì)粉體原料的超微粉碎,高精度的分級(jí)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(gè)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(duì)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(jí)機(jī)
18、配套來完成。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(dòng)性差,粉碎消耗的能量大,提高了生產(chǎn)成本,對(duì)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(duì)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(huì)產(chǎn)生造粒效果。選擇粉碎方法時(shí),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(duì)于堅(jiān)硬和脆性的物料,沖擊很有效;而對(duì)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
19、都不是單純的某一種粉碎機(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?zèng)_擊式粉碎機(jī)是沖擊和剪切起粉碎作用;振動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)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(duì)熱敏性物質(zhì)的粉碎要莊意采取
20、適宜措施。浙江睞州市特種粉碎設(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
21、般認(rèn)為要高出其它粉碎方法數(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(shí),它難以實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)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(jiǎn)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201卩m以下時(shí),效率低,耗能大,加工時(shí)間長(zhǎng)。例如,將珍珠磨到幾百目,要十幾個(gè)小時(shí)。振動(dòng)磨振動(dòng)磨是用彈簧支撐磨機(jī)體, 由帶有偏心塊的主軸使其振動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過介質(zhì)和物料一起振動(dòng),將物料進(jìn)行粉碎,其特點(diǎn)是介質(zhì)填充率高,單位時(shí)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
22、能耗比其低數(shù)倍。通過調(diào)節(jié)振動(dòng)的振幅,振動(dòng)頻率,介質(zhì)類型。振動(dòng)磨產(chǎn)品的平均粒徑可達(dá) 2-3卩m以下,對(duì)于脆性較大的 物質(zhì)可比較容易的得到亞微米級(jí)產(chǎn)品。近年來通過實(shí)踐,振動(dòng)磨日益受到重視, 原因就是振動(dòng)磨對(duì)某些物料產(chǎn)品粒度可達(dá)到亞微米級(jí),同時(shí)有較強(qiáng)的機(jī)械化學(xué)效應(yīng),且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)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20卩m的物料時(shí)效率大大 提高,成品的平均粒度最小可達(dá)到數(shù)微米。高
23、功率密度(高轉(zhuǎn)速)攪拌磨機(jī)可用于最大粒度小于微米以下產(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(shí)間:2009-10-27 作為幾千年來勞動(dòng)人民和醫(yī)學(xué)家的辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶,中藥被稱為是中華民族之瑰寶,她凝聚著對(duì)全人類作出了重大的貢獻(xiàn)。隨著社會(huì)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
24、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醫(yī)藥的發(fā)展。在“十一五”期間,我國政府號(hào)召加強(qiáng)研發(fā)具有顯著中藥特色和優(yōu)勢(shì)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(shì),但它在中藥的應(yīng)用方面還處于初級(jí)階段, 本文對(duì)中藥超微粉碎后對(duì)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(dòng)篩,膠囊填充設(shè)備等。涉足領(lǐng)域包括制藥、 化工、
25、 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(shì)和自身精良的加工設(shè)備,是我們的產(chǎn)品完全接受市場(chǎng)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(duì)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(jí)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(cè)技 術(shù)、制造及儲(chǔ)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(píng)價(jià)粉碎效果的標(biāo)準(zhǔn)。超微粉碎是近20年迅速發(fā)展起來
26、的一項(xiàng)高新技術(shù),能把原材料加工成微米級(jí)甚至納米 級(jí)的微粉,它是粉體工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,包括對(duì)粉體原料的超微粉碎、高精度的分級(jí)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(duì)這一名詞尚無嚴(yán)格的界定。通常將1250目(即10卩m)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(shí),該粉體的物理、化學(xué)特性都會(huì)發(fā)生極大的變化。國外對(duì)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)。
27、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(duì)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)施中成藥一一通心絡(luò)膠囊超微粉工藝提升項(xiàng)目,該項(xiàng)目將藥粉的粒度從150
28、1xm減少到IOp . m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(jiǎng),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(dòng)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(duì)物料的粉碎。高頻振動(dòng)式是利用球或棒形磨介的高頻振動(dòng)產(chǎn)生沖擊、摩擦和剪切等作用力實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)產(chǎn)生沖擊和摩擦等作用力實(shí)現(xiàn)對(duì)物料 的粉碎。膠體磨是通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生急劇
29、的速度梯度。使物料受到強(qiáng)烈的剪切、摩擦和湍動(dòng)騷擾來糊碎物料。均質(zhì)機(jī)是利用急劇的速度梯度產(chǎn)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?;哪康?。其中,超微粉碎時(shí)采用氣流粉碎時(shí), 在糊碎過程中不會(huì)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(shí)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(duì)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(dòng)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
30、。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)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(zhǎng)過程和障礙,因此存在更有利于縮短提取時(shí) 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(rùn)、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(jí)超微粉碎技
31、術(shù)在中藥有效成分的提取中會(huì)明顯提高提取率,特別是對(duì)于大分子成分提取率的提高更為明顯。植物及動(dòng)物的細(xì)胞尺度一般在8-901卩目前中藥粉體的細(xì)度一般在細(xì)粉級(jí),粒徑在125-150卩m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(jí)微粉的水平。細(xì)胞級(jí)微粉碎是指以動(dòng)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5-101卩在該細(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(shí)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
32、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
33、材,降低藥物用量在制備超微粉中藥時(shí),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(duì)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30 %70%。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1/31 / 5;湯藥給藥量為原來的1/5-1 /20。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
34、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(duì)藥材或食品進(jìn)行超微粉碎過程中,可經(jīng)控制不產(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(yíng)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IOIm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(duì)于顆粒粒徑來說,分布區(qū)域越窄,則顆粒的
35、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(huì)造成污染。微細(xì)生物體尺度以微米計(jì),小病毒O. OII卩m大病毒O. 051xm、最小細(xì)菌 O 1I卩m 一般細(xì)菌1卩m 一般細(xì)胞IOt卩m 大細(xì)胞2001卩m 很大 細(xì)胞1000txm。由于超微粉碎可以將中藥物料顆粒粉碎至10卩m以下,部分顆粒甚至小于 1卩因此,在對(duì)中藥進(jìn)行細(xì)胞破壁超微粉碎時(shí),與細(xì)胞尺度相當(dāng)?shù)南x卵也會(huì)被殺死,從而 減輕了蟲害對(duì)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(huì)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
36、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(duì)產(chǎn)品無污染,同時(shí)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(dòng)物藥、礦物藥,其中植物藥根據(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(shí)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(huì)黏附在胃腸黏膜上,影響胃腸蠕動(dòng)、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
37、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(shí)增加,中藥細(xì)胞破壁后細(xì)胞內(nèi)活性成分是否會(huì)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(shí)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(huì)。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?,F(xiàn)在,人們知道疾病的防范要重在預(yù)防、保健,重在對(duì)亞健康狀態(tài)的及時(shí)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;
38、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(shì),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。“十一五”期間,我國天然藥物發(fā)展的重點(diǎn)包括:優(yōu)先開發(fā)針對(duì)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(shì)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
39、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(yíng)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(dòng)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(shì)和自身精良的加工設(shè)備,是我們的產(chǎn)品完全接受市場(chǎng)考驗(yàn)的可
40、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(duì)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)展,我們從臺(tái)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(tái)機(jī)械式試驗(yàn)超微粉碎機(jī),該機(jī)克服了臺(tái)灣機(jī)造價(jià)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
41、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(yíng)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(duì)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卩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
42、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),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(duì)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
43、熱量產(chǎn)生,所以粉碎溫升很低, 這一特性對(duì)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.高頻振動(dòng)式超微粉碎設(shè)備高頻振動(dòng)式超微粉碎是利用球形或棒形磨介作高頻振動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊、摩擦、剪切等作用力來實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的超微粉碎.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.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
44、 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20 I m時(shí),反映出其效率低、 耗能大、加工時(shí)間長(zhǎng)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(jiǎn)體、傳動(dòng)裝置和機(jī)架組成,工作時(shí)攪拌器以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)研磨介質(zhì)運(yùn)動(dòng), 物料在研磨介質(zhì)中利用摩擦和少量的沖擊研磨粉碎.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(duì)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(jiǎn)單,粉碎能力大,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好,動(dòng)力消耗低,適合于中等硬度物 料的粉碎,國產(chǎn)的MLC-40高速?zèng)_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1040卩m.3超微粉碎
45、技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)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(huì)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(shí)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.粒徑細(xì),分布均勻由于采用了氣流超音速粉碎, 使得原料外力的分布非常均勻. 分級(jí)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.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
46、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.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(duì)產(chǎn)品的污染.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(shí)間,提 高了效率.利于對(duì)食品營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不必經(jīng)過較長(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
47、的釋放速率, 使食品在小腸內(nèi)有足夠的時(shí)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25 1 m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(dòng)式、旋轉(zhuǎn)球(棒)磨式、轉(zhuǎn)輥式等.其中,氣流式超微粉碎技術(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(duì)物料的粉碎.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冋世不久,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.超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用421軟飲料加工 目前,利用氣流微粉碎
48、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(yíng)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5卩m,可提高人體對(duì)其營(yíng)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(shí),可用膠磨機(jī)磨至粒徑 58卩m再均質(zhì)至12卩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.果蔬加工 蔬菜在低溫下磨
49、成微膏粉,既保存了營(yíng)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(duì)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
50、粉、辣椒粉等.糧油加工將超微粉碎的麥麩粉、大豆微粉等添加到面粉中,可制成咼纖維或咼蛋 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)超微粉碎后制成高質(zhì)量的豆沙、豆奶等產(chǎn)品.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(gè)小時(shí)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(shí)粉碎珍珠,可以得到平均粒徑為 10卩m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
51、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(yíng)養(yǎng)品.425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(duì)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(zhǎng).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(jiǎn)便易行.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?;?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(shí),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
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