超微粉碎机的概念和粉碎机的选型

　　超微粉碎技术是近20年来间发展起来的新技术。所谓超微粉碎，是指利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米，操作技术，是20世纪70年代以后，为适应现代高新技术的发展而产生的一种物料加工高新技术。

 

　　超微细粉末是超微粉碎的终产品，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。因此超微细粉末已广泛应用于食品、化工、医药、化妆品农药、染料、涂料、电子及航空航天等许多领域上。

 

　　技术特点

 

　　速度快可低温粉碎

 

　　超微粉碎技术是采用超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法，与以往的纯机械粉碎方法完全不同。在粉碎过程中不会产生局部过热现象，甚至可在低温状态下进行粉碎，速度快，瞬间即可完成，因而限度地保留粉体的生物活性成分，以利于制成所需的高质量产品。

 

　　粒径细且分布均匀

 

　　由于采用超音速气流粉碎，其在原料上力的分布相当均匀。分级系统的设置，既严格限制了大颗粒，有避免出现过碎，得到粒径分布均匀的超细粉，同时很大程度上增加了微粉的比表面积，使吸附性、溶解性等亦相应增大。

 

　　节省原料 提高利用率

 

　　物体经超微粉碎后，近纳米细粒径的超细粉一般可直接用于制剂生产，而常规粉碎的产物仍需要一些中间环节，才能达到直接用语生产的要求这样很可能造成原料浪费。因此，该技术尤其适合珍贵原料的粉碎。

 

　　减少污染

 

　　超微粉碎是在封闭系统下进行，既避免了微粉污染周围环境，又可防止空气中的灰尘污染产品。故在食品及医疗中运用该技术，微生物含量及灰尘便得以控制。

 

　　粉碎方法

 

　　磨介式粉碎

 

　　磨介式粉碎是借助与运动的研磨介质（磨介）所产生的；中击，以及非；中击式的弯折、挤压和剪切等作用力，达到物料颗粒粉碎的过程。磨介式粉碎过程主要为研磨和摩擦，即挤压和剪切。其效果取决于磨介的大小、形状、配比、运动方式、物料的填充率、物料的粉碎力学特性等。磨介式粉碎的典型设备有球磨机、搅拌磨和振动磨3种。

 

　　球磨机是用于超微粉碎的传统设备，产品粒度可达20-40微米。当要求产品粒度在20微米以下，则效率低、耗能大、加工时间长。搅拌磨是在球磨机的基础上发展起来，主要由研磨容器搅拌器、分散器、分离器和输料泵等组成。工作时在分散器高速旋转产生的离心力作用下，研磨介质和颗粒浆料；中向乏器内壁，产生）中击性的剪切、摩擦和挤压等作用，将颗粒粉碎。搅拌磨能达到产品颗粒的超微化和均匀化，成品的平均粒度可达到数微米。振动磨是利用磨介高频振动产生的；中击性剪切、摩擦和挤压等作用将颗粒粉碎的，所得到的成品平均粒度可达2-3微米以下而且粉碎效率比球磨机高得多，处理量是同容量球磨机的下10倍以上。

 

　　气流式超微粉碎

 

　　气流磨可用于超微粉碎，是以压缩空气或过热蒸汽，通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作为颗粒的载体，颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性积压、磨擦和剪切等作用，从而达到粉碎的目的。自20世纪40年代美国台工业气流粉碎机诞生以来，现已有圆盘式、循环管式、靶式、对撞式、旋转冲击式、流化床式6大类气流粉碎机。与普通机械式超微粉碎机相比，气流粉碎机可将产品粉碎得很细（粉品细度可达2~40微米），粒度分布范围更窄，即粒度更均匀。又因为气体在喷嘴处膨胀可降温，粉碎过程没有伴生热量，所以粉碎温升很低。这一特性对于低熔点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。但是，气流粉碎能耗大，能量利用率只有2%左右，一般认为要高出其他粉碎方法数倍。

 

　　值得指出的是，一般认为产品粒度与喂料速度成正比，即喂料速度愈大，产品粒度也愈大这种理解不全面。当喂料速度或粉碎机内颗粒浓度达到一定值后，这个说法是合理的。因为喂料速度增大，粉碎机内颗粒浓度也增加，发生颗粒拥挤现象，甚至颗粒流动像柱塞一样，只有在“柱塞”的颗粒，才有发生有效碰撞的可能，在后面的颗粒只有相互之间低速的碰撞和摩擦、发热。但是，这并不是说颗粒浓度愈小，产品粒度愈小，或者粉碎效率愈高。恰恰相反，当颗粒浓度低到一定程度，颗粒之间将缺少碰撞机会而降低粉碎效率。

 

　　机械剪切是超微粉碎

 

　　现有的大部分粉碎方法多为冲击式。对于脆性大、韧性小的物料，这些方法是恒之有效。但基于农产品深加工的发展，特别是新鲜或含水的高纤维物料（多为韧性物料和柔性物料）的粉碎，气流冲击粉碎反而效果不好，反映在产品粒度大、能耗高、这类物质的粉碎用剪切式比较合适。虽然，超微粉碎的方法很多，但是目前在食品加工中应用较多的是气流式中的超音速式超微粉碎方法。

 

　　人们的生活水平不断提高，对食品的要求也愈来愈重视。这就对食品的加工技术提出了更高的要求，既要保证食品良好的口感，又要保证营养成分不被破坏，而且还要更有利于人体的吸收。超微粉碎技术根据其特点，应用于食品加工领域，恰恰可以达到上述的一些效果。对食品进行微粒超微化处理，可以使其比表面积成倍增长，提高某些成分的活性、吸收率，并使食品的表面电荷、粘力发生奇妙的变化。

 

　　食品加工业的应用

 

　　食物资源的利用

 

　　小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣和甘蔗渣等，含有丰富维生素、微量元素等，具有很好的营养价值，但由于常规粉碎的纤维粒度大，影响食品的口感，而使消费者难于接受。通过对纤维的微粒化，能明显改善纤维食品的口感和吸收性“”从而使食物资源得到了充分的利用，而且丰富了食品的营养。果皮、果核经超微粉碎可转变为食品。蔬菜在低温下磨成微膏粉，既保存全部的营养素，纤维质也因微细化而增加了水溶性，口感更佳。一些动植物体的不可食部分如骨、壳（如蛋壳）、虾皮等，也可通过超微化而 成为易被人体吸收利用的钙源和甲壳素。

 

　　各种畜、禽鲜骨中含有丰富的蛋白质和脂肪、磷脂质、磷蛋白，能促进儿童大脑神经的发育，有健脑增智之。鲜骨中含有的骨胶原（氨基酸）、软骨素等，有滋润皮肤防衰老的作用鲜骨中还含有维生素A、B，、B2、B12等营养成分。钙、铁等在鲜骨中的含量 也极高，如猪骨中含有复合磷酸钙盐、脂质和蛋白质等主要成分。

 

　　一般将鲜骨煮、熬之后食用，实际上：鲜骨的营养成分没有被人体吸收，造成资源浪费。利用气流式超微粉碎技术，将鲜骨多级粉碎加工成超细骨泥或经脱水制成骨粉，既能保持95％以上的营养素，而且营 养成分又易被人体直接吸收利用，·吸收率可达90％以上。骨是肉类食品厂的大宗副产品，大多以低价出售处理。因此，将骨制成富钙产品，既具有营养意义，又具有经济意义。

 

　　另外，传统的饮茶方法是用开水冲泡茶叶，但是人体并没有完全吸收茶叶的全部营养成分，一些不溶性或难溶的成分，诸如维生素A、K、E及绝大部分蛋白质、碳水化合物、胡罗卜素以及部分矿物质等，都大量留存于茶渣中大大影响了茶叶的营养及保健功能。如果将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶，使粉体的粒径小于5微米，则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收，用水冲饮时成为溶液状，无沉淀。