超微粉碎及其在食品中的应用-食品高新技术作业

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超微粉碎技术及其在食品加工中的应用

超微粉碎技术及其在食品加工中的应用

科技论坛众所周知,随着现阶段经济的快速发展,作为在社会实际应用中扮演不可或缺的角色的食品加工技术,已经得到国际上诸多相关学者的高度重视。

与此同时,食品加工技术在推动我国经济的发展进程上也显得至关重要。

我们应该清楚的认识到,食品加工技术在我国的社会实际应用中逐渐增加的同时,其最主要的目标是尽可能的为人们提供协调、舒适和优美的良性环境。

在整个建设食品资源的过程当中,做到健康与自然环境在空间上的有机结合显得至关重要,与此同时,更是食品发展的难点以及重点。

相应的,食品加工技术的涉及范围广泛,随之而来的相关技术问题也给食品工作的开展带来了很大的不便。

1超微粉碎概述1.1超微粉体的性质。

研究人员指出,由于颗粒大小向微细化发展,导致孔隙率和物料表面积极大地增加,使得超微粉体具有独特的化学、物理性质。

像超微粉体具有良好的化学活性、吸附性、分散性以及溶解性等。

研究结果显示:许多可食微生物、动植物等原料都能够借助超微粉碎设备加工成超微粉,甚至其不可食部分也能够利用超微化进一步加工而被人体吸收。

微细化的食品具有很强的亲和力、表面吸附力,所以,其具有很好的溶解性、分散性以及固香性。

1.2超微粉碎的形式。

现阶段,微粒化技术涉及到机械法、化学法。

机械粉碎法是制备超微粉体的主要手段,其特点是产量大、成本低,目前已大规模应用于工业生产。

化学粉碎法可以制得微米级、亚微米级或纳米级的粉体,然而应用范围窄、加工成本高以及产量低。

参照粉碎过程中机械的运动形式以及颗粒受力情况,机械法可以分为冲击粉碎、媒体搅拌粉碎以及气流粉碎。

超微粉碎一般分为湿法粉碎与干法粉碎。

湿法粉碎是将原料悬浮于载体液流中进行粉碎,其主要是用均质机或胶体磨粉碎。

此方法能够克服粉尘飞扬问题,同时能够借助离心分离、沉降、淘析等水力分级方法分离出所需的产品。

参照粉碎过程中出现粉碎力的原理不同,干法粉碎又分为自磨式、锤击式、旋转球磨式、高频振动式以及气流式等形式。

实践结果显示,湿法操作比干法操作消耗能量大,且设备的磨损也较严重。

超微粉碎及其在食品中的应用-食品高新技术作业

超微粉碎及其在食品中的应用-食品高新技术作业

超微粉碎及其在食品中的应用前言超微粉碎技术是近年来随着现代化工、电子、生物、材料及矿产开发等高新技术的不断发展而兴起的,是国内外食品加工的高科技尖端技术。

在国外,美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等,多是采用超微粉碎技术加工而成;而我国也于20世纪90年代将此技术应用于花粉破壁,随后一些口感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品(如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等)应运而生。

超微粉碎的前景应用广阔,并且对于科学、实际生产都具有指导意义,随着技术越来越成熟,应用的就会越来越广阔。

1 超微粉碎的原理超微粉碎的原理与普通粉碎相同,只是细度要求更高,它利用外加机械力, 使机械力转变成自由能,部分地破坏物质分子间的内聚力,来达到粉碎的目的。

超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备,通过一定的加工工艺流程,对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径3mm以上的物料粉碎至粒径10~ 25μm以下的微细颗粒,从而使产品具有界面活性,呈现出特殊的功能。

与传统的粉碎、破碎、碾碎等加工技术相比,超微粉碎产品的粒度更加微小。

超微粉碎技术是基于微米技术原理的.随着物质的超微化,其表面分子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化,产生块(粒)材料所不具备的表面小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使得超微粉碎产品与宏观颗粒相比具有优异的物理、化学及表界面性质。

2 超微粉碎技术的优点2.1 速度快,可低温粉碎超微粉碎技术采用超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法,在粉碎过程不会产生局部过热现象, 甚至可在低温状态下进行,粉碎瞬时即可完成,因而能最大限度地保留粉体的生物活性成分,有利于制成所需的高质量产品。

2.2 粒径细,分布均匀由于采用了气流超音速粉碎,使得原料外力的分布非常均匀。

分级系统的设置既严格限制了大颗粒,又避免了过碎, 能得到粒径分布均匀的超细粉,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。

食品加工中超微粉碎技术的运用研究

食品加工中超微粉碎技术的运用研究

THEORY | 理论研究Dec. 2016 China Food Safety73超微粉碎技术属于一种食品加工尖端技术,在国内外都得到了极为广泛的应用,是现代化技术不断发展的产物。

在食品加工过程中应用该技术,一方面可进一步提高资源利用率,使得原本未得到利用的原料重新利用,配置出更加丰富多样的食品材料,另一方面还可促使食物口感增强,达到促进营养物质吸收的目的。

因此,对食品行业来说,对超微粉碎技术运用进行深入研究具有重大的现实意义。

超微粉碎技术主要是根据微米技术原理,通过使用粉碎设备并借助利用转子高速旋转所产生的湍流对物料进行剪切、击碎以及碾磨的一系列工艺流程。

与传统应用各种粉碎技术对比,经超微粉碎技术粉碎后的物料粒度更加微小,进而展现出产品的特殊功能以及界面活性。

伴随着物质趋于超微化,其电子结构和分子的排列也随之发生了变化,进而产生原本粒状无法产生的小尺寸效应,进而促使超微产品不管实在物理、化方面,还是在界面活性等方面都要优于宏观颗粒。

在软饮料加工中运用 当前,市面上很多软饮料就是通过利用气流微粉碎技术开发出来的。

生活中普遍使用开水冲泡茶叶,然而一些难以溶解的成分仍残存在茶叶当中,如各种蛋白质以及丰富的维生素A、K、E 等,导致人体难以对茶内的营养物质进行完全吸收,促使茶叶原本的养生保健功能降低。

如果把干燥下的茶叶通过超微粉碎技术制作成粉茶,促使粉体的粒径小于5μm,把即冲即饮代替传统开水冲泡的方式,那么茶叶内各种丰富的营养物质就可被人体有效吸收。

在功能性食品加工中的应用 功能性食品具有调节人体生理规律、增强人体抵抗力的作用受到人们的喜爱,具有广阔的市场发展前景。

因此,超微粉碎技术在功能性食品加工如膳食纤维,脂肪替代品等功能性食品基料中发挥着重要的作用。

膳食纤维素,它不但具有平衡膳食结构的作用,还是有效预防现代“文明病”的一种重要物质。

膳食纤维素不能被人体直接吸收消化,但其可促进人体肠道蠕动,具备无能量填充剂以及作为有毒物质的载体的功能。

食品高新技术-第2章-食品超微粉碎及微胶囊技术

食品高新技术-第2章-食品超微粉碎及微胶囊技术

粉体的种类不同,其电、磁、光、声、热、吸附、湿 润、溶解、燃烧等物理、化学性能也各有不同。但通常具 有以下共同的力学性能:
1.比表面积大 单位质量的粉体具有很大的表面积,因而具有较高的 化学性能及表面积,特别有利于提高和固相反应的速度。 2.可塑性强 便于制成各种形状的产品。 3.流动性好 便于进行贮存、输送、混合、成型、干燥等单元操作。
四、主要超微粉碎设备
(一)高速机械冲击粉碎机
目前,高速机械冲击粉碎机主要类型有:高速冲击锤式 粉碎机、高速冲击板式粉碎机、高速鼠笼式(棒销)粉碎机 等。 与其他粉碎机相比,具有单位功率粉碎比大,易于调节 粉碎粒度,应用范围广,机械安装占地面积小,且可连续闭 路粉碎等优点。因而在食品工业中广泛用于粉碎中等硬度物 料。
(3)定方向径 将微粒置于显微镜下,全部微粒均按同一方 向测量,所得之值为定向径。 (4)有效径 指与被测粒子有相同的沉降速度的球形粒子的 径。
除以上表示的方法外,还有外接圆等价径、等价径等其他表 示方法。
2.粒度的测定方法 (1)筛分法 (2)激光测粒仪
(二)比表面积
比表面积是单位重量微粒所具有的表面积。微粒的表面积大 小与其某些性质有着密切的关系。比表面积的大小决定着它的溶 解速度、吸湿性、吸附性等。
一、超微粉碎的定义及作用
(一)超微粉碎的定义
根据粉碎的加工技术的深度和粉碎体物料物理化学性质 及应用性能变化,一般将粉体物料分为微粉(10~1000μm), 超微粉(0.1~10μm)和超细微粉(0.001~0.1μm)三种。 一般将低于0.1~10μm超微粉体的粉碎和相应的分级技 术成为超微粉碎。工业上称的超微粉碎一般指加工D97=10μm 超微粉体的粉碎和相应的分级技术。
(二)超微粉碎的作用

食品加工新技术应用之——超微粉碎技术应用

食品加工新技术应用之——超微粉碎技术应用
粉碎过程机械化学效应
超微粉碎过程不仅仅是粒度减少的过程,同时,还伴有随 着粉碎物料晶体结构和物理化学程度的变化
第四节 超微粉碎技术的应用
我国对于牡蛎等海产品的加工仅仅局限于其可食用的肉部 分,对于质量占牡蛎60%以上的牡蛎壳的加工却很少涉 及。贝壳中含有极其丰富的钙,在牡蛎的贝壳中,含钙量 就超过90%以上。
生条件好 压缩空气膨胀使会吸收很多能量产生制冷作用造,
所以适应于对热敏性物料的超微粉碎的加工 易实现多单元联合操作
气流粉碎设备
环形喷射式 气流粉碎机
(通过喷嘴形 成的射流)
叶轮式气流粉碎 机(通过叶轮形 成的循环气流产 生冲击和碰撞等 力将物料进行粉 碎)
叶轮式气流粉碎机的特点
功率消耗降低 设有内分级叶轮和排渣机构,极大地提高了 成品的纯度 整个系统可在负压下操作 操作简便
05 使原料颗粒内的成分进行分离
根据被粉碎物料和成品粒度的大小
粗粉碎
粉碎
中粉碎 微粉碎 超微粉碎
成品粒度在 10-25μm以

食品粉碎方式
挤压粉碎
粉碎方式
研磨粉碎
弯曲折 断粉碎
剪切粉碎
撞击粉碎
粉碎消耗能量
挤压力
物料粉碎时的 主要作用力
剪切力 冲击力
弯曲、扭转作为附带 的作用力
在实际粉碎操作中,是上述几种力的综合。
要求主轴和间磨室壳体有足够的刚度, 磨盘要有足够的动平衡,机座要紧固
六 必须要有冷却措施
搅拌磨与超声波均质机
搅拌磨
在分散器高速旋转产生的离心力作用下研磨介质和 粉
液体颗粒冲向容器内部,产生强烈的剪切、摩擦、 碎
冲击和挤压等作用力使浆料颗粒得到粉碎。
原 理

超微粉碎技术在食品加工中的应用

超微粉碎技术在食品加工中的应用
1 超微 粉碎 技术概 述 3 - 3 粒径细且分布均匀。 超微粉碎一般是指将 3 m m 以上 的物料颗粒粉碎至 1 0 ~ 2 5 i n的 3 . 4粉体的生物潘I 生 成分保存好 。 过程。研究者认为, 由于颗 ̄Xl l , 向微细化发展所 以会导致物料表面 3 I 5 具有一定的灭菌作用 。 积和孔隙率极大幅度地增加,因此超微粉体具有独特的物理和化学性 3 . 6 超微粉碎可以使有些物料加工过程或工艺产生革命 l 生的变化。 质。例如超 微粉体具有 良好的溶解性 、 分散性、 吸附性及化学活 性等, 因 3 . 7 溶解性得到提高。 此超微粉碎技术应用领域十分广泛。 研究表明许 多可食动植物 、 微生物 4超微粉碎技术在食品工业中的应用 等原料都可用超微粉碎设备加工成超微粉甚 至动植物的不可食部分也 4 . 1 软饮料加工。目前利 用气流微粉碎技术已开发出的软饮料有粉 可以通过超微化进一步加工而被人体吸收。微细化的食品具有很强的 茶 、 豆类固体饮料和超微骨粉配制富钙饮料等 。 表面吸附力和亲和力, 因此, 具有很好 的固香性、 分散性和溶解性, 特别 4 . 2 果蔬加工。 蔬菜在低温下磨成微膏粉’ 既保存了营养素, 其纤维质 容易吸收消化。 也因微细化而使口感更佳 。 2超微 粉碎 的形 式及设 备 4 . 3 粮油加工 。将超微粉碎的麦麸粉 、 大豆微粉等加到面粉中, 可制 目前, 微粒化技术分化学法和机械法两种: 化学粉碎法能够制得微 成高纤维或高蛋白面粉; 稻米 、 小麦等粮食类加工成超微米粉 由于粒度 米级、 亚微米级甚至纳米级的粉体, 但产量低、 加工成本高以及应用范围 细小, 表面态淀粉受到活化, 将其填充或混配制成的食 品具有优 良的加 窄; 机械粉碎法成本低、 产量大, 是制备超微粉体的主要手段, 现 已大规模 卫 胜能, 且易于熟化; 大豆经超微粉碎后加工成豆奶粉, 可以脱去腥味; 绿 应用于工业生产。根据粉碎过程 中颗粒受力情况 以及机械的运动形式, 豆、 红豆等其它豆类也可经超微粉碎后制成高质量的豆沙 、 豆奶等产 品 机械法又可分为气流粉碎 、 媒体搅拌粉碎和冲击粉碎 3 种方法 。 2 . 1 气流式超微粉碎设备。 气流式超微粉碎是利用气体通过压力喷 4 . 4 调味品加工。 作为一种新型的食品加工技术瘫微粉碎可使传统 嘴的喷射产生剧烈的冲击 、碰撞 、摩擦等作用来实现对物料的超微粉 调味 主要是香辛料阅 碎成粒度均一 、 分散眭好 的优 良超微颗粒。 碎 。气流粉碎机可将产品粉碎得很细, ; I 立 度分布范围更窄, 粒度更均匀 。 4 I 5 冷食制 品加工 。 在冷食业中应用超微粉碎技术, 不但能降低成本, 因为气体在喷嘴处膨胀可降温, 粉碎过程不伴 随热量产生, 所以粉碎温 增加花色品种’ j 丕 为开发新冷食提供了新型原辅料。 于 卜 彳 艮 低, 这一特 寸 于低熔点和热敏『 生 物料的超微粉碎特别重要。 4 . 6 用于棒冰、 雪糕类的牛屯 在棒冰、 雪糕类生产中, 为了起到稳定 2 . 2高频振动式超微粉碎设备。 高频振动式超微粉碎是利用球形或 和填充作用, 防止冰晶产生, 保证 固形物含量, 一般需加进相 当数量的糯 棒形磨介作高频振动而产生的冲击 、 摩擦 、 剪切等作用力来实现对物料 米粉和玉米淀粉伯效果却常是冰晶较多, 口感粗糙。 5 结 论 的超微粉碎。振动磨是用弹簧支撑磨机 由一带有偏心块的主轴使其 振动磨 机通常是圆柱形或槽形。 振动磨的效率比普通磨高 1 0 2 0 倍. 其 随着现代食品工业的不断发展' 更多的新技术已经出现。目前超 微 粉磨速度 比常规球磨机 陕得多, 而能耗比普通球磨机低数倍。 粉碎技术在食品加工中的应用还在—个起步的阶段, 随着科技的发展和 2 . 3 旋转球障 焙 式超微粉碎设备。 旋转球障 焙 式超微粉碎设备主 消费者对食品的高要求, 超微粉碎技术的应用空间将会更为广泛 。超微 要有球磨机、 棒磨机等 。 搅拌式球磨机是超微粉碎机 中能量利用率最高 粉碎技术已经成为一个研究 的热点, 它与传统 的行业相交叉, 衍生出许 的超微粉碎设备, 主要由搅拌器、 简体 、 传动装置和机架组成, 工作时搅 多新的学科’ 促进了相关领域的发展。 在食品工业, 超微粉碎技术与超高 拌器以一定速度运转带动研喜介质运动, 物料在研磨介质中利用摩擦和 压灭菌技术 、 膜分离技术、 微胶囊技术 、 辐照技术 、 微波技术 、 冷冻干燥 少量的冲击研磨粉碎。 技术以及食品生物技术共同列为国际『 生 食品加工新技术。因此, 随着超 2 . 4冲击式超微粉碎设备。 冲击式超微粉碎机利用围. e y v t .  ̄轴或垂 微粉体技术的成熟和发展, 必将为食品的开发 、 应用提供更广阔的前景 直轴高速旋转的转子对物料进行强烈冲击 、 碰撞和剪切。 其特点是结构 简单 , 粉 碎能 力大 , 运转 稳定 性好 , 动力 消耗 低适 合于 中等 硬度 物 料 的粉 参考 文献 碎。国产的 ML C 一 4 0高速冲击粉碎机用于超微粉碎取得了理想效果' 入 【 1 弼 宝魁. 超微碎技术及设备在食品加 工中的应 用田朋 胶科 学与技术,

超微粉碎技术及其在食品加工中的应用

超微粉碎技术及其在食品加工中的应用

超微粉碎技术及其在食品加工中的应用作者:吕晓来源:《科学与财富》2018年第32期摘要:超微粉碎技术是国际性食品加工新技术之一,利用机械设备对物料进行研磨和撞击,将其粉碎至微米级,具有粉碎速度快、原料利用率高、污染小、粉体粒径小且均匀等特点。

文章简单介绍了超微粉碎技术,并结合国内外最新研究成果,对其在食品中的应用做了叙述,最后对超微粉碎技术及其在上述领域中的应用前景进行了探讨。

关键词:超微粉碎技术;食品;加工引言超微粉碎技术是国际性食品加工新技术之一,利用机械设备对物料进行研磨和撞击,克服物料内部凝聚力,将其粉碎至微米级。

随着物料的微细化,其表面积、孔隙率及晶体构型均发生变化,从而赋予超微产品更优的理化特性。

一、超微粉碎技术概述超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至10~25μm的过程。

研究者认为,由于颗粒大小向微细化发展,所以会导致物料表面积和孔隙率极大幅度地增加,因此超微粉体具有独特的物理和化学性质。

例如,超微粉体具有良好的溶解性、分散性、吸附性及化学活性等,因此超微粉碎技术应用领域十分广泛。

研究表明:许多可食动植物、微生物等原料都可用超微粉碎设备加工成超微粉,甚至动植物的不可食部分也可以通过超微化进一步加工而被人体吸收。

微细化的食品具有很强的表面吸附力和亲和力,因此,具有很好的固香性、分散性和溶解性,特别容易吸收消化。

二、超微粉碎的形式及设备目前,微粒化技术分化学法和机械法两种:化学粉碎法能够制得微米级、亚微米级甚至纳米级的粉体,但产量低、加工成本高以及应用范围窄;机械粉碎法成本低、产量大,是制备超微粉体的主要手段,现已大规模应用于工业生产。

根据粉碎过程中颗粒受力情况以及机械的运动形式,机械法又可分为气流粉碎、媒体搅拌粉碎和冲击粉碎3种方法。

2.1 气流式超微粉碎设备。

气流式超微粉碎是利用气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈的冲击、碰撞、摩擦等作用来实现对物料的超微粉碎。

气流粉碎机可将产品粉碎得很细,粒度分布范围更窄,粒度更均匀。

超微粉碎技术在食品加工过程中的应用

超微粉碎技术在食品加工过程中的应用

《食品机械与设备》课程阅读资料系列(1)超微粉碎技术在食品加工过程中的应用资料整理:孔令明超微粉碎技术是国际上近几十年发展起来的一门新技术。

目前已成功的应用于化工、医药、机械等许多行业。

特别是采用振动方式生产的超微粉碎产品,具有粉碎粒度细,产品无分级,生产过程全密闭,无污染,营养成分无损失等优点,特别适合于对卫生质量、感官质量要求特别严格的食品行业。

以下就超微粉碎技术在食品行业中的应用做一简要介绍。

1、食物资源的充分利用小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣和甘蔗渣等,含有丰富的维生素、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径大,影响食用的口感,从而使消费者难以接受。

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、果核经超微粉碎可以转变为食品。

蔬菜在低温下磨成微粉膏,既保存了全部的营养成分,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(蛋壳)、甲、虾皮等、也可以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,有健脑增智之功效。

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、B1、B2、B12等营养成分,钙、铁等在鲜骨中的含量也极高,如鲜猪骨中含有复合磷酸钙盐、脂质和蛋白质等主要成分。

一般是将鲜骨煮、熬之后食用,实际上鲜骨的营养成分绝大部分没有被人体吸收,造成了资源的浪费。

利用超微粉碎技术,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%以上的营养成分,而且营养成分又易被人体吸收,吸收率可达90%以上。

鲜骨是肉类加工厂的大宗副产品,大多以低价处理出售。

因此,将鲜骨制成富钙产品,既具有营养意义,又具有经济效益。

另外,传统的饮茶方法是用开水冲泡茶叶,但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、以及绝大部分矿物质等,都大量留存于茶叶的渣中,大大影响了茶叶的营养及保健功能。

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超微粉碎及其在食品中的应用前言超微粉碎技术是近年来随着现代化工、电子、生物、材料及矿产开发等高新技术的不断发展而兴起的,是国内外食品加工的高科技尖端技术。

在国外,美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等,多是采用超微粉碎技术加工而成;而我国也于20世纪90年代将此技术应用于花粉破壁,随后一些口感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品(如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等)应运而生。

超微粉碎的前景应用广阔,并且对于科学、实际生产都具有指导意义,随着技术越来越成熟,应用的就会越来越广阔。

1 超微粉碎的原理超微粉碎的原理与普通粉碎相同,只是细度要求更高,它利用外加机械力, 使机械力转变成自由能,部分地破坏物质分子间的内聚力,来达到粉碎的目的。

超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备,通过一定的加工工艺流程,对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径3mm以上的物料粉碎至粒径10~ 25μm以下的微细颗粒,从而使产品具有界面活性,呈现出特殊的功能。

与传统的粉碎、破碎、碾碎等加工技术相比,超微粉碎产品的粒度更加微小。

超微粉碎技术是基于微米技术原理的.随着物质的超微化,其表面分子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化,产生块(粒)材料所不具备的表面小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使得超微粉碎产品与宏观颗粒相比具有优异的物理、化学及表界面性质。

2 超微粉碎技术的优点2.1 速度快,可低温粉碎超微粉碎技术采用超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法,在粉碎过程不会产生局部过热现象, 甚至可在低温状态下进行,粉碎瞬时即可完成,因而能最大限度地保留粉体的生物活性成分,有利于制成所需的高质量产品。

2.2 粒径细,分布均匀由于采用了气流超音速粉碎,使得原料外力的分布非常均匀。

分级系统的设置既严格限制了大颗粒,又避免了过碎, 能得到粒径分布均匀的超细粉,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。

2.3 节省原料,提高利用率物体经超微粉碎后的超微粉一般可直接用于制剂生产,而用常规粉碎方法得到的粉碎产品,仍需一些中间环节才能达到直接用于生产的要求,这样很可能造成原料的浪费。

因此,超微粉碎技术非常适合珍稀原料的粉碎。

2.4 减少污染超微粉碎是在封闭系统内进行的,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,在食品及医疗保健品中运用该技术,可控制微生物和灰尘对产品的污染。

2.5 提高了发酵、酶解过程的化学反应速度由于经过超微粉碎后的原料,具有极大的比表面,在生物、化学等反应过程中,反应接触的面积大大增加了,因而可以提高发酵、酶解过程的反应速度,在生产中节约了时间,提高了效率。

2.6 利于对食品营养成分的吸收研究表明,经过超微粉碎的食品,由于其粒径非常小,营养物质不必经过较长的路程就能释放出来,并且微粉体由于粒径小而更容易吸附在小肠内壁,加速了营养物质的释放速率,使食品在小肠内有足够的时间被吸收。

3 超微粉碎的方法3.1 普通超微粉碎方法普通超微粉碎方法按性质分为物理方法和化学方法。

天然植物超微粉碎普遍采用物理方法制备微粉, 不发生化学反应, 保持了物料原有的化学性质。

根据粉碎过程中物料载体种类的不同又分为干法粉碎和湿法粉碎。

其技术上要求: ①产品粒径小, 粒度分布范围窄; ②粉碎工艺简单, 自动化程度高; ③产出率高, 能耗低, 生产成本低; ④生产安全, 产品污染少, 纯度高。

3.2 低温超微粉碎方法具有韧性、黏性、热敏性和纤维类物料的超微粉碎, 一直是微粉制备过程中的难点, 近年来针对上述成分的特性, 采用深冷冻超微粉碎方法, 取得了较好的结果。

它是利用物料在不同温度下具有不同性质的特性, 将物料冷冻至脆化点或玻璃体温度之下, 使其成为脆性状态, 然后再用机械粉碎或气流粉碎方式,使其超细化的方法。

4 超微粉碎设备类型超微粉碎工艺依赖于超细粉碎设备, 超微粉碎设备可分为干法粉碎和湿法粉碎两类。

干法粉碎设备主要有球磨机、气流磨机、振动磨机、冲击粉碎机、超声波粉碎机;湿法粉碎设备主要有胶体磨和均质机。

4.1 球磨机常规球磨机是细磨的主要加工设备, 它主要靠冲击进行破碎, 当物料粒度小于 20μm 时, 反映出效率低、能耗大、加工时间长等缺点。

搅拌球磨机是能量利用率较高的一种超细粉碎设备, 工作时搅拌器以一定速度运转带动研磨介质运动, 物料在研磨介质中利用摩擦和少量的冲击研磨粉碎, 使得在加工后, 粒度小于 20μm 的物料时效率大大提高。

4.2 气流磨机气流式超微粉碎又称流能磨或喷射磨,是利用气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈的冲击、碰撞、摩擦等作用来实现对物料的超微粉碎。

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, 粒度分布范围更窄,粒度更均匀。

因为气体在喷嘴处膨胀可降温,粉碎过程不伴随热量产生,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,一般要高出其他粉碎方法数倍,气流粉碎还存在粉碎极限,粉碎粒度与产量成线性关系,产量越大,粒度越大。

4.3 高频振动磨机高频振动式超微粉碎是利用球形或棒形磨介作高频振动而产生的冲击、摩擦、剪切等作用力来实现对物料的超微粉碎。

振动磨是用弹簧支撑磨机体,由一带有偏心块的主轴使其振动,磨机通常是圆柱形或槽形。

振动磨的效率比普通磨高10~ 20倍,其粉磨速度比常规球磨机快得多,而能耗比普通球磨机低数倍。

4.4 冲击粉碎机冲击式超微粉碎机利用围绕水平轴或垂直轴高速旋转的转子对物料进行强烈冲击、碰撞和剪切。

其特点是结构简单,粉碎能力大,运转稳定性好,动力消耗低,适合于中等硬度物料的粉碎。

国产的MLC-40高速冲击粉碎机用于超微粉碎取得了理想效果,入料粒度3-5mm,产品粒度10-40μm。

4.5 超声波粉碎机超声波发生器和换能器产生高频超声波。

超声波在待处理的物料中引起超声空化效应,由于超声波传播时产生疏密区,而负压可在介质中产生许多空腔,这些空腔随振动的高频压力变化而膨胀、爆炸,真空腔爆炸时产生瞬间压力可达几千乃至上万个大气压。

因此真空腔爆炸时能将物料震碎。

另一方面由于超声波在液体中传播时产生剧烈的扰动作用,使颗粒产生很大的速度,从而相互碰撞或与容器碰撞而击碎液体中的固体颗粒或生物组织。

超声粉碎后颗粒粒度在 4μm以下,而且粒度分布均匀,但生产能力较低。

4.6 胶磨机胶磨机也称胶体磨,主要由一固定表面和一旋转表面所组成,两表面间有可以微调的间隙。

当物料通过间隙时,由于转动体高速旋转( 3 000 -15 000 r /m in),在固定体和转动体之间产生很大的速度梯度,使物料受到强烈的剪切从而产生破碎分散的作用, 成品粒度达到2-50μm,可用于混合、乳化等过程。

胶体磨是一种较理想的超微粉碎设备,但对料水比有一定要求。

胶体磨分变速胶体磨、滚子胶体磨、砂轮胶体磨、多级胶体磨和卧式胶体磨。

4.7 均质机其原理是通过机械作业或流体力学效应造成高压、挤压冲击和失压等使料液在高压下挤研,在强冲击下发生剪切,在失压下膨胀,而达到细化和均质的目的。

均质机的类型有高压均质机、离心式均质机、超声波式均质机和胶体磨式均质机等。

分散器作为乳化机的一种,也能够对料液进行细化。

被分散物料在分散器的转子和定子之间受到强烈地剪切、挤压、涡流及卸压等作用,从而达到粒度减小的效果。

4.8 其他新型超微粉碎设备科技发展日新月异,随着人们对超微粉碎设备机理的深入认识,产生了几种新型的超微粉碎设备,现介绍如下。

4.8.1 重压研磨式超微粉碎机其粉碎腔室由2个以上压轮与研磨槽组成,机构采用特殊计算与设计,使得压力可随时传递到物料上,而压轮的压力采用螺旋压力机构,可保证压轮旋转均匀和压力一致。

当物料由风机风力吸入粉碎腔室时,在压轮旋转压力作用下,物料在压轮与研磨槽之间发生碰撞、冲击与研磨,又在物料离心力及压轮旋转力场带动下,物料反复进入压轮与研磨槽之间而被反复挤压与研磨细化。

可以说,其超微过程是物料受到反复挤压研磨作用而被超微化的。

4.8.2 冷冻粉碎机该设备又名低温粉碎机,其原理是预先用液氮将物料冷却冻结至脆化点以下,利用其低温脆性轻而易举地使物料粉碎。

按操作过程的处理方式可分为3种:(1)物料经冷媒处理,使其温度降低到脆化温度以下,随即送入常温状态粉碎机中粉碎。

(2)将常温物料投入到内部保持低温的粉碎机内粉碎。

主要适用于含纤维质较低的热敏性物料粉碎。

(3)物料经冷媒深冷后,送入机内保持适当低温的粉碎机中进行粉碎。

此方式为以上两种方式的综合,主要用于热塑性物料的粉碎。

5 超微粉碎技术在食品工业中的应用5.1 概况及重要意义超微粉碎技术的应用范围不仅包括粮食饲料加工(特别是鱼虾饲料、秸秆粉碎、添加剂载体)、生物制品、中草药,还可涉及到食品、化工、冶金等领域的深加工。

在食品工业中,将各类动植物、微生物等原料加工成超微粉,具有重要意义:(1)较大程度地保持了物料原有的生物活性和营养成分,改善了食品的口感;(2)使得食品有很好的固香性、分散性和溶解性,利于营养物质的消化吸收;(3)由于空隙增加,微粉孔腔中容纳一定量的 CO2和N2可延长食品保鲜期;(4)原来不能充分吸收或利用的原料被重新利用,节约了资源;(5)配制和深加工成各种功能食品,增加了品种,提高了资源利用率。

5.2 在食品中应用的分类食品超微粉虽然问世不久,却已经在调味品、饮料、罐头、冷食品、焙烤食品、保健食品等方面大显身手,且效果较佳。

5.3 在食品加工中的应用5.3.1 软饮料加工目前,利用气流微粉碎技术已开发出的软饮料有粉茶、豆类固体饮料和超微骨粉配制富钙饮料等。

茶文化在中国有着悠久的历史,传统的饮茶是用开水冲泡茶叶,但是人体并没有大量吸收茶的营养成分,大部分蛋白质、碳水化合物及部分矿物质、维生素等都存留于茶渣中。

若将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶(粒径小于5μm ),可提高人体对其营养成分的吸收率。

将茶粉加到其他食品中,还可开发出新的茶制品。

植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和果核为原料,经浸泡、磨浆、均质等操作制成的乳状制品。

磨浆时,可用胶磨机磨至粒径 5-8μm,再均质至1-2μm。

在这样的粒度下,蛋白质固体颗粒、脂肪颗粒变小,从而防止了蛋白质下沉和脂肪上浮。

5.3.2 果蔬加工蔬菜在低温下磨成微膏粉,既保存了营养素,其纤维质也因微细化而使口感更佳。

例如,人们一般将其视为废物的柿树叶富含、芦丁、胆碱、黄酮甙、胡萝卜素、多糖、氨基酸及多种微量元素,若经超微粉碎加工成柿叶精粉,可作为食品添加剂制成面条、面包等各类柿叶保健食品,也可以制成柿叶保健茶。

成人每日饮用柿叶茶,可获取,具有明显的阻断亚硝胺致癌物生成的作用。

另外,柿叶茶不含咖啡碱,风味独特,清香自然。

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