食品加工新技术之——超微粉碎技术
食品高新技术超微粉碎与微胶囊造粒分析
• 内容提要： • --微粉碎与超微粉碎 • --冷冻粉碎 • --微胶囊造粒技术
第一节 食品的超微粉碎
• 粉碎：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的单元操作
• 微粉碎：原料粒度5～10mm，成品粒度 100μm以下。
• 超微粉碎：原料粒度0.5～5mm，成品粒度 10～25μm以下。
一、定义及原理
• 1）定义：
• 超微粉碎技术：利用各种特殊的粉碎设 备，通过一定的加工工艺流程，对物料 进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径在 3mm 以上的物料粉碎至粒径为10um25um以下的微细颗粒，从而使产品具有 界面活性，呈现出特殊功能的过程。
2）原理
• 超微粉碎是基于微米技术原理 • ---通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研
• 胶体磨 .doc
五、超微粉碎的应用
• 1） 食物资源的利用
渣皮
• 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。
气流式
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。
2AB10型气流粉碎机 AB10型气流粉碎机
• 自20世纪40年代美国第一台工业气流粉 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， 比如
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-食品高新技术作业本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。
超微粉碎技术在农产品加工中的应用及研究进展
低 温 下磨 成 微 膏粉 ， 既 可保 存 其 全部 营 养 素 ， 纤 维 质 也 会 因微 细 化 而增 加 水 溶 性 ，从 而 使蔬 菜 的 Ｉ ３感更 佳 。超微 粉 碎 还可 用 于 生 产南 瓜 粉 、 大蒜粉 、 芹 菜 粉 等。 许春 英等 对天 然南 瓜粉 生产 工艺 及关 键技 术进 行
收利用 。
２ 超 微 粉碎 技 术 在 粮 油 加 工 中的 应 用
经超 微粉 碎加 工后 ． 面粉、 豆粉、 米 粉等 的 口感 明
喷雾 干 燥 、 超 微 粉碎 等 关 键技 术 进 行 了研 究 。 使南 瓜
粉 最大 限度 地保 留天 然 品质 ． 实现对 南瓜 可食 部 分 的
显改 善 ， 更利 于人 体 吸收利 用 。 将麦 麸粉 、 大 豆微 粉等
红外 干燥 后 ． 采 用 生 物 酶解 法 提取 膳 食 纤 维 ． 通 过 挤 压 技术 来 提高产 品中膳食 纤 维 的含量 ， 再采 用超 微 粉 碎 技 术对 产 品进行 破碎 ， 使 产 品总膳食 纤 维含 量 大于 ４ Ｏ ． ０ ０ ％ 。可溶 性膳 食 纤维 含量 为 １ ７ ． ６ ３ ％，溶 胀 性为 ｌ ５ ． ２ ７ ｍｕｇ ， 持 水性 为 １ ７ ． ２ ３ ｇ ／ ｇ 。翟 文 俊 对 冻干 柿 子
被 超 微 细化 ， 颗 粒 的 表 面积 和 孔 隙率 显 著 增 加 ， 产 品 的分散 性 、 溶解 性 、 功能 性 明显增 强 ， 更 容 易为 人体 所 消化 吸 收 ， 而 且 口感 更 好 。
１ 超 微 粉 碎 技 术 在 果蔬 加 工 中 的 应 用
果皮 、 果 核经 超 微粉碎 后 可变 为食 品 。将 蔬 菜在
超微粉碎技术
气流粉碎机
➢ 普通球磨机是用于超微粉碎的传统设
备，其特点是粉碎比大，结构简单， 机械可靠性强，磨损零件容易检查和 更换，工艺成熟，适应性强，产品粒 度小。但当产品粒度要达到201μｍ以 下时，效率低，耗能大，加工时间长。
球磨机
➢振动磨是用弹簧支撑磨机体，由 带有偏心块的主轴使其振动，运转 时通过介质和物料的起振动，将物 料进行粉碎，其特点是介质填充率 高，单位时间内的作用次数
工仅局限于其可食用的部分，但是，对于占牡蛎 质量分数占60％以上的牡蛎壳的加工却很少涉及。 利用贝壳制成钙添加剂应用于保健食品中，可以 缓解部分人群的缺钙问题
牡蛎
做成菜后的牡蛎
3、超微粉碎也可使一些食品加工工艺产 生显著变化。例如速溶茶生产，传统的方 法是通过萃取将茶叶中的有效成分提取出 来，然后浓缩、干燥制得粉状速溶茶。现 在采用超微粉碎仅需一步工序便得到粉茶 产品，既大大地简化了生产工艺，又大大 降低了生产成本。
➢ 气流粉碎机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挤压， 摩擦和剪切等作用，从而达到粉碎的目的。气流 粉碎机可将产品粉碎得很细，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。但也存在一此问题：设备制造成本高，一 次性投资大，能耗高，能量利用率只有2%左右。
牛奶
89.9 3.0 3.2 104 73 0.3 0.43
大米
13.3 7.4 0.8 13 110 2.3 1.7
2、在农产品副产品加工中的应用
农产品的副产品如小麦麸皮（与其他 部位营养成分对比见表2）、燕麦皮、 玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、 甜菜渣、苹果皮和甘蔗渣等，含有丰 富维生素、微量元素，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，而是消费者难 于接受。采用超微粉碎技术，通过对 纤维的微粒化，能显著地改善纤维食 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，因此超微粉碎技术有利于食 物资源的充分利用。
【精品文章】粉碎技术在食品、中药领域的应用
粉碎技术在食品、中药领域的应用
有不少对人类有营养的植物、动物成分难于被人的消化系统吸收，即可食性低。
例如：中草药是我国的传统药物，灵芝孢子粉是有效的抗癌药物，但因其壳壁坚固有效利用率只有1％。
如何进行深加工对这类生物资源进行充分利用是，是当前食品及中药行业的研究课题。
经研究发现粉碎或超细粉碎技术能够有效解决这类难消化吸收资源的有效利用问题。
超微粉碎一般是指将物料颗粒粉碎至10～25µm以下的过程。
由于颗粒的微细化导致表面积和孔隙率的增加，超微粉体具有独特的物理化学性能，例如良好的分散性、吸附性、溶解性、化学活性等，因此应用领域十分广泛。
食品工业是超微粉碎应用的一大领域，作为一种新型的食品加工方法，己在许多食品加工中得到应用。
许多可食动植物，包括微生物等原料都可用超微粉碎技术加工成超微粉，甚至动植物的不可食部分也可通过超微化而被人体吸收。
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，特别容易消化吸收。
此外超微粉碎可以使有些食品加工过程或工艺产生革命性的变化，如速溶茶生产，传统的方法是通过萃取将茶叶中的有效成分提取出来，然后浓缩、干燥制成粉状速溶茶。
现在采用超微粉碎仅需一步工序便可得到粉茶产品，大大简化了生产工艺。
高速冲击粉碎、超音速气流粉碎、纤维粉碎和低温干燥等现代化加工手段用于植物茎杆果实的超细粉碎，产品细度可达到5μm以下，对干燥后的物料来说都能达到细胞破壁的目的。
对植物类物料的粉碎可达到对纤维物料的切断，对脆性糖类和胶质的粉碎，以及对淀粉的解离。
粉碎过程中均。
超微粉碎技术
超微粉碎技术的应用摘要：超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法，已受到普遍关注，本文主要介绍了超微粉碎技术的工作原理，具体说明了这项新技术在食品工业中的应用。
关键词超微粉碎加工应用食品超微粉碎技术的应用是食品加工业的一种新尝试。
美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉等，都是应用超微粉碎技术加工而成的。
超微粉碎食品可作为食品原料添加到糕点、糖果、果冻、果酱、冰淇淋、酸奶等多种食品中，增加食品的营养，增进食品的色香味，改善食品的品质，丰富食品的品种。
鉴于超微粉食品的溶解性、吸附性、分散性好，容易消化吸收，故可作为减肥食品、糖尿病人专用食品、中老年食品、保健食品、强化食品和特殊营养食品[1]。
1.技术原理简介1.1超微粉碎原理超微粉碎技术是利用各种特殊的粉碎设备，对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径在3 mm以上的物料粉碎至粒径为10—25µm以下的微细颗粒[2]，从而使产品具有界面活性，呈现出特殊功能的过程。
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。
1.2加工设备超微粒粉碎设备按其作用原理可分为气流式和机械式两大类。
气流式粉碎设备是利用转子线速度所产生的超高速气流，将产品加速到超高速气流中，转子上设置若干交错排列的、能产生变速涡流的小室，形成高频振动，使产品的运动方向和速度瞬间产生剧烈变化，促使产品颗粒间急促撞击、摩擦，从而达到粉碎的目的。
与普通机械式超微粉碎相比，气流粉碎可将产品粉碎得很细，粒度分布范围很窄，即粒度更均匀。
又因为气体在喷嘴处膨胀可降温，粉碎过程不产生热量，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。
其缺点是能耗大，一般认为要高出其他粉碎方法数倍[3]。
机械式又分为球磨机、冲击式微粉碎机、胶体磨和超声波粉碎机4类。
高频超声波是由超声波发生器和换能器产生的。
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，真空腔爆炸时能将物料震碎。
粮食工程技术《超微粉碎技术》
一超微粉碎与超微粉体简介超微粉碎技术是一种超微粉体的重要制备与应用技术，其研究内容包括：粉体的粉碎制备与分级，别离与枯燥技术，粉体测量与表征技术，粉体分散与外表改性技术，混合、均化、包装、贮运技术，以及制备和贮运中的平安问题。
超微粉碎技术是202160年代末70年代初随着现代化工、电子材料及矿产冶金等行业的开展而诞生的一项跨学科、跨行业的高新技术。
材料经物理或化学方法制成超微粉体后，由于颗粒的比外表积增大，外表能提高，外表活性增强，外表与界面性质将发生很大变化而且随着物质的超微化，材料外表的分子排列乃至电子排布、晶体结构等也都发生了变化，这将使超微粉体显示出与本体材料极为不同的物理、化学性质，并在应用中表现出独特的功能特性。
目前，制备超微粉体采用较多的物理方法有：辊压、撞击、离心、搅拌和球磨等机械粉碎法，利用高速气流、超声波、微波等流能、声能、热能的能量粉碎法，以及通过物质物理状态的变化(如气体蒸发、等离子体合成)而生成超微颗粒的构筑法。
化学制备方法包括：沉淀、水解、喷雾、氧化复原、激光合成、冻结枯燥和火花放电等。
由于超微粉体具有易团聚、分散性差、相溶性差等特点，给其制备与应用带来了诸多困难，科研人员为此开展了大量针对性研究，特别是在超微粉体颗粒外表改性方面，不仅建立了较完整的理论，而且研制出多种外表改性方法，如包覆、沉积(淀)、微胶囊技术、外表化学反响、机械化改性等多种方法，极大地拓展了超微粉体的应用领域，提高了粉体的使用价值，也使超微粉碎技术在石油、化工、冶金、电子、医药、生物和轻工等诸多领域，以及食品、保健品、日用化学品、化装品、农产品、饲料、涂料、陶瓷等大量产品的制造中得到了广泛应用。
超微粉体按大小可分为微米级、亚微米级和纳米级。
国际上通常将粒径为1-100um的粉体称为微米材料；粒径为0.1-10um的粉体称为亚微米材料；粒径为0.001-0.100um的粉体称为纳米材料。
广义的纳米材料是指三维尺寸中至少一维处于纳米量级，如薄膜、纤维微粒等，也包括纳米结晶材料。
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是一种通过高速旋转的锤子、刮板或者磨盘等微观荷载对物料进行多次撞击、剪切和象牙塔等力学作用，使其达到纳米或亚微米级的粉碎效果的一种技术。
该技术具有高效、低能耗、无污染等优点，被广泛应用于化工、能源、环保、材料等领域。
近年来，随着食品工业的不断发展，超微粉碎技术也开始在食品加工行业中得到越来越广泛的应用。
超微粉碎技术在食品加工中的应用主要体现在以下方面：
1.首先，超微粉碎技术可以对食品原料进行细致的分解和粉碎，获得高质量、高效率的原料粉末。
这种粉末具有高度均匀性、高度活性和更好的口感和感官性质，可以用于制作各种食品、保健品和药品等。
2.其次，超微粉碎技术还可以帮助食品加工企业提高生产效率和降低生产成本。
由于使用超微粉碎技术可以快速并有效地处理大量的原料，从而节省了生产时间和成本，提高了生产效率和经济效益。
3.最后，超微粉碎技术还可以为食品加工企业提供更多的创新机会和产品差异化优势。
由于使用该技术可以精确地控制产品的粒度和活性，因此可以生产出更多的高品质、高价值的特殊食品和中间体，以满足不同消费者的需求和市场需求。
总之，超微粉碎技术在食品加工行业中的应用给企业带来了很多机会和创新空间，未来有望成为食品工业中的一项重要技术，相信它将在未来的发展中有着更广泛的应用前景。
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物料粉碎的机理？
作用力 由粉碎机的部件传给物料
物料受各种力作用后， 首先产生各种应变
并以各种形式的变形能积蓄于物料内部
当局部积蓄的变形能超过某临界值时， 裂解就发生在脆弱的断裂线上
裂解发生前 的变形能
包埋法
粉碎需要 的能量
裂解发生 后出现新表 面所需的表 面能
为什么粉碎操作随着粒度减小而粉碎愈加困难？
重
优点 湿法粉碎更 易获得更细
的制品
低温粉碎
对象：在常温下有热塑性或非常强韧、粉 碎有困难的物料，当其冷却到低温时，物 料成为脆性物料可进行相应的粉碎。
助磨剂PD-2粉体 助磨改性剂 概念：在粉碎中，能够显著提高粉 碎效率或降低能量消耗的化学物质 （固态、液态或气态化学物质）
助磨剂在超微粉碎中的意义特别大
包括: 螺旋供料器 电磁震动供料器 自动控制给料器
机壳
作用：保证物料顺利喂入粉碎室，防止颗粒向进口 飞溅的反料和物料喂入粉碎室的架空现象，同时将 被粉碎直穿过筛孔的物料归集，使之从下部排料口 顺利排出
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
粉碎
粗粉碎
中粉碎 微粉碎 超微粉碎
成品粒度在 10-25μm以
下
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。
是从粉碎机出来的物 料先经分粒系统，分 出过粗的物料粒，再 重新回入粉碎机，粉 碎机的工作只是针对 较大的颗粒，物料在 粉碎作用区中的停留 时间短。
湿法破碎： 被处理的物料悬浮于载体液流中进行 粉碎
载体 水（同时能作为硬度降低剂） 表面活性剂
湿法粉碎与干法粉 碎的优缺点
缺点 湿法粉碎能 耗大，设备 的磨损较严
筛片
系统组成
机体
齿板
转子
粉碎过程
物料从喂料口进入粉碎室，受到高速回转 锤片的打击而破裂，以较高的速度飞向齿 板，与齿板撞击进一步破碎，如此反复打 击、撞击，使物料粉碎成小碎粒。在打击、 撞击的同时物料还受到锤片端部与筛片的 摩擦、搓擦作用而进一步粉碎。
工作过程由两方面构成
物料受锤片 的冲击作用
定义
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 微米的操作技术。
超微细粉末是超微粉碎的最终产品，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。
本章内容
1. 食品粉碎方式与理论 2. 干法粉碎技术与设备 3. 湿法粉碎技术与设备 4. 超微粉碎技术及其应用
降低粉碎机的生产能力。 当所需粉碎比较大时，应分成几个步骤进行粉碎，
实验证明当粉碎比在4左右时，操作效率最高。 操作过程尽可能单一，不应添加其他操作。
粉碎操作
首先要考虑的是采用何种粉碎方法或设备， 取决于被粉碎物料的大小和所要求的粉碎 比及物料的物性，而其中物料的硬度和破 裂性是最为重要的考虑因素。
超微粉碎的能量消耗较高，能量利 用率很低
助磨剂的作用原理
两 吸附降低硬度学说 种 列宾捷尔效应 学 威斯特沃德效应 说
矿浆流变学调节学说
助磨剂的分类与应用
固体
液体
气体
选择助磨剂的条件
具有选择性的良好分散作用 能够调节浆料的粘度 具有较强的抗Ca2＋，Mg2＋的能力 受pH的影响较小 助磨剂的分子结构要与物料的物理化学环境
锤片和物料、 筛片和物料 以及物料间 的摩擦作用
脆性物料——受冲击作用而粉碎 韧性大的物料——受摩擦作用而粉碎
提高锤式粉碎机生产性能的手段
提高筛子的筛落 能力
在结构设计上，要尽 可能破坏物料的环流 层，使细粒能及时排 出，避免重复而无效 的过度粉碎
供料装置
粉碎机对喂入量的要求是均匀连续地供料，以保证粉碎机 在额定负荷下稳定工作。
第一节 食品粉碎方式与理论
粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部 凝作称为破碎
将小块物料分裂成细料的 操作称为磨碎或研磨，两 者又统称粉碎
食品粉碎的目的
01
减小固体尺寸
02 控制多种物料相近的粒度 03 减小体型，加快干燥脱水速度 04 保证粉料和粒料的容积质量
独特的物理化学性能：分散性、吸附性、亲和力、溶解性 等。
改善食品的口感：从感觉上消失了不良的颗粒感。 食品成分被充分利用：骨、壳、纤维等也可以通过超微粉
化而被人体吸收或利用。 食品的改进或创新：日果味凉茶、冻干水果粉、超低温速
冻龟鳖粉等。 食品加工过程或工艺产生革命性的变化：如速溶茶。
干法粉碎操作
开路粉碎 自由压碎 滞塞进料 闭路磨碎
开路磨碎
自由压碎
物料加入粉碎机中经过 粉碎作用区后，即作为 制品卸出，粗粒不再循 环。制品粒度分布很宽， 能量利用不充分。
可以保持物料在作用区 的停留时间很短，限制 了不必要细粒的粉碎， 减小了过细的粉末形成。
滞塞进料
闭路破碎
利用机器出口插入筛网， 限制制品的卸出。因物 料在粉碎作用区停留时 间长，细粒会受到过度 粉碎，功率消耗大。
食品加工新技术
第一章 超微粉碎技术
超微粉体技术是近几十年来新兴的一门科学技术，它源自古 老的传统粉碎技术。所谓“超微粉体”，通常的习惯做法是 小于30um以下的粉体，即称之为“超微粉体”。
植物花粉，被誉为“微型营养宝库”，对人体有优良的保 健作用，但花粉的单体都具有坚硬的外壳，直接服用则无 法被人体吸收。而经过超微粉碎，使花粉破壁，有效成分 得以完全释放，可直接被人体所吸收。
相适应
助磨剂尚未在粉碎工业推广使用
经济因素 环保要求 只有在粉碎粒度细，研磨浓度高或浆料粘度大大
增加时，使用才能取得显著的效果 大多数助磨剂的用量要求较严，用量的控制 粉碎过程相当复杂，助磨剂的添加缺乏规范的实
验技术。
第二节 干法粉碎技术与设备
锤式粉碎技术与设备
排料装置
供料装置
到达临界状态的变形能之所以与颗粒的 体积有关，是因为体积越大，脆弱点存 在的可能性愈大。故大颗粒所需的临界 压力就比小颗粒小，因而消耗的变形能 也就较少。
粉碎规则与粉碎操作
基本原则： 粉碎物料只需粉碎到需要的或适于下一工序加工的
粉碎比，后应立即使物料离开粉碎机。 在粉碎操作的前后，都要过筛，以免引起过度粉碎，