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
超微粉碎在食品中的应用，是食品的范围得到了扩展， 食品的品质得有独特的物理化学性能 2.可以改善食品的口感 3.使食品成分被充分利用 4.改进或创新食品
5.使有些食品加工过程或工艺产生革命性变化
二、超微粉碎基本理论
（一）物料的基本特性
（二）材料的粉碎机理（自学） （三）粉碎方法
1.挤压粉碎（图2-2）
2.挤压--剪切粉碎（图2-3）
3.冲击粉碎图2-4） 4.研磨、磨削粉碎
三、粉体的细度特征
（一）粒径
1.粒径的表示方法 大多无聊的粉末都用粒径表示，如果微粒是规则的圆球状 或立方体形，即可直接用圆球的直径或立方体的边长表示粒 径。而实际上微粒的形状极不规则，呈针状、鳞片状、板状、 扁平状等，并且许多微粒的表面都很粗糙。常用的粒径表示 方法有一下几种： （1）长径 测量粒径的长度，并以该值代表微粒的长径。 （2）短径 由微粒最短方向测定，并以该值代表微粒的短 径。
3.易磨性
易磨性是表示物料粉碎难易程度的特性，有球磨易磨性和 辊磨易磨性，两者测试方法差别较大，主要区别于磨碎条件， 操作制度和表示可磨性的办法等。
4.脆性 脆性是与塑性相反的一种性质。脆性材料抵抗动载荷或冲 击的能力较差，许多硅酸盐材料如水泥、混凝土、陶瓷、玻 璃等都属于脆性材料，其抗拉能力远低于抗压能力，故采用 冲击粉碎的方法可有效地使它们产生粉碎。 5.韧性 材料的韧性是在外力的作用下，塑性变形过程中吸收能量 的能力。吸收的能量越大，韧性越好，反之亦然。
（三）微粉的密度及孔隙率
1.微粉的密度
密度系指的是物质单位容积的质量。实际中，常用下列方法 表示微粉的密度：
（1）真密度 指除去微粉中微粒的孔隙、裂隙占有的体积，并除去物质的 晶格内大于分子或原子的空隙占有的体积，而后求得的密度。其 中的真容积常用氦置换法测定。
（2）粒密度
不排除微粒内部的孔隙而求得的密度。容积为微粒的真容积和 微粒内部孔隙的容积之和。称量样品的重量即可求得粒密度。常用 汞置换法测定。 （2）堆密度 又称松密度，为单位容积微粉的质量。此处所指的容积是指微 粒（包括微粒本身的孔隙）及微粒间的空隙所占的总容积。固体粉 末中的“轻质”与“重质”是指其堆密度不同。凡堆密度小，亦即 堆密度容积大的属于“轻质”；而堆密度大，或堆密度容积小的属 于“重质”。
2.孔隙率
指微粒中孔隙及微粒间空隙所占容积与微粉中容积之比。
Σ综
=（全部孔隙的体积）/（微粉的体积）
=[微粉的体积（Vb）-微粉本身的体积（Vp）]/[微粉的体积（Vb）]
=（Vb-Vp）/Vb =1-Vp/Vb 堆密度=微粉重量/ Vb , 真密度=微粉重量/ Vp
。
（四）微粉的流动性
1.影响微粉流动性的因素 影响微粉流动性的重要原因是微粒之间的作用力（范 德华力、静电力等）大小不一致所致。此外还与粒度、粒 的形态、含水量、表面摩擦力有关。 2.微粉流动性的测定方法 （1）休止角 （2）滑角 （3）流出速度
贵州大学科技学院
第一章 食品超微粉碎及微胶囊技术
教学目标：
1.了解超微粉碎及胶囊技术的原理 2.掌握超微粉碎设备的主要类型及其应用特
点
3.掌握各种超微粉碎设备的基本原理和性能 特点 4.掌握微胶囊的主要制备方法的原理和特点
第一节 食品超微粉碎技术
超微粉碎技术是近几十年来开始发展的一项新兴技术。通 过该技术的加工，使得被加工的颗粒物质细化，从而使被加 工物质的物理化学性能发生了特殊的变化。由于有了这些性 能的特殊变化，超微粉体聚具有了某些特殊的性能。超微粉 碎技术已被广泛地应用于化工、轻工、食品、冶金、电子、 陶瓷、复合材料、核工业、生物医药及国防领域。
（二）气流粉碎机
气流粉碎机是最常用的粉碎设备之一，它主要适用于低熔点、 热敏性物料的超微粉碎。其粉碎的产品具有粒度小且均匀、颗粒 表面光滑、形状规整、纯度高、活性大、分散性好等特点。 目前，工业上应用的气流粉碎机主要有：扁平式气流磨、循 环式气流磨、对喷式气流磨、靶式气流磨和流态化对喷式气流磨。
1.强度 强度是指物料抵抗力破坏的阻力，一般用破坏应力表示， 即物料破坏时单位面积上所受的力，用N/m2或Pa来表示。随破 坏时施力方法不同，可分为抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度等。 强度高低是物料内部价键结合能的体现，粉碎过程实际上 是通过外部作用力对物料施以能量足以超过其结合能时，物料 才发生变形，破坏以至粉碎。 2.硬度 硬度是指物料抗变形的阻力。一般非金属材料用莫氏 （Moths）硬度表示。分成10个等级，金刚石最硬为10，滑石最 软为1.