第一章 食品超微粉碎技术

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1、第一章食品超微粉碎技术粉碎操作在食品工业中的意义：减小粒度，加快溶解速度或提高混合均匀度，或重新赋形以改进食品的口感。增加表面积、减小体型，以加快干燥脱水速度，如蔬菜干制前和玉米湿加工前需将大块物粉碎成小块物料。控制多种物料相近的粒度，防止各种物料混合后再产生自动分级的离析现象。如调味乳、代乳粉、饮乳粉等。选择性粉碎使原料颗粒内的成分进行分离。如玉米脱胚、小麦提粉、稻米脱皮等。第一节粉碎理论一、有关粉碎的基本概念1、粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力，使之破碎的单元操作。破碎：将大块物料分裂成小块

2、物料的操作磨碎或研磨：将小块物料分裂成细粉的操作粉碎2、粒度物料颗粒的大小称为粒度，它是粉碎程度的代表性尺寸。对于球形原料来说，其粒度即为直径。对于非球形颗粒，则有以面积、体积或质量为基准酌各种名义粒度表示法。3、粉碎级别根据被粉碎物料和成品粒度的大小，粉碎可分为粗粉碎、中粉碎、微粉碎和超微粉碎四种：(1)粗粉碎原料粒度在40～1500mm范围内，成品粒度约5～50mm；(2)中粉碎原料粒度10～100mm，成品粒度5～10mm；(3)微粉碎(细粉碎)原料粒度5～l0mm，成品粒度l00µm以下；(4)超微

3、粉碎(超细粉碎)原料粒度0.5～5mm，成品粒度在10～25µm以下。4、粉碎度粉碎前后的粒度比称为粉碎比或粉碎度(一般粉碎设备的粉碎比为3～30，超微粉碎的粉碎比可达到300～1000以上)。对于一定性质的物料来说，粉碎比是决定粉碎作业程度、选择设备类型和尺寸的主要根据之一。5、粉碎规则粉碎物料的基本原则是只需粉碎到所需的粉碎程度，而不作过度粉碎。具体粉碎规则如下：(1)对粉碎物料只需粉碎到需要的或适合于下一工序加工的粉碎比，达到此程度后，立即是物料离开粉碎机；(2)粉碎操作前后都要过筛，凡是能通过所需大

4、小筛孔的物料，就不使它再通过粉碎机粉碎，以免引起过度粉碎，降低粉碎机的生产能力；(3)当所需粉碎比较大时，应采取分级粉碎，实验证明等粉碎比在4左右时，操作效率最高。(4)粉碎过程尽可能单纯，不应合并其它操作。6、粉碎操作的方法(1)按照粉碎设备有无筛网及分粒循环系统：开路粉碎自由粉碎滞塞进料粉碎闭路粉碎(2)按照粉碎时物料的状态：干法粉碎湿法粉碎低温粉碎二、粉碎理论1、粉碎力的种类与形式物料粉碎时所受到的作用力包括挤压力、冲击力和剪切力(摩擦力)三种。根据施力种类与方式的不同，物料粉碎的基本方式包括压碎、劈

5、碎、折断、磨碎和冲击破碎等形式。(5)(1)(2)(3)(4)图1-1粉碎的基本方法(1)压碎(2)劈碎(3)折断(4)磨碎(5)冲击破碎2、物料的力学性质(1)硬度物料硬度有硬与软之分。硬度越高表明物料抵抗弹性变形的能力越大。物料的硬度是确定粉碎作业程序、选择设备类型和尺寸的主要依据。(2)强度它是根据物料弹性极限应力的大小来划分的性质，有强与弱之分，强的材料抵抗塑变的能力越大。(3)脆性它是根据物料塑变区域长短来划分的性质，有脆性和可塑性之分。(4)韧性它是一种抵抗物料裂缝扩展能力的特性，韧性越大，则裂

6、缝末端的应力集中就越容易得到缓解。3、物料在粉碎过程中的变化（1）粉碎至少需要两方面的能量：一是裂解发生前的变形能，这部分能量与颗粒的体积有关；二是裂解发生后出现新表面所需的表面能，这部分能量与新出现表面积的大小有关。（2）作用力没有超过物料的弹性极限，物料就被迫变形或受到应力。当作用力超过弹性权限时，颗粒就会被粉碎。（3）当粉碎发生时力的作用点就转移，释放出的应力能量一部分供给了新产生的表面，超过的部分表现为热。（4）最有效的磨碎机只利用了不到1％的能量去粉碎颗粒和产生新表面。其余的能量则消耗于以下几个方

7、面：①未破碎颗粒的弹性变形；②物料在粉碎室内的来回运转；③颗粒之间的摩擦；④颗粒和粉碎机之间的摩擦，⑤发热；⑥振动的噪音；⑦传动机件和电动机的无效能耗。三、粒度分布的测定1、筛选法2、显微镜法3、沉降法4、激光粒度测定法第二节干法超微粉碎和微粉碎干法超微粉碎或微粉碎的种类根据产生粉碎力的原理不同，干法超微粉碎或微粉碎可分为气流式、高频振动式、旋转球(棒)磨式、转辊式、锤击式和自磨式六大类，其中后五类又统称机械式。各种不同类型的超微粉碎或微扮碎，又包括若干种不同形式的具体设备。一、气流式超微粉碎1、气流式超微

8、粉碎的特点(1)粉碎比大，粉碎颗粒成品的平均粒径在5µm以下；(2)粉碎设备结构紧凑、磨损小且维修容易，但动力消耗大；(3)在粉碎过程中设置一定的分级作用，粗粒由于受到离心力作用不会混到细粒成品中，这保证了成品粒度的均匀一致；(4)压缩空气(或过热蒸汽)膨胀时会吸收很多能量产生致冷作用造成较低的温度，所以对热敏性物料的超微粉碎有利；(5)易实现多单元联合操作，可利用热压缩气体同时进行粉碎和干燥处理，在粉碎同时能进