超微粉碎機的概念
超微粉碎技術(shù)是近20年來國際間發(fā)展起來的新技術(shù)。所謂超微粉碎，是指利用機械或流體動力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎，從而將3毫米以上的物料顆粒粉碎至10-25微米，操作技術(shù)，是20世紀70年代以后，為適應(yīng)現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種物料加工高新技術(shù)。
超微細粉末是超微粉碎的最終產(chǎn)品，具有一般顆粒所沒有的特殊理化性質(zhì)，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等。因此超微細粉末已廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥、化妝品農(nóng)藥、染料、涂料、電子及航空航天等許多領(lǐng)域上。
技術(shù)特點
速度快可低溫粉碎
超微粉碎技術(shù)是采用超音速氣流粉碎、冷漿粉碎等方法，與以往的純機械粉碎方法完全不同。在粉碎過程中不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，甚至可在低溫狀態(tài)下進行粉碎，速度快，瞬間即可完成，因而最大限度地保留粉體的生物活性成分，以利于制成所需的高質(zhì)量產(chǎn)品。
粒徑細且分布均勻
由于采用超音速氣流粉碎，其在原料上力的分布相當均勻。分級系統(tǒng)的設(shè)置，既嚴格限制了大顆粒，有避免出現(xiàn)過碎，得到粒徑分布均勻的超細粉，同時很大程度上增加了微粉的比表面積，使吸附性、溶解性等亦相應(yīng)增大。
節(jié)省原料 提高利用率
物體經(jīng)超微粉碎后，近納米細粒徑的超細粉一般可直接用于制劑生產(chǎn)，而常規(guī)粉碎的產(chǎn)物仍需要一些中間環(huán)節(jié)，才能達到直接用語生產(chǎn)的要求這樣很可能造成原料浪費。因此，該技術(shù)尤其適合珍貴稀少原料的粉碎。
減少污染
超微粉碎是在封閉系統(tǒng)下進行，既避免了微粉污染周圍環(huán)境，又可防止空氣中的灰塵污染產(chǎn)品。故在食品及醫(yī)療保健品中運用該技術(shù)，微生物含量及灰塵便得以控制。
粉碎方法
磨介式粉碎
磨介式粉碎是借助與運動的研磨介質(zhì)(磨介)所產(chǎn)生的；中擊，以及非；中擊式的彎折、擠壓和剪切等作用力，達到物料顆粒粉碎的過程。磨介式粉碎過程主要為研磨和摩擦，即擠壓和剪切。其效果取決于磨介的大小、形狀、配比、運動方式、物料的填充率、物料的粉碎力學(xué)特性等。磨介式粉碎的典型設(shè)備有球磨機、攪拌磨和振動磨3種。
球磨機是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備，產(chǎn)品粒度可達20-40微米。當要求產(chǎn)品粒度在20微米以下，則效率低、耗能大、加工時間長。攪拌磨是在球磨機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，主要由研磨容器攪拌器、分散器、分離器和輸料泵等組成。工作時在分散器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，研磨介質(zhì)和顆粒漿料；中向乏器內(nèi)壁，產(chǎn)生)中擊性的剪切、摩擦和擠壓等作用，將顆粒粉碎。攪拌磨能達到產(chǎn)品顆粒的超微化和均勻化，成品的平均粒度最小可達到數(shù)微米。振動磨是利用磨介高頻振動產(chǎn)生的；中擊性剪切、摩擦和擠壓等作用將顆粒粉碎的，所得到的成品平均粒度可達2-3微米以下而且粉碎效率比球磨機高得多，處理量是同容量球磨機的下10倍以上。
氣流式超微粉碎
氣流磨可用于超微粉碎，是以壓縮空氣或過熱蒸汽，通過噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍流氣流作為顆粒的載體，顆粒與顆粒之間或顆粒與固定板之間發(fā)生沖擊性積壓、磨擦和剪切等作用，從而達到粉碎的目的。自20世紀40年代美國第一臺工業(yè)氣流粉碎機誕生以來，現(xiàn)已有圓盤式、循環(huán)管式、靶式、對撞式、旋轉(zhuǎn)沖擊式、流化床式6大類氣流粉碎機。與普通機械式超微粉碎機相比，氣流粉碎機可將產(chǎn)品粉碎得很細(粉品細度可達2~40微米)，粒度分布范圍更窄，即粒度更均勻。又因為氣體在噴嘴處膨脹可降溫，粉碎過程沒有伴生熱量，所以粉碎溫升很低。這一特性對于低熔點和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。但是，氣流粉碎能耗大，能量利用率只有2%左右，一般認為要高出其他粉碎方法數(shù)倍。
值得指出的是，一般認為產(chǎn)品粒度與喂料速度成正比，即喂料速度愈大，產(chǎn)品粒度也愈大這種理解不全面。當喂料速度或粉碎機內(nèi)顆粒濃度達到一定值后，這個說法是合理的。因為喂料速度增大，粉碎機內(nèi)顆粒濃度也增加，發(fā)生顆粒擁擠現(xiàn)象，甚至顆粒流動像柱塞一樣，只有在"柱塞"前沿的顆粒，才有發(fā)生有效碰撞的可能，在后面的顆粒只有相互之間低速的碰撞和摩擦、發(fā)熱。但是，這并不是說顆粒濃度愈小，產(chǎn)品粒度愈小，或者粉碎效率愈高。恰恰相反，當顆粒濃度低到一定程度，顆粒之間將缺少碰撞機會而降低粉碎效率。
機械剪切是超微粉碎
現(xiàn)有的大部分粉碎方法多為沖擊式。對于脆性大、韌性小的物料，這些方法是恒之有效。但基于農(nóng)產(chǎn)品深加工的發(fā)展，特別是新鮮或含水最高的高纖維物料(多為韌性物料和柔性物料)的粉碎，氣流沖擊粉碎反而效果不好，反映在產(chǎn)品粒度大、能耗高、這類物質(zhì)的粉碎用剪切式比較合適。雖然，超微粉碎的方法很多，但是目前在食品加工中應(yīng)用較多的是氣流式中的超音速式超微粉碎方法。
人們的生活水平不斷提高，對食品的要求也愈來愈重視。這就對食品的加工技術(shù)提出了更高的要求，既要保證食品良好的口感，又要保證營養(yǎng)成分不被破壞，而且還要更有利于人體的吸收。超微粉碎技術(shù)根據(jù)其特點，應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域，恰恰可以達到上述的一些效果。對食品進行微粒超微化處理，可以使其比表面積成倍增長，提高某些成分的活性、吸收率，并使食品的表面電荷、粘力發(fā)生奇妙的變化。
