超微粉碎機(jī)的概念
超微粉碎技術(shù)是近20年來(lái)國(guó)際間發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。所謂超微粉碎，是指利用機(jī)械或流體動(dòng)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(jì)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(xì)粉末是超微粉碎的最終產(chǎn)品，具有一般顆粒所沒(méi)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(xì)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(diǎn)
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(jī)械粉碎方法完全不同。在粉碎過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱現(xiàn)象，甚至可在低溫狀態(tài)下進(jìn)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(xì)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(dāng)均勻。分級(jí)系統(tǒng)的設(shè)置，既嚴(yán)格限制了大顆粒，有避免出現(xiàn)過(guò)碎，得到粒徑分布均勻的超細(xì)粉，同時(shí)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(xì)粒徑的超細(xì)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(dá)到直接用語(yǔ)生產(chǎn)的要求這樣很可能造成原料浪費(fèi)。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(jìn)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(yùn)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(yùn)動(dòng)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(dá)到物料顆粒粉碎的過(guò)程。磨介式粉碎過(guò)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(yùn)動(dòng)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(jī)、攪拌磨和振動(dòng)磨3種。
球磨機(jī)是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備，產(chǎn)品粒度可達(dá)20-40微米。當(dāng)要求產(chǎn)品粒度在20微米以下，則效率低、耗能大、加工時(shí)間長(zhǎng)。攪拌磨是在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，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(shí)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(dá)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(dá)到數(shù)微米。振動(dòng)磨是利用磨介高頻振動(dòng)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(dá)2-3微米以下而且粉碎效率比球磨機(jī)高得多，處理量是同容量球磨機(jī)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(guò)熱蒸汽，通過(guò)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(dá)到粉碎的目的。自20世紀(jì)40年代美國(guó)第一臺(tái)工業(yè)氣流粉碎機(jī)誕生以來(lái)，現(xiàn)已有圓盤(pán)式、循環(huán)管式、靶式、對(duì)撞式、旋轉(zhuǎn)沖擊式、流化床式6大類氣流粉碎機(jī)。與普通機(jī)械式超微粉碎機(jī)相比，氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì)(粉品細(xì)度可達(dá)2~40微米)，粒度分布范圍更窄，即粒度更均勻。又因?yàn)闅怏w在噴嘴處膨脹可降溫，粉碎過(guò)程沒(méi)有伴生熱量，所以粉碎溫升很低。這一特性對(duì)于低熔點(diǎn)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(rèn)為要高出其他粉碎方法數(shù)倍。
值得指出的是，一般認(rèn)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(dāng)喂料速度或粉碎機(jī)內(nèi)顆粒濃度達(dá)到一定值后，這個(gè)說(shuō)法是合理的。因?yàn)槲沽纤俣仍龃螅鬯闄C(jī)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(dòng)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(shuō)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(dāng)顆粒濃度低到一定程度，顆粒之間將缺少碰撞機(jī)會(huì)而降低粉碎效率。
機(jī)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(duì)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(duì)食品的要求也愈來(lái)愈重視。這就對(duì)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(yíng)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(diǎn)，應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域，恰恰可以達(dá)到上述的一些效果。對(duì)食品進(jìn)行微粒超微化處理，可以使其比表面積成倍增長(zhǎng)，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。
