第一章食品超微粉碎技术.ppt

* 均质机 三、超声波乳化 超声波是频率大于16kHz的声波。当它遇到障碍时，会对障碍物起着迅速交替的压缩和膨胀作用。在膨胀的半个周期内物料受到张力，物料中存在的任何气泡将膨胀；而在压缩的半个周期内，此气泡将被压缩。当压力的变化很大而气泡又很小时，压缩的气泡就急速崩溃，对周围产生巨大的复杂应力，这种现象称为“空蚀”作用，可释出相当的能量。空蚀作用也可能发生在没有气体存在的物料中，但物料中存在溶解氧或气泡可促进这种现象的发生。 第三节 粒度的分布与测定 一、粒度 粒度就是粉碎物颗粒大小的尺度。对球形颗粒来说粒度就是颗粒的直径。对于非球形颗粒来说，则 规 则 颗 粒 规则颗粒粒度的表征 不规则颗粒的粒度 三轴径：在一水平面上，将一颗粒以最大稳定度放置于每边与其相切的长方体中，用该长方体的长度l、宽度b、高度h定义的粒度平均值。 投影径：颗粒以最大稳定性置于一平面上，由此按其投影的大小定义的粒径 筛分径：当颗粒通过粗筛网并停留在细筛网上时，粗细筛孔的算术或几何平均值。 球当量直径：亦称球相当径。 球当量直径 体积直径dV：亦称等体积（球）相当径，是指与颗粒等相同体积的球的直径； 面积直径dS：亦称等表面积（球）相当径，是指与颗粒等表面积的球的直径； 面积体积直径dSV：亦称等比表面积（球） 相当径，是指与颗粒等比表面积的球的直径； Stokes直径dst：亦称为沉降速度相当径或牛顿径，指与颗粒具有相同密度且在同样介质中具有相同自由沉降速度（层流区）的直径； 投 影 径 Ferret 径 二、粒度分布的测定 粒度分布：指各种粒度的颗粒在总系统中所占的比例（可以是数量，也可以是质量），也即将粉体（颗粒群）以一定的粒度范围按大小顺序分为若干级（粒级），各级别粒子占颗粒群总量的百分数。 （一）筛析法 筛析法是利用机械力摇动样品使之通过一系列一级比一级小的筛，并称量每个筛上保留的样品重量。 用筛析法分析粉碎物粒度分布时，其运动形式、筛分时间和载荷都应该标准化。筛分操作完成后，应检查各级的重量总和与取样量的差值，不应超过1%~2%，否则需重新取样分析。 一般认为筛析法的分析下限是50um，用微目筛的话下限可以扩大到10um。 1、在筛析进行中，要避免或尽量减少微小颗粒的飞扬。2、过筛后，要检查筛孔中是否夹有颗粒，若夹有颗粒，应将颗粒轻轻刷下，放入该筛盘一并称量 套筛 筛析的优缺点 优点 统计量大, 代表性强 便宜 重量分布 缺点 下限50微米 人为因素影响大 重复性差 非规则形状粒子误差 速度慢 （二）沉降法 沉降法主要是指通过颗粒在液体中沉降速度来测量粒度分布，可用在1~200um粒度范围内。沉降法又分为重力沉降和离心沉降两种方法。 重力沉降法是在专用的重力沉降粒度测定仪上进行，当测得颗粒沉降至一定高度H所需的时间t后，就可计算出沉降速度，依据Stokes公式可求出颗粒直径d, 并得出粒度分布曲线。 自然重力状态下的d～t的函数（Stokes） 离心力状态下的d～t函数 颗粒在液体中的沉降状态示意图 优点 测量重量分布 代表性强 经典理论, 不 同 厂 家仪器结果对比性好 价格比激光衍射法便宜 缺点 对于小粒子测试速度慢, 重复性差 非球型粒子误差大 不适应于混合物料 动态范围比激光衍射法窄 沉降法方法的优缺点 （三）显微镜法 显微镜法是测定粒度分布最直观的方法，采用定向径方法测量。其分析下限由透镜的分辨能力所决定。光学显微镜 0.25—250μm，电子显微镜0.001—5μm。 显微镜方法的优缺点 优点 可直接观察粒子形状 可直接观察粒子团聚 光学显微镜便宜 缺点 代表性差 重复性差 测量投影面积直径 速度慢 要求： 粒度范围宽的粉末———10000以上 粒度范围窄的粉末———1000 左右 （四）激光粒度测定法 测量原理：光在行进过程中，遇到粉体颗粒（障碍物）时，将偏离原来的传播方向继续传播，这种现象中叫光散射； 当颗粒尺寸愈小，散射角愈大，颗粒尺寸愈大，散射角愈小，即利用激光照射到不同大小的颗粒上时产生的散射光空间分布不同的原理进行测理。 全自动激光粒度分析仪 激光粒度测定法的优缺点 优点： 1.测量的动态范围大，目前可以超过1：1000； 2.测量速度快，从进样至输出测试报告，只需1min； 3.重复性好，由于取样量多，对同一次取样进行超过100次的光电采样，故测量的重复精度很高，达1%以内； 4.操作方便，不受环境温度影响（相对于沉降仪）。 缺点： 1.分辨率较低，不宜测粒度分布过窄又需要定量测量其宽度的样品如磨料微粉。 粒度测定方法的选定主要依据以下一些方面： 1.颗粒物质的粒度范围； 2.方法本身