食品加工学-食品加工中的新技术.ppt

食品加工学 Food Processing 第十三章 食品加工中的新技术应用 一、简介 超微粉碎是近20年迅速发展起来的一项高新技术，能把原材料加工成微米甚至纳米级的微粉，已经在化工、医药、食品、农药、化妆品、染料、涂料、电子、航空航天等许多领域得到了广泛的应用。 超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至10～25μm以下的过程。由于颗粒的微细化导致表面积和孔隙率的增加，超微粉体具有独特的物理化学性能，例如良好的分散性、吸附性、溶解性、化学活性等，因此应用领域十分广泛。 二、应用 1.在中药加工中的应用 中药的超微粉碎，当前主要指细胞级粉碎，即指以动植物类药材细胞壁为目的的粉碎作业。运用现代超微粉碎技术，可将原生药粉碎到5～10μm以下，在该细度条件下，一般药材细胞的破壁率≥95%，从而表现出增加药物吸收率，提高药效，节省原料等优势。 2.在食品加工中的应用 在软饮料加工、果蔬加工、粮油加工、水产品加工、功能性食品加工行业、巧克力生产、调味品加工等领域都有应用。经超微粉碎技术加工后的茶粉、面粉、珍珠粉、骨粉等产品具有易于吸收、口感好等优点。 3.在生物制品中的应用 如用聚山梨酯-80修饰的纳米粒，能促使多肽类药物透过血-脑脊液屏障。 4.其他方面的应用 如磁带用磁粉，涂料用TiO2等的超微粉已引起人们的重视。 三、主要设备及其应用 1.机械冲击式粉碎机 粉碎效率高、粉碎比大、结构简单、运转稳定，适合于中、软硬度物料的粉碎。 这种粉碎机不仅具有冲击和摩擦两种粉碎作用，而且还具有气流粉碎作用，产品细度一般可达到d97＝10μm ，配以高性能的精细分级机后可以生产d97 ＝5～10 μm的超细粉体产品。 由于是高速运转，要产生磨损问题，此外还有发热问题，对热敏性物质的粉碎要注意采取适宜措施。 2.气流粉碎机 原理：以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作为颗粒的载体，颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用，从而达到粉碎的目的。 与普通机械冲击式超微粉碎机相比，可将产品粉碎得很细(d97 产品粒度可达2～40μm)，粒度更均匀；又因为气体在喷嘴处膨胀可降温，粉碎过程没有伴生热量，所以粉碎温升很低。这一特性对于低熔点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。 存在一些问题：设备制造成本高，一次性投资大，能耗高，能量利用率只有2％左右，因而粉体加工成本太大，使得它在这一领域的使用受到了一定的限制；同时，它难以实现亚微米级产品粉碎，产品粒度在10μm左右时效果最佳，在10μm以下时产量大幅度下降，成本急剧上升。 3.普通球磨机 是用于超微粉碎的传统设备，其特点是粉碎比大、结构简单、机械可靠性强、磨损零件容易检查和更换、工艺成熟、适应性强，产品粒度可达20～40μm。但当产品粒度要达到20μm 以下时，效率低、耗能大、加工时间长。例如，将珍珠磨到几百目，要十几个小时。 4.振动磨 原理：用弹簧支撑磨机体，由内带有偏心块的主轴使其振动，运转时通过介质和物料的一起振动，将物料进行粉碎。 特点：介质填充率高〔一般为60％～80％)，单位时间内的作用次数高(冲击次数为球磨机的4～5倍)，因而其效率比普通球磨饥高10～20倍，而能耗比其低数倍。 通过调节振动的振幅、振动频率、介质类型、配比和粒径等可加工不同粒度和粒度组成的产品。 产品的平均粒径可达2～3μm以下，对于脆性较大的物质可比较容易的得到亚微米级产品。 近年来通过实践，振动磨日益受到重视，原因就是振动磨对某些物料产品粒度可达到亚微米级，同时有较强的机械化学效应，且结构简单，能耗较低，磨粉效率高，易于工业规模生产。 5.搅拌磨 由球磨机发展而来，同普通球磨机相比，搅拌磨采用高转速和高介质充填率及小介质尺寸，获得了极高的功率密度，使细物料研磨时间大大缩短，是超微粉碎机中能量利用率最高、很有发展前途的一种设备。 在加工小于20μm的物料时效率大大提高，成品的平均粒度最小可达数微米。高转速搅拌磨机可用于最大粒度小于微米以下产品，在颜料、陶瓷、造纸、涂料、化工产品中已获得了成功。 目前高转速搅拌磨在工业上的大规模应用有处理量小和磨损成本高两大难题。随着高性能耐磨材料的出现，相信这些问题都能得到解决。 四、前景展望 1.进一步开发保健滋补中药超微粉体 如大枣、龙眼肉、枸杞子等药食兼用的中药和花粉、孢子类等来源稀少、价格昂贵的滋补中药可提高疗效。 2.开发新型的超微细中药散剂 目前散剂的加工技术多数水平较低，粉粒较大且不均匀，不利于药物的充分吸收，甚至产生局部刺激作用。采用超微粉碎技术可提高产品质量和提高药效。 3.逐步开发超微细中药粉体疗效型化妆品及日用品 如中