2018食品加工高新技术 超微粉碎的方法与设备 1.1.2 超微粉碎的方法与设备.docx

二、超微粉碎的方法与设备 （一）超微粉碎方法 1.普通超微粉碎方法 普通超微粉碎方法按性质分为物理方法和化学方法。天然植物超微粉碎普遍采用物理方法制备微粉， 不发生化学反应， 保持了物料原有的化学性质。根据粉碎过程中物料载体种类的不同又分为干法粉碎和湿法粉碎。 其技术上要求: ①产品粒径小， 粒度分布范围窄; ②粉碎工艺简单， 自动化程度高; ③产出率高， 能耗低， 生产成本低; ④生产安全， 产品污染少， 纯度高。 2.低温超微粉碎方法 具有韧性、黏性、热敏性和纤维类物料的超微粉碎， 一直是微粉制备过程中的难点， 近年来针对上述成分的特性， 采用深冷冻超微粉碎方法， 取得了较好的结果。它是利用物料在不同温度下具有不同性质的特性， 将物料冷冻至脆化点或玻璃体温度之下， 使其成为脆性状态， 然后再用机械粉碎或气流粉碎方式， 使其超细化的方法。 （二）超微粉碎设备类型 超微粉碎工艺依赖于超细粉碎设备， 超微粉碎设备可分为干法粉碎和湿法粉碎两类。干法粉碎设备主要有球磨机、气流磨机、振动磨机、冲击粉碎机、超声波粉碎机；湿法粉碎设备主要有胶体磨和均质机。 1.球磨机 磨介质粉碎机的基本原理是借助磨介旋转运动，对物料实现冲击、研磨等而细化物料。研磨介质（磨介）主要有钢球、钢棒、氧化钙球、瓷球等，一般直径大于0.5mm，具有强度大、耐磨的特性。 球磨机是磨介质粉碎机的一种，常规球磨机是细磨的主要加工设备， 它主要靠冲击进行破碎， 当物料粒度小于 20μm 时， 反映出效率低、能耗大、加工时间长等缺点。搅拌球磨机是能量利用率较高的一种超细粉碎设备， 工作时搅拌器以一定速度运转带动研磨介质运动， 物料在研磨介质中利用摩擦和少量的冲击研磨粉碎， 使得在加工后， 粒度小于 20μm 的物料时效率大大提高。 2.气流磨机 气流式超微粉碎又称流能磨或喷射磨，是利用气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈的冲击、碰撞、摩擦等作用来实现对物料的超微粉碎。与普通机械式超微粉碎机相比，气流粉碎机可将产品粉碎得很细， 粒度分布范围更窄，粒度更均匀。因为气体在喷嘴处膨胀可降温，粉碎过程不伴随热量产生，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。但是，气流粉碎能耗大，一般要高出其他粉碎方法数倍，气流粉碎还存在粉碎极限，粉碎粒度与产量成线性关系，产量越大，粒度越大。 ①立式环形喷射气流粉碎机 在管道内的射流大致可分为外层、中层和内层三层，各层射流的运动速度不相等，物料颗粒相互冲击、碰撞、摩擦以及受射流的剪切作用而被粉碎。 外层的颗粒群受到的碰撞和研磨作用最强。中层产生一定的分级作用，较粗颗粒进入外层射流重新粉碎，细颗粒向内层射流聚集，并随气流经排料口排出。 ②对冲式气流粉碎机 两喷嘴同时向冲击室喷射高压气流，其中喷嘴2（左）喷出的高压气流将料斗中的物料逐渐吸入进入喷管1，物料在喷管1中得到加速；加速后的物料在粉碎室中受到喷嘴10（右）喷射来的高速气流阻止，物料被冲击破碎。 ◆ 粉碎后随气流经上导管 → 分级室 → 回转运动并分级 → 细粉粒从排出口被排出 → 粗粒经下导管送至喷管11 → 再次粉碎 ③超音速气流粉碎机 原理——粉碎室周壁上安装有喷嘴；物料经料斗进入，与压缩空气混合形成气固混合流，并以超音速由喷嘴喷入粉碎室，使物料在粉碎室内发生强烈的冲击、碰撞、摩擦等作用而被粉碎。其粒度可达1μm以下。 ◆粉碎机内设有粒度分级机构，微粒排出后，粗粒返回粉碎室继续粉碎，直至粒度合格。 ④叶轮式气流粉碎机 结构：主要由两级粉碎、内分级叶轮、鼓风和排渣等组成。 ◆粒度小于10mm的物料，经加料机构输入第一粉碎室。 ◆在第一段叶轮处，物料随气流旋转，颗粒间发生相互冲击、碰撞、摩擦和剪切；并受叶轮旋转产生的离心力作用，冲向内壁，发生撞击、摩擦、剪切等作用，从而被粉碎。 第二段分级叶轮的5个叶片不具有扭转角，具有分级作用。细粉在其端部斜面和衬套锥面之间的间隙中也会受到有效的粉碎。若颗粒受的离心力作用大于气流吸力，则被滞留继续粉碎；反之则进入第二粉碎室。 进入第二粉碎室的细颗粒进行同样的粉碎和分级。第二粉碎室的粉碎叶轮和分级叶轮直径大，旋转速度更高。第三段叶轮的叶片有400扭转角，风压更大，粉碎效果增强，风速因粉碎室直径增大而减缓，分级精度提高，细颗粒被粉碎成超细粒子，并被气流吸出机外。 叶轮式气流粉碎机产生的料渣可由内排渣机构排出。比被粉碎物料硬度和相对密度大的杂质；以及在离心力作用下被甩向衬套内壁的物料粗颗粒，落到粉碎室底部排渣孔，由绞龙不断排出机外。 3.高频振动磨机 高频振动式超微粉碎是利用球形或棒形磨介作高频振动而产生的冲击、摩擦、 剪切等作用力来实现对物料的超微粉碎。振动磨是用弹簧支撑磨机体，由一带有偏心块的主轴使其振动，