食品高新技术-第2章-食品超微粉碎及微胶囊技术
现代食品加工新技术复习资料
现代食品加工新技术第一章食品粉碎、造粒技术（22分）★1、超微粉碎(超细粉碎):原料粒度5～10mm，成品粒度在10µm以下。
★2、粉碎度：粉碎前后的粒度比称为粉碎比或粉碎度(一般粉碎设备的粉碎比为3～30，超微粉碎的粉碎比可达到300～1000以上)。
★3、气流式超微粉碎基本原理:利用空气、蒸汽或其它气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高度的湍流和能量转换流，物料颗粒在这高能气流作用下悬浮输送着，相互之间发生剧烈的冲击、碰撞和磨擦作用，加上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作用，使得物料颗粒间得到充足的研磨而粉碎成超微粒子，同时进行均匀混合。
由于粉碎的物料大多熔点较低或者不耐热，故通常同时使用空气。
被压缩的空气在粉碎室中膨胀，产生的冷却效应与粉碎时产生的热效应相互抵消。
4、气流式超微粉碎的特点:①粉碎比大②粉碎设备结构紧凑、磨损小且维修容易，但动力消耗大③成品粒度较均匀④对热敏性物料的超微粉碎有利⑤易实现多单元联合操作⑥易实现无菌操作，卫生条件好。
★5、气流式超微粉碎的分类：环形喷射式、圆盘式、对喷式、超音速式6、气流式超微粉碎机：进料速率低，物料在粉碎室内停留时间长，循环次数增加，粉碎细度提高；但颗粒间碰撞概率相应降低，使粉碎粒度下降。
★7、高频振动式超微粉碎原理：利用球形或棒形研磨介质作高频振动时产生的冲击摩擦和剪切等作用力，来实现对物料颗粒的超微粉碎，并同时起到混合分散作用。
8、振动磨内研磨介质对物料产生的粉碎作用力来自三个方面：高频振动、循环运动（公转）和自转运动。
9、磨介：为提高粉碎效率，应尽量先用大直径的磨介。
如较粗粉碎时可采用棒状，而超微粉碎时使用球状。
一般说来，磨介尺寸越小，则粉碎成品的粒度也越小。
★10、磨介充填率：是指球棒磨机内研磨介质所占的截面积与筒体截面积的百分比值。
物料充填率增加时，单位时间内新生的总表面在一定范围内仍是增加的。
干法粉碎时，充填率不宜太高，通常在28％～35％范围内。
四川大学2011-2012年度第二学期食品新新技术考点
食品新技术第一章超微粉碎技术1、超微粉碎技术应用结果：可以使食品具有独特的物理化学性能；可以改善食品感官性能；使食品成分被充分利用；改变某些食品加工过程或生产工艺；食品改进或创新。
2、超微粉碎的概念：粉碎：用机械力的方法克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。
超微粉碎原料粒度0.5－5mm，成品粒度10－25um 以下。
超微粉粒度范围0.1-10um3、粉碎比：粉碎前后物料的粒度比。
反映粉碎前后粒度变化和设备性能指标。
4、粉碎需要的能量：粉碎至少需要两方面的能量：裂解发生前的变形能－与体积有关。
裂解发生后出现新表面所需的表面能－与表面积有关。
5、超微粉碎过程特点：粉碎－团聚的动态平衡过程。
物料粉碎至微米及亚微米级，其表面积和比表面积显著增加，微细颗粒相互团聚，形成二次或三次颗粒的趋势逐渐增加，在一定粉碎条件和环境下，经过一定时间后，超微粉碎处于粉碎－团聚的动态平衡过程，在此情况下，物料粉碎速度趋于变缓，即使延长粉碎时间，物料的粒度不再减小，甚至出现“变粗”趋势。
6、机械化学效应：在某些粉碎工艺和条件下，由于超微粉碎时间长，强度大，成品粒度小除造成物料粒度减小的变化外，还因机械超微粉碎作用导致被粉碎物料晶体结构和物化性质的变化。
此效应称为超微粉碎机械化学效应。
7、能耗的三个假说：1、Rittinger 假说（表面积假说）粉碎能耗和粉碎后物料的新生表面积成正比。
⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=D d K W R R 11。
2、kick 假说（体积假说）粉碎能耗与颗粒的体积呈正比，粉碎后颗粒的粒度也呈正比减少。
其中：D 和d 分别为粉碎前后的粒度。
d D k W K K lg =。
3、Bond 假说（裂缝假说）粉碎能耗与裂缝长度呈正比，裂缝长度与颗粒体积和颗粒面积均有关。
假设：变形功集聚于颗粒内部的裂纹附近，产生应力集中使裂纹扩展成裂缝，裂缝发展到一定程度时，颗粒被粉碎。
)11(D d k W B B −=。
三种能耗理论适用范围：表面积假说适用于产物粒度在10um 以下的粉碎；体积假说适用于粗粒产物粉碎；裂纹扩展假说适用于以上两者之间,粉碎物粒度1mm－10mm。
食品高新技术超微粉碎与微胶囊造粒分析
• 内容提要： • --微粉碎与超微粉碎 • --冷冻粉碎 • --微胶囊造粒技术
第一节 食品的超微粉碎
• 粉碎：利用机械或流体动力的方法克服固 体内部凝聚力使之破碎的单元操作
• 微粉碎：原料粒度5～10mm，成品粒度 100μm以下。
• 超微粉碎：原料粒度0.5～5mm，成品粒度 10～25μm以下。
一、定义及原理
• 1）定义：
• 超微粉碎技术：利用各种特殊的粉碎设 备，通过一定的加工工艺流程，对物料 进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径在 3mm 以上的物料粉碎至粒径为10um25um以下的微细颗粒，从而使产品具有 界面活性，呈现出特殊功能的过程。
2）原理
• 超微粉碎是基于微米技术原理 • ---通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研
• 胶体磨 .doc
五、超微粉碎的应用
• 1） 食物资源的利用
渣皮
• 小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、 甜菜渣和甘蔗渣等，含有丰富维生素、微量元素等，具 有很好的营养价值，但由于常规粉碎的纤维粒度大，影 响食品的口感，而使消费者难于接受。
• 通过对纤维的微粒化，能明显改善纤维食品的口感和吸 收性‘’从而使食物资源得到了充分的利用，而且丰富了 食品的营养。
气流式
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 冲击性积压、磨擦和剪切等作用从而达到 粉碎的目的。
2AB10型气流粉碎机 AB10型气流粉碎机
• 自20世纪40年代美国第一台工业气流粉 碎机诞生以来，现已有圆盘式、循环管 式、靶式、对撞式、旋转冲击式、流化 床式6大类气流粉碎机， 比如
超微粉碎及其在食品中的应用-食品高新技术作业
超微粉碎及其在食品中的应用-食品高新技术作业本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March超微粉碎及其在食品中的应用前言超微粉碎技术是近年来随着现代化工、电子、生物、材料及矿产开发等高新技术的不断发展而兴起的，是国内外食品加工的高科技尖端技术。
在国外，美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等，多是采用超微粉碎技术加工而成；而我国也于20世纪90年代将此技术应用于花粉破壁，随后一些口感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品（如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等）应运而生。
超微粉碎的前景应用广阔，并且对于科学、实际生产都具有指导意义，随着技术越来越成熟，应用的就会越来越广阔。
1 超微粉碎的原理超微粉碎的原理与普通粉碎相同,只是细度要求更高,它利用外加机械力, 使机械力转变成自由能,部分地破坏物质分子间的内聚力,来达到粉碎的目的。
超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备,通过一定的加工工艺流程,对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径3mm以上的物料粉碎至粒径10~ 25μm以下的微细颗粒,从而使产品具有界面活性,呈现出特殊的功能。
与传统的粉碎、破碎、碾碎等加工技术相比,超微粉碎产品的粒度更加微小。
超微粉碎技术是基于微米技术原理的.随着物质的超微化,其表面分子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化，产生块(粒)材料所不具备的表面小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使得超微粉碎产品与宏观颗粒相比具有优异的物理、化学及表界面性质。
2 超微粉碎技术的优点2.1 速度快,可低温粉碎超微粉碎技术采用超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法，在粉碎过程不会产生局部过热现象, 甚至可在低温状态下进行,粉碎瞬时即可完成，因而能最大限度地保留粉体的生物活性成分,有利于制成所需的高质量产品。
2.2 粒径细,分布均匀由于采用了气流超音速粉碎，使得原料外力的分布非常均匀。
食品工程高新技术
一、冷冻粉碎的原理
物料的"低温脆性"与玻璃化转变现 象密切相关.首先使物料低温冷冻到玻璃化 转变温度或脆化温度以下,再用粉碎机将其 粉碎.在食品和农产品快速降温过程中,会 造成内部各部位不均匀的收缩而产生内应 力,在内应力的作用下,物料内部薄弱部位 微裂纹,并导致内部的结合力降低.在外部 较小作用力就使内部裂纹迅速扩大而破碎.
食品工程高新技术
纲要
• 食品粉碎、造粒新技术 • 食品包装、杀菌新技术 • 食品质构调整技术
第一章 食品粉碎、造粒新技 术
• 微粉碎与超微粉碎 • 冷冻粉碎 • 微胶囊造粒技术
第一节 微粉碎与超微粉碎
——粉碎：利用机械或流体动力的方法克服 固体内部凝聚力使之破碎的单元操作.
微粉碎：原料粒度5～10mm,成品粒度100μm 以下.
• 微胶囊内部装载的物料称为心材<或称囊心 物质>,外部包裹的壁膜称为壁材<或称包囊 材料>.
心材
• 心材可以是单一的固体、液体或气体,也可 以是固液、液液、固固或气液混合体等.
• 可以作为心材的物质很多,如膳食纤维、活 性多糖、超氧化物歧化酶<SOD>和免疫球蛋 白等生物活性物质、氨基酸、维生素、矿质 元素、食用油脂、酒类、微生物细胞、甜味 剂、酸味剂等.
——食品资源的利用
• 改善食品品质,改变传统工艺,降低生产 成本
• 软饮料加工：茶粉、植物蛋白饮料等 • 巧克力生产：巧克力配料的精磨 • 中药生产：促进药材成分的溶出,提高
药效
• 水产品深加工和水产饲料生产
第二节 冷冻粉碎
利用物料在低温状态下的"低温脆性 ",即物料随温度的降低,其硬度和脆性 增加,而塑性和韧性降低.在一定温度下 用一个很小的力就能将其粉碎.
第二章 食品粉碎、造粒新技术
六、在食品中的应用
1、微胶囊化酸味剂、甜味剂、香味物质、天然色素、 防腐剂、膨松剂、凝固剂。 2、微胶囊化生理活性物质（功能性食品基料）： 多不饱和脂肪酸、双歧杆菌、肉碱、大蒜素等。 3、微胶囊化营养强化剂： 维生素、矿物质、氨基酸。 4、应用于乳制品和糖果
1、冷冻粉碎的特点： （1）可以粉碎常温下难以粉碎的物质； （2）可以制成比常温粉粒流动性更好，粒度分布更理 想的产品； （3）不会发生常温粉碎时因发热、氧化等造成的变质 现象； （4）粉碎时不会发生气味逸出、粉尘爆炸、噪音等。 2、应用： 应用于谷物、水产品和畜产品、果蔬类等食品的粉碎。
第三节 微胶囊造粒技术
三、制冷剂的选择
制冷剂是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状 态变化以实现制冷的工作物质。 基本要求： 在大气压力下的蒸发温度要低。 临界温度要高，凝固温度要低。 常用制冷剂： 氨的凝固温度为-77.7℃,标准蒸发温度为-33.4℃。 液氮的蒸发温度-198℃,凝固温度为-209.9℃。
四、冷冻粉碎的工艺流程
振动磨
2、气流式超微粉碎 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、磨擦和剪切等作用从而达到 粉碎的目的。
圆盘式
循环管式
靶式
对撞式
旋转冲击式
流化床式
气流式超微粉碎特点： 1、粒度更均匀 2、粉碎温升很低 3、粉碎能耗大
常用的壁材： 1、碳水化合物：麦芽糊精、玉米淀粉糖浆、环 糊精、蔗糖、壳聚糖、纤维素及其衍生物。 2、胶质：海藻胶、瓜儿胶、卡拉胶、阿拉伯胶、 黄原胶等。 3、脂质：卵磷脂。 4、蛋白质：乳清蛋白、大豆蛋白、酪蛋白。
第二章 食品微胶囊造粒技术
3 、壁材选择原则
如果囊心是亲油性物质，一般宜选用亲水性聚合物作壁材， 反之则选用非水溶性物质。 包囊壁材在包覆“核心物质”时，具有成膜性和粘着力。 包壁材料与核心物质不起化学反应，同时考虑渗透性、吸 湿性、溶解性和乳化性。 包壁材料一定要符合食品卫生要求。
材料要来源广泛，易得、成本比较低廉。
三、空气悬浮法
将流态化技术与微胶囊技术结合起来即是空气 悬浮微胶囊造粒法，系美国威斯康辛大学 D．E．Wurster教授最先提出，故又称为Wurster 法。 1、Wurster法的原理
当空气气流速度u界于临界流态化速度umf和悬浮速度 ut之间时(即umf＜u＜ut)，固体芯材颗粒在流化床所产生的 湍动空气流中剧烈翻滚运动，这时往这些作悬浮运动的芯 材颗粒外表面喷射预先调制好的壁材溶液使芯材表画湿润 (即包囊)。之后，芯材表面的成膜溶液逐渐被空气流所干 燥，(若采用加热空气则有助于加速囊膜的干燥)，形成了 一定厚度的薄膜，从而完成芯材的包囊与固化过程。
蒸发水分所需的热量 100 % 向干燥系统输入的总热量
喷雾干燥能耗较大，一般情况下，热效率为 30%~50%，若要提高效率，可在不影响产品质量的 前提下，尽量提高进风温度以及利用排风的温度预热 进风。
（1）雾化器
离心式雾化器 离心式雾化器是将初始溶液送到高速旋转的圆盘上， 利用离心力将之扩展成液体薄膜从盘缘甩出，并受到周围 空气摩擦力的作用而碎裂成液滴。对一定结构和尺寸的离 心圆盘来说，影响因素以转速最为显著，其次是进液量和 液体粘度。 气流式雾化器 气流式雾化器是利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用 而使液体雾化的。高速气流一般用压缩空气流，也可用蒸 汽流。气流式雾化器有二流式、三流式和四流式等几种形 式。影响气流式雾化液滴大小的因素除雾化器结构之外， 主要是气液流量比和气液相对速度，尤其是气液流量比的 影响更大。
食品加工新技术食品超微粉碎技术
食品加工新技术食品超微粉碎技术Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】第一章食品超威粉碎技术粉碎操作的主要作用：１、迎合某些消费和生产的需要。
如面粉以粉末形式使用；巧克力生产时需将各种配料粉碎到足够小的细度，才能使物料混合均匀，以保证产品品质。
２、增加物料的表面积，以利加工。
如喷雾干燥前，需将物料充分粉碎。
３、功能性食品生产的需要。
各种功能性配料的用量非常小，只有充分粉碎，才能混合均匀。
如硒是微量活性物质，用量很小，如果混合不均，还会导致严重副作用的产生。
第一节粉碎理论一、有关粉碎的基本概念１、粉碎：粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力，使之破碎的单元操作。
┌> 破碎：将大块物料分裂成小块物料的操作粉碎──┤└> 磨碎或研磨：将小块物料分裂成细粉的操作２、粒度：物料颗粒的大小３、粉碎操作的种类（按细度分）①粗粉碎：原料粒度在４０～１５００ｍｍ范围内，成品粒度若５～５０ｍｍ②中粉碎：１０～１００，５～１０ｍｍ③微粉碎：５～１０，１００μｍ以下④超威粉碎：原料粒度０.５～５ｍｍ，成品粒度１０～２５μｍ以下。
４、粉碎的方法（按物料所处介质分）（１）干法粉碎：原料直接粉碎，而不是悬浮于载体液流中进行粉碎。
①开路粉碎：物料经粉碎后而被直接卸出，不经筛分。
②自由粉碎：物料经筛分后，将较粗的物料进行粉碎。
③滞塞进料粉碎：在粉碎机出口插入筛网，以限制物料的卸出，以使物料粉碎得更细。
④闭路粉碎：将粉碎出来的物料经过筛分，分出过粗的物料重新回入粉碎机进行粉碎。
（２）湿法粉碎：将原料悬浮于载体液流中进行粉碎。
此法可避免粉尘飞扬，减少浪费。
５、粉碎的基本方法（根据物料受力的种类分）：（１）压碎：物料置于两个粉碎面之间，施加压力后，物料因压应力达到其抗压强度极限而被粉碎。
（２）劈碎：用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压物料时，物料沿压力作用线的方向劈裂。
食品加工高新技术
膳食纤维素被现代医学界称为“第七营养素”，是防治现代“文
明病”和平衡膳食结构的重要功能性基料食品。超微粉碎技术在部分
功能性食品基料(如膳食纤维、脂肪替代品等)的制备上起重要作用。
精
品 6. 巧克力生产
课
巧克力细腻滑润的良好口感要求巧克力配料的粒度不大于25μｍ，
程
当平均粒径大于40μｍ时，巧克力的口感就明显粗糙。因此，只有超
品
科
的释放速度，同时液体香料微胶囊化转变成固态，大大提
学
高了产品的稳定性，拓宽了其适用范围，从而降低了其挥
概
论
发性，提高了抗氧化能力和水溶性，在食品加工中能更好
地分散于各种原料中。已被用于许多液体香精如薄荷油、
柠檬油、橙油、桔子油、茴香油、花椒油、香辛料精油的
微胶囊化，保香率提高到50%～95%。
精
敏感释放是指一些物质具有在一定温度下会崩解或膨胀的独特
性能；熔融活化释放是指胶囊外壁熔融从而释放出活性材料，
如喷雾冷凝微胶囊的释放；生物降解释放是利用生物酶降解大
分子壁材，可分为瞬间打破释放和缓慢释放两种。
精
品 三、微胶囊技术在食品工业中的应用
课 程
1. 微胶囊化香精香料和风味剂
食
微胶囊化可有效控制风味物质的挥发，控制香味物质
科 5. 微胶囊化防腐剂
学
食品中常用苯甲酸(钠)和山梨酸(钾)作为防腐剂，但由
概 于加入了防腐剂而使介质的pH值下降，影响了产品质量。
论 微胶囊化防腐剂可起到控制释放及防腐的作用。如 开发
的质量分数为6%的乙醇微胶囊，杀菌能力相当于70%的
乙醇。将微胶囊化乙醇置入乙醇气体不易透过的密封包装
中，利用胶囊缓慢释放的乙醇蒸气达到杀菌防腐的目的。
第2章 食品微粉碎技术
5.食品加工过程或工艺产生革命性的变化：如速溶茶，传统技术
通过萃取将茶叶中有效成分提取出来，然后浓缩、干燥制得粉状速溶 茶。采用微粉碎技术可一步到位。
超微粉碎基本理论
物料的基本特性
1.强度：抵抗破坏的阻力，分抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度。 2.硬度：抗变形的阻力，不管何种物料，颗粒越细，强度越大。 3.易磨性：物料粉碎难易程度的特性。 4.脆性：与塑性相反的一种特性。
叶在常温、干燥状态下制成粉茶， 使粉体的粒径小于5μm,则茶叶的全部营养成分易被人
体肠胃直接吸收，可以即冲即饮。
乌龙茶、红茶、绿茶的茶粉还可加入到各种食品中，从而加工出一种全新的茶制品。
茶粉食品：营养破坏小、易吸收、原料利用充分、资源综合利用、新产品开发。
软饮料加工：粉茶、豆类固体饮料、超细骨粉配制富钙饮料和速溶绿豆精等。
排料装置
供料装置
筛片
系统组成
机体
齿板
转子
锤式粉碎设备主要部件
锤式粉碎设备
气流粉碎技术与设备
气流粉碎的原理 利用空气、水蒸气或其它气体通过一定压力的喷嘴喷射 产生高速的湍流和能量转换流，物料颗粒在这种高能气流 作用下悬浮输送，相互发生剧烈的冲击、碰撞和摩擦，加 上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作用，使得物料颗粒间 得到充分的研磨而粉碎成细小粒子。
大豆微粉：大豆粉的大豆蛋白质含量高，不饱和脂肪酸含量 较高等，常食用具有抗衰老，健脑等保健功效。 高蛋白脱脂豆粉生产要求将脱脂大豆粉碎成平均粒径为5～20 微米。如果粒径大于20微米，不能充分分离出高蛋白成分；如 果粒径小于5微米，则易混入非蛋白成分，给后续的粒度分级 处理造成障碍。
面包中添加大豆粉不但可以提高面包的面包的营养价值，而
第一章_超微粉碎
二、粉碎力的种类和形式 绝大多数固体物质都是借助于化学
键将质点联系在一起的，因此其变形与 破坏也必然与化学键的类型及其力学性 质有密切关系。 物料粉碎时所受到的作用力包括挤压力、 冲击力和剪切力（摩擦力）
根据施力种类与方式的不同，物料粉碎的基本方 法包括：
• 压碎：物料受两平面间缓慢增加的压力作用，使之 由弹性变形或塑性变形而至破裂粉碎。
• 理论强度：指不含任何缺陷的完全均质材料的强度，它相当于原 子、离子或分子间的结合力。
• 实际强度：材料的实际强度往往远低于其理论强度，一般地，实 测强度为理论强度的1/100-1/1000。
• 脆性：从变形方面看，脆性反映了物料塑 变区域的长短。有脆性和可塑性之分。对 于脆性物料以劈裂、冲击为宜。
例4：调味料的生产
• 对调味料的细微化可以在保证发挥风味的条件下减 少用量。而且，超微粉碎后的调味料粒度细、分布 窄、质量均匀、表面活性高、溶解性大、分散性好， 其流动性、溶解速度和吸收率均有所增大，入味效 果也得到改善，大大提高了其使用效果。
• 调味品微粉的众多孔隙可以造成集合孔腔，
吸收容纳的香气经久不散，这是重要的固 香方法之一，因此超微粉调味品的香味和滋
一般将加工0.1-10μm超微粉体的粉碎 技术称为超微粉碎。
• 超微粉体是超微粉碎的最终产品，按大小超
微粉体包括微米级、亚微米级和纳米级的微粒：
• 微米级：粒径1～100μm的粉体 • 亚微米级：0.1～1μm的粉体 • 纳米级：0.001～0.1μm(1～100nm)。 • 一般所指的超微粉体是指粒径小于25μm的粉体 • 工业上所称的超微粉体为d97＜10μm的粉体。
第一节 关于粉碎的一般问题
一、粉碎的定义 • 粉碎：是用机械力或流体动力的方法来克服
食品加工新技术-绪论
生命科学系
张 怡
• 课程名称：食品加工新技术
• (Food Processing Technology)
• 学分：2
• 学时：32
• 课程类别：专业选修课
课程大纲：
课程性质与目的
该课程为专业选修课，通过本课程的学习，使 大家了解食品加工新技术，有助于开拓视野，增加 其创新能力，为以后工作或学习打下基础。
教学重点：
• 新技术原理及其在食品中的应用。
教学方法
采用多媒体授课和课堂讨论
考核方法：
论文或笔试和平时考查 总成绩评定组成： 论文或笔试成绩60% +平时成绩40%
主要教学内容
• 绪论（2学时） • 重点：食品加工高新技术的分类，食品加工技 术的发展趋势及应用 • 第一章 超微粉碎技术（4学时） • 第二章 膜分离技术（4学时） • 第三章 食品膨化技术（4学时） • 第四章 微胶囊技术（4学时） • 第五章 超临界流体技术（4学时） • 第六章 食品冷冻干燥技术（4学时） • 第七章 分子蒸馏技术（4学时） • 第八章 超声波技术 （2学时）
课程简介
主要介绍一些新的加工技术原理、特点及其在 食品中的应用。 主要内容：超微粉碎技术、微胶囊化技术、膜 分离技术、超临界萃取技术、分子蒸馏技术、高压 加工技术、超声波技术等。
• 教学内容：
• 以国内外食品工业现状和基础，借鉴 国际食品工业中已成功应用的高新技术实 例，介绍现代食品工业生产中能够应用的 高新技术。
1.3辐照杀菌技术
• 2.高新技术在食品安全检测中的应用 • • • • • • 2.1生物芯片技术 2.2免疫检测技术 2.3现代仪器分析技术 3.1气调保鲜 3.2生物技术保鲜 3.3纳米保鲜技术
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粉体的种类不同，其电、磁、光、声、热、吸附、湿 润、溶解、燃烧等物理、化学性能也各有不同。但通常具 有以下共同的力学性能：
1.比表面积大 单位质量的粉体具有很大的表面积，因而具有较高的 化学性能及表面积，特别有利于提高和固相反应的速度。 2.可塑性强 便于制成各种形状的产品。 3.流动性好 便于进行贮存、输送、混合、成型、干燥等单元操作。
四、主要超微粉碎设备
（一）高速机械冲击粉碎机
目前，高速机械冲击粉碎机主要类型有：高速冲击锤式 粉碎机、高速冲击板式粉碎机、高速鼠笼式（棒销）粉碎机 等。 与其他粉碎机相比，具有单位功率粉碎比大，易于调节 粉碎粒度，应用范围广，机械安装占地面积小，且可连续闭 路粉碎等优点。因而在食品工业中广泛用于粉碎中等硬度物 料。
（3）定方向径 将微粒置于显微镜下，全部微粒均按同一方 向测量，所得之值为定向径。 （4）有效径 指与被测粒子有相同的沉降速度的球形粒子的 径。
除以上表示的方法外，还有外接圆等价径、等价径等其他表 示方法。
2.粒度的测定方法 （1）筛分法 （2）激光测粒仪
（二）比表面积
比表面积是单位重量微粒所具有的表面积。微粒的表面积大 小与其某些性质有着密切的关系。比表面积的大小决定着它的溶 解速度、吸湿性、吸附性等。
一、超微粉碎的定义及作用
（一）超微粉碎的定义
根据粉碎的加工技术的深度和粉碎体物料物理化学性质 及应用性能变化，一般将粉体物料分为微粉（10~1000μm）， 超微粉（0.1~10μm）和超细微粉（0.001~0.1μm）三种。 一般将低于0.1~10μm超微粉体的粉碎和相应的分级技 术成为超微粉碎。工业上称的超微粉碎一般指加工D97=10μm 超微粉体的粉碎和相应的分级技术。
（二）超微粉碎的作用
超微粉碎在食品中的应用，是食品的范围得到了扩展， 食品的品质得有独特的物理化学性能 2.可以改善食品的口感 3.使食品成分被充分利用 4.改进或创新食品
5.使有些食品加工过程或工艺产生革命性变化
二、超微粉碎基本理论
（一）物料的基本特性
（二）材料的粉碎机理（自学） （三）粉碎方法
1.挤压粉碎（图2-2）
2.挤压--剪切粉碎（图2-3）
3.冲击粉碎图2-4） 4.研磨、磨削粉碎
三、粉体的细度特征
（一）粒径
1.粒径的表示方法 大多无聊的粉末都用粒径表示，如果微粒是规则的圆球状 或立方体形，即可直接用圆球的直径或立方体的边长表示粒 径。而实际上微粒的形状极不规则，呈针状、鳞片状、板状、 扁平状等，并且许多微粒的表面都很粗糙。常用的粒径表示 方法有一下几种： （1）长径 测量粒径的长度，并以该值代表微粒的长径。 （2）短径 由微粒最短方向测定，并以该值代表微粒的短 径。
3.易磨性
易磨性是表示物料粉碎难易程度的特性，有球磨易磨性和 辊磨易磨性，两者测试方法差别较大，主要区别于磨碎条件， 操作制度和表示可磨性的办法等。
4.脆性 脆性是与塑性相反的一种性质。脆性材料抵抗动载荷或冲 击的能力较差，许多硅酸盐材料如水泥、混凝土、陶瓷、玻 璃等都属于脆性材料，其抗拉能力远低于抗压能力，故采用 冲击粉碎的方法可有效地使它们产生粉碎。 5.韧性 材料的韧性是在外力的作用下，塑性变形过程中吸收能量 的能力。吸收的能量越大，韧性越好，反之亦然。
（三）微粉的密度及孔隙率
1.微粉的密度
密度系指的是物质单位容积的质量。实际中，常用下列方法 表示微粉的密度：
（1）真密度 指除去微粉中微粒的孔隙、裂隙占有的体积，并除去物质的 晶格内大于分子或原子的空隙占有的体积，而后求得的密度。其 中的真容积常用氦置换法测定。
（2）粒密度
不排除微粒内部的孔隙而求得的密度。容积为微粒的真容积和 微粒内部孔隙的容积之和。称量样品的重量即可求得粒密度。常用 汞置换法测定。 （2）堆密度 又称松密度，为单位容积微粉的质量。此处所指的容积是指微 粒（包括微粒本身的孔隙）及微粒间的空隙所占的总容积。固体粉 末中的“轻质”与“重质”是指其堆密度不同。凡堆密度小，亦即 堆密度容积大的属于“轻质”；而堆密度大，或堆密度容积小的属 于“重质”。
2.孔隙率
指微粒中孔隙及微粒间空隙所占容积与微粉中容积之比。
Σ综
=（全部孔隙的体积）/（微粉的体积）
=[微粉的体积（Vb）-微粉本身的体积（Vp）]/[微粉的体积（Vb）]
=（Vb-Vp）/Vb =1-Vp/Vb 堆密度=微粉重量/ Vb , 真密度=微粉重量/ Vp
。
（四）微粉的流动性
1.影响微粉流动性的因素 影响微粉流动性的重要原因是微粒之间的作用力（范 德华力、静电力等）大小不一致所致。此外还与粒度、粒 的形态、含水量、表面摩擦力有关。 2.微粉流动性的测定方法 （1）休止角 （2）滑角 （3）流出速度
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第一章 食品超微粉碎及微胶囊技术
教学目标：
1.了解超微粉碎及胶囊技术的原理 2.掌握超微粉碎设备的主要类型及其应用特
点
3.掌握各种超微粉碎设备的基本原理和性能 特点 4.掌握微胶囊的主要制备方法的原理和特点
第一节 食品超微粉碎技术
超微粉碎技术是近几十年来开始发展的一项新兴技术。通 过该技术的加工，使得被加工的颗粒物质细化，从而使被加 工物质的物理化学性能发生了特殊的变化。由于有了这些性 能的特殊变化，超微粉体聚具有了某些特殊的性能。超微粉 碎技术已被广泛地应用于化工、轻工、食品、冶金、电子、 陶瓷、复合材料、核工业、生物医药及国防领域。
（二）气流粉碎机
气流粉碎机是最常用的粉碎设备之一，它主要适用于低熔点、 热敏性物料的超微粉碎。其粉碎的产品具有粒度小且均匀、颗粒 表面光滑、形状规整、纯度高、活性大、分散性好等特点。 目前，工业上应用的气流粉碎机主要有：扁平式气流磨、循 环式气流磨、对喷式气流磨、靶式气流磨和流态化对喷式气流磨。
1.强度 强度是指物料抵抗力破坏的阻力，一般用破坏应力表示， 即物料破坏时单位面积上所受的力，用N/m2或Pa来表示。随破 坏时施力方法不同，可分为抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度等。 强度高低是物料内部价键结合能的体现，粉碎过程实际上 是通过外部作用力对物料施以能量足以超过其结合能时，物料 才发生变形，破坏以至粉碎。 2.硬度 硬度是指物料抗变形的阻力。一般非金属材料用莫氏 （Moths）硬度表示。分成10个等级，金刚石最硬为10，滑石最 软为1.