食品工业新技术及应用2讲义

概述
粉碎：破碎和研磨的统称。 粉碎在食品工程中的作用
1、满足某些食品消费和生产的需要； 2、增加固体表面积以利于后道处理的进行； 3、工程化食品和功能食品的生产需要。
概述
超微粉碎技术应用结果 1、可以使食品具有独特的物理化学性能； 2、可以改善食品感官性能； 3、使食品成分被充分利用； 4、改变某些食品加工过程或生产工艺； 5、食品改进或创新。
第一节 粉碎理论
物料“粉碎极限”：超微粉碎过程中 出现粉碎－团聚平衡时的物料粒度。
粉碎过程机械化学效应
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。
第一节 粉碎理论
（1） 满足食品保藏、加工和消费新需要。 （2） 促进工艺、技术、设备的革新。 （3） 实现资源开发的最大化，达到经济效
益的最优化。
二、食品高新技术的范畴
1、 食品微粉碎和超微粉碎 2、 微胶囊造粒技术 3、 食品分离新技术 4、 食品蒸煮挤压技术 5、 食品杀菌新技术 6、 食品无菌包装技术 7、 食品保鲜技术 8、 食品生物技术
能耗理论主要研究粉碎能耗与被粉碎物料和所 得产品粒度之间的关系。 三种假说： 1、Rittinger假说（表面积假说）
第一节 粉碎理论
为什么粉碎随粒度减小而变得更加困难？ 为什么粉碎过程中有用功与裂缝长短有关？
2、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。
况。 4、尽可能地扩充新知识（相关和交叉学
科），从中求发展、求创新。
第一章 食品微粉碎和超微粉碎
概述 第一节 粉碎理论 第二节 干法超微粉碎和微粉碎 第三节 湿法超微粉碎 第四节 粒度分布与测定 第五节 超微粉碎和微粉碎的应用
概述
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。 破碎：大块物料分裂成小块物料的操作。 研磨和磨碎：将小块物料分裂成细粉的 操作。
第一节 粉碎理论
1、有关粉碎的基本概念 根据被粉碎物料和产品粒度的大小， 粉碎分为四类:
（1）粗粉碎 原料粒度 40－1500mm 成品粒度5－50mm
（2）中粉碎 原料粒度 10－100mm 成品粒度5－10mm
第一节 粉碎理论
（3）微粉碎 原料粒度 5－10mm 成品粒度 100um以下
（4）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0.1-10um
（二）物料力学性质 应力和应变关系、极限应力不同，分为：
（1）硬度：弹性模量大小，抵抗弹性变形的能力。 （2）强度：弹性极限应力大小。
一般硬度大，物料强度和对粉碎阻力大。莫氏硬度以 物料按强度分为10级。 （3）脆性：塑变区域长短。 （4）韧性：抵抗物料裂缝扩展能力大小，反映物料吸收 应变能量的能力。 不同于强度和硬度，脆性和韧性无确切数量概念。
第一节 粉碎理论
（三）物料在粉碎过程中的变化以及超微粉碎过 程特点 过程变化：在不同粉碎力作用下，产生相应应变， 并以应变能形式积蓄于物料内部，当局部应变能 超过某临界值时，在脆弱的裂缝线上发生裂解。 外界提供粉碎所需能量的过程。 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。
三、粉碎能耗 粉碎能：物料粉碎时，当作用力超过颗粒之间 的结合力时，产生粉碎，外力做功称为粉碎能 或粉碎能耗。 粉碎能消耗于以下几方面： 机械传动中的能耗； 粉碎发生前的变形能和粉碎后的储能； 粉碎物料新增表面积的表面能； 晶体结构变化所消耗的能量； 磨介间的摩擦、震动及其他能耗。
第一节 粉碎理论
按粉体大小划分，超微粉体可分为： （1）微米级 1－100um （2） 亚微米级 0.1－1um （3） 纳米级 1－100nm
第一节 粉碎理论
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。 超微粉碎：粉碎比300－1000以上。 总粉碎比（多级粉碎）：每级粉碎比之 和。 干法粉碎：在干燥状态下进行的粉碎操 作。 湿法粉碎：物料悬浮于载体液流中进行 的粉碎操作。
第一节 粉碎理论
可碎性和可磨性－物料粉碎的难易性。 表示方法：标准单位成品的粉碎能耗； 单位能耗所得标准成品的产量。 具体物料的力学性质是多种力学性质的 综合,决定了粉碎方式的综合性和复杂性。
Hale Waihona Puke Baidu
第一节 粉碎理论
选择施力方式的一般原则： （1）粒度大或中等硬度物料－压碎、冲击、弯
曲等。 （2）粒度较小且坚硬物料－压碎、冲击、研磨。 （3）粒状或泥状物料－冲击、劈碎、研磨等。 （4）韧性物料－剪切或高速冲击。
第一节 粉碎理论
二、粉碎理论 （一）粉碎力的种类与形式
1、种类：挤压力、冲击力、剪切力 2、形式：施力种类和方式不同，粉碎基本方法： （1）压碎：挤压强度极限。 （2）劈碎：抗伸强度极限。 （3）研磨：剪切强度极限。 （4）折断（弯曲）：弯曲强度极限。 （5）冲击：瞬间冲击力作用。
第一节 粉碎理论
三、食品高新技术应用领域
提升传统食品工业 天然及功能性、保健型食品添加剂的开 发 新型生物制品的开发和生物技术在食品 工业中的应用 新型包装材料及包装方式
四、学习本课程的基本要求
1、学习新技术和设备相关基本原理，特点 等基本知识。
2、学习新技术在食品工业中的典型应用。 3、了解和学习新技术的最新发展和应用情
食品工业新技术及应用
冉旭 轻纺与食品学院
目录
绪论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
食品微粉碎和超微粉碎 微胶囊造粒技术 微波加热技术 食品分离新技术 食品蒸煮挤压技术 食品杀菌新技术
绪论
一、学习本课程的意义和作用 二、学习本课程的基本要求
一、学习本课的意义和作用
1、本课程在食品工业中的作用