超微粉碎技术在食品中的应用

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1、环形喷射式气流粉碎机
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1、环形喷射式气流粉碎机
三层射流 外层：运动路程最长，受碰撞和研磨作用最强； 中层：颗粒群在旋转过程中产生一定的分级作用，
较粗粒级的颗粒在离心力作用下进入外层射 流与新输入物料重新粉碎 内层：中层产生的细粒级颗粒在射流的径向速度作 用下向内层射流聚集，并经排料口排出。
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二、粉碎的分类
根据被粉碎物料和成品粒度大小分类
粉碎类型 粗粉碎 中粉碎 微（细）粉碎 超（细）微粉碎
原料粒度/mm 40-1500 10-100 5-10 5-10
成品颗粒粒度 5-50 mm 5-10 mm 100 μm <10 μm
粒度：物料颗粒的大小 粉碎比（粉碎度）：粉碎前后的粒度比
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1）工作原理基本相似 2）前者喷嘴喷射的是气固混合物，而后者喷嘴喷射的是
单一的气体流 3）在前者，物料颗粒由气体混合时受到湍动作用而得以
部分粉碎。
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5、流化床逆向喷射气流粉碎机
1）结合逆向喷射原理与流化 床中的膨胀气体喷射流；
2）空气通过逆向喷嘴喷入粉 碎室使物料液态化；
空气作为介质
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二、特点
粉碎比大：粉碎颗粒成品粒径< 5 μm 设备紧凑、磨损小、维修容易，但动力消耗大 成品粒度均匀性好：有一定分级作用 适用于热敏性物料：压缩空气时吸收热量而制冷 多单元联合操纵性好 卫生条件好：易实现无菌操作。
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第三节 高频振动式粉碎
一、基本原理
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。
专用设备：振动磨
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二、基本特点
研磨介质有钢球、钢棒、 氧化铝球和不锈钢珠等； 粉碎作用来自高频振动、 循环运动和自传运动； 研磨介质的运动是实现超 微粉碎的关键； 一般说来，磨介尺寸越小， 则粉碎成品的粒度也越小。
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2、圆盘式气流粉碎机
粉碎区
分级区
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2、圆盘式气流粉碎机
粉碎区（粉碎室周边）：各层射流速率不同，物料 颗粒间冲击、碰撞和研磨。
分级区（粉碎室中间）：不同粒度颗粒在旋转气流 中的离心速度不同。
优点： 低热、污染少
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粉碎效率
提高气流粉粹机的能量效率： 增加颗粒间的碰撞概率：增大进料量 提高反应（致碎应力）概率：增加冲击速度
物料理化性质、受力塑性变形、高真空时产生的龟 裂及颗粒粒度
粉碎效率计算方法
ΔL ——粉碎每单位成品所需的理论能量
Es E
—— ——
成品颗粒的比表面能 粉碎每单位成品所需的实际能量
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三、超微粉碎的优点
超微粉碎优点： 粉碎比高：300-1000 速度快可低温粉碎 粒径细且分布均匀 节省原料，提高利用率；减少污染
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四、干法超微粉碎的主要类型
干法超微粉碎的主要类型
类型 气流式
高频振动式 旋转球（棒）
磨式
基本原理
典型设备
气体通过压力喷嘴的 环形、圆盘式、对
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
• 破碎 • 磨碎（研磨）
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粉碎的目的
配料混合均匀 增加固体表面→有利后续加工 足够细小的颗粒→物质均匀分布→产品品质
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常用仪器设备
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常用仪器设备
3）物料颗粒在各喷嘴交汇点 汇合并因相互冲击碰撞而 粉碎
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流化床逆向喷射气流粉碎机特点
1）能耗低； 2）粉碎机磨损较轻，可用于
粉碎高硬度物料； 3）分级精度高，产品粒度分
布范围较窄； 4）可全自动化操作； 5）噪声小、结构紧凑，占地
面积小。
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3、对喷式气流粉碎机
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3、对喷式气流粉碎机
工作特点： 1) 射流及粉碎产品向上运动至上部的机械分级机中进行分
级。 2) 粗粒级经环形空间向下运动受到上升气流淘洗作用后，
经2个溜槽返回至粉碎区。 3) 粉碎产品粒度由射流压力、喷嘴间距、鼓风机风量和分
级机转速等控制。
喷射产生剧烈冲击、 喷式、超音速式和
碰撞和摩擦
靶式气流粉碎机
高频振动产生冲击、 间歇式和连续式振
摩擦和剪切
动磨
ຫໍສະໝຸດ Baidu
球或棒形磨介水平回 球磨机、棒磨机、 转时产生冲击、摩擦 管磨机和球棒磨机
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第二节 气流式超微粉碎技术
一、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，物料颗粒在高能气流 作用下悬浮输送，相互之间发生剧烈的冲击、碰撞和 摩擦作用，加上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作用， 使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。
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三、气流式粉碎机 粉碎效率
粉碎能力与动力消耗关系
P——粉碎能力，t/h Hδ p————粉粉碎碎动动力力指消数耗，kW c ——粉碎能力实际测得的系数 dP/dHp ——单位功耗粉碎能力，t(tW•h)
粉碎动力指数：
气流粉粹机：2.0-2.23
球磨机：1.1-1.17
锤式粉碎机：1.4-1.5
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4、超音速式气流粉碎机
1）物料颗粒先与压缩空气混合
形成气固混合流，之后以超
音速方式由喷嘴喷入粉碎室
内，发生强烈的冲击、碰撞
和摩擦等,相互作用力而被
粉碎；
2）粒度不同的颗粒由于在旋转
气流作用下的径向运动速度
不同而得以分级；
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超音速式和圆盘式气流粉碎机比较
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第 一 章
超 微 粉 碎
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本章主要内容
1.1 粉碎的定义和分类 1.2 气流式超微粉碎技术 1.3 高频振动式超微粉碎技术 1.4 旋转球（棒）磨式超微粉碎技术 1.5 超微粉碎技术在食品加工中的应用
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第一节 粉碎的定义和分类
一、粉碎的定义