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                    超微粉碎技術的發展及應用

                    更新時間:2011-02-22      點擊次數:2075

                    粉碎是食品工業中傳統而又重要的操作之一,超微粉碎是指將0.5—5mm的物料粒粉碎至10—25mm以下的過程。而一般的粉碎技術只能使物料粒徑達到45m左右。當物料被加工到10mm以下后,微粉體就具有巨大的比表面、空隙率和表面能,從而使物料具有高溶解性、高吸附性、高流動性等多方面的活性和物理化學方面的新特性。
                            通過超微粉碎的材料已被世界譽為“2l世紀新材料”,而這種新的物料加工方法必將會推動我國食品、中藥、農產品等行業的快速發展,從而給人類的生活帶來深遠影響 。
                    1 、超微粉碎原理及分類
                            物料粉碎通常用物理的方法來克服物料內部的結合力,使其達到一定粒度。根據原料和成品顆粒的大小或粒度,粉碎可分為粗粉碎、細粉碎、微粉碎(超細粉碎)和超微粉碎4種類型。
                            目前超微粉碎技術有化學合成法和機械粉碎法兩種:化學合成法產量低,加工成本高,應用范圍窄;機械粉碎法成本低、產量大,是制備超微粉體的主要手段,現已大規模應用于工業生產。機械法超微粉碎可分為干法粉碎和濕法粉碎,根據粉碎過程中產生粉碎力的原理不同,干法粉碎有氣流式、高頻振動式、旋轉球(棒)磨式、錘擊式和自磨式等幾種形式;濕法粉碎主要是膠體磨和均質機。
                    2 、應用超微粉碎技術的優點圈
                    2.1 速度快??傻蜏胤鬯?br />        超微粉碎技術采用超音速氣流粉碎、冷漿粉碎等方法,在粉碎過程不會產生局部過熱現象,甚至可在低溫狀態下進行,粉碎瞬時即可完成,因而能zui大限度地保留粉體的生物活性成分,有利于制成所需的高質量產品。
                    2-2 粒徑細。分布均勻
                            由于采用了超微粉碎技術,在原料上外力的分布是很均勻的。分級系統的設置,既嚴格限制了大顆粒,又避免了過碎,得到粒徑分布均勻的超細粉,同時很大程度上增加了微粉的比表面積,使吸附性、溶解性等亦相應增大。
                    2,3 節省原料,提高利用率
                            物體經超微粉碎后,超微粉一般可直接用于制劑生產;而用常規粉碎方法得到的產物,仍需一些中間環節才能達到直接用于生產的要求,這樣很可能會造成原料的浪費。因此,該技術尤其適合原料的粉碎。
                    2.4 減少污染
                            超微粉碎是在封閉系統內進行的,既避免了微粉污染周圍環境,又可防止空氣中的灰塵污染產品,在食品及醫療保健品中運用該技術,可控制微生物和灰塵的污染。
                    2.5 提高發酵、酶解過程的化學反應速度
                            由于經過超微粉碎后的原料,具有極大的比表面,在生物、化學等反應過程中,反應接觸的面積大大增加了,因而可以提高反應速度,在生產中節約了時間,提高了效率。
                    2.6 利于機體對食品營養成分的吸收
                            研究表明,經過超微粉碎的食品,由于其粒徑非常小,營養物質不必經過較長的路程就能釋放出來,并且微粉體由于小而更容易吸附在小腸內壁,這樣也加速了營養物質的釋放速率,使食品在小腸內有足夠的時間被吸收。
                    3 、超微粉碎在各領域中的應用
                    3.1 超微粉碎在食品領域中的應用進展
                            食品領域里,通常把粒度低于25mm的粉末稱為超微粉體。將制備超微粉體的方法稱為超微粉碎技術。食品中常用的超微粉碎技術主要有氣流式、高頻振動式、旋轉球(棒)磨式、轉輥式等。其中氣流式超微粉碎技術較為先進,它利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產生劇烈的沖擊、碰撞和摩擦等作用力實現對物料的粉碎。
                            由于超微粉碎具有諸多優點,已引起研究者們的重視和興趣,越來越多的新產品得到開發,例如泰安正信科技有限責任公司開發的具有先進水平,擁有自主知識產權和的SZM系列超低溫物理研磨超微粉碎機,超微粉碎技術使食品素材加工的范圍不斷擴大。研究分析表明,微粉的孔腔中存有一定量的二氧化碳和氮氣,使食品保鮮期大大延長,因此,用此項技術來保鮮是包裝工程研究的熱點。另外,微粉食品因其有巨大的空隙率,可以吸收并容納香氣且經久不衰,因而也是重要的固香方法之一。
                            在調味品加工研究中使用超微粉,使其香味和滋味更濃郁、突出。的研究表明,用普通米粉、面粉做壓縮餅干很難吞咽,而用具有微粉特性的物料做成的餅干,因其流動性好而能保證產品順利下咽,口感舒適。
                            據報道,巧克力細膩滑潤的良好口感要求巧克力配料的粒度不大于25 m,當粒徑大于40 m時,巧克力的口感就明顯粗糙。而超微粉碎能使大部分可可、糖、乳干物質達到20~30 m之間,為產品提供了細膩潤滑的口感特性。因此,只有超微粉碎加工巧克力配料才能保證巧克力的質量。瑞士、日本等國家大多在巧克力的生產中采用了超微粉碎的方法,生產出的產品非常。
                            超微粉碎的面粉隨著顆粒的減小,淀粉的晶格畸形,晶態淀粉顆粒向非晶態淀粉顆粒轉化,使淀粉中破損淀粉含量增加,導致面粉在形成面團時吸收性和酶解性增大。另外,在軟飲料加工中,超微粉碎技術利用的也比較多。目前,利用超微粉碎技術已經開發出的
                    3-2 超微粉碎在農產品中的應用進展
                            蜂花粉經超微粉碎后生產的破壁花粉,其生物利用率大大提高,營養更豐富,并通過國家營養、醫學機構的鑒定和認可。將果皮、果核經超微粉碎,可轉變為食品。蔬菜在低溫下經超微粉碎后,既可保存全部的營養素,纖維素也因微細化而增加了水溶性,口感更佳。牛奶經超微粉碎后可以防止蛋白質下沉和脂肪上浮,從而達到優良的均質效果,口感好,易于消化。另外,有研究表明,利用超微粉碎技術將茶葉進行粉碎后,更利于茶葉中蛋白質、碳水化合物、胡蘿卜素以及部分礦物質的吸收。
                           果蔬干制品已開始采用超微粉碎設備和技術進行加工的有板栗、蘋果、馬鈴薯、南瓜、胡蘿卜、大蒜、香菇、海帶等,并且已有相應的產品出售。部分蛋制品的加工也應用了超微粉碎技術,如全蛋粉、蛋白粉、蛋黃粉、蛋殼粉等。肉制品中應用超微粉碎技術的比較普遍,魚肉粉、骨粉的加工都采用了此項技術。糧油制品中也應用到了超微粉碎技術,如特種玉米粉的加工。
                    3.3 超微粉碎在中藥領域的應用進展
                            中藥超微粉碎技術已經在中藥生產中顯露出*的優勢。該技術提高了細胞破壁率、比表面積、有效成分溶出度、生物利用度,能增強藥理作用,減少用藥量,節約藥材,保護資源,同時還可以改善氣味、口感,提高藥品質量。但由于中藥超微粉碎機的特點,在超微粉碎過程還存在諸多影響因素,同一設備、同一粉碎工藝要達到同一細度超微粉的要求還有難度。事實上,并非所有藥物都是粒度越小越好,應通過試驗確定單味藥材和復方制劑的*粒徑。
                            近年來,超微粉碎技術主要應用于一些貴重藥材及一些來源、價格昂貴的保健滋補中藥上,如人參、珍珠、三七、玳瑁、天麻、金蝎、羚羊角、鹿角、靈芝、靈芝孢子粉、靈芝孢子油、冬蟲夏草、沉香、鱉甲、花粉、孢子類等。將它們加工成超微粉體,可以減少資源的浪費,提高吸收率與療效。還可作為食品添加劑加入飲料、面包、糖果等食品中制成各種保健食品,也可將其與其他原料調制成各種化妝品,甚至將其運用到紡織業中加工成具有一定保健和治療作用的用品。
                    4 、結束語
                            雖然超微粉碎技術尚處于起步階段,仍存在一些有待解決的問題,但其特點與優勢是*的。隨著測量技術和粉碎理論的不斷發展與完善,隨著制備工程學的逐步建立以及粉粒穩定性與微粒zui適度篩選確定等基礎性問題的解決,超微粉碎技術必將進一步在食品、中藥、農產品等行業得到廣泛應用。
                            現在,成熟的先進超微粉碎技術主要是北京開源多邦科技有限責任公司生產的GZM系列超微粉碎機,該型超微粉碎機已經在今麥郎等大型集團實現工業化生產,深受好評。該公司自主開發的超低溫物理研磨超微粉碎技術打破了日歐的技術壟斷,廣泛的應用于食品、保健品、中藥加工、靈芝孢子粉、松花粉、蜂花粉等中藥破壁行業,大大推動了中藥現代化的發展。

                    行業中國 - 開源多邦  新聞資訊 發表于:2009-12-23 14:38:09

                     

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