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现代食品加工技术设备应用技术
姓名:范改敬
专业:食品工程
学号:
2
指导教师:马俊莲
2014
年
1
月
5
日
超微粉碎技术在食品加工中的应用
范改敬
(河北农业大学食品科技学院,河北,保定
071000
)
摘要:
超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法,具有很多优点,已经引起人们的普遍关注。本文对超微粉碎加工的基本原理及其技术特点进行了概述,同时重点介绍了超微粉碎技
术在各类 食品加工中的应用情况。
关键字:
超微粉碎;
食品加工;应用
随着现代食品尤其是保健食品工业的不断发展,以往普通的粉碎手段 已越来越不适应生
产的需要,于是超微粉碎技术得到了迅猛发展。食品超微粉碎技术是食品加工业一种新 的手
段,对于传统工艺的改进、新产品的开发必将带来巨大的推动力,目前,日本、美国市场上
销售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉等,都是应用超微粉碎技术加工而成的,
国内
20
世纪
80
年代就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
吸收的功能食品便应运而生。超微粉碎食品可作为食品原料添加到糕点、糖果、果冻、果酱、
冰淇淋及酸奶等多种食品中,增加食品的营养,增进食品的色香味,改善食品品质,丰富食
品的品种,鉴于超微粉食品的溶解性、吸附性和分散性好、容易消化吸收,故可作为减肥食
品、糖尿病人 专用食品、中老年食品、保健食品、强化食品和特殊营养食品
【
1
】
。
1
超微粉碎技术介绍
1.1
超微粉碎技术原理
超微粉碎技术可以把原材料加工到微米甚至纳米级,已经在各行各 业得到了广泛的应用。
它是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
10-25
μ< br>m
以下的微细颗粒的过程
【
2
】
。区别于普通粉
碎, 超微粉碎设备是利用转子高速旋转所产生的湍流,将物料加到该超高速气流中。转子上
设立多极交错排列 的若干小室能产生变速涡流,从而形成高频振荡,使物料的运动方向和速
度瞬间产生剧烈变化,促使物料 颗粒之间急促摩擦、撞击,经过多次的反复碰撞而裂解成微
细粉粒
【
3
】。
1.2
超微粉碎技术特点
超微粉碎技术具有以下特点:①控制粉粒度范围在
10
μ
m
以下,粉 粒粒径小,分布均匀,
外形整齐,质量好,便于应用;②设备回流装置能将风选后的颗粒自动返回涡流腔 中再粉碎,
粉碎速度快,时间短,缩短生产周期,提高工作效率;③有蒸发除水和冷热风干燥功能,无< br>过热现象,有利于保留粉粒生物活性成分;④对热敏性、芳香性的物料有保鲜的作用,可明
显提高 制剂的有效活性;⑤多纤维性、弹性、粘性物料也可以处理到理想程度,提高有效成
分的溶出速率,有利 于吸收;⑥具有一定的灭菌作用,污染小,提高产品卫生水平,符合
GMP
要求
【4
】
。
1.3
超微粉碎常用设备
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。物 料颗粒在
加工过程中受到挤压、冲击、碾磨或切割等作用力,从而达到粉碎的目的。
1.3.1
球磨机
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
20
μ
m
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
20< br>μ
m
的物料时效率大大提高。
1.3.2
气流磨机
又称流能磨或喷射磨,是利用压缩空气或过热蒸气为工作介质产生高压并通 过喷嘴产生
超音速气流作为物料颗粒的载体,使颗粒获得巨大的动能,从而达到粉碎的目的。气流粉碎< br>获得的产品粒度可以很细且均匀,而且粉碎温升很低,但是能耗大,一般认为要高出其它粉
碎方法 数倍。
1.3.3
振动磨机
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,磨机通常是圆柱形或槽
形。振动磨的效率比普通磨高
10
~
20
倍,其磨粉速度比常规球磨机快得多,而能耗比普通球
磨机低很多。这 种设备的振幅
2
~
6mm
,频率
1020
~
450 0 r/min
。
1.3.4
冲击粉碎机
这 种粉碎机利用围绕水平轴或垂直轴高速旋转的转子对物料进行强烈冲击、碰撞和剪切。
其特点是结构简单 、粉碎能力大、运转稳定性好、动力消耗低
,
适合于中等硬度物料粉碎。
1.3.5
超声波粉碎机
超声波发生器和换能器产生高频超声波 。超声波在待处理的物料中引起超声空化效应,
由于超声波传播时产生疏密区,而负压可在介质中产生许 多空腔,这些空腔随振动的高频压
力变化而膨胀、爆炸,真空腔爆炸时产生瞬间压力可达几千乃至上万个 大气压。因此真空腔
爆炸时能将物料震碎。另一方面由于超声波在液体中传播时产生剧烈的扰动作用,使 颗粒产
生很大的速度,从而相互碰撞或与容器碰撞而击碎液体中的固体颗粒或生物组织。超声粉碎
后颗粒粒度在
4
μ
m
以下,而且粒度分布均匀,但生产能力较低。
1.3.6
胶磨机
胶磨机也称胶体磨,主要由一固定表面和一旋转表面所 组成
,
两表面间有可以微调的间
隙。当物料通过间隙时,由于转动体高速旋转
(3 000
~
15 000 r/min)
,在固定体和转动体之
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