甘薪浪业大浮 超微粉碎技术
超微粉碎技术
◆ 超微粉碎技术 超微粉碎技术在食品工业中具有重要地位 >可以迎合某些食品生产和消费的需要； >增加固体表面积有利于后道工序的进行； 2009/10/20 >工程化食品和功能性食品的生产需要； 超微粉碎技术已成为现代食品加工的重要新技 术。但目前的主要问题是能量利用率极低，如大 型球磨机的能量利用率0.6%，气流式超微粉碎机 的能量利用率也仅为2.0%
超微粉碎技术在食品工业中具有重要地位： ➢ 可以迎合某些食品生产和消费的需要； ➢ 增加固体表面积有利于后道工序的进行； ➢ 工程化食品和功能性食品的生产需要； 超微粉碎技术已成为现代食品加工的重要新技 术。但目前的主要问题是能量利用率极低，如大 型球磨机的能量利用率0.6%，气流式超微粉碎机 的能量利用率也仅为2.0% 超微粉碎技术
●粉碎的定义与分类 ▣ 粉碎的定义 粉碎是用机械力的方法克服固体物料内部 的凝聚力达到使之破碎的单元操作。习惯上将 大块物料分裂成小块物料的操作称为破碎；将 小块物料分裂成细粉的操作称为磨碎或研磨； 两者统称粉碎。 物料颗粒的大小称为粒度。它是粉碎程度 的代表性尺寸。对于球形颗粒其粒度即为直径； 对于非球形颗粒则以面积、体积或质量为基准 的各种名义粒度表示方法；
粉碎的定义与分类 粉碎的定义 粉碎是用机械力的方法克服固体物料内部 的凝聚力达到使之破碎的单元操作。习惯上将 大块物料分裂成小块物料的操作称为破碎；将 小块物料分裂成细粉的操作称为磨碎或研磨； 两者统称粉碎。 物料颗粒的大小称为粒度。它是粉碎程度 的代表性尺寸。对于球形颗粒其粒度即为直径； 对于非球形颗粒则以面积、体积或质量为基准 的各种名义粒度表示方法；
口粉碎的分类 根据原料和成品颗粒的大小或粒度，粉碎可分为粗粉碎、 细粉碎、微粉碎（超细粉碎）和超微粉碎4种类型 >粉碎类型 原料粒度 成品粒度 >粗粉碎 40-1500mm 5-50mm >细粉碎 10-100mm 5-10mm 喷雾干燥 >微粉碎（细粉碎） 5-10mm 超微粉碎（超细粉碎)0.5-5mm <10-25μm
粉碎的分类 根据原料和成品颗粒的大小或粒度，粉碎可分为粗粉碎、 细粉碎、微粉碎(超细粉碎)和超微粉碎4种类型。 ➢粉碎类型 原料粒度 成品粒度 ➢粗粉碎 40-1500mm 5-50mm ➢细粉碎 10-100mm 5-10mm ➢微粉碎（细粉碎） 5-10mm <100μm ➢超微粉碎（超细粉碎）0.5-5mm <10-25μm
>超微粉碎技术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3 mm以上的物料粉碎至粒径为10um-25um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。 >粉碎前后的粒度比称为粉碎比或粉碎度，指粉碎前后的粒 度变化，同时也可反映设备粉碎状况。一般设备的粉碎度为 3~30,也有能达到300~1000
➢ 超微粉碎技术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 3 mm 以上的物料粉碎至粒径为 10 u m- 25 u m 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。 ➢ 粉碎前后的粒度比称为粉碎比或粉碎度，指粉碎前后的粒 度变化，同时也可反映设备粉碎状况。一般设备的粉碎度为 3 ～30，也有能达到300 ～1000
● 粉碎的原理 ▣粉碎的种类与形式 >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； >劈碎：用一个平面和一个带尖棱的工作表面积呀物料时物料延压力作用 线的方向劈裂（劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限）； >折断：被粉碎的物料承受集中载荷的两支点或多支点梁当物料内的弯曲 应力达到物料弯曲极限时而被折断； >磨碎：物料与运动的表面之间受一定的压力和剪切力作用，当剪切应力 达到物料的剪切强度极限时物料即被粉碎； >冲击破碎：物料在瞬间受到外来的冲击力而粉碎（对粉碎脆性物料最有 利)
粉碎的原理 粉碎的种类与形式 ➢ 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； ➢ 劈碎：用一个平面和一个带尖棱的工作表面积呀物料时物料延压力作用 线的方向劈裂（劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限）； ➢ 折断：被粉碎的物料承受集中载荷的两支点或多支点梁当物料内的弯曲 应力达到物料弯曲极限时而被折断； ➢ 磨碎：物料与运动的表面之间受一定的压力和剪切力作用，当剪切应力 达到物料的剪切强度极限时物料即被粉碎； ➢ 冲击破碎：物料在瞬间受到外来的冲击力而粉碎（对粉碎脆性物料最有 利）
口物料粉碎的力学特性 物料粉碎方法的选择决定于原料的粉碎特性，即抗拉（折、弯）、抗压 (挤)和抗剪切（磨、撕）等特性，即硬度、强度、韧性和脆性。 >强度：强度反映了物料弹性极限的大小。 >硬度：硬度反映了物料弹性模量的大小。 >韧性韧性反映了物料吸收应变能量、抵抗裂缝扩展的能力。 >脆性：脆性反映了物料塑变区域的长短。 4种特性之间有着内在的关系。强度越大、硬度越高、韧性越大、脆 性越小的物料，其破坏所需的变形能就越大
物料粉碎的力学特性 物料粉碎方法的选择决定于原料的粉碎特性，即抗拉(折、弯)、抗压 (挤〕和抗剪切(磨、撕)等特性，即硬度、强度、韧性和脆性。 ➢ 强度:强度反映了物料弹性极限的大小。 ➢ 硬度:硬度反映了物料弹性模量的大小。 ➢ 韧性:韧性反映了物料吸收应变能量、抵抗裂缝扩展的能力。 ➢ 脆性:脆性反映了物料塑变区域的长短。 4种特性之间有着内在的关系。强度越大、硬度越高、韧性越大、脆 性越小的物料，其破坏所需的变形能就越大
口物料的粉碎过程 目前，人们对粉碎机理的认识尚不彻底，通常认为物料受到不同粉 碎力作用后，首先要产生相应的变形或应变，并以变形能的形式 积蓄于物料内部。当局部积蓄的变形能超过某临界值时，裂解就 发生在脆弱的断裂线上。因此，粉碎至少需要两方面的能量： >一是裂解发生前的变形能，这部分能量与颗粒的体积有关； >二是裂解发生后出现新表面所需的表面能，这部分能量与新出现 的表面积的大小有关
物料的粉碎过程 目前，人们对粉碎机理的认识尚不彻底，通常认为物料受到不同粉 碎力作用后，首先要产生相应的变形或应变，并以变形能的形式 积蓄于物料内部。当局部积蓄的变形能超过某临界值时，裂解就 发生在脆弱的断裂线上。因此，粉碎至少需要两方面的能量: ➢ 一是裂解发生前的变形能，这部分能量与颗粒的体积有关； ➢ 二是裂解发生后出现新表面所需的表面能，这部分能量与新出现 的表面积的大小有关
口粉碎过程的形式 用于物料粉碎的作用力主要有拉（折、弯）、压（挤）和剪切（磨、撕）3类。 基本方法包括弯曲折断、压碎、剪切等形式。 >弯曲折断：被粉碎的物料相当于承受集中载荷的两支点或多支点梁， 当物料内的弯曲应力达到物料的强度极限时被折断。 > 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。 >剪切：用一个平面和一个带刀棱的工作表面剪切物料，物料沿剪切 力作用线的方向破裂。 不同的物料往往具有不同的粉碎力学特性，不同的物料要用不同的 粉碎方法。不同的粉碎方法或设备往往兼具两种或两种以上的粉 碎形式
粉碎过程的形式 用于物料粉碎的作用力主要有拉(折、弯)、压(挤)和剪切(磨、撕)3类。 基本方法包括弯曲折断、压碎、剪切等形式。 ➢ 弯曲折断:被粉碎的物料相当于承受集中载荷的两支点或多支点梁， 当物料内的弯曲应力达到物料的强度极限时被折断。 ➢ 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。 ➢ 剪切:用一个平面和一个带刀棱的工作表面剪切物料，物料沿剪切 力作用线的方向破裂。 不同的物料往往具有不同的粉碎力学特性，不同的物料要用不同的 粉碎方法。不同的粉碎方法或设备往往兼具两种或两种以上的粉 碎形式
常用的粉碎方法中，根据变形区域的大小（与材料特性和所用的粉 碎方法-力的大小、作用面积及施力速度等有关)，可分为整体变形破碎、 局部变形破碎和不变形破碎三种。 >整体变形破碎：塑性或韧性材料在受力速度慢、受力面积大时的粉 碎，此时，材料变形范围大，吸收能量多。这是一种效率最低的粉碎， 应尽量避免。 >不变形或微变形破碎：脆性物料的粉碎，此时，材料几乎没有来得 及变形或只有很小区域的微量变形就破碎了。 >局部变形破碎：力学性质介于上述两者之间的材料在受力速度较快、 受力面积较小时的粉碎
常用的粉碎方法中，根据变形区域的大小(与材料特性和所用的粉 碎方法-力的大小、作用面积及施力速度等有关)，可分为整体变形破碎、 局部变形破碎和不变形破碎三种。 ➢ 整体变形破碎:塑性或韧性材料在受力速度慢、受力面积大时的粉 碎，此时，材料变形范围大，吸收能量多。这是一种效率最低的粉碎， 应尽量避免。 ➢ 不变形或微变形破碎:脆性物料的粉碎，此时，材料几乎没有来得 及变形或只有很小区域的微量变形就破碎了。 ➢ 局部变形破碎:力学性质介于上述两者之间的材料在受力速度较快、 受力面积较小时的粉碎