超微粉碎技术及其在食品行业中的应用
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科技论坛众所周知,随着现阶段经济的快速发展,作为在社会实际应用中扮演不可或缺的角色的食品加工技术,已经得到国际上诸多相关学者的高度重视。
与此同时,食品加工技术在推动我国经济的发展进程上也显得至关重要。
我们应该清楚的认识到,食品加工技术在我国的社会实际应用中逐渐增加的同时,其最主要的目标是尽可能的为人们提供协调、舒适和优美的良性环境。
在整个建设食品资源的过程当中,做到健康与自然环境在空间上的有机结合显得至关重要,与此同时,更是食品发展的难点以及重点。
相应的,食品加工技术的涉及范围广泛,随之而来的相关技术问题也给食品工作的开展带来了很大的不便。
1超微粉碎概述1.1超微粉体的性质。
研究人员指出,由于颗粒大小向微细化发展,导致孔隙率和物料表面积极大地增加,使得超微粉体具有独特的化学、物理性质。
像超微粉体具有良好的化学活性、吸附性、分散性以及溶解性等。
研究结果显示:许多可食微生物、动植物等原料都能够借助超微粉碎设备加工成超微粉,甚至其不可食部分也能够利用超微化进一步加工而被人体吸收。
微细化的食品具有很强的亲和力、表面吸附力,所以,其具有很好的溶解性、分散性以及固香性。
1.2超微粉碎的形式。
现阶段,微粒化技术涉及到机械法、化学法。
机械粉碎法是制备超微粉体的主要手段,其特点是产量大、成本低,目前已大规模应用于工业生产。
化学粉碎法可以制得微米级、亚微米级或纳米级的粉体,然而应用范围窄、加工成本高以及产量低。
参照粉碎过程中机械的运动形式以及颗粒受力情况,机械法可以分为冲击粉碎、媒体搅拌粉碎以及气流粉碎。
超微粉碎一般分为湿法粉碎与干法粉碎。
湿法粉碎是将原料悬浮于载体液流中进行粉碎,其主要是用均质机或胶体磨粉碎。
此方法能够克服粉尘飞扬问题,同时能够借助离心分离、沉降、淘析等水力分级方法分离出所需的产品。
参照粉碎过程中出现粉碎力的原理不同,干法粉碎又分为自磨式、锤击式、旋转球磨式、高频振动式以及气流式等形式。
实践结果显示,湿法操作比干法操作消耗能量大,且设备的磨损也较严重。
超微粉碎技术及其在食品工业中的应用
向智男;宁正祥
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2006(027)002
【摘要】超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法,已受到普遍关注.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食品工业中的应用情况,其发展前景广阔.
【总页数】4页(P88-90,102)
【作者】向智男;宁正祥
【作者单位】华南理工大学轻工与食品学院,广东,广州,510640;华南理工大学轻工与食品学院,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】F4
【相关文献】
1.超微粉碎技术在食品工业中的优势及应用研究现状 [J], 刘树立;王春艳;盛占武;王华
2.超微粉碎技术在食品工业中的应用 [J], 张洁;于颖;徐桂花
3.超微粉碎技术在食品工业中的应用及进展 [J], 孙长花;钱建亚
4.超微粉碎技术在食品工业中的应用和发展前景 [J], 高帅
5.计算机技术在食品工业中的应用——《食品工业中的过程分析技术》评述 [J],
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THEORY | 理论研究Dec. 2016 China Food Safety73超微粉碎技术属于一种食品加工尖端技术,在国内外都得到了极为广泛的应用,是现代化技术不断发展的产物。
在食品加工过程中应用该技术,一方面可进一步提高资源利用率,使得原本未得到利用的原料重新利用,配置出更加丰富多样的食品材料,另一方面还可促使食物口感增强,达到促进营养物质吸收的目的。
因此,对食品行业来说,对超微粉碎技术运用进行深入研究具有重大的现实意义。
超微粉碎技术主要是根据微米技术原理,通过使用粉碎设备并借助利用转子高速旋转所产生的湍流对物料进行剪切、击碎以及碾磨的一系列工艺流程。
与传统应用各种粉碎技术对比,经超微粉碎技术粉碎后的物料粒度更加微小,进而展现出产品的特殊功能以及界面活性。
伴随着物质趋于超微化,其电子结构和分子的排列也随之发生了变化,进而产生原本粒状无法产生的小尺寸效应,进而促使超微产品不管实在物理、化方面,还是在界面活性等方面都要优于宏观颗粒。
在软饮料加工中运用 当前,市面上很多软饮料就是通过利用气流微粉碎技术开发出来的。
生活中普遍使用开水冲泡茶叶,然而一些难以溶解的成分仍残存在茶叶当中,如各种蛋白质以及丰富的维生素A、K、E 等,导致人体难以对茶内的营养物质进行完全吸收,促使茶叶原本的养生保健功能降低。
如果把干燥下的茶叶通过超微粉碎技术制作成粉茶,促使粉体的粒径小于5μm,把即冲即饮代替传统开水冲泡的方式,那么茶叶内各种丰富的营养物质就可被人体有效吸收。
在功能性食品加工中的应用 功能性食品具有调节人体生理规律、增强人体抵抗力的作用受到人们的喜爱,具有广阔的市场发展前景。
因此,超微粉碎技术在功能性食品加工如膳食纤维,脂肪替代品等功能性食品基料中发挥着重要的作用。
膳食纤维素,它不但具有平衡膳食结构的作用,还是有效预防现代“文明病”的一种重要物质。
膳食纤维素不能被人体直接吸收消化,但其可促进人体肠道蠕动,具备无能量填充剂以及作为有毒物质的载体的功能。
超微粉碎技术及其在食品加工中的应用作者:吕晓来源:《科学与财富》2018年第32期摘要:超微粉碎技术是国际性食品加工新技术之一,利用机械设备对物料进行研磨和撞击,将其粉碎至微米级,具有粉碎速度快、原料利用率高、污染小、粉体粒径小且均匀等特点。
文章简单介绍了超微粉碎技术,并结合国内外最新研究成果,对其在食品中的应用做了叙述,最后对超微粉碎技术及其在上述领域中的应用前景进行了探讨。
关键词:超微粉碎技术;食品;加工引言超微粉碎技术是国际性食品加工新技术之一,利用机械设备对物料进行研磨和撞击,克服物料内部凝聚力,将其粉碎至微米级。
随着物料的微细化,其表面积、孔隙率及晶体构型均发生变化,从而赋予超微产品更优的理化特性。
一、超微粉碎技术概述超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至10~25μm的过程。
研究者认为,由于颗粒大小向微细化发展,所以会导致物料表面积和孔隙率极大幅度地增加,因此超微粉体具有独特的物理和化学性质。
例如,超微粉体具有良好的溶解性、分散性、吸附性及化学活性等,因此超微粉碎技术应用领域十分广泛。
研究表明:许多可食动植物、微生物等原料都可用超微粉碎设备加工成超微粉,甚至动植物的不可食部分也可以通过超微化进一步加工而被人体吸收。
微细化的食品具有很强的表面吸附力和亲和力,因此,具有很好的固香性、分散性和溶解性,特别容易吸收消化。
二、超微粉碎的形式及设备目前,微粒化技术分化学法和机械法两种:化学粉碎法能够制得微米级、亚微米级甚至纳米级的粉体,但产量低、加工成本高以及应用范围窄;机械粉碎法成本低、产量大,是制备超微粉体的主要手段,现已大规模应用于工业生产。
根据粉碎过程中颗粒受力情况以及机械的运动形式,机械法又可分为气流粉碎、媒体搅拌粉碎和冲击粉碎3种方法。
2.1 气流式超微粉碎设备。
气流式超微粉碎是利用气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈的冲击、碰撞、摩擦等作用来实现对物料的超微粉碎。
气流粉碎机可将产品粉碎得很细,粒度分布范围更窄,粒度更均匀。
超微粉碎技术及其在食品工业中的应用摘要:超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法,已受到普遍关注。
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食品工业中的应用情况,其发展前景广阔。
关键字:超微粉碎食品加工应用超微粉碎是七十年代以后为适应高新技术的发展需要而派生出的一种物料加工新技术。
通俗的讲就是将物料粉碎到10um 以下进行研究和应用.而一般的粉碎技术只能使物料粒径达到 45um 左右,当物料被加工到10um以下后,微粉体就具有巨大的比表面、空隙率和表面能,从而使物料具有高溶解性、高吸附性、高流动性等多方面的活性和物理化学方面的新特性[1]。
通过超微粉碎后的材料已被世界誉为“21世纪新材料”,而这种新的物料加工方法将推动我国食品科学的快速发展,从而给人类的生活带来深远影响。
在国外,美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等,多是采用超微粉碎技术加工而成[2];而我国也于20世纪90年代将此技术应用于花粉破壁,随后一些口感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品(如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等)应运而生。
1 技术简介及原理1。
1 定义及分类超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至10μm~25μm[3]以下的过程。
物料粉碎是用物理的方法克服物料内部的结合力使其达到一定粒度的过程。
目前,超微粉碎技术分化学法和机械法两种.化学粉碎法能够制得微米级亚微米级甚至纳米级的粉体,但产量低,加工成本高,应用范围窄。
机械粉碎法产量大,成本低,是制备超微粒粉体的主要手段。
现在工业生产中大多用此法。
根据粉碎过程中颗粒的机械运动形式及受力情况,机械粉碎法可分为冲击粉碎气流粉碎和媒体搅拌粉碎等3种方法.1.2 加工设备超微粒粉碎设备按其作用原理可分为气流式和机械式两大类,气流式粉碎设备是利用转子线速度所产生的超高速气流,将产品加速到超高速气流中,转子上设置若干交错排列的,能产生变速涡流的小室,形成高频振动,使产品的运动方向和速度瞬间产生剧烈变化。
超微粉碎技术的研究应用现状作者:杨红叶来源:《食品安全导刊·下旬刊》2019年第04期摘要:食品行业已经开始普遍运用超微粉碎技术,本文重点分析了超微粉碎技术的具体运用,特别以利用超微粉碎技术在中药加工中的应用为例,说明了这种技术的应用现状。
关键词:超微粉碎技术;应用;前景近些年来,伴随生物、电子、材料以及化工等技术的飞速发展,超微粉碎技术也应运而生,是国内外加工食品的高超技术。
1 超微粉碎技术简介超微粉碎,是将各种物质粉碎成直径小于10 μm的微粒,其微粒具有微粉的特征。
经过超微粉碎的物质,具有巨大的表面积和孔隙率,很好的溶解性、很强的吸附性、流动性。
其不仅能保留天然植物的属性和功能、提高天然植物制剂质量、改善环境卫生,提高微粉卫生学质量、增强天然植物有效成分在动物体内的吸收。
2 超微粉碎的典型设备现阶段,世界每个国家对超微粉的分析重点涵盖宏观物性、微观结构、应用以及制备等方面。
其中制备超微粉的技术是重点,由于分析以及控制制备过程以及工艺极大地影响了超微粉的宏观性能以及微观结构。
超微粉的制备渠道分为两种:首先粉碎法,就是借助于机械作用不断粉碎粗颗粒物质而得到超微粉;其次造粉法,就是借助于分子或者离子、原子经过长大与成核两个时期进一步合成超微粉。
如果以物料的状态来区别,就能够分为气相法、液相法以及固相法三种,伴随科技的飞速发展,在以上策略的前提下产生大量新型的制备技术[1]。
作为不断发展的一种技术,采取的技术设备主要有搅拌式磨机、冲击式粉碎机、气流式粉碎机、振动磨。
其中搅拌式磨机适用于最大粒度小于微米以下的产品的粉碎;冲击式粉碎机可用来粉碎某些热敏性物料,能够处理从前冲击式粉碎机因为具有发热升温情况而阻碍其运用的问题;气流式粉碎机适用于低熔点和热敏性物料的超微粉碎;振动磨是用弹簧支撑磨机体,关于脆性非常大的物质能够获得亚微米级产品[2]。
振动磨在中药的超微粉碎中是被国内外运用最普遍、分析得最多的一种设备,因其可能把药物进一步粉碎到亚微米级,而且效率突出,被当作是最佳的设备。
粉碎技术在食品、中药领域的应用
有不少对人类有营养的植物、动物成分难于被人的消化系统吸收,即可食性低。
例如:中草药是我国的传统药物,灵芝孢子粉是有效的抗癌药物,但因其壳壁坚固有效利用率只有1%。
如何进行深加工对这类生物资源进行充分利用是,是当前食品及中药行业的研究课题。
经研究发现粉碎或超细粉碎技术能够有效解决这类难消化吸收资源的有效利用问题。
超微粉碎一般是指将物料颗粒粉碎至10~25µm以下的过程。
由于颗粒的微细化导致表面积和孔隙率的增加,超微粉体具有独特的物理化学性能,例如良好的分散性、吸附性、溶解性、化学活性等,因此应用领域十分广泛。
食品工业是超微粉碎应用的一大领域,作为一种新型的食品加工方法,己在许多食品加工中得到应用。
许多可食动植物,包括微生物等原料都可用超微粉碎技术加工成超微粉,甚至动植物的不可食部分也可通过超微化而被人体吸收。
微细化的食品具有很强的表面吸附力和亲和力。
因此,具有很好的固香性、分散性和溶解性,特别容易消化吸收。
此外超微粉碎可以使有些食品加工过程或工艺产生革命性的变化,如速溶茶生产,传统的方法是通过萃取将茶叶中的有效成分提取出来,然后浓缩、干燥制成粉状速溶茶。
现在采用超微粉碎仅需一步工序便可得到粉茶产品,大大简化了生产工艺。
高速冲击粉碎、超音速气流粉碎、纤维粉碎和低温干燥等现代化加工手段用于植物茎杆果实的超细粉碎,产品细度可达到5μm以下,对干燥后的物料来说都能达到细胞破壁的目的。
对植物类物料的粉碎可达到对纤维物料的切断,对脆性糖类和胶质的粉碎,以及对淀粉的解离。
粉碎过程中均。
超微粉碎新技术在食品加工中的应用农业是国民经济的基础。
随着我国自然资源的约束力不断增强,以及粮食等主要农产品的需求呈刚性增长率,农业增产、农民增收和农产品竞争力增强的压力将长期存在。
农业产品结构不合理、产业化发展水平及农产品附加值低,生态与环境状况依然严峻,生态安全问题依然突出。
我国的基本国情及面临的严峻挑战,决定了必须把科技进步作为解决“三农”问题的一项根本措施,大力提高农业科技水平,加大先进适用技术推广力度。
从而提高农业综合生产能力,加快建设现代农业的步伐。
食品超微加工的意义民以食为天,“吃”是关系到国民生计的大事。
随着土地资源的减少,食品将成为本世纪的紧缩物资,开发新的食品资源是人类面临的重大问题。
国际食品业公认,超微粉体加工技术是21世纪十大食品科学技术之一。
食品超微加工新技术是有效提升农产品利用率的技术措施之一,是解决农业增产、农民增收和农副产品深度加工的重要技术保障。
目前世界发达国家食品加工技术发展日新月异,采用高新技术深加工的食品层出不穷。
这为企业带来了丰厚的利润和国际市场的强劲竞争力。
我国食品加工业起步较晚,高新技术在食品工业和农副产品的深加工尚未得到有效的推广和应用。
为提升我国农业深加工技术装备的创新,拓展农民增收空间。
“国家中长期(2006~2020年)科学和技术发展规划纲要”,实施决定中对农业科学技术发展提出:延长农业产业链、带动农业产业化水平和农业综合效益的全面提高。
要重点发展农产品的精深加工,开发农产品加工先进技术装备,发展以健康食品为主导的农产品加工业,拓展农民增收空间。
我国是一个农业大国,可用于食品加工的植物资源非常丰富。
然而不少富含营养的植物茎秆和果实因加工技术手段的限制而难于直接食用并被人体消化,造成可食性低的结果。
提高可食性生物的利用率是开发精深加工技术的目的所在。
超微粉碎是有效解决植物细胞破壁,改善食用口感和增加人体消化吸收的关键技术。
在保健食品方面超微粉碎技术的意义更为突出。
《食品加工技术》课程论文超微粉碎技术在食品工业中的应用及发展现状学生姓名:学号:任课教师:所在学院:食品学院专业:食品质量与安全2013年11月超微粉碎技术在食品工业中的应用及发展现状摘要:超微粉碎是近20年迅速发展起来的一项高新技术,能把原材料加工成微米甚至纳米级的微粉,已经在各行各业得到了广泛的应用。
鉴于粉碎是中药生产及应用中的基本加工技术,本文简要介绍了超微粉碎的定义、分类、理论、以及超微粉体的特性,阐述了超微粉碎技术的主要应用领域及其在各个领域的应用情况,并列举了国内外常用或新型的超微粉碎设备,最后提出了超微粉碎技术的发展趋势及需要着重解决的问题。
超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法,已受到普遍关注。
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食品工业中的应用情况,其发展前景广阔[1]。
关键词:超微粉碎;食品加工;应用:发展趋势超微粉碎技术是粉体工程中的一项重要内容,包括对粉体原料的超微粉碎,高精度的分级和表面活性改变等内容。
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,微粉碎和超微粉碎,这是一个大概的分类。
值得注意的是,各国各行业由于超微粉体的用途,制备方法和技术水平的差别,对超微粉体的粒度有不同的划分[2]。
超微粉碎机一般为无筛式粉碎机,粉碎物料粒度由气流速度控制,粉碎粒度要求95%通过0.15mm(100目),一般用于特种水产饵料或水产开口饵料,超微粉碎通常由超微粉碎机、气力输送、分级机配套来完成。
原料的粉碎粒度非常细,可能显示出意想不到的特性,但也带来了比较多的问题,如静电吸附,物料的流动性差,粉碎消耗的能量大,提高了生产成本,对加工操作的影响比较大,这些不利影响可以采取不同的方法加以克服(如改变饲料加工工艺)。
超微粉碎通过对物料的冲击,碰撞,剪切,研磨,分散等手段而实现。
传统粉碎中的挤压粉碎方法不能用于超微粉碎,否则会产生造粒效果。
超微粉碎技术及其在食品加工中的应用超微粉碎技术是一种通过高速旋转的锤子、刮板或者磨盘等微观荷载对物料进行多次撞击、剪切和象牙塔等力学作用,使其达到纳米或亚微米级的粉碎效果的一种技术。
该技术具有高效、低能耗、无污染等优点,被广泛应用于化工、能源、环保、材料等领域。
近年来,随着食品工业的不断发展,超微粉碎技术也开始在食品加工行业中得到越来越广泛的应用。
超微粉碎技术在食品加工中的应用主要体现在以下方面:
1.首先,超微粉碎技术可以对食品原料进行细致的分解和粉碎,获得高质量、高效率的原料粉末。
这种粉末具有高度均匀性、高度活性和更好的口感和感官性质,可以用于制作各种食品、保健品和药品等。
2.其次,超微粉碎技术还可以帮助食品加工企业提高生产效率和降低生产成本。
由于使用超微粉碎技术可以快速并有效地处理大量的原料,从而节省了生产时间和成本,提高了生产效率和经济效益。
3.最后,超微粉碎技术还可以为食品加工企业提供更多的创新机会和产品差异化优势。
由于使用该技术可以精确地控制产品的粒度和活性,因此可以生产出更多的高品质、高价值的特殊食品和中间体,以满足不同消费者的需求和市场需求。
总之,超微粉碎技术在食品加工行业中的应用给企业带来了很多机会和创新空间,未来有望成为食品工业中的一项重要技术,相信它将在未来的发展中有着更广泛的应用前景。
超细粉碎技术在食品加工领域的应用
不少富有营养的植物茎杆、果实、孢子等,由于各种原因难于直接食用和消化可食性低。
传统的加工方法又难于使其充分发挥效用或加工成的产品口感差。
超细粉碎技术一般达到微米级粉碎即可使动植物组织细胞壁结构破坏,获得所需的物料特性。
许多可食动植物都可用超细粉碎技术加工成超微粉。
超细粉碎甚至可以使动植物的不可食部分也可通过超微化而被人体吸收。
该技术的应用扩大了人类的食品源,使得有营养但因无法消化的动植物变成具有食用甚至是保健价值的高端食品。
一、超细粉碎技术在食品深加工领域的作用。
1、可提高功能成分的生物活性
由于超微粉体的特殊性质如表面效应、体积效应、量子效应、隧道效应等,使得超微粒子具有与宏观物质不同的生物活性。
对于硒化合物如亚硒酸钠和硒蛋氨酸有较高的生物活性和毒性,而零价元素硒如灰和黑色元素硒几乎没有生物活性和毒性。
而通过制成超微粒子得到的红色纳米硒却具有很好的生物利用价值对延缓衰老有较好的作用。
超微粉体具有良好的吸收性和分散性可以提高营养物质的活性和生物利用度同时降低功能性物质在食品中的用量。
2、可增进生物体对功能成分的吸收
超微保健食品由于其粒度极细易被人体肠胃直接吸收,能最大限度地发挥其功效并充分利用。
由于超微粉体颗粒具有表面效应、体积效应、量子效应和宏观隧道效应等使其对物质的吸附性较大有利于物质的消化吸收。
超微粉碎技术及其在食品行业的应用摘要:分析了物料的粉碎特性和粉碎机理原理介绍了粉碎设备级工作过程。
根据粉碎机理介绍粉碎技术在食品行业中的应用,包括食物资源的充分利用、新型功能食品的开发、传统工艺的改进、改善食品品质、降低生产成本等方面的作用。
关键词:超微粉碎、粉碎技术、食品加工1 粉碎原理及技术设备1.1 粉碎原理粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。
超微粉碎技术是利用各种特殊的粉碎设备,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—25µm以下的微细颗粒[2],从而使产品具有界面活性,呈现出特殊功能的过程。
与传统的粉碎、破碎、碾碎等加工技术相比,超微粉碎产品的粒度更加微小。
1.2 加工设备超微粒粉碎设备按其作用原理可分为气流式和机械式两大类。
气流式粉碎设备是利用转子线速度所产生的超高速气流,将产品加速到超高速气流中,转子上设置若干交错排列的、能产生变速涡流的小室,形成高频振动,使产品的运动方向和速度瞬间产生剧烈变化,促使产品颗粒间急促撞击、摩擦,从而达到粉碎的目的。
与普通机械式超微粉碎相比,气流粉碎可将产品粉碎得很细,粒度分布范围很窄,即粒度更均匀。
又因为气体在喷嘴处膨胀可降温,粉碎过程不产生热量,所以粉碎温升很低。
这一特性对于低熔点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。
其缺点是能耗大,一般认为要高出其他粉碎方法数倍[3]。
机械式又分为球磨机、冲击式微粉碎机、胶体磨和超声波粉碎机4类。
高频超声波是由超声波发生器和换能器产生的。
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,真空腔爆炸时能将物料震碎。
同时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。
超声粉碎后颗粒在4µm以下,而且粒度分布均匀[4] 1.3 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植时,裂解就发生在脆弱的断裂线上。
从这一角度分析,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到达临界状态(未裂解)的变形能随颗粒体积的减小雨增大。
这是因为颗粒越小,颗粒表面或内部存在缺陷可能性就越小,受力时颗粒内部应力分布比较均匀,这就使得小颗粒所需的临界应力比大颗粒所需的大,因而消耗的变形能也较大。
这就是粉碎操作为什么随着粒度减小雨变得愈困难的原因。
在粒度相同的情况下,由于物料的力学性质不同所需的临界变形能也不同。
物料受到应力作用时,在弹性极限力以下则发生弹性形变;当作用的力在弹性极限力以上则发生永久变形,直至应力达到屈服应力。
在屈服应力以上,物料开始流动,经历塑变区域直至达到破坏应力而断裂。
对于任何一个颗粒来说,都存在着一个临界粉碎能量。
但粉碎条件纯粹是偶然的,许多颗粒受到的冲击力不足以使其粉碎,而是在一些特别有力的猛然冲击下才粉碎的。
因此,最有效的粉碎机只利用不到1%的能量去粉碎颗粒和产生表面。
大部分粉碎为变形粉碎,即通过施力,使颗粒变形,当变形量超过颗粒所能承受的极限时,颗粒就破碎。
在上述常用的粉碎方法中,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。
此外,由于变形需要消耗能量,变形越大,消耗能量越多,因此,理想的情况是只在要破坏的地方产生变形或应变。
其实,物料的粉碎可以使用非变形或在很小的范围内变形或应变的方法来粉碎,降低能耗。
1.4超微粉碎设备的工作原理及性能区别于普通粉碎,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,促使物料颗粒间急促摩擦、撞击,经过多次的反复碰撞而裂解成微细粉,粒度可达 1 000 Et/2.54cm或更高。
超微粉加工设备还具有以下特性:(1)设备回流装置,能将分选后的颗粒自动返回涡流腔中再进行粉碎;(2)有蒸发除水和冷热风干燥功能;(3)对热敏性、芳香性的物料具有保鲜作用;(4)对于多纤维性、弹性、粘性物料也可处理到理想程度;(5)对设备运行中产生的超声波,有一定的灭菌作用。
在食品加工中的超微粉碎设备一般为胶磨机和气流粉碎机。
胶磨机是一种传统方法,较为普遍使用。
在粉碎工序中,95%~99%的机械能将转化成热量,故物料的升温不可避免,热敏食品易因此而变质、熔解、粘着,同时机器的粉碎能力也会降低。
为此,在粉碎前或粉碎中应使用适当的冷却方法,如在粉碎进行中加以冷冻、冷风、热风、除湿、灭菌、微波脱毒、分级等过程,使物料达到加工要求。
气流粉碎机是目前较为先进的超微粉碎设备,它在加工中升温低,尤其适用于热敏性食品,但能耗大。
2.超微粉碎技术在食品加工中的应用2.1 有利于食物资源的充分利用小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣和甘蔗渣等,含有丰富维生素、微量元素等,具有很好的营养价值,但由于常规粉碎的纤维粒度大,影响食品的口感,而使消费者难于接受。
通过对纤维的微粒化,能显著地改善纤维食品的口感和吸收性.从而使食物资源得到了充分的利用,而且丰富了食品的营养。
有些动植物体的不可食部分如骨、壳(如蛋壳)、虾皮等也可通过超微化而成为易被人体吸收、利用的钙源和甲壳素。
各种畜、禽鲜骨中含有丰富的蛋白质和脂肪、磷脂质、磷蛋白.能促进儿童大脑神经的发育,有健脑增智之功效。
鲜骨中含有的骨胶原(氨基酸)、软骨素等,有滋润皮肤防衰老的作用。
鲜骨中还含有维生素A、B 、、日等营养成分。
钙、铁等在鲜骨中的含量也极高,如猪骨中含有复合磷酸钙盐、脂质和蛋白质等主要成分。
一般将鲜骨煮、熬之后食用,实际上鲜骨的营养成分投有被人体吸收,造成资源浪费。
利用气流式超微粉碎技术将鲜骨多级粉碎加工成超细骨泥或经脱水制成骨粉.既能保持95%以上的营养索,而且营养成分叉易被人体直接吸收利用,吸收率可达90%以上。
骨是肉类食品厂的大宗副产品,大多低价出售处理,因此.将骨制成富钙产品既具有营养意义,又具有经济意义。
另外,传统的饮茶方法是用开水冲泡茶叶,但是人体并投有完全吸收茶叶的全部营养成分,一些不溶性或难溶的成分.诸如维生素A、K、E及绝大部分蛋白质、碳水化台物、胡罗素以及部分矿物质等都大量留存于茶渣中,大大地影响了茶叶的营养及保健功能。
如果将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶,使粉体的粒径小于5Vm,则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收,用水冲饮时成为溶液状,无沉淀。
2.1软饮料行业中的加工目前,利用气流微粉碎技术已开发出的软饮料有粉茶、豆类固体饮料和超微骨粉配制富钙饮料等。
茶文化在中国有着悠久的历史,传统的饮茶是用开水冲泡茶叶,但是人体并没有大量吸收茶的营养成分,大部分蛋白质、碳水化合物及部分矿物质、维生素等都存留于茶渣中。
若将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶(粒径小于5µm),可提高人体对其营养成分的吸收率。
将茶粉加到其他食品中,还可开发出新的茶制品。
植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和果核为原料,经浸泡、磨浆、均质等操作制成的乳状制品。
磨浆时,可用胶磨机磨至粒径5µm~8µm,再均质至1µm-2µm。
在这样的粒度下,蛋白质固体颗粒、脂肪颗粒变小,从而防止了蛋白质下沉和脂肪上浮。
2.2果蔬行业中的加工蔬菜在低温下磨成微膏粉,既保存了营养素,其纤维质也因微细化而使口感更佳。
例如,人们一般将其视为废物的柿树叶富含Vc、芦丁、胆碱、黄酮甙、胡萝卜素、多糖、氨基酸及多种微量元素,若经超微粉碎加工成柿叶精粉,可作为食品添加剂制成面条、面包等各类柿叶保健食品,也可以制成柿叶保健茶。
成人每日饮用柿叶茶6 g,可获取Vc20 mg,具有明显的阻断亚硝胺致癌物生成的作用。
另外,柿叶茶不含咖啡碱,风味独特,清香自然。
可见,开发柿叶产品,可变废为宝,前景广阔。
利用超微粉碎对植物进行深加工的产品种类繁多,如枇杷叶粉、红薯叶粉、桑叶粉、银杏叶粉、豆类蛋白粉、茉莉花粉、月季花粉、甘草粉、脱水蔬菜粉、辣椒粉等。
2.3新型功能食品或添加剂的开发4.2.1 纤维食品膳食纤维素被现代营养学界称为“第七营养素”,它可作为食物填充剂或生理活性物质.是防治现代“文明病”和平衡膳食结构的重要功能性基料食品。
因此,增加膳食纤维的摄人是提高人体健康的一项重要措施。
借助于现代超微粉碎技术.使食物纤维微粒化,能显著地改善纤维食品的口感和吸收性。
如无锡轻工大学最近开发的米糠膨化食品是一种很好的纤维食品,现正在进一步研究米糠的超微粉碎,旨在使米糠膨化食品人口即化,成为人们所喜欢的健康食品,在近期内进入市场。
4.2.2 补钙食品动物骨、壳、皮等通过超微粉碎后得到的微粉属有机钙.比无机钙容易被人体吸收、利用。
这些有机钙粉可以作为添加剂.制成高钙高铁的骨粉(泥)系列食品.具有独到的营养保健功能,因此被人们誉为“2l世纪的功能性食品”。
当这些有机钙粉(包括珍珠粉)的粒度小于5微米时,可用于某些缺钙食品如豆奶等的富钙。
4.2.3 甲壳素将蟹壳、虾皮、蛆、蛹等的超微粉末可用作保鲜剂、持水剂、抗氧化剂等,改性后还有其它许多功能特性。
4.3 改变传统工艺——改善食品品质、降低生产成本超微粉碎可以使有些食品加工过程或工艺产生革命性的变化:如速溶茶生产,传统的方法是通过萃取将茶叶中的有效成分提取出来,然后浓缩、干燥制得粉状速溶茶。
现在采用超微粉碎仅需一步工序便得到粉茶产品,既大大地简化了生产工艺,又大大降低了生产成本。
2.4 其他食品行业2.4.1粮油加工将超微粉碎的麦麸粉、大豆微粉等加到面粉中,可制成高纤维或高蛋白面粉;稻米、小麦等粮食类加工成超微米粉由于粒度细小,表面态淀粉受到活化,将其填充或混配制成的食品具有优良的加工性能,且易于熟化,风味、1:3感好;大豆经超微粉碎后加工成豆奶粉,可以脱去腥味;绿豆、红豆等其它豆类也可经超微粉碎后制成高质量的豆沙、豆奶等产品。
2.4.3调味品加工作为一种新型的食品加工技术,超微粉碎可使传统调味料(主要是香辛料)细碎成粒度均一、分散性好的优良超微颗粒。
随着粒径的减小,其流动性、溶解度和吸收率均有所增加,巨大孔隙率使得孔腔容纳的香气经久不散,因而超微粉调味品的香味和滋味非常浓郁、纯正,入味效果也更佳,适于生产速溶、方便食品。