超微粉碎机的粉碎方法
粉碎方法分为以下几种:
磨介式粉碎
磨介式粉碎是借助与运动的研磨介质(磨介)所产生的;中击,以及非;中击式的弯折、挤压和剪切等作用力,达到物料颗粒粉碎的过程。磨介式粉碎过程主要为研磨和摩擦,即挤压和剪切。其效果取决于磨介的大小、形状、配比、运动方式、物料的填充率、物料的粉碎力学特性等。磨介式粉碎的典型设备有球磨机、搅拌磨和振动磨3种。
球磨机是用于超微粉碎的传统设备,产品粒度可达20-40微米。当要求产品粒度在20微米以下,则效率低、耗能大、加工时间长。搅拌磨是在球磨机的基础上发展起来,主要由研磨容器搅拌器、分散器、分离器和输料泵等组成。工作时在分散器高速旋转产生的离心力作用下,研磨介质和颗粒浆料;中向乏器内壁,产生)中击性的剪切、摩擦和挤压等作用,将颗粒粉碎。搅拌磨能达到产品颗粒的超微化和均匀化,成品的平均粒度最小可达到数微米。振动磨是利用磨介高频振动产生的;中击性剪切、摩擦和挤压等作用将颗粒粉碎的,所得到的成品平均粒度可达2-3微米以下而且粉碎效率比球磨机高得多,处理量是同容量球磨机的下10倍以上。
气流式超微粉碎
气流磨可用于超微粉碎,是以压缩空气或过热蒸汽,通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作为颗粒的载体,颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性积压、磨擦和剪切等作用,从而达到粉碎的目的。自20世纪40年代美国第一台工业气流粉碎机诞生以来,现已有圆盘式、循环管式、靶式、对撞式、旋转冲击式、流化床式6大类气流粉碎机。与普通机械式超微粉碎机相比,气流粉碎机可将产品粉碎得很细(粉品细度可达2~40微米),粒度分布范围更窄,即粒度更均匀。又因为气体在喷嘴处膨胀可降温,粉碎过程没有伴生热量,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。但是,气流粉碎能耗大,能量利用率只有2%左右,一般认为要高出其他粉碎方法数倍。
值得指出的是,一般认为产品粒度与喂料速度成正比,即喂料速度愈大,产品粒度也愈大这种理解不全面。当喂料速度或粉碎机内颗粒浓度达到一定值后,这个说法是合理的。因为喂料速度增大,粉碎机内颗粒浓度也增加,发生颗粒拥挤现象,甚至颗粒流动像柱塞一样,只有在"柱塞"前沿的颗粒,才有发生有效碰撞的可能,在后面的颗粒只有相互之间低速的碰撞和摩擦、发热。但是,这并不是说颗粒浓度愈小,产品粒度愈小,或者粉碎效率愈高。恰恰相反,当颗粒浓度低到一定程度,颗粒之间将缺少碰撞机会而降低粉碎效率。
机械剪切是超微粉碎
现有的大部分粉碎方法多为冲击式。对于脆性大、韧性小的物料,这些方法是恒之有效。但基于农产品深加工的发展,特别是新鲜或含水最高的高纤维物料(多为韧性物料和柔性物料)的粉碎,气流冲击粉碎反而效果不好,反映在产品粒度大、能耗高、这类物质的粉碎用剪切式比较合适。虽然,超微粉碎的方法很多,但是目前在食品加工中应用较多的是气流式中的超音速式超微粉碎方法。