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食品高新技术-第2章-食品超微粉碎及微胶囊技术
粉体的种类不同,其电、磁、光、声、热、吸附、湿 润、溶解、燃烧等物理、化学性能也各有不同。但通常具 有以下共同的力学性能:
1.比表面积大 单位质量的粉体具有很大的表面积,因而具有较高的 化学性能及表面积,特别有利于提高和固相反应的速度。 2.可塑性强 便于制成各种形状的产品。 3.流动性好 便于进行贮存、输送、混合、成型、干燥等单元操作。
四、主要超微粉碎设备
(一)高速机械冲击粉碎机
目前,高速机械冲击粉碎机主要类型有:高速冲击锤式 粉碎机、高速冲击板式粉碎机、高速鼠笼式(棒销)粉碎机 等。 与其他粉碎机相比,具有单位功率粉碎比大,易于调节 粉碎粒度,应用范围广,机械安装占地面积小,且可连续闭 路粉碎等优点。因而在食品工业中广泛用于粉碎中等硬度物 料。
(3)定方向径 将微粒置于显微镜下,全部微粒均按同一方 向测量,所得之值为定向径。 (4)有效径 指与被测粒子有相同的沉降速度的球形粒子的 径。
除以上表示的方法外,还有外接圆等价径、等价径等其他表 示方法。
2.粒度的测定方法 (1)筛分法 (2)激光测粒仪
(二)比表面积
比表面积是单位重量微粒所具有的表面积。微粒的表面积大 小与其某些性质有着密切的关系。比表面积的大小决定着它的溶 解速度、吸湿性、吸附性等。
一、超微粉碎的定义及作用
(一)超微粉碎的定义
根据粉碎的加工技术的深度和粉碎体物料物理化学性质 及应用性能变化,一般将粉体物料分为微粉(10~1000μm), 超微粉(0.1~10μm)和超细微粉(0.001~0.1μm)三种。 一般将低于0.1~10μm超微粉体的粉碎和相应的分级技 术成为超微粉碎。工业上称的超微粉碎一般指加工D97=10μm 超微粉体的粉碎和相应的分级技术。
(二)超微粉碎的作用
超微粉碎在食品中的应用,是食品的范围得到了扩展, 食品的品质得有独特的物理化学性能 2.可以改善食品的口感 3.使食品成分被充分利用 4.改进或创新食品
5.使有些食品加工过程或工艺产生革命性变化
二、超微粉碎基本理论
(一)物料的基本特性
(二)材料的粉碎机理(自学) (三)粉碎方法
1.挤压粉碎(图2-2)
2.挤压--剪切粉碎(图2-3)
3.冲击粉碎图2-4) 4.研磨、磨削粉碎
三、粉体的细度特征
(一)粒径
1.粒径的表示方法 大多无聊的粉末都用粒径表示,如果微粒是规则的圆球状 或立方体形,即可直接用圆球的直径或立方体的边长表示粒 径。而实际上微粒的形状极不规则,呈针状、鳞片状、板状、 扁平状等,并且许多微粒的表面都很粗糙。常用的粒径表示 方法有一下几种: (1)长径 测量粒径的长度,并以该值代表微粒的长径。 (2)短径 由微粒最短方向测定,并以该值代表微粒的短 径。
3.易磨性
易磨性是表示物料粉碎难易程度的特性,有球磨易磨性和 辊磨易磨性,两者测试方法差别较大,主要区别于磨碎条件, 操作制度和表示可磨性的办法等。
4.脆性 脆性是与塑性相反的一种性质。脆性材料抵抗动载荷或冲 击的能力较差,许多硅酸盐材料如水泥、混凝土、陶瓷、玻 璃等都属于脆性材料,其抗拉能力远低于抗压能力,故采用 冲击粉碎的方法可有效地使它们产生粉碎。 5.韧性 材料的韧性是在外力的作用下,塑性变形过程中吸收能量 的能力。吸收的能量越大,韧性越好,反之亦然。
(三)微粉的密度及孔隙率
1.微粉的密度
密度系指的是物质单位容积的质量。实际中,常用下列方法 表示微粉的密度:
(1)真密度 指除去微粉中微粒的孔隙、裂隙占有的体积,并除去物质的 晶格内大于分子或原子的空隙占有的体积,而后求得的密度。其 中的真容积常用氦置换法测定。
(2)粒密度
不排除微粒内部的孔隙而求得的密度。容积为微粒的真容积和 微粒内部孔隙的容积之和。称量样品的重量即可求得粒密度。常用 汞置换法测定。 (2)堆密度 又称松密度,为单位容积微粉的质量。此处所指的容积是指微 粒(包括微粒本身的孔隙)及微粒间的空隙所占的总容积。固体粉 末中的“轻质”与“重质”是指其堆密度不同。凡堆密度小,亦即 堆密度容积大的属于“轻质”;而堆密度大,或堆密度容积小的属 于“重质”。
2.孔隙率
指微粒中孔隙及微粒间空隙所占容积与微粉中容积之比。
Σ综
=(全部孔隙的体积)/(微粉的体积)
=[微粉的体积(Vb)-微粉本身的体积(Vp)]/[微粉的体积(Vb)]
=(Vb-Vp)/Vb =1-Vp/Vb 堆密度=微粉重量/ Vb , 真密度=微粉重量/ Vp
。
(四)微粉的流动性
1.影响微粉流动性的因素 影响微粉流动性的重要原因是微粒之间的作用力(范 德华力、静电力等)大小不一致所致。此外还与粒度、粒 的形态、含水量、表面摩擦力有关。 2.微粉流动性的测定方法 (1)休止角 (2)滑角 (3)流出速度
贵州大学科技学院
第一章 食品超微粉碎及微胶囊技术
教学目标:
1.了解超微粉碎及胶囊技术的原理 2.掌握超微粉碎设备的主要类型及其应用特
点
3.掌握各种超微粉碎设备的基本原理和性能 特点 4.掌握微胶囊的主要制备方法的原理和特点
第一节 食品超微粉碎技术
超微粉碎技术是近几十年来开始发展的一项新兴技术。通 过该技术的加工,使得被加工的颗粒物质细化,从而使被加 工物质的物理化学性能发生了特殊的变化。由于有了这些性 能的特殊变化,超微粉体聚具有了某些特殊的性能。超微粉 碎技术已被广泛地应用于化工、轻工、食品、冶金、电子、 陶瓷、复合材料、核工业、生物医药及国防领域。
(二)气流粉碎机
气流粉碎机是最常用的粉碎设备之一,它主要适用于低熔点、 热敏性物料的超微粉碎。其粉碎的产品具有粒度小且均匀、颗粒 表面光滑、形状规整、纯度高、活性大、分散性好等特点。 目前,工业上应用的气流粉碎机主要有:扁平式气流磨、循 环式气流磨、对喷式气流磨、靶式气流磨和流态化对喷式气流磨。
1.强度 强度是指物料抵抗力破坏的阻力,一般用破坏应力表示, 即物料破坏时单位面积上所受的力,用N/m2或Pa来表示。随破 坏时施力方法不同,可分为抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度等。 强度高低是物料内部价键结合能的体现,粉碎过程实际上 是通过外部作用力对物料施以能量足以超过其结合能时,物料 才发生变形,破坏以至粉碎。 2.硬度 硬度是指物料抗变形的阻力。一般非金属材料用莫氏 (Moths)硬度表示。分成10个等级,金刚石最硬为10,滑石最 软为1.