超微粉碎機(jī)的粉碎方法
粉碎方法分為以下幾種:
磨介式粉碎
磨介式粉碎是借助與運(yùn)動的研磨介質(zhì)(磨介)所產(chǎn)生的;中擊,以及非;中擊式的彎折、擠壓和剪切等作用力,達(dá)到物料顆粒粉碎的過程。磨介式粉碎過程主要為研磨和摩擦,即擠壓和剪切。其效果取決于磨介的大小、形狀、配比、運(yùn)動方式、物料的填充率、物料的粉碎力學(xué)特性等。磨介式粉碎的典型設(shè)備有球磨機(jī)、攪拌磨和振動磨3種。
球磨機(jī)是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備,產(chǎn)品粒度可達(dá)20-40微米。當(dāng)要求產(chǎn)品粒度在20微米以下,則效率低、耗能大、加工時(shí)間長。攪拌磨是在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來,主要由研磨容器攪拌器、分散器、分離器和輸料泵等組成。工作時(shí)在分散器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下,研磨介質(zhì)和顆粒漿料;中向乏器內(nèi)壁,產(chǎn)生)中擊性的剪切、摩擦和擠壓等作用,將顆粒粉碎。攪拌磨能達(dá)到產(chǎn)品顆粒的超微化和均勻化,成品的平均粒度最小可達(dá)到數(shù)微米。振動磨是利用磨介高頻振動產(chǎn)生的;中擊性剪切、摩擦和擠壓等作用將顆粒粉碎的,所得到的成品平均粒度可達(dá)2-3微米以下而且粉碎效率比球磨機(jī)高得多,處理量是同容量球磨機(jī)的下10倍以上。
氣流式超微粉碎
氣流磨可用于超微粉碎,是以壓縮空氣或過熱蒸汽,通過噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍流氣流作為顆粒的載體,顆粒與顆粒之間或顆粒與固定板之間發(fā)生沖擊性積壓、磨擦和剪切等作用,從而達(dá)到粉碎的目的。自20世紀(jì)40年代美國第一臺工業(yè)氣流粉碎機(jī)誕生以來,現(xiàn)已有圓盤式、循環(huán)管式、靶式、對撞式、旋轉(zhuǎn)沖擊式、流化床式6大類氣流粉碎機(jī)。與普通機(jī)械式超微粉碎機(jī)相比,氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì)(粉品細(xì)度可達(dá)2~40微米),粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻。又因?yàn)闅怏w在噴嘴處膨脹可降溫,粉碎過程沒有伴生熱量,所以粉碎溫升很低。這一特性對于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。但是,氣流粉碎能耗大,能量利用率只有2%左右,一般認(rèn)為要高出其他粉碎方法數(shù)倍。
值得指出的是,一般認(rèn)為產(chǎn)品粒度與喂料速度成正比,即喂料速度愈大,產(chǎn)品粒度也愈大這種理解不全面。當(dāng)喂料速度或粉碎機(jī)內(nèi)顆粒濃度達(dá)到一定值后,這個(gè)說法是合理的。因?yàn)槲沽纤俣仍龃螅鬯闄C(jī)內(nèi)顆粒濃度也增加,發(fā)生顆粒擁擠現(xiàn)象,甚至顆粒流動像柱塞一樣,只有在"柱塞"前沿的顆粒,才有發(fā)生有效碰撞的可能,在后面的顆粒只有相互之間低速的碰撞和摩擦、發(fā)熱。但是,這并不是說顆粒濃度愈小,產(chǎn)品粒度愈小,或者粉碎效率愈高。恰恰相反,當(dāng)顆粒濃度低到一定程度,顆粒之間將缺少碰撞機(jī)會而降低粉碎效率。
機(jī)械剪切是超微粉碎
現(xiàn)有的大部分粉碎方法多為沖擊式。對于脆性大、韌性小的物料,這些方法是恒之有效。但基于農(nóng)產(chǎn)品深加工的發(fā)展,特別是新鮮或含水最高的高纖維物料(多為韌性物料和柔性物料)的粉碎,氣流沖擊粉碎反而效果不好,反映在產(chǎn)品粒度大、能耗高、這類物質(zhì)的粉碎用剪切式比較合適。雖然,超微粉碎的方法很多,但是目前在食品加工中應(yīng)用較多的是氣流式中的超音速式超微粉碎方法。