食品、保健品和化妝品與人的生命健康息息相關(guān)，與制藥行業(yè)同屬“大健康”產(chǎn)業(yè)，因此對(duì)生產(chǎn)設(shè)備提出了較高要求。埃爾派引進(jìn)制藥行業(yè)先進(jìn)的設(shè)計(jì)制作理念，為食品、保健品和化妝品企業(yè)提供行業(yè)尖端解決方案。

今天，埃爾派超微粉體小編就給大家分享一下在食品超微粉碎的一些知識(shí)。

超微粉碎技術(shù)是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科。對(duì)超微粉體，目前尚無(wú)一個(gè)嚴(yán)格的定義，從幾個(gè)納米至幾十微米的粉體統(tǒng)稱為超微粉體。

工業(yè)上制備超微粉體的方法包括化學(xué)法和機(jī)械法。化學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)是所制備的超微粉體粒徑小、粒度分布窄、粒形好和純度高，缺點(diǎn)是產(chǎn)量低、成本高、工藝復(fù)雜。而機(jī)械法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量大、成本低和工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是產(chǎn)品純度、細(xì)度和形貌均不及化學(xué)法制備的超微粉體。機(jī)械超微粉碎是一項(xiàng)比較容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的實(shí)用技術(shù)，也是目前食品加工中應(yīng)用最廣泛的制備超微粉體的手段。

一、超微粉碎設(shè)備

超微粉碎工藝依賴于超細(xì)粉碎設(shè)備，超微粉碎設(shè)備可分為干法粉碎和濕法粉碎兩類。干法粉碎設(shè)備主要有球磨機(jī)、氣流磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)、沖擊粉碎機(jī)、超聲波粉碎機(jī)；濕法粉碎設(shè)備主要有膠體磨和均質(zhì)機(jī)。物料顆粒在加工過(guò)程中受到擠壓、沖擊、碾磨或切割等作用力，從而達(dá)到粉碎的目的。

1、球磨機(jī)

常規(guī)球磨機(jī)是細(xì)磨的主要加工設(shè)備，它主要靠沖擊進(jìn)行破碎，當(dāng)物料粒度小于20um時(shí)，反映出效率低、能耗大、加工時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。攪拌球磨機(jī)是能量利用率較高的一種超細(xì)粉碎設(shè)備，工作時(shí)攪拌器以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)研磨介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，物料在研磨介質(zhì)中利用摩擦和少量的沖擊研磨粉碎，使得在加工后，粒度小于20um的物料時(shí)效率大大提高。

2、氣流磨機(jī)

又稱流能磨或噴射磨，是利用壓縮空氣或過(guò)熱蒸氣為工作介質(zhì)產(chǎn)生高壓并通過(guò)噴嘴產(chǎn)生超音速氣流作為物料顆粒的載體，使顆粒獲得巨大的動(dòng)能，從而達(dá)到粉碎的目的。氣流粉碎獲得的產(chǎn)品粒度可以很細(xì)且均勻，而且粉碎溫升很低，但是能耗大，一般認(rèn)為要高出其它粉碎方法數(shù)倍。

3、振動(dòng)磨機(jī)

振動(dòng)磨是用彈簧支撐磨機(jī)體，由一帶有偏心塊的主軸使其振動(dòng)，磨機(jī)通常是圓柱形或槽形。振動(dòng)磨的效率比普通磨高10～20倍，其磨粉速度比常規(guī)球磨機(jī)快得多，而能耗比普通球磨機(jī)低很多。這種設(shè)備的振幅2～6 mm，頻率1020～4500r/min。

4、沖擊粉碎機(jī)

這種粉碎機(jī)利用圍繞水平軸或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)烈沖擊、碰撞和剪切。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、粉碎能力大、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好、動(dòng)力消耗低，適合于中等硬度物料粉碎。

5、超聲波粉碎機(jī)

超聲波發(fā)生器和換能器產(chǎn)生高頻超聲波。超聲波在待處理的物料中引起超聲空化效應(yīng)，由于超聲波傳播時(shí)產(chǎn)生疏密區(qū)，而負(fù)壓可在介質(zhì)中產(chǎn)生許多空腔，這些空腔隨振動(dòng)的高頻壓力變化而膨脹、爆炸，真空腔爆炸時(shí)產(chǎn)生瞬間壓力可達(dá)幾千乃至上萬(wàn)個(gè)大氣壓。因此真空腔爆炸時(shí)能將物料震碎。

另一方面由于超聲波在液體中傳播時(shí)產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)作用，使顆粒產(chǎn)生很大的速度，從而相互碰撞或與容器碰撞而擊碎液體中的固體顆粒或生物組織。超聲粉碎后顆粒粒度在4um以下，而且粒度分布均勻，但生產(chǎn)能力較低。

6、膠磨機(jī)

膠磨機(jī)也稱膠體磨，主要由一固定表面和一旋轉(zhuǎn)表面所組成，兩表面間有可以微調(diào)的間隙。當(dāng)物料通過(guò)間隙時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)體高速旋轉(zhuǎn)(3000～15000r/min)，在固定體和轉(zhuǎn)動(dòng)體之間產(chǎn)生很大的速度梯度，使物料受到強(qiáng)烈的剪切從而產(chǎn)生破碎分散的作用，成品粒度達(dá)到2～50um，可用于混合、乳化等過(guò)程。膠體磨是一種較理想的超微粉碎設(shè)備，但對(duì)料水比有一定要求。

膠體磨分變速膠體磨、滾子膠體磨、砂輪膠體磨、多級(jí)膠體磨和臥式膠體磨。

7、均質(zhì)機(jī)

其原理是通過(guò)機(jī)械作業(yè)或流體力學(xué)效應(yīng)造成高壓、擠壓沖擊和失壓等使料液在高壓下擠研，在強(qiáng)沖擊下發(fā)生剪切，在失壓下膨脹，而達(dá)到細(xì)化和均質(zhì)的目的。

均質(zhì)機(jī)的類型有高壓均質(zhì)機(jī)、離心式均質(zhì)機(jī)、超聲波式均質(zhì)機(jī)和膠體磨式均質(zhì)機(jī)等。分散器作為乳化機(jī)的一種，也能夠?qū)α弦哼M(jìn)行細(xì)化。被分散物料在分散器的轉(zhuǎn)子和定子之間受到強(qiáng)烈地剪切、擠壓、渦流及卸壓等作用，從而達(dá)到粒度減小的效果。

二、超微粉碎加工對(duì)食品物料性能的影響

1、提高植物原料中有效成分的溶出

物料經(jīng)超微粉碎處理后，基本上無(wú)完整的細(xì)胞存在，其細(xì)胞壁被破碎，胞內(nèi)有效成分暴露出來(lái)，提高了釋放速度和釋放量。

2、提高原料中有效成分的生物利用度

對(duì)于植物性原料而言，經(jīng)超微粉碎后細(xì)胞破壁，當(dāng)物料進(jìn)入胃部后，有效成分迅速釋放，可溶性成分在胃液作用下溶解，進(jìn)入小腸后溶解的成分開始被吸收；另一方面，這些超細(xì)粒子因附著力的影響，易附著在腸壁上，排出體外所需時(shí)間較長(zhǎng)，提高了其不溶性成分的吸收率。

對(duì)于以水不溶性物質(zhì)為主的物料，提高物料細(xì)度即增強(qiáng)其表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)等，利于被腸胃直接吸收，增加了生物利用度。

3、賦予產(chǎn)品細(xì)膩的口感

巧克力細(xì)膩潤(rùn)滑的口感特性是由多種因素造成的，但起決定性作用的因素是巧克力配料的粒度。分析表明，配料的平均粒徑在25um左右且其中大部分質(zhì)粒的粒徑在15～20um之間，產(chǎn)品就有細(xì)膩潤(rùn)滑的口感特性；當(dāng)平均粒徑超過(guò)40um時(shí)，產(chǎn)品就明顯感到粗糙感，巧克力的感觀質(zhì)量也就明顯變差。

在巧克力整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，粉碎操作占據(jù)及其重要的地位，粗磨和精磨均屬于粉碎操作，特別是精磨(超微粉碎)對(duì)巧克力的質(zhì)量起著舉足輕重的作用。

在棒冰、雪糕生產(chǎn)中，為了起到穩(wěn)定和填充作用，防止冰晶產(chǎn)生，保證固形物含量，一般需添加相當(dāng)數(shù)量的糯米粉或玉米淀粉，但效果卻常是冰晶較多，口感粗糙。如果將糯米粉和玉米淀粉經(jīng)超細(xì)處理后再添加，制成的雪糕、棒冰的冰晶就會(huì)明顯減少，穩(wěn)定性顯著提高，口感細(xì)膩。

在牛奶生產(chǎn)過(guò)程中，利用均質(zhì)機(jī)能使脂肪顯著細(xì)化。若98％脂肪球直徑在2um以下，則口感好，易于消化。植物蛋白飲料生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)過(guò)磨漿、均質(zhì)工藝，可使蛋白質(zhì)固體顆粒、脂肪顆粒變小，粒徑達(dá)到1～2um，不僅賦予產(chǎn)品細(xì)膩的口感，還可防止蛋白質(zhì)下沉和脂肪上浮，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

4、改善原料的加工性能

超微粉碎不論對(duì)米粉或面粉的理化性質(zhì)都有很大的影響，進(jìn)而改變其加工性能。實(shí)驗(yàn)表明，隨著米粉顆粒粒徑的減小，其粒度分布范圍減小，蛋白質(zhì)含量、糊化溫度、糊化液的透光率和凍融穩(wěn)定性降低，酶解速度、糊化液熱穩(wěn)定性、沖調(diào)性能及溶解度提高，米粉的休止角和滑角增大，糊化液沉降性能和對(duì)蛋白發(fā)泡體系的持泡能力增強(qiáng)，耐酸性基本穩(wěn)定。