第三章-粉碎与混合

YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院第三章粉碎与混合内容提要：粉碎筛分混合微胶囊技术粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院一、粉碎粉碎（sizereduction）：用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力，使之破碎的单元操作。粉碎目的：食品或原辅料要求达到一定粒度；增加表面积，利于干燥和浸提；均匀混合，利于配制。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎方法：粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的基本概念：粒度：固体颗粒的大小，代表固体粉碎程度。以表面积为基准；以体积为基准psSd36pvVd粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的基本概念：球形度：同体积的球体表面积与颗粒实际表面积之比。值愈大愈接近球形。颗粒实际表面积同体积球体表面积s粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的基本概念：形状因数：偏离规则形状的因数。L为代表性尺寸。ppVSL6粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的基本概念：平均粒度：粉碎后颗粒大小不一，度量颗粒群大小的单位。算术平均粒度几何平均粒度体面平均粒度粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的基本概念：粉碎比：粉碎前后粒度的比值。粉碎操作的种类（按细度分）①粗粉碎：原料粒度在４０～１５００mm范围内，成品粒度５～５０ｍｍ②中粉碎：原料粒度在１０～１００mm范围内，成品粒度５～１０ｍｍ③微粉碎：原料粒度在５～１０mm范围内，成品粒度１００μｍ以下④超微粉碎：原料粒度０.５～５mm范围内，成品粒度１０～２５μｍ以下。粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的基本概念：粉碎力：粉碎时对物料施加的外力，挤压、冲击、剪切。粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的理论：三种假说：表面积假说、体积假说、裂缝假说。表面积假说：粉碎过程是物料由大球形变为小球形的过程，粉碎过程的能耗与物料表面积的增加成正比。实践证明，当粉碎物料及其产品粒径范围在0．01—1mm时，其用于粉碎过程能耗的计算比较适合。粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的理论：三种假说：表面积假说、体积假说、裂缝假说。体积假说：物料粉碎过程是由一个大圆柱体受到挤压力的作用，在其内部引起应力和产生应变，应力达到极限，导致物料破坏，变成形状相似的小圆柱体，同时每次的粉碎比都相同，粉碎所消耗的能量与物料体积或质量的减小成正比。此假说适合物料的粗碎，粒度大于10mm。粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎的理论：三种假说：表面积假说、体积假说、裂缝假说。裂缝假说：介于表面积假说、体积假说之间。耗能与裂缝长度成正比。此假说适合物料的中碎或粗碎下线1—10mm。粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：粉碎机械一般按产品要求粉碎的程度分成破碎机械和粉磨机械两大类，但有些粉碎机械具备破碎和粉磨两种能力，因此常用其作为预粉磨(预粉碎)设备。粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院一、粉碎粉碎设备：粉碎机械一般按产品要求粉碎的程度分成破碎机械和粉磨机械两大类，但有些粉碎机械具备破碎和粉磨两种能力，因此常用其作为预粉磨(预粉碎)设备。粉碎、筛分、微胶囊技术YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：粉碎、筛分、微胶囊技术一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：辊式破碎机粉碎与混合一、粉碎最大容许钳角为34°YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：辊式破碎机粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：锤式粉碎机粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：锤式粉碎机粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：盘击破碎机粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院粉碎设备：碾磨机粉碎与混合一、粉碎YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院一、粉碎粉碎设备：球磨机粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院食品粉碎设备：粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院食品粉碎设备：粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分（screening）：将颗粒料或粉粒料通过一层或数层带孔的筛面，使物料按宽度或厚度分成若干粒度级别的单元操作。经筛分后所得的每一部分分级物，其颗粒大小都较原来的均匀。筛子的筛面可以是平面的，也可以是圆筒面。筛分目的：原料清理的需要；物料分离的需要；粉碎物按粒度大小分级的需要；功能性食品生产的需要；粒度分析的需要。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分原理：三个必备条件：被筛物料必须与筛面接触合适的筛孔形状与大小被筛物料与筛面之间有适宜的相对运动。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分相关参数：目数：所谓目数，是指物料的粒度或粗细度，一般定义是指在1英寸*1英寸的面积内，有多少个网孔数。目数粒度（um）539001020001611902084025710粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分相关参数：筛面：筛面是筛分器进行筛分的主要工作部件。可分为开孔金属筛面、金属丝筛面、绢筛面等。筛孔有圆形、方形、长方形。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分相关参数：筛面利用因数：筛面上孔的总面积A0与筛面总面积A的比值AAK0粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分相关参数：筛面利用因数：筛面上孔的总面积A0与筛面总面积A的比值粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分相关参数：筛分效率：筛分效率是筛子工作质量的一个指标。它表示筛分作业进行的程度和筛分产品的质量。筛分效率指筛下产品的质量和可筛过物的质量之比。影响筛分效率的因素①粒径范围适宜，物料的粒度越接近于分界直径时越不易分离；②物料中含湿量增加，黏性增加，易成团或堵塞筛孔；③粒子的形状、密度小、物料不易过筛；④筛分装置的参数。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分相关参数：筛分速率：筛上物料中可筛过物的质量分数随时间的变化率，它反映筛分器的生产能力大小的一种量度。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院二、筛分筛分设备：转筒筛平筛粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院三、混合混合（mixing）：通常指用机械方法使两种或多种物料相互分散而达到均状态的操作。用以加速传热、传质和化学反应（如硝化、磺化、皂化等）。也用以促进物理变化，制取许多混合体，如溶液、乳浊液、悬浊液、混合物等。可在混合器等中进行。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院三、混合混合（mixing）：粉碎与混合各个局部小区域体积的平均值，称为分离尺度。各个局部区域内的浓度与平均浓度之间的偏差，称为分离强度。YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院三、混合混合（mixing）：混合机理：对流混合；扩散混合；剪力混合。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院三、混合搅拌机：粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院四、乳化乳化（emulsification）：乳化是将两种互不相溶的液体进行密切的混合，使一种液体以微小液滴或固形微粒子的形式均匀分散在另一种液体中的混合操作。它包含着混合和粉碎。通常将以微小液滴形式存在的液体称为分散相(内相)，另一种液体称为连续相(外相)，形成的混合体系称乳化液。粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化（emulsification）：乳化技术在食品加工中应用较多。通过乳化处理，能使食品中互不相溶的组分相互融合，形成稳定、均匀的形态，并可改善产品内部结构，提高产品质量。因此．在现代食品工业中地位很重要。冰淇淋、巧克力、果肉饮料四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化（emulsification）：液体相面间存在表面张力，表面张力有使液体保持最小表面积的趋势。只有当油、水分层时，它们的接触面积最小，此时体系才最稳定。若对油与水的混合物进行搅拌，特使两相界面不断破裂，界面面积急剧增大，最后，一相以微粒状(或液滴)分散于另一相中，形成乳化液。四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化（emulsification）：四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化液的类型：食品工业中大多数乳化液都是油与水的混合物，但不是绝对的纯水与纯油的混合物。除了油与水外，在体系中还有盐类、糖类等水溶性物质及其他油溶性物质。通常，乳化液按其分散相和连续相不同，分为两类：油包水型和水包油型。四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化液的稳定性：只利用机械搅拌制备的乳化液，其体系是很不稳定。加入乳化剂后形成的乳化液，也多少具有不稳定的特性。它最终会受重力或其他力的作用而发生分层。所以，乳化液的稳定性是相对的。通常，以乳化液中分散相的分层和聚合速度来衡量其稳定性。四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化液的稳定性：四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化液的稳定性：液滴的大小：液滴的沉降或上浮速度与其直径的平方成正比。液滴的直径大小，是影响稳定性的重要因素。有例子说明，当油滴的半径是0.1um时，它在水中的让浮速度约为0.0018cm/h，若其半径增加到lum时，速度将增至0.2cm/h。因此，乳化操作中液滴的微粒化是很重要的，有必要采取均质操作。例如．消毒奶和搅拌型酸奶的生产中，就需要经过均质化以防止体系发生分层。四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化液的稳定性：两相的密度差：沉降或上浮速度与两相的密度差成正比。因此，在乳化操作中，尽量减小两相的密度差。在食品工业中，采用将溴导入植物油中形成溴化油。清凉饮料中使用乳化白浊剂等方法，来减小两相密度差，促进乳化液的稳定。四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALUNIVERSITY生命科学与技术学院乳化液的稳定性：两相的黏度：在乳化液中，分散相液滴的黏度高时，可减慢液滴的聚合速度；连续相的强度高时，可以阻碍分散液滴的聚合并使乳化液流动性变差，从而保持体系稳定。食品工业中常采用向溶液中添加增稠剂的方法，增加溶液粘度。四、乳化粉碎与混合YANGTZENORMALU