超微粉碎新技术在食品加工中的应用

作者：佛山市高明冠宇机械厂有限公司 杨富茂

欢迎访问e展厅 展厅 10 通用食品机械展厅 组合称, 过滤器, 乳化罐, 混料缸, 冷热缸, ... 农业是国民经济的基础。随着我国自然资源的约束力不断增强，以及粮食等主要农产品的需求呈刚性增长率，农业增产、农民增收和农产品竞争力增强的压力将长期存在。农业产品结构不合理、产业化发展水平及农产品附加值低，生态与环境状况依然严峻，生态安全问题依然突出。我国的基本国情及面临的严峻挑战，决定了必须把科技进步作为解决“三农”问题的一项根本措施，大力提高农业科技水平，加大先进适用技术推广力度。从而提高农业综合生产能力，加快建设现代农业的步伐。 食品超微加工的意义 民以食为天，“吃”是关系到国民生计的大事。随着土地资源的减少，食品将成为本世纪的紧缩物资，开发新的食品资源是人类面临的重大问题。 国际食品业公认，超微粉体加工技术是21世纪十大食品科学技术之一。食品超微加工新技术是有效提升农产品利用率的技术措施之一，是解决农业增产、农民增收和农副产品深度加工的重要技术保障。 目前世界发达国家食品加工技术发展日新月异，采用高新技术深加工的食品层出不穷。这为企业带来了丰厚的利润和国际市场的强劲竞争力。 我国食品加工业起步较晚，高新技术在食品工业和农副产品的深加工尚未得到有效的推广和应用。为提升我国农业深加工技术装备的创新，拓展农民增收空间。“国家中长期（2006～2020年）科学和技术发展规划纲要”，实施决定中对农业科学技术发展提出：延长农业产业链、带动农业产业化水平和农业综合效益的全面提高。要重点发展农产品的精深加工，开发农产品加工先进技术装备，发展以健康食品为主导的农产品加工业，拓展农民增收空间。 我国是一个农业大国，可用于食品加工的植物资源非常丰富。然而不少富含营养的植物茎秆和果实因加工技术手段的限制而难于直接食用并被人体消化，造成可食性低的结果。提高可食性生物的利用率是开发精深加工技术的目的所在。超微粉碎是有效解决植物细胞破壁，改善食用口感和增加人体消化吸收的关键技术。 在保健食品方面超微粉碎技术的意义更为突出。随着人们生活水平的提高，人们寻求新的保健型营养食品是一大趋势。由于我国缺少先进的超微粉碎加工技术，大量的农副产品不能精深加工利用，造成了可食性资源的浪费。诸如小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、米糠、豆渣等主要用于饲料，没有很好的开发和利用。国内外营养学家专家早就一致认为麸皮和米糠是含膳食纤维很高的“保健食品”。其纤维含量高达43.9%、蛋白质为17.6%、脂肪为8.3%。食用这些食品将有利于人体新陈代谢，并对防止便秘、降低胆固醇、预防动脉硬化等具有明显效果。在国外，用麸皮开发的纤维保健食品已成为国际市场的抢手货，颇受消费者欢迎。 联合国粮农组织已颁布了膳食纤维指导大纲，将小麦麸皮列入重点开发的种类，这为加快我国对麸皮的研究开发创造了新商机。另外，我国麸皮年产量约7000万吨～8000万吨左右，如果采用超微粉碎技术将其开发生产保健食品，将是一笔巨大的经济财富。这一切都表明，超微粉碎技术在食品加工业中，将有着更为广阔的应用前景。 超微粉碎技术 超微粉碎技术是一项高新技术。用于可食性植物茎秆果实的超微细粉碎设备，已经成为世界各国所关注的热点。我国也不例外。将超微粉碎技术早就列入国家重点开发的计划项目。目前国外一些公司针对植物食品的超细粉碎设备并以昂贵的价格向我国推销。而我国用于植物类的超微粉碎设备仍较落后。多为传统的机械冲击式粉碎机和高能耗、低产量的气流粉碎机为主。产品细度很难达到超细化要求。而且存在生产效率低、加工成本高，设备卫生标准很难符合GMP要求。面对诸多技术问题，所以很难在食品加工业中推广应用。 针对超微粉体在食品加工业中的推广应用，我国自主创新研究开发了世界首创 “高度湍流磨”。由于它在粉碎机理上的重大创新发现，从而解决了至今为止各国粉碎行业专家孜孜以求而未获重大进展的粉碎节能、超微粉碎（亚微米）、以及粉体无筛分离等重大瓶颈技术问题。这一技术成果用于食品加工业，将对植物纤维、生物制品和功能性食品的加工带来了新商机，其粉碎细度平均可达（1um），能赋予高档保健食品爽滑的口感和独特的口味。同时， 它对农副产品的综合开发利用带来可观的经济效益。以麸皮、米糠加工为例，每小时产量可达50kg以上，电耗为20千瓦/小时，其粉碎加工成本是气流磨的10%，这是目前所有的超微粉碎设备无可比拟的。 高度湍流磨粉碎原理及科学依据 湍流磨是通过创新设计的“湍流涡轮”，高速运转时所产生的高度湍流运动，将物料迅速粉碎的。高度湍流必须在雷诺数（Re＞1.5×105）下发生，该湍流磨的雷诺数高达（Re=6.6×105），确能产生高度湍流运动。 湍流运动的特性是不规则的，即由大小不等涡体组成无规则的随机运动。它最本质的特征是“湍动”，即随机的脉动。它的速度场和压力场都是随机的。不仅对时间、而且对空间而言。湍流运动的另一重要特性是扩散性。湍流中由于涡体相互混杂，引起流体内部动量交换，动量大的质点将动量传给动量小的质点，动量小的质点又影响动量大的质点，结果扩散增加了动量、质量的传递率。 当被粉碎物体处在高度湍流场中时，就构成了气固两相流，从机械装置“（湍流涡轮）”获得的湍动能量，通过惯性力由大旋涡逐级传递给小旋涡。在这一复杂的湍动过程中产生强烈的撞击、摩擦、剪切作用力，从而使物料有效地被粉碎。 高度湍流磨工艺特点及优越性 超微粉碎技术被国内外科技界称为跨世纪的高新技术。目前只有少数发达国家具有这种生产技术。我国自九十年代从国外引进，其研究应用方兴未艾。现在看来引进的这些设备并非先进。 “高度湍流磨”能将植物纤维一次性干法粉碎到1um以下，而且产量高、能耗低，主要是取决于粉碎机理上的重大创新突破。其工艺特点及技术优越性简述如下： 1. 粉碎机理 ：世界首创。技术水平：国际领先。具有能耗低，生产效率高和粉体无筛分离的技术优势。 2. 技术工艺先进，粉碎与分级、分散与改性，三项加工工序简化为一机同步作业。粉碎温度低 ：磨腔设有冷却闭路循环系统、粉体出料温度不高于50℃。 3. 设备全系统双负压运行，不产生任何粉体泄漏。工艺简化，全套装置体积小，安装与维修非常简便。 4. 技术标准，按国家颁布的食品与药品技术条件产品检验规则执行，设备质量符合GMP技术要求。 5. 操作密闭，采用智能化控制 ：设备采用自动传感温度和自动化进料，以及人机屏幕临视和可编程自动调节控制。同时设备能实现自动连锁安全保护和报警。 结论 由于我国食品加工业起步较晚，新技术在食品工业和农副产品的深度加工尚未得到有效的推广和应用，因此，食品超微粉碎新技术在我国还刚刚起步。但是，随着中国食品工业逐渐走向国际化，食品超微粉碎技术将成为今后亟待发展的科学技术之一，它将为我国食品工业的快速发展带来了新的商机。 (end)

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