第二章-食品粉碎、造粒新技術(shù)

1、 第二章 食品粉碎、造粒新技術(shù) 粉碎：利用機(jī)械力或流體動力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎的單元操作。 破碎：將大塊物料分裂成小塊物料的操作。粉碎 磨碎或研磨：將小塊物料分裂成細(xì)粉的操作。粉碎操作的種類（按細(xì)度分）：粗粉碎：原料粒度在范圍內(nèi)，成品粒度。中粉碎：原料粒度在范圍內(nèi)，成品粒度。微粉碎：原料粒度在范圍內(nèi)，成品粒度以下。超微粉碎：原料粒度.范圍內(nèi)，成品粒度以下。粉碎的方法： 1、按物料所處介質(zhì)分： （）干法粉碎：原料直接粉碎，而不是懸浮于載體液流中。 開路粉碎；自由粉碎；滯塞進(jìn)料粉碎；閉路粉碎。 （）濕法粉碎：將原料懸浮于載體液流中進(jìn)行粉碎。2 根據(jù)物料受力的種類分：粉碎操作的主要作用：

2、 、迎合某些消費(fèi)和生產(chǎn)的需要。 、增加物料的表面積，以利加工。 、工業(yè)化食品和功能性食品生產(chǎn)的需要。粉碎度（粉碎比）：粉碎前后的粒度比。第一節(jié) 超微粉碎技術(shù)一、超微粉碎： 是指利用機(jī)械或流體動力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎，從而將3毫米以上的物料顆粒粉碎至10微米以下的操作技術(shù)。二、超微粉碎的原理 通過對物料的沖擊、碰撞、剪切、研磨等手段，施于沖擊力、剪切力或幾種力的復(fù)合作用，達(dá)到超細(xì)粉碎的目的。其工藝過程有一次粉碎和二次粉碎。 一次粉碎就是在一臺設(shè)備上同時(shí)完成粉碎、篩選、分離、再粉碎的過程。 二次粉碎是先對物料進(jìn)行粗粉碎，然后再采用超細(xì)粉碎機(jī)完成超細(xì)粉碎，其工藝流程大致為：原料篩選干燥粗

3、粉碎超細(xì)粉碎風(fēng)選分級超細(xì)粉體產(chǎn)品。 三、超微粉碎的特點(diǎn)： 1.速度快、可低溫粉碎； 2.粒徑細(xì)且分布均勻； 3.節(jié)省原料，提高利用率； 4.減少污染。 借助與運(yùn)動的研磨介質(zhì)(磨介)所產(chǎn)生的沖擊，以及非沖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。 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。 1、磨介式超微粉碎四、超微粉碎的方法普通球磨機(jī) 是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備，其特點(diǎn)是粉碎比大、結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械可靠性強(qiáng)、磨損零件容易檢查和更換、工藝成熟、適應(yīng)性強(qiáng)。攪拌磨 攪拌磨 由球磨機(jī)發(fā)展而來，即攪拌球磨機(jī)，是由筒體、螺旋攪拌器、傳動裝置和機(jī)架

4、等組成的一種新型的球磨設(shè)備。攪拌磨采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率及小介質(zhì)尺寸，使細(xì)物料研磨時(shí)間大大縮短，成品的平均粒度最小可達(dá)數(shù)微米。 振動磨 利用磨介高頻振動產(chǎn)生的沖擊性剪切、摩擦和擠壓等作用將顆粒粉碎。介質(zhì)填充率高、單位時(shí)間內(nèi)作用次數(shù)高，產(chǎn)品的平均粒徑可達(dá)23m以下，對于脆性較大的物質(zhì)可以比較容易的得到亞微米級產(chǎn)品。 振動磨2、氣流式超微粉碎 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)生沖擊性擠壓、磨擦和剪切等作用從而達(dá)到粉碎的目的。圓盤式循環(huán)管式靶式對撞式旋轉(zhuǎn)沖擊式流化床式氣流式超微粉碎特點(diǎn)： 1、粒度更均勻 2、粉碎溫升很低 3、粉

5、碎能耗大五、超微粉碎的應(yīng)用1.食物資源的利用 改善纖維食品的口感和吸收性； 果皮、骨、殼、果核、蔬菜經(jīng)超微粉碎可轉(zhuǎn)變?yōu)槭称贰?.改變傳統(tǒng)工藝 改善食品品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本。3.軟飲料加工 利用氣超流微粉碎技術(shù)，可開發(fā)粉茶、豆類固體飲料、超細(xì)骨粉配制富鈣飲料和速溶綠豆精等。4.調(diào)味品加工 利用超微粉碎技術(shù)可使調(diào)味品的流動性、溶解速度和吸收率增大，入味效果得到改善。5.巧克力生產(chǎn) 超微粉碎加工巧克力配料能保證巧克力的質(zhì)量。第二節(jié) 冷凍粉碎 冷凍粉碎：冷凍和粉碎相結(jié)合，使食品原料在低溫凍結(jié)狀態(tài)下進(jìn)行粉碎制成干粉的技術(shù)。一、冷凍粉碎的原理 利用物料的低溫脆性，即物料隨溫度的降低，其硬度和脆性增加，而塑性

6、和韌性降低。 首先使物料低溫冷凍到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或脆化溫度以下，再用粉碎機(jī)將其粉碎。二、食品冷凍處理產(chǎn)生的變化1.內(nèi)壓的產(chǎn)生 食品物料冷凍時(shí)，水分從表面向內(nèi)部凍結(jié)，內(nèi)部水分的凍結(jié)膨脹受到外部凍結(jié)層的阻礙形成向內(nèi)壓力，使食品組織產(chǎn)生爆裂。3.濃縮和水分蒸發(fā) 未凍結(jié)部分濃度增大，冰的升華致使表面水分蒸發(fā)。2.體液的流失 粉碎后溫度升高,凍結(jié)食品中的冰晶溶化，由于食品組織破壞，形成液滴流出。三、制冷劑的選擇 制冷劑是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過其本身的狀態(tài)變化以實(shí)現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)。常用制冷劑： 氨的凝固溫度為-77.7,標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-33.4。 液氮的蒸發(fā)溫度-198,凝固溫度為-209.9?；疽?/p>

7、求： 在大氣壓力下的蒸發(fā)溫度要低。 臨界溫度要高，凝固溫度要低。四、冷凍粉碎的工藝流程基本流程大體為： 原料前處理低溫冷凍（-100液氮）低溫粉碎產(chǎn)品收集真空冷凍升華干燥產(chǎn)品后處理包裝成品粉碎機(jī)： 錘式粉碎機(jī)：中等硬度纖維物料。 盤擊式粉碎機(jī)：軟質(zhì)物料纖維質(zhì)的粉碎。 輥齒粉碎機(jī)（輥磨機(jī)）：用于膠質(zhì)或粘稠度高的物質(zhì)。附屬設(shè)備： 真空冷凍升華干燥機(jī)。1、冷凍粉碎的特點(diǎn)： （1）可以粉碎常溫下難以粉碎的物質(zhì)； （2）可以制成比常溫粉粒流動性更好，粒度分布更理想的產(chǎn)品； （3）不會發(fā)生常溫粉碎時(shí)因發(fā)熱、氧化等造成的變質(zhì)現(xiàn)象； （4）粉碎時(shí)不會發(fā)生氣味逸出、粉塵爆炸、噪音等。五、冷凍粉碎的特點(diǎn)及在食品工

8、業(yè)中的應(yīng)用2、應(yīng)用： 應(yīng)用于谷物、水產(chǎn)品和畜產(chǎn)品、果蔬類等食品的粉碎。第三節(jié) 微膠囊造粒技術(shù)一、基本概念及分類（一）基本概念 微膠囊：指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物。 微膠囊化：制備微膠囊的過程稱為微膠囊化。 微膠囊技術(shù)：指將固體、液體或氣體物質(zhì)包裹在半透性或密閉的微型膠囊內(nèi)的技術(shù)。 囊壁囊芯微膠囊 心材（囊心物質(zhì)）：可為油溶性、水溶性化合物或混合物,其狀態(tài)可為粉末、固體、液體或氣體。 壁材（成膜物質(zhì)）：可用作微膠囊包囊材料的有天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料,視所包囊物質(zhì)(囊心物)的性質(zhì)。 其中，被包埋的物質(zhì)稱為芯材，包埋芯材實(shí)現(xiàn)微膠囊化的物質(zhì)稱為壁材。復(fù)合微膠囊雙 壁微膠囊

9、簇微膠囊產(chǎn)品的大致形狀二、微膠囊粒子的類型：緩釋型微膠囊 囊壁相當(dāng)于半透膜，在一定條件下芯材物質(zhì)可透過。壓敏型微膠囊 壁材在一定壓力的作用下會發(fā)生破裂，從而使芯材流出；熱敏型微膠囊 溫度的升高使壁材軟化或破裂從而釋放出芯材物質(zhì)；膨脹型微膠囊 壁材為熱塑性的高氣密性物質(zhì)，芯材為易揮發(fā)的低沸點(diǎn)溶劑。三、微膠囊的分類四、微膠囊的功能1.改變物料的存在狀態(tài)、質(zhì)量與體積。2.隔離物料間的相互作用，保護(hù)敏感性物料。3.掩蓋不良風(fēng)味、降低揮發(fā)性。4.控制釋放。5.降低食品添加劑的毒副作用。1、微膠囊的壁材選擇原則： 1 囊心親油，壁材親水，反之亦然； 2 具有成膜性和粘著力。 3 與核心物質(zhì)不起化學(xué)反應(yīng)，具

10、有較好的滲透性、吸濕性、溶解性和乳化性。 4 符合食品衛(wèi)生要求。 5 材料易得、成本低廉。五、微膠囊的制備 1、碳水化合物：麥芽糊精、玉米淀粉糖漿、環(huán)糊精、蔗糖、殼聚糖、纖維素及其衍生物。常用的壁材： 2、膠質(zhì)：海藻膠、瓜兒膠、卡拉膠、阿拉伯膠、黃原膠等。3、脂質(zhì)：卵磷脂。4、蛋白質(zhì)：乳清蛋白、大豆蛋白、酪蛋白。2、微膠囊造粒的步驟 微膠囊造粒是物質(zhì)微粒的包衣過程。其過程可分為以下四個(gè)步驟：ABCD微膠囊化的基本步驟A 心材在介質(zhì)中分散； B 加入壁材； C 壁膜沉積； D 壁膜固化3、微膠囊化的方法 物理方法 包括：噴霧干燥法、噴霧凝凍法、空氣懸浮法、真空蒸發(fā)沉積法、靜電結(jié)合法等； 物理化學(xué)

11、方法 包括：水相分離法、油相分離法、擠壓法、囊心交換法、熔化分散法、復(fù)相乳液法等； 化學(xué)方法 包括：界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法和輻射包囊法等。 空氣懸浮法： 先將固體粒狀的囊心物質(zhì)分散懸浮，然后噴灑壁材，干燥形成微膠囊。工藝流程： 囊材和囊心物質(zhì)混合均質(zhì)、乳化乳化液在熱空氣中霧化和干燥脫水微膠囊產(chǎn)品噴霧干燥法 優(yōu)點(diǎn)： 干燥速率高、時(shí)間短； 物料溫度較低，適用于熱敏性物質(zhì)的干燥； 產(chǎn)品純度高； 具有良好的分散性和溶解性； 生產(chǎn)過程簡單，操作控制方便，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。 缺點(diǎn)： 耗熱量大； 設(shè)備的熱效率低，介質(zhì)消耗量大； 干燥器的體積較大，基建費(fèi)用高； 芯材有可能殘存在微膠囊的表面，存在被氧化的可能。六、在食品中的應(yīng)用 1、微膠囊化酸味劑、甜味劑、香味物質(zhì)、天然色素、防腐劑、膨松劑、凝固劑。2、