超微粉碎新技術在食品加工中的應用

農業是國民經濟的基礎。隨著我國自然資源的約束力不斷增強，以及糧食等主要農產品的需求呈剛性增長率，農業增產、農民增收和農產品競爭力增強的壓力將長期存在。農業產品結構不合理、產業化發展水平及農產品附加值低，生態與環境狀況依然嚴峻，生態安全問題依然突出。我國的基本國情及面臨的嚴峻挑戰，決定了必須把科技進步作為解決“三農”問題的一項根本措施，大力提高農業科技水平，加大先進適用技術推廣力度。從而提高農業綜合生產能力，加快建設現代農業的步伐。

食品超微加工的意義

民以食為天，“吃”是關系到國民生計的大事。隨著土地資源的減少，食品將成為本世紀的緊縮物資，開發新的食品資源是人類面臨的重大問題。

國際食品業公認，超微粉體加工技術是21世紀十大食品科學技術之一。食品超微加工新技術是有效提升農產品利用率的技術措施之一，是解決農業增產、農民增收和農副產品深度加工的重要技術保障。

目前世界發達國家食品加工技術發展日新月異，采用高新技術深加工的食品層出不窮。這為企業帶來了豐厚的利潤和國際市場的強勁競爭力。

我國食品加工業起步較晚，高新技術在食品工業和農副產品的深加工尚未得到有效的推廣和應用。為提升我國農業深加工技術裝備的創新，拓展農民增收空間。“國家中長期2006～2020年科學和技術發展規劃綱要”，實施決定中對農業科學技術發展提出：延長農業產業鏈、帶動農業產業化水平和農業綜合效益的全面提高。要重點發展農產品的精深加工，開發農產品加工先進技術裝備，發展以健康食品為主導的農產品加工業，拓展農民增收空間。

我國是一個農業大國，可用于食品加工的植物資源非常豐富。然而不少富含營養的植物莖稈和果實因加工技術手段的限制而難于直接食用并被人體消化，造成可食性低的結果。提高可食性生物的利用率是開發精深加工技術的目的所在。超微粉碎是有效解決植物細胞破壁，改善食用口感和增加人體消化吸收的關鍵技術。

在保健食品方面超微粉碎技術的意義更為突出。隨著人們生活水平的提高，人們尋求新的保健型營養食品是一大趨勢。由于我國缺少先進的超微粉碎加工技術，大量的農副產品不能精深加工利用，造成了可食性資源的浪費。諸如小麥麩皮、燕麥皮、玉米皮、米糠、豆渣等主要用于飼料，沒有很好的開發和利用。國內外營養學家專家早就一致認為麩皮和米糠是含膳食纖維很高的“保健食品”。其纖維含量高達43.9%、蛋白質為17.6%、脂肪為8.3%。食用這些食品將有利于人體新陳代謝，并對防止便秘、降低膽固醇、預防動脈硬化等具有明顯效果。在國外，用麩皮開發的纖維保健食品已成為國際市場的搶手貨，頗受消費者歡迎。

聯合國糧農組織已頒布了膳食纖維指導大綱，將小麥麩皮列入重點開發的種類，這為加快我國對麩皮的研究開發創造了新商機。另外，我國麩皮年產量約7000萬噸～8000萬噸左右，如果采用超微粉碎技術將其開發生產保健食品，將是一筆巨大的經濟財富。這一切都表明，超微粉碎技術在食品加工業中，將有著更為廣闊的應用前景。

超微粉碎技術

超微粉碎技術是一項高新技術。用于可食性植物莖稈果實的超微細粉碎設備，已經成為世界各國所關注的熱點。我國也不例外。將超微粉碎技術早就列入國家重點開發的計劃項目。目前國外一些公司針對植物食品的超細粉碎設備并以昂貴的價格向我國推銷。而我國用于植物類的超微粉碎設備仍較落后。多為傳統的機械沖擊式粉碎機和高能耗、低產量的氣流粉碎機為主。產品細度很難達到超細化要求。而且存在生產效率低、加工成本高，設備衛生標準很難符合GMP要求。面對諸多技術問題，所以很難在食品加工業中推廣應用。

針對超微粉體在食品加工業中的推廣應用，我國自主創新研究開發了世界首創“高度湍流磨”。由于它在粉碎機理上的重大創新發現，從而解決了至今為止各國粉碎行業專家孜孜以求而未獲重大進展的粉碎節能、超微粉碎亞微米、以及粉體無篩分離等重大瓶頸技術問題。這一技術成果用于食品加工業，將對植物纖維、生物制品和功能性食品的加工帶來了新商機，其粉碎細度平均可達1um，能賦予高檔保健食品爽滑的口感和獨特的口味。同時，它對農副產品的綜合開發利用帶來可觀的經濟效益。以麩皮、米糠加工為例，每小時產量可達50kg以上，電耗為20千瓦/小時，其粉碎加工成本是氣流磨的10%，這是目前所有的超微粉碎設備無可比擬的。

高度湍流磨粉碎原理及科學依據

湍流磨是通過創新設計的“湍流渦輪”，高速運轉時所產生的高度湍流運動，將物料迅速粉碎的。高度湍流必須在雷諾數Re＞1.5×105下發生，該湍流磨的雷諾數高達Re=6.6×105，確能產生高度湍流運動。

湍流運動的特性是不規則的，即由大小不等渦體組成無規則的隨機運動。它最本質的特征是“湍動”，即隨機的脈動。它的速度場和壓力場都是隨機的。不僅對時間、而且對空間而言。湍流運動的另一重要特性是擴散性。湍流中由于渦體相互混雜，引起流體內部動量交換，動量大的質點將動量傳給動量小的質點，動量小的質點又影響動量大的質點，結果擴散增加了動量、質量的傳遞率。

當被粉碎物體處在高度湍流場中時，就構成了氣固兩相流，從機械裝置“湍流渦輪”獲得的湍動能量，通過慣性力由大旋渦逐級傳遞給小旋渦。在這一復雜的湍動過程中產生強烈的撞擊、摩擦、剪切作用力，從而使物料有效地被粉碎。

高度湍流磨工藝特點及優越性

超微粉碎技術被國內外科技界稱為跨世紀的高新技術。目前只有少數發達國家具有這種生產技術。我國自九十年代從國外引進，其研究應用方興未艾。現在看來引進的這些設備并非先進。“高度湍流磨”能將植物纖維一次性干法粉碎到1um以下，而且產量高、能耗低，主要是取決于粉碎機理上的重大創新突破。其工藝特點及技術優越性簡述如下：

1.粉碎機理：世界首創。技術水平：國際領先。具有能耗低，生產效率高和粉體無篩分離的技術優勢。

2.技術工藝先進，粉碎與分級、分散與改性，三項加工工序簡化為一機同步作業。粉碎溫度低：磨腔設有冷卻閉路循環系統、粉體出料溫度不高于50℃。

3.設備全系統雙負壓運行，不產生任何粉體泄漏。工藝簡化，全套裝置體積小，安裝與維修非常簡便。

4.技術標準，按國家頒布的食品與藥品技術條件產品檢驗規則執行，設備質量符合GMP技術要求。

5.操作密閉，采用智能化控制：設備采用自動傳感溫度和自動化進料，以及人機屏幕臨視和可編程自動調節控制。同時設備能實現自動連鎖安全保護和報警。

結論

由于我國食品加工業起步較晚，新技術在食品工業和農副產品的深度加工尚未得到有效的推廣和應用，因此，食品超微粉碎新技術在我國還剛剛起步。但是，隨著中國食品工業逐漸走向國際化，食品超微粉碎技術將成為今后亟待發展的科學技術之一，它將為我國食品工業的快速發展帶來了新的商機。

來源：佳工機電網

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