تطبيق تكنولوجيا الطحن الدقيقة في معالجة الأغذية
تقنية الطحن متناهية الصغر هي تقنية جديدة تم تطويرها في العشرين عامًا الماضية. يشير ما يسمى بالطحن الدقيق للغاية إلى استخدام الطرق الميكانيكية أو الهيدروديناميكية للتغلب على قوة التماسك الداخلية للمواد الصلبة لطحنها ، وبالتالي طحن جزيئات المواد التي تزيد عن 3 مم إلى 10-25 ميكرون. معالجة المواد ذات التقنية العالية التي تنتج عن تطوير التكنولوجيا الفائقة. المسحوق شديد النعومة هو المنتج النهائي للطحن بالغ الدقة. لها خصائص فيزيائية وكيميائية خاصة لا تمتلكها الجسيمات العادية ، مثل الذوبان الجيد ، والتشتت ، والامتصاص ، ونشاط التفاعل الكيميائي. لذلك ، تم استخدام المساحيق فائقة الدقة على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الأغذية والمواد الكيميائية والأدوية ومستحضرات التجميل ومبيدات الآفات والأصباغ والطلاء والإلكترونيات والفضاء.
1. الميزات التقنية
سرعة الطحن ودرجة الحرارة المنخفضة: تستخدم تقنية الطحن فائقة الدقة الطحن الأسرع من الصوت وطحن الملاط البارد وطرق أخرى ، والتي تختلف تمامًا عن طرق الطحن الميكانيكية النقية السابقة. لن يكون هناك سخونة محلية زائدة أثناء عملية الطحن ، بل يمكن طحنها عند درجة حرارة منخفضة. السرعة سريعة ويمكن إكمالها في لحظة ، لذلك يتم الاحتفاظ بالمكونات النشطة بيولوجيًا للمسحوق إلى أقصى حد ، وذلك لتسهيل إنتاج المنتجات عالية الجودة المطلوبة.
حجم الجسيمات الدقيقة والتوزيع المنتظم: نظرًا لاستخدام طحن تدفق الهواء الأسرع من الصوت ، يكون توزيع القوى المؤثرة على المواد الخام موحدًا تمامًا. لا يقتصر إعداد نظام التصنيف على تقييد الجسيمات الكبيرة بشكل صارم فحسب ، بل يتجنب أيضًا الإفراط في الطحن ، ويحصل على مسحوق ناعم للغاية مع توزيع منتظم لحجم الجسيمات. في نفس الوقت ، يتم زيادة مساحة السطح المحددة للمسحوق بشكل كبير ، بحيث يتم زيادة الامتزاز والذوبان بشكل متناسب. .
حفظ المواد الخام وتحسين الاستخدام: بعد أن يتم طحن الجسم بدقة فائقة ، يمكن استخدام المسحوق فائق الدقة الذي يقارب حجم الجسيمات النانومترية بشكل مباشر في إنتاج المستحضرات ، بينما لا تزال منتجات الطحن التقليدية بحاجة إلى بعض الروابط الوسيطة تلبية متطلبات الاستخدام المباشر والإنتاج ، ومن المحتمل أن يتسبب ذلك في إهدار المواد الخام. لذلك ، هذه التقنية مناسبة بشكل خاص لطحن المواد الخام الثمينة والنادرة.
تقليل التلوث: يتم إجراء عملية طحن فائقة النعومة في نظام مغلق ، والذي لا يمنع فقط تلوث البيئة المحيطة بالمسحوق الدقيق ، بل يمنع أيضًا الغبار الموجود في الهواء من تلويث المنتج. لذلك ، من خلال استخدام هذه التكنولوجيا في منتجات الصحة الغذائية والطبية ، يمكن التحكم في المحتوى الميكروبي والغبار بشكل فعال.
2. طريقة الطحن
طحن وسط الطحن: طحن وسط الطحن هو عملية طحن جزيئات المواد عن طريق التأثير الناتج عن وسط الطحن المتحرك (وسط الطحن) وقوى الثني والضغط والقص غير الصدمية. عملية سحق وسط الطحن هي بشكل أساسي الطحن والاحتكاك ، أي البثق والقص. يعتمد تأثيره على الحجم والشكل والنسبة ونمط الحركة ومعدل ملء المادة والخصائص الميكانيكية لطحن المادة. هناك ثلاثة أنواع من معدات طحن الوسائط النموذجية: الطاحونة الكروية ، مطحنة التحريك ومطحنة الاهتزاز.
المطحنة الكروية هي عبارة عن معدات تقليدية تستخدم للطحن الدقيق للغاية ، ويمكن أن يصل حجم المنتج إلى 20-40 ميكرون. عندما يكون حجم الجسيمات للمنتج أقل من 20 ميكرون ، تكون الكفاءة منخفضة ، واستهلاك الطاقة كبير ، ووقت المعالجة طويل. تم تطوير مطحنة التقليب على أساس مطحنة الكرة ، وتتكون بشكل أساسي من حاوية الطحن ، والمحرض ، والمشتت ، والفاصل ومضخة التغذية. عند العمل ، تحت تأثير قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران عالي السرعة للمشتت ، ينتج وسيط الطحن وطين الجسيمات قص الصدمات والاحتكاك والضغط لطحن الجزيئات. يمكن لمطحنة التحريك أن تحقق مجهرية فائقة وتجانس جزيئات المنتج ، ويمكن أن يصل متوسط حجم الجسيمات للمنتج النهائي إلى بضعة ميكرونات على الأقل. مطحنة الاهتزاز هي طحن الجزيئات باستخدام تأثيرات القص والاحتكاك والبثق الناتج عن الاهتزاز عالي التردد لوسط الطحن. يمكن أن يصل متوسط حجم الحبيبات للمنتج النهائي إلى 2-3 ميكرون أو أقل ، وكفاءة السحق أعلى بكثير من المطحنة الكروية. قدرة المعالجة أكثر من 10 أضعاف قدرة المطحنة الكروية بنفس السعة.
طحن متناهية الصغر بتدفق الهواء: يمكن استخدام الطاحونة النفاثة للطحن المتناهي الصغر. إنه يستخدم الهواء المضغوط أو البخار المحمص ، وتدفق الهواء الأسرع من الصوت الناتج عن الفوهة كحامل للجسيمات ، ويحدث تراكم الصدمات بين الجسيمات أو بين الجسيمات واللوحة الثابتة ، والاحتكاك والقص ، وما إلى ذلك ، لذلك لتحقيق الغرض من الطحن. هناك ستة أنواع رئيسية من المطاحن المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لتدفق الهواء: نوع القرص ، ونوع الأنبوب الدائري ، والنوع المستهدف ، ونوع التصادم ، ونوع التأثير الدوراني ، ونوع الطبقة المميعة. مقارنة بالمسحوق الميكانيكي العادي للغاية من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يمكن لمطحنة الفولاذ المقاوم للصدأ ذات تدفق الهواء أن تطحن المنتج بشكل جيد للغاية (يمكن أن تصل دقة المسحوق إلى 2-40 ميكرون) ، ويكون نطاق توزيع حجم الجسيمات أضيق ، أي الجسيمات الحجم أكثر اتساقًا. نظرًا لأن الغاز يتمدد عند الفوهة لتقليل درجة الحرارة ، فلا توجد حرارة مصاحبة أثناء عملية الطحن ، وبالتالي يكون ارتفاع درجة حرارة الطحن منخفضًا جدًا. هذه الميزة مهمة بشكل خاص للطحن الدقيق للغاية للمواد منخفضة الانصهار والحساسة للحرارة. ومع ذلك ، فإن استهلاك الطاقة لطحن الهواء النفاث كبير ، ومعدل استخدام الطاقة حوالي 2٪ فقط ، وهو أعلى بعدة مرات من طرق الطحن الأخرى.
تجدر الإشارة إلى أنه من المعتقد عمومًا أن حجم الجسيمات للمنتج يتناسب طرديًا مع سرعة التغذية ، أي أنه كلما زادت سرعة التغذية ، زاد حجم جسيم المنتج. هذا الفهم ليس شاملا. هذا البيان معقول عندما تصل سرعة التغذية أو تركيز الجسيمات في آلة طحن الفولاذ المقاوم للصدأ إلى قيمة معينة. نظرًا لزيادة سرعة التغذية ، يزداد أيضًا تركيز الجسيمات في مطحنة الفولاذ المقاوم للصدأ ، ويحدث ازدحام الجسيمات. حتى الجسيمات تتدفق مثل المكبس. فقط الجسيمات الموجودة في مقدمة “المكبس” لديها إمكانية الاصطدام الفعال. تتصادم الجسيمات فقط وتفرك بعضها البعض بسرعة منخفضة ، وتولد الحرارة. ومع ذلك ، هذا لا يعني أنه كلما قل تركيز الجسيمات ، كلما كان حجم المنتج أصغر ، أو زادت كفاءة الطحن. على العكس من ذلك ، عندما يكون تركيز الجسيمات منخفضًا إلى مستوى معين ، فلن تكون هناك فرصة للتصادم بين الجزيئات وسيتم تقليل كفاءة الطحن.