การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการบดละเอียดในการแปรรูปอาหาร

เทคโนโลยีการเจียรแบบ Ultrafine เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาขึ้นในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา การเจียรแบบละเอียดพิเศษที่เรียกว่าหมายถึงการใช้วิธีการทางกลหรืออุทกพลศาสตร์เพื่อเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวภายในของของแข็งในการบด ดังนั้นจึงบดอนุภาคของวัสดุที่มีขนาดมากกว่า 3 มม. ถึง 10-25 ไมครอน วัสดุที่ใช้เทคโนโลยีชั้นสูงที่ผลิตโดยการพัฒนาเทคโนโลยีชั้นสูง ผงละเอียดพิเศษเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการเจียรที่ละเอียดมาก มีคุณสมบัติพิเศษทางกายภาพและเคมีที่อนุภาคธรรมดาไม่มี เช่น ความสามารถในการละลายที่ดี การกระจายตัว การดูดซับ และกิจกรรมปฏิกิริยาเคมี ดังนั้น ผงละเอียดพิเศษจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น อาหาร เคมีภัณฑ์ ยา เครื่องสำอาง ยาฆ่าแมลง สีย้อม สารเคลือบ อิเล็กทรอนิกส์ และการบินและอวกาศ

1. คุณสมบัติทางเทคนิค

การเจียรด้วยความเร็วที่รวดเร็วและอุณหภูมิต่ำ: เทคโนโลยีการเจียรแบบละเอียดพิเศษใช้การเจียรด้วยความเร็วเหนือเสียง การเจียรด้วยสารละลายเย็น และวิธีการอื่นๆ ซึ่งแตกต่างจากวิธีการเจียรเชิงกลแบบเดิมอย่างสิ้นเชิง จะไม่มีความร้อนสูงเกินไปในระหว่างกระบวนการเจียร และยังสามารถบดที่อุณหภูมิต่ำได้อีกด้วย ความเร็วนั้นรวดเร็วและสามารถทำได้ในทันที ดังนั้นส่วนผสมที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพของผงจึงถูกเก็บรักษาไว้อย่างดีที่สุด เพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่ต้องการ

ขนาดอนุภาคละเอียดและการกระจายที่สม่ำเสมอ: เนื่องจากการใช้การบดอัดลมด้วยความเร็วเหนือเสียง การกระจายแรงที่กระทำต่อวัตถุดิบจึงค่อนข้างสม่ำเสมอ การตั้งค่าของระบบการจัดหมวดหมู่ไม่เพียงแต่จำกัดอนุภาคขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังหลีกเลี่ยงการบดมากเกินไป และได้รับผงละเอียดพิเศษด้วยการกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอ ในเวลาเดียวกัน พื้นที่ผิวจำเพาะของผงจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เพื่อให้การดูดซับและการละลายเพิ่มขึ้นตามลำดับ

ประหยัดวัตถุดิบและปรับปรุงการใช้ประโยชน์: หลังจากที่วัตถุบดละเอียดเป็นพิเศษแล้ว โดยทั่วไปผงละเอียดพิเศษที่มีขนาดอนุภาคใกล้นาโนเมตรสามารถนำมาใช้โดยตรงในการผลิตการเตรียมการ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ของการเจียรทั่วไปยังคงต้องการการเชื่อมโยงระดับกลาง ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานและการผลิตโดยตรง ซึ่งอาจก่อให้เกิดการสิ้นเปลืองวัตถุดิบ ดังนั้นเทคโนโลยีนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบดวัตถุดิบล้ำค่าและหายาก

ลดมลภาวะ: การเจียรละเอียดพิเศษจะดำเนินการในระบบปิด ซึ่งไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงมลภาวะของสภาพแวดล้อมโดยรอบด้วยผงขนาดเล็ก แต่ยังป้องกันฝุ่นในอากาศไม่ให้ก่อให้เกิดมลพิษต่อผลิตภัณฑ์อีกด้วย ดังนั้นด้วยการใช้เทคโนโลยีนี้ในผลิตภัณฑ์อาหารและสุขภาพทางการแพทย์ สามารถควบคุมปริมาณจุลินทรีย์และฝุ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. วิธีการเจียร

การเจียรสื่อการเจียร: การเจียรสื่อการเจียรเป็นกระบวนการของการบดอนุภาควัสดุโดยใช้การกระแทกที่เกิดจากตัวกลางการเจียรที่เคลื่อนที่ (ตัวกลางการบด) และการดัดงอการบีบและแรงเฉือนที่ไม่กระทบ กระบวนการบดวัสดุบดส่วนใหญ่เป็นการเจียรและการเสียดสี ได้แก่ การอัดรีดและการตัด ผลจะขึ้นอยู่กับขนาด รูปร่าง อัตราส่วน โหมดการเคลื่อนที่ อัตราการเติมของวัสดุ และลักษณะทางกลของการเจียรวัสดุ อุปกรณ์บดสื่อทั่วไปมีสามประเภท: โรงสีลูก โรงสีกวน และโรงสีสั่นสะเทือน

โรงสีบอลเป็นอุปกรณ์แบบดั้งเดิมที่ใช้สำหรับการเจียรที่ละเอียดมาก และขนาดผลิตภัณฑ์สามารถเข้าถึง 20-40 ไมครอน เมื่อขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ต้องต่ำกว่า 20 ไมครอน ประสิทธิภาพต่ำ ใช้พลังงานมาก และใช้เวลาดำเนินการนาน โรงสีกวนได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของโรงสีลูก ส่วนใหญ่ประกอบด้วยภาชนะบด กวน กระจาย แยก และปั๊มป้อน เมื่อทำงาน ภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่เกิดจากการหมุนด้วยความเร็วสูงของตัวกระจาย ตัวกลางในการเจียรและสารละลายของอนุภาคจะสร้างแรงเฉือน แรงเสียดทาน และการบีบเพื่อบดอนุภาค โรงสีกวนสามารถบรรลุระดับไมโครไมโครและทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของอนุภาคผลิตภัณฑ์ และขนาดอนุภาคเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสามารถเข้าถึงได้อย่างน้อยสองสามไมครอน โรงสีสั่นสะเทือนคือการบดอนุภาคโดยใช้ผลกระทบของแรงเฉือนกระแทก แรงเสียดทานและการอัดรีดที่เกิดจากการสั่นสะเทือนความถี่สูงของสื่อการเจียร ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสามารถเข้าถึง 2-3 ไมครอนหรือน้อยกว่า และประสิทธิภาพการบดเป็นผงจะสูงกว่าของโรงสีลูกมาก กำลังการผลิตมากกว่า 10 เท่าของโรงสีลูกที่มีความจุเท่ากัน

การเจียรละเอียดแบบไหลเวียนของอากาศ: เครื่องบดแบบเจ็ทสามารถใช้สำหรับการเจียรแบบละเอียดมากได้ ใช้ลมอัดหรือไอน้ำร้อนยวดยิ่ง และกระแสลมปั่นป่วนเหนือเสียงที่เกิดจากหัวฉีดเป็นพาหะของอนุภาค และ backlog ของผลกระทบเกิดขึ้นระหว่างอนุภาคหรือระหว่างอนุภาคกับแผ่นคงที่ แรงเสียดทานและแรงเฉือน ฯลฯ ดังนั้น เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการบด เครื่องบดสแตนเลสแบบไหลเวียนของอากาศแบ่งออกเป็น 6 ประเภทใหญ่ๆ ได้แก่ แบบจาน แบบท่อหมุนเวียน แบบเป้าหมาย แบบการชน แบบกระแทกแบบหมุน และแบบฟลูอิไดซ์เบด เครื่องบดสแตนเลสแบบไหลเวียนของอากาศสามารถบดผลิตภัณฑ์ได้ดีมาก (ความละเอียดของผงสามารถเข้าถึง 2-40 ไมครอน) และช่วงการกระจายขนาดอนุภาคจะแคบลง กล่าวคือ อนุภาค ขนาดมีความสม่ำเสมอมากขึ้น เนื่องจากก๊าซจะขยายตัวที่หัวฉีดเพื่อลดอุณหภูมิ จึงไม่มีความร้อนประกอบระหว่างกระบวนการเจียร ดังนั้นอุณหภูมิในการเจียรจึงสูงขึ้นต่ำมาก คุณลักษณะนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการเจียรละเอียดพิเศษของวัสดุที่หลอมละลายต่ำและไวต่อความร้อน อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานของการเจียรด้วยลมเจ็ทมีขนาดใหญ่ และอัตราการใช้พลังงานเพียง 2% ซึ่งสูงกว่าวิธีการเจียรแบบอื่นๆ หลายเท่า

เป็นที่น่าสังเกตว่าโดยทั่วไปเชื่อกันว่าขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วในการป้อน กล่าวคือ ยิ่งความเร็วในการป้อนมากขึ้น ขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ก็จะยิ่งมากขึ้น ความเข้าใจนี้ไม่ครอบคลุม ข้อความนี้สมเหตุสมผลเมื่อความเร็วในการป้อนหรือความเข้มข้นของอนุภาคในเครื่องบดสแตนเลสถึงค่าที่กำหนด เนื่องจากความเร็วในการป้อนเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของอนุภาคในเครื่องบดสแตนเลสจึงเพิ่มขึ้นด้วย และเกิดการเกาะกลุ่มของอนุภาค แม้แต่อนุภาคก็ไหลเหมือนลูกสูบ เฉพาะอนุภาคที่อยู่ด้านหน้าของ “ลูกสูบ” เท่านั้นที่มีโอกาสเกิดการชนกันอย่างมีประสิทธิภาพ อนุภาคจะชนกันและถูกันด้วยความเร็วต่ำเท่านั้น และทำให้เกิดความร้อน อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่ายิ่งความเข้มข้นของอนุภาคน้อยเท่าไร ขนาดผลิตภัณฑ์ยิ่งเล็กลง หรือประสิทธิภาพในการเจียรยิ่งสูงขึ้น ในทางตรงกันข้าม เมื่อความเข้มข้นของอนุภาคต่ำถึงระดับหนึ่ง จะไม่มีโอกาสเกิดการชนกันระหว่างอนุภาคและประสิทธิภาพการบดจะลดลง