超低溫粉碎機的研究及改進(jìn)
信息來(lái)源：本站 | 發(fā)布日期：
2018-05-08
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關(guān)鍵詞：冷凍粉碎機,蛋白酶低溫粉碎機,酶制劑粉碎機,低溫粉碎機
超低溫粉碎機 設備概述
低溫粉碎原理很早就為人所知。美國早在1929年就有干冰與球磨機進(jìn)行低溫粉碎的加工專(zhuān)利技術(shù)。日本在1955年隨著(zhù)液態(tài)氮大量的生產(chǎn)，著(zhù)手進(jìn)行低溫粉碎技術(shù)的研究。
近幾年來(lái)，低溫粉碎技術(shù)再次引起人們的重視。這主要是人們渴望高品質(zhì)微粉化制品;先進(jìn)的廉價(jià)的低溫材料—液態(tài)氮的出現，又為工業(yè)化采用低溫粉碎技術(shù)提供了條件。
超低溫粉碎技術(shù)研究的動(dòng)向之一是在食品加工中的應用。隨著(zhù)低溫粉碎裝置的出現，應用領(lǐng)域的拓展，有逐步走向普及的趨勢，足以引起我國科技工作者的重視。
超低溫粉碎機 原理和特征
低溫粉碎，猶如把橡皮彈性物一樣的物料，冷卻到脆化點(diǎn)溫度以下，進(jìn)行沖擊。即利用物料的低溫脆性的共性，達到易粉碎的目的。它采用不活潑性的液態(tài)氮作為冷媒，在極低溫度下(一196℃)進(jìn)行粉碎。其特征是:
a、常溫下不能粉碎的物料，很容易粉碎;
b、能得到更細微的粉末和有銳角形狀的粒子，粉末流動(dòng)性好;
c、二粉碎的動(dòng)力消耗降低;
d、能防止粉碎時(shí)發(fā)出的臭氣、粉塵爆炸、著(zhù)火、噪聲等;
e、不管是常溫下有無(wú)脆化性，或脆化點(diǎn)溫度差異不同的復合材料，都可以進(jìn)行粉碎。
食品一般都會(huì )有較多的水分和纖維素。采用超低溫粉碎可以得到微細粉末，其揮發(fā)成分不會(huì )損失，也不會(huì )由于發(fā)熱而使食品變味，營(yíng)養成分下降;再由于氮氣包圍了粉碎物，防止了化學(xué)反應，抑制了酸化。
低溫粉碎的理想冷媒應具有:低沸點(diǎn)，不活潑性，不會(huì )燃爆，無(wú)毒性，工業(yè)上容易制取，價(jià)格較廉，在大氣壓下能成液態(tài)浸漬物料，便于操作。液氮能滿(mǎn)足上述要求，它是理想的低溫粉碎冷媒。
超低溫粉碎機 工藝及影響因素
低溫粉碎裝置的離心分級粉碎機，冷凍箱，旋風(fēng)分離器這些主要部分都應設計在一個(gè)保冷箱內，這有利于高效率地粉碎以及^大限度地減少熱損失。
1、粉碎工藝
首先原料在冷凍箱中預冷，冷凍箱的底部蓄有液態(tài)氮，在一196℃溫度下浸漬冷卻。充分冷卻了的原料，在螺旋加料器中混合，過(guò)剩的液態(tài)氮隨物料由螺旋加料器帶入低溫粉碎機。同時(shí)也可以直接向粉碎機輸氮，使粉碎機冷卻到所規定的溫度(一100℃)。低溫粉碎機內有許多多刃的棒錘，沖擊粉碎物料，機內還有分級機構，可以粉碎到任意粒度。
在低溫條件下，被粉碎分級的產(chǎn)品，由粉碎機自身產(chǎn)生的氣流和風(fēng)機抽風(fēng)的作用，將粉碎粒子帶入旋風(fēng)分離器內收集下來(lái)，由螺旋塞閥取出。低溫氮氣經(jīng)過(guò)粉碎機、旋風(fēng)分離器后分為三個(gè)流向:一部分循環(huán)到粉碎機，一部分進(jìn)入冷凍箱，給還沒(méi)有被液態(tài)氮冷卻的原料預冷，對氮氣進(jìn)行顯熱回收。殘余的氣體和冷凍箱里的氣體一起排出大氣。液態(tài)氮的供給受冷凍箱液面和粉碎機的出口溫度所控制，可自動(dòng)供氮。原料供給量由負荷控制裝置自控。其它機械部分都在保冷箱內。整個(gè)低溫粉碎裝置具有裝卸容易，結構簡(jiǎn)單，熱損失少，調整時(shí)間短的特點(diǎn)。
原料在機外分級，機內粗粒再循環(huán)粉碎，能達到提高粉碎效率，節約冷量的目的。
粉碎機的產(chǎn)品粒度調節范圍很廣，粉碎機運轉周速與獨特的離心分級機構相結合的調節，機外粒度調節搖柄可控制分級縫隙的開(kāi)度，使其獲得所需的粉碎粒度。
2、低溫粉碎的影響因素
a、^佳粉碎溫度選擇
降低氮耗量以便降低運行成本是低溫粉碎的重點(diǎn)。必須在合理的條件下，選擇合適的粉碎溫度。高分子材料存在與溫度相對應的脆性轉移點(diǎn)。這個(gè)轉移點(diǎn)對材料的機械特性持有很大影響，在脆性轉移點(diǎn)以下的溫度區域成玻璃狀，它的破壞面成脆性破壞面。而在轉移點(diǎn)以上的溫度區域，顯示出所謂粘彈性，這種狀況粉碎很困難。應該指出，確定脆性轉移點(diǎn)是困難的，只有模糊的程度范圍?？梢哉J為它是一個(gè)共同溫度，即由粉碎時(shí)受沖擊的瞬間溫升，粉碎前原料的溫度，原料周?chē)臍鉁厮鶚嫵傻囊粋€(gè)溫度。食品粉碎不象單純的塑料粉碎那樣，有清楚的溫度界限。各種物料的低溫粉碎，要逐步地積累資料，才能確定其粉碎的脆性轉移點(diǎn)。由此可見(jiàn)，實(shí)際的低溫粉碎，不是想像的那么簡(jiǎn)單。
b、影響液態(tài)氮消耗量的因素 液態(tài)氮的耗量絕大部分是用來(lái)抑制粉碎機和風(fēng)機的發(fā)熱。假定粉碎溫度是一定的，除了原料冷卻用的液態(tài)氮外，液態(tài)氮的消耗量就一定。單位原料的液態(tài)氮消耗量與原料粒子的變化量成反比。要降低單位原料液態(tài)氮的消耗量，若沒(méi)有必要降低粒子的細度，就不必進(jìn)行過(guò)冷卻。因此物料的冷卻溫度是單位液氮消耗量的影響因素。
c、影響粒度大小的因素
(1)粉碎機的轉速轉速增加，沖擊力增大，原料被粉碎得更細。
(2)原料的粉碎溫度粉碎溫度在脆性點(diǎn)以下，粒子粉碎得更細。
(3)分級縫隙的開(kāi)度分級部縫隙開(kāi)度越大，粉碎料返回量增加，原料粉碎得更細。
超低溫粉碎機 設計亮點(diǎn)
目前，低溫粉碎使用液態(tài)氮作為冷卻媒體。國外許多液態(tài)氮制造公司(空氣分離公司)，競相進(jìn)行低溫粉碎技術(shù)和低溫裝置的研究與開(kāi)發(fā)。已知的有法國萊格托公司，德國的林德公司，意大利的波利特公司，美國的氣體產(chǎn)業(yè)公司，日本的東洋公司和日本氧氣公司。日本上述兩公司于1975年共同開(kāi)發(fā)與研究的低溫粉碎裝置，目前已經(jīng)問(wèn)世。
1、裝置構成
一般低溫粉碎裝置由原料冷卻、供料、粒度調整、制品捕集、冷量回收、冷媒供給、粉碎、控制部分構成。粉碎機采用沖擊式粉碎較多。
2、裝置設計要求
a、構件材料要耐超低溫
一般選用奧氏體系鋼材和不銹鋼。沒(méi)有機械強度要求的部分，可用銅、黃銅、鋁等材料。
b、有效地控制冷媒耗量
排出氮氣的顯熱回收，產(chǎn)品的冷熱回收，耐低溫材料的選用，保溫結構的合理設計，液態(tài)氮的綜合控制等，都是降低冷媒耗量的方面。
c、產(chǎn)品品質(zhì)保持要求
產(chǎn)品品質(zhì)要有充分的保證，^主要的是能有效地控制粉碎溫度。以食品為例，原料浸人液態(tài)氮中，快速通過(guò)^大冰結晶生成帶(0~一5℃)，食品中的水分大部分生成微細結構的冰結晶，細胞組織沒(méi)有破壞，產(chǎn)品品質(zhì)不會(huì )受影響。
d、裝置結構要簡(jiǎn)單、便于清掃
用于食品的低溫粉碎，原料變更較多，衛生管理是重要的，裝置結構要簡(jiǎn)單，結構上要便于清掃。
e、要有排除氮氣的安全裝置
室內氮氣要能排除，氮氣排出口必須通向室外，室內必須裝有氧濃度測定計和換氣裝置。
