粉碎是指分裂固体分子之间结合力的操作,或者说,粉碎使大块团体物料碎裂,变成小块的团体物料。粉碎在食品加工中极为重要,各类食品的加工都要广泛地使用不同类型的粉碎设备。
食品粉碎机械的功能是用机械的方法克服固体物料内部凝聚力并将其分裂。根据被处理物料尺寸的大小不同,将大块物料分裂成小块者称为破碎,将小块物料分裂成细粉者称为粉磨。破碎和粉磨通称为粉碎。
按被处理物料的粒径,粉碎可分为粗碎、中碎、细碎、微碎和超微碎。对于较大的固体物料一般采用分级粉碎的方法。为了更明确起见,亦可按下面的方法加以详细区分:凡经过处理后物料直径为100~200mm左右者为粗碎;直径为20~70mm左右为中碎;直径3~20mm者为细碎;直径为0.1~0.3mm者为粗磨;直径为0.06~0.1mm者为细磨;直径为0.004~0.02mm或更细者为超细磨。
微碎时其粉碎比比粗碎、中碎或细碎时的粉碎度都要大些。例如经一次粉碎后的粉碎度,粗碎为2~6,中碎或细碎为5~50,而微碎则大于50。
粉碎操作分为干法和湿法两类。使用干法操作时,必须使物料中所含水分符合一定限度,湿度过高的物料需先经干燥处理后才能进行粉碎。采用湿法操作时,必须使物料保持一定水分。在食品加工中一般是采用干法操作。
粉碎比表示在粉碎操作中物料粒径的减低比例。粉碎比可用下述公式计算,设粉碎比为i,即:
或
式中:dmax——粉碎前最大物块粒径(最大粒径破碎以80%过筛时的筛孔尺寸或,粉磨95%);
d,max——粉碎后最大物块粒径;
dj——粉碎前物料平均粒径;
d,j——粉碎后物料平均粒径。
平均粒径的计算公式见参考书P40-41
食品加工中的粉碎一般基于下述目的:
(1)制取一定粒度的制品,如盐、砂糖、咖啡、可可等。
(2)使固体原料经粉碎处理后,便于干燥或易于溶解,如干燥食品、干燥饲料等。
(3)将固体物料破碎成细小颗粒,以备进一步加工使用,如将薯类、玉米、小麦等粉碎而得到某种粒度的原料,进而将其分离制取淀粉。
(4)把两种或两种以上的固体原料粉碎后,使其能均匀地混合,如制作各种调味粉。
二、
粉碎机械的分类
在干法粉碎中,机械的分类可按照被粉碎物料的大小和获得粉碎成品的尺寸分为四类。
名 称 |
典型机械 |
被粉碎物料粒径(mm) |
粉碎后产品粒径(mm) |
粗碎机械 |
鄂式压碎机 |
40-50 |
5-40 |
锥形轧碎机 |
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中、细碎机械 |
圆锥粉碎机 |
5-40 |
0.2-0.5 |
滚筒轧碎机 |
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微碎机械 |
球磨机 |
0.2-0.5 |
0.1以下(可小于0.074毫米,通过200目筛) |
棒磨机 |
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轮碾机 |
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超微碎机械 |
胶体磨 |
20-200目筛 |
300目筛 |
三、
粉碎的原理和方法
物料在粉碎过程中受到的作用力有(1)挤压力;(2)撞击力;(3)剪切力;(4)劈裂力;(5)研磨力。
其中压碎多用于大块物料的第一步处理;击碎、劈碎和剪碎多用于脆性物料的破碎;磨碎多用于小块物料和韧性物料的粉碎。其它附带的作用力还有剪切、弯曲、扭曲等。在多数情况下,粉碎操作时的作用力不可能仅仅是上述的任何一种作用力,而是几种作用力的同时作用,如挤压时往往还伴随着研磨。