کاربرد فناوری آسیاب فوق ریز در فرآوری مواد غذایی
فناوری سنگ زنی فوق ریز یک فناوری جدید است که در 20 سال گذشته توسعه یافته است. به اصطلاح سنگ زنی فوق ریز به استفاده از روش های مکانیکی یا هیدرودینامیکی برای غلبه بر نیروی انسجام داخلی جامدات برای آسیاب کردن آنها اشاره دارد، در نتیجه ذرات مواد بیش از 3 میلی متر تا 10-25 میکرون آسیاب می شود. پردازش مواد با تکنولوژی بالا تولید شده توسط توسعه تکنولوژی بالا. پودر بسیار ریز محصول نهایی آسیاب بسیار ریز است. دارای خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی است که ذرات معمولی فاقد آن هستند، مانند حلالیت خوب، پراکندگی، جذب و فعالیت واکنش شیمیایی. بنابراین، پودرهای بسیار ریز به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها مانند مواد غذایی، مواد شیمیایی، پزشکی، آرایشی، آفت کش ها، رنگ ها، پوشش ها، الکترونیک و هوافضا استفاده می شود.
1. ویژگی های فنی
سرعت سریع و سنگ زنی در دمای پایین: تکنولوژی سنگ زنی فوق العاده ریز از سنگ زنی جت مافوق صوت، سنگ زنی دوغاب سرد و سایر روش ها استفاده می کند که کاملاً با روش های آسیاب مکانیکی خالص قبلی متفاوت است. در طول فرآیند آسیاب، گرمای بیش از حد موضعی وجود نخواهد داشت و حتی می توان آن را در دمای پایین آسیاب کرد. سرعت آن سریع است و می توان آن را در یک لحظه تکمیل کرد، بنابراین مواد فعال بیولوژیکی پودر تا حد زیادی حفظ می شود تا تولید محصولات با کیفیت بالا را تسهیل کند.
اندازه ذرات ریز و توزیع یکنواخت: به دلیل استفاده از آسیاب جریان هوا مافوق صوت، توزیع نیروهای وارد بر مواد خام کاملاً یکنواخت است. تنظیم سیستم طبقه بندی نه تنها ذرات بزرگ را به شدت محدود می کند، بلکه از سنگ زنی بیش از حد نیز جلوگیری می کند و پودر بسیار ریز با توزیع اندازه ذرات یکنواخت به دست می آید. در عین حال، سطح ویژه پودر به شدت افزایش می یابد، به طوری که جذب و حلالیت به ترتیب افزایش می یابد. .
صرفه جویی در مواد خام و بهبود استفاده: پس از اینکه جسم کاملاً ریز شد، پودر بسیار ریز با اندازه ذرات تقریباً نانومتری می تواند به طور مستقیم در تولید فرآورده ها استفاده شود، در حالی که محصولات آسیاب معمولی هنوز به برخی از پیوندهای میانی نیاز دارند. الزامات استفاده مستقیم و تولید را برآورده می کند، این احتمالاً باعث اتلاف مواد خام می شود. بنابراین، این فناوری به ویژه برای آسیاب کردن مواد خام گرانبها و کمیاب مناسب است.
کاهش آلودگی: سنگ زنی بسیار ریز در یک سیستم بسته انجام می شود که نه تنها از آلودگی محیط اطراف توسط میکروپودر جلوگیری می کند، بلکه از آلودگی گرد و غبار موجود در هوا نیز جلوگیری می کند. بنابراین با استفاده از این فناوری در محصولات بهداشتی غذایی و پزشکی می توان محتوای میکروبی و گرد و غبار را به طور موثر کنترل کرد.
2. روش سنگ زنی
سنگ زنی محیط سنگ زنی: سنگ زنی محیط آسیاب فرآیند سنگ زنی ذرات مواد با استفاده از ضربه ایجاد شده توسط محیط سنگ زنی متحرک (وسیله سنگ زنی) و نیروهای خمشی، فشرده سازی و برشی بدون ضربه است. فرآیند پودر شدن رسانه آسیاب عمدتاً آسیاب و اصطکاک، یعنی اکستروژن و برش است. تأثیر آن به اندازه، شکل، نسبت، حالت حرکت، سرعت پر شدن مواد و ویژگی های مکانیکی سنگ زنی مواد بستگی دارد. سه نوع تجهیزات آسیاب معمولی وجود دارد: آسیاب گلوله ای، آسیاب همزن و آسیاب ارتعاشی.
آسیاب گلوله ای یک تجهیزات سنتی است که برای سنگ زنی بسیار ریز استفاده می شود و اندازه محصول می تواند به 20-40 میکرون برسد. هنگامی که اندازه ذرات محصول مورد نیاز است که زیر 20 میکرون باشد، راندمان کم، مصرف انرژی زیاد و زمان پردازش طولانی است. آسیاب همزن بر اساس آسیاب گلوله ای ساخته شده است که عمدتاً از ظرف آسیاب، همزن، پخش کننده، جداکننده و پمپ خوراک تشکیل شده است. هنگام کار، تحت اثر نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط چرخش پرسرعت پراکنده، محیط سنگ زنی و دوغاب ذرات باعث برش ضربه، اصطکاک و فشردن برای خرد کردن ذرات می شوند. آسیاب همزن می تواند به میکرونیزاسیون فوق العاده و همگن سازی ذرات محصول دست یابد و میانگین اندازه ذرات محصول نهایی می تواند حداقل به چند میکرون برسد. آسیاب ارتعاشی برای خرد کردن ذرات با استفاده از اثرات برش ضربه، اصطکاک و اکستروژن حاصل از ارتعاش فرکانس بالا از محیط آسیاب است. متوسط اندازه ذرات محصول نهایی می تواند به 2-3 میکرون یا کمتر برسد و راندمان پودر شدن بسیار بالاتر از آسیاب گلوله ای است. ظرفیت پردازش بیش از 10 برابر یک آسیاب گلوله ای با همان ظرفیت است.
آسیاب فوق ریز جریان هوا: آسیاب جت را می توان برای آسیاب بسیار ریز استفاده کرد. از هوای فشرده یا بخار فوق گرم و جریان هوای متلاطم بالا مافوق صوت تولید شده توسط نازل به عنوان حامل ذرات استفاده می کند و عقب ماندگی ضربه بین ذرات یا بین ذرات و صفحه ثابت، اصطکاک و برش و غیره رخ می دهد. برای رسیدن به هدف آسیاب کردن. شش نوع اصلی آسیاب های فولادی ضد زنگ جریان هوا وجود دارد: نوع دیسکی، نوع لوله در گردش، نوع هدف، نوع برخورد، نوع ضربه چرخشی و نوع بستر سیال. در مقایسه با پودر ساز فولاد ضد زنگ فوق العاده ریز مکانیکی معمولی، پودر کننده فولاد ضد زنگ جریان هوا می تواند محصول را بسیار خوب آسیاب کند (ظرافت پودر می تواند به 2-40 میکرون برسد)، و محدوده توزیع اندازه ذرات باریک تر است، یعنی ذرات. اندازه یکنواخت تر است از آنجا که گاز در نازل منبسط می شود تا دما را کاهش دهد، در طول فرآیند سنگ زنی گرمای همراه وجود ندارد، بنابراین افزایش دمای آسیاب بسیار کم است. این ویژگی به ویژه برای آسیاب بسیار ریز مواد با ذوب کم و حساس به حرارت مهم است. با این حال، مصرف انرژی سنگ زنی جت هوا زیاد است و میزان استفاده از انرژی تنها حدود 2٪ است که چندین برابر بیشتر از سایر روش های سنگ زنی است.
شایان ذکر است که عموماً اعتقاد بر این است که اندازه ذرات محصول نسبت مستقیمی با سرعت تغذیه دارد، یعنی هر چه سرعت تغذیه بیشتر باشد اندازه ذرات محصول نیز بزرگتر است. این درک جامع نیست. این جمله زمانی معقول است که سرعت تغذیه یا غلظت ذرات در پودر کننده فولاد ضد زنگ به مقدار معینی برسد. از آنجا که سرعت تغذیه افزایش می یابد، غلظت ذرات در پودر کننده فولاد ضد زنگ نیز افزایش می یابد و ازدحام ذرات رخ می دهد. حتی ذرات مانند یک پیستون جریان می یابند. فقط ذرات جلوی "پلانجر" امکان برخورد موثر را دارند. ذرات فقط با سرعت کم به هم برخورد می کنند و به هم می سایند و گرما تولید می کنند. با این حال، این بدان معنا نیست که هر چه غلظت ذرات کوچکتر باشد، اندازه محصول کوچکتر یا بازده آسیاب بالاتر است. برعکس، زمانی که غلظت ذرات تا حد معینی پایین باشد، احتمال برخورد بین ذرات وجود نخواهد داشت و راندمان آسیاب کاهش می یابد.