第4节、超微粉碎技术及应用

1、华东理工大学 葛晓陵教授 专用第4节、超微粉碎技术及应用华东理工大学 葛晓陵教授 专用粉碎的基本方法华东理工大学 葛晓陵教授 专用华东理工大学 葛晓陵教授 专用超微粉碎是国内外粉碎加工技术的高科技尖端技术。是基于微米技术原理的制造（微米技术是纳米技术基础）。华东理工大学 葛晓陵教授 专用超微粉碎设备的工作原理：工作原理： 应用转子高速旋转所产生的湍流，将物料在气流中形成高频振荡，使物料的运动方向和速度在瞬间发生剧烈变化，物料颗粒间发生急速撞击、摩擦，经过很多次的反复碰撞而裂解成微细粉，同时，加以冷冻、冷风、热风、除湿、分级等过程，使物料达到加工要求。 绝不同于是一般的机械粉碎。 华东理工大学

2、葛晓陵教授 专用超微粉加工技术产品特点：产品特点： 在不破坏其组织结构的情况下，可以使细度高达2000目，产品比表面积大，孔隙率高，包容性强，产品的内在质量得到充分改善，原有的自然风味得以进一步发挥，物料的分散性、溶解性、吸分散性、溶解性、吸附性附性也都得到根本的改善，大大提高了原料的利用率。 量变引起质变。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用加工范围：加工范围： 目前所生产的超微粉碎设备可将植物的根、茎、叶、果实和动物的肉、骨、蛋等加工成微细粉体，作为食品、饮料、保健品、药品、化装品等产品的原料。干法生产板栗粉、苹果粉、马铃薯粉、南瓜粉、胡萝卜粉成套设备。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用加工范围

3、：加工范围： 粮食微粉加工成套设备：（全麦，红豆，绿豆，黑米，各种杂粮，薯类等） 果品微粉加工机组：（菠萝，红果，香蕉，橘子，红枣，哈密瓜，杏仁，茶叶等） 蔬菜微粉加工机组：（菠菜，芹菜，扁豆，香菇，海带，魔芋等） 华东理工大学 葛晓陵教授 专用微粉碎机微粉碎机 微粉碎机一般是用于水产饲料的原料粉碎。 使用专用的微粉碎机，粉碎后物料的平均粒度可达到200500目。 在生产250m粒度的粉料时，锤片式粉碎机的效率是30，而气流排料式微粉碎机的效率则是95。华东理工大学 葛晓陵教授 专用立式无筛粉碎机华东理工大学 葛晓陵教授 专用超微粉碎机 无筛式粉碎机，粉碎物料粒度由气流速度控制，粉碎粒度要求9

4、5通过0.15mm（100目），超微粉碎通常由超微粉碎机、气力输送、分级机配套来完成。 原料的粉碎粒度可能显示出意想不到的特性，但也带来了比较多的问题，如静电吸附，物料的流动性差，粉碎消耗的能量大，提高了生产成本，对加工操作的影响比较大，这些不利影响可以采取不同的方法加以克服（如改变加工工艺）。微粉碎微粉碎华东理工大学 葛晓陵教授 专用ACM-10微磨系统华东理工大学 葛晓陵教授 专用卧式超微粉碎机 一种卧轴、双室、气流分级式粉碎机，主要依靠冲击粉碎原理工作，在粉碎的同时能够进行分级和清除杂质。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用超音速喷射式粉碎机华东理工大学 葛晓陵教授 专用超音速喷射式粉碎机超

5、音速喷射式粉碎机 物料从喂料口投入后，受到2.5马赫（气流速度与音速的比值）以上的超音速气流的强烈冲击，使物料颗粒相互间发生剧烈的碰撞作用，可达到1的超微细粒度。粉碎机上设有粒度分级机构，微粒排出后，粗粒返回机内继续粉碎，直至达到所需粒度为止。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用超音速喷射式粉碎机超音速喷射式粉碎机华东理工大学 葛晓陵教授 专用圆盘式气流粉碎机示意图华东理工大学 葛晓陵教授 专用超微粉碎机 江苏大学 农产品实验室华东理工大学 葛晓陵教授 专用超微粉碎机拆卸图华东理工大学 葛晓陵教授 专用超微粉碎机拆卸图华东理工大学 葛晓陵教授 专用超微粉碎机组装图 江苏大学农产品实验室华东理工大学

6、 葛晓陵教授 专用立式环形喷射式粉碎机立式环形喷射式粉碎机 华东理工大学 葛晓陵教授 专用微粉碎机组华东理工大学 葛晓陵教授 专用华东理工大学 葛晓陵教授 专用华东理工大学 葛晓陵教授 专用超细新材料制备技术及应用 华东理工大学华东理工大学葛晓陵葛晓陵上海市梅陇路上海市梅陇路130号号 200237华东理工大学 葛晓陵教授 专用超细新材料的制备方法超细新材料的制备方法 化学制备法：化学制备法：从无到有通过控制化学反应生成速率来达到控制颗粒生核、长大、及粒径分布特点：易大规模生产，颗粒形貌可控，技术要求有一定难度成本高，产率低，有污染防治要求 物理制备法物理制备法：从大到小超细粉碎通过外力，使颗

7、粒断裂，破碎，而达到粉碎的目的特点：价格低廉，工艺简单，易工业放大粒径分布宽，形貌、晶形不可控有少量污染防治华东理工大学 葛晓陵教授 专用超细材料的区分 统称：粉体 100 nm 纳米 0.1 1.0 m 亚微米 1.0 15 m 微米 15 m 微米 以上 事实上粉体粒径分布是一个曲线0510152025303500.511.522.533.544.5Diameter(um)volume (%)华东理工大学 葛晓陵教授 专用粉体的测量 300目（43m）500目（25 m） 筛分 1 25 m 颗粒仪器测量 小于 1m 测量的精确性影响很大颗粒的直径和形貌、比重、统计模型有关电镜仅能表达局部

8、性能华东理工大学 葛晓陵教授 专用超细新材料发展 20世纪80年代 90年代物理超细技术发展很快，主要集中在非金属矿产业的资源深加工并应用在塑料、橡胶、化工、磨具磨料、造纸等 扩大使用范围，提高产品附加值如超细碳酸钙、超细SiO2、超细SiC、超细Al2O3、超细石墨等等 （单一品种）华东理工大学 葛晓陵教授 专用超细新材料的发展 90年代到现在超细复合颗粒和功能性颗粒发展辐射远红外功能、抗紫外功能、抗菌功能、抗电磁波、负离子功能、光催化功能等主要用于化纤工业、涂料工业、民用和军事工业等华东理工大学 葛晓陵教授 专用超细新材料的发展 90年代中期 超细技术进入制药工业 解决药典和国际接轨和人体

9、吸收问题 国家九五重点科技攻关“符合GMP的超细粉碎技术及设备”：合成药的制剂化 中草药的超细粉碎技术也开始研究，并在中医药学研究人员的合作下，取得一定进展。农副产品的超细技术可鉴戒中草药的超细技术。华东理工大学 葛晓陵教授 专用纳米科技-理解大自然奥妙的技术 珍珠粉9899%为碳酸钙，12%为各种氨基酸0.51%各种对人体有益的氨基酸达17种 苦瓜粉 苦瓜总甙200 400mg/100g1900mg/100g 花卉香精香气纯正，保持头香 电气石极大增加负离子的释放华东理工大学 葛晓陵教授 专用药品的超细粉碎技术和设备的要求药品的超细粉碎技术和设备的要求 国际药典的接轨：如 青霉素15 m 化

10、学原料药的大国，制剂药规模很小，药品的主要利润在制剂药 1、不降低粉体原料的白度，不污染粉体； 2、不改变粉体原料的原有晶格型态； 3、简化粉体制备工艺流程，无三废。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用基本原理华东理工大学 葛晓陵教授 专用符合GMP超细粉碎 GMP的基本内容的基本精神是要保证药品的质量（100%的保证）防止混杂、避免差错，防止污染和交叉污染。其主要内容概括为： （1）密封条件下操作 （2）防止产生异物（如腐蚀、磨损、滴漏、脱落、 尘粒等） （3）易于彻底清洗和灭菌（结构简单、拆装方便） （4）提高装备水平，缩短生产周期，减少人员投入提高机械化和自动化，开发多功能为一体的新设备华东

11、理工大学 葛晓陵教授 专用超细粉碎工艺流程a、动力源部分：空压机、除油机、冷冻干燥器、过滤机、安排在一般动力车间。b、超细粉碎部分：粉碎机、一级、二级分级，在无菌室操作。c、后处理部分：除尘（气/固分离器），引风机等，安排一般清洁车间。华东理工大学 葛晓陵教授 专用粉碎工艺模块化 通过模块化设计，可以将超细粉碎的主要工艺全部集成在一个小的加工模块中，尤其是将该工艺中的动力气流路线和洁净消毒车间的内循环气流路线分开，防止产生泄露而交叉污染。 由于气流粉碎的影响因素较多，要解决从信号采样、自动喂料、粉碎检查、信息反馈等一些技术问题。 在整个超细粉碎工艺中，自动进料，自动采集各种操作参数及集号、自动

12、收料和包装，但对粉碎细度的控制和调节还需人工操作。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用中草药的超细加工中草药的超细加工 1、是中药制药改变现状，打破传统制药手段，中医药制药新工艺发展的需要。 2、有利于提高中药的药效，增加人体的吸收，是中药制药发展的必然趋势。 3、改变出口现状，变粗产品出口为精、深加工产品出口。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用中药超细粉碎的方法及特点 机械式粉碎 机械式粉碎原理是由电动机驱动高速旋转的叶轮上带有能活动的刀片（或榔头）对中药进行粉碎。这是以撞击为主体的粉碎，属于粗粉碎的设备。一般中药机械厂都有这种设备，这种设备粉碎的细度可达80目。粉碎细度的调节通过旋转设备内腔的筛

13、网来控制。在粉碎时由于高速机械碰撞，粉碎腔必须进行冷却。但是在刀片（或榔头）和被粉碎物撞击的瞬间，粉碎温度还是高的，可达100250以上。这有可能对植物类的草药的营养成份有一定损失，对动物类的脂肪或胶状物就会引起粘壁，堵塞粉碎进出道路而无法粉碎。华东理工大学 葛晓陵教授 专用中药超细粉碎的方法及特点 振动磨粉碎振动磨、球磨机及行星磨等属于同类粉碎设备，均可用在中药的超细粉碎上。目前市场上推广最多的是振动磨。经过改进后的振动磨对不少中药的粉碎有一定的优势，也有其特色。振动磨还可以和冷冻粉碎结合起来，对熔点较低的药材，通过引入低温介质，将温度控制到零摄氏度以下进行超细粉碎。粉碎细度在140m之间。

14、华东理工大学 葛晓陵教授 专用中药超细粉碎的方法及特点气流粉碎 气流粉碎和上述粉碎根本不同之处是气流通过一特制的喷嘴，将0.81.0MPa的静压能转变为23倍超音速动能，用高速气体的动能对粉碎物料进行撞击，并引起被粉碎物料相互碰撞而粉碎。气流粉碎工艺相对比较复杂。除了高速气流粉碎外，还需要分级、气/固分离等相配套的设施 。华东理工大学 葛晓陵教授 专用中草药超细粉碎后的作用 1、超细后对药效的影响 2、减少因人体吸收差异而形成的药效的差异等 （1）大约仅需1/51/10左右的超细药剂是能和原汤药的相应剂量的药效相同。 （2）病人服用较方便，尤其对一些晚期肿瘤或其它病例。 超细粉碎的中药能更多地

15、保留原中药材的各种成份，生物活性也明显会高出许多。 华东理工大学 葛晓陵教授 专用技术、经济效益分析 我国共有中药工业企业1000多家，固定资产原值133.4亿元，其中大型企业182家，完成工业产值126亿元 未经超细加工的珍珠粉为300元500元/千克，而经过超细加工到2000目以上，价格增加到20003000元/千克，超细加工的成本仅为不到十元。在国际市场上这种超细珍珠粉的市场需求量很大 。 我国目前中药出口约为10亿美元，仅占世界市场3%的份额， 市场很大。对农副产品来说，更是一个很大的新市场。华东理工大学 葛晓陵教授 专用农产品的超细加工 植物类植物的花粉（孢子粉）、茎、叶、果都可进行超细粉碎，开发出具有广阔市场前景的系列超细产品。 动物类动物鲜骨如各种畜、禽类动物鲜骨（好骨髓及少量肉、筋）除含有丰富的蛋白质和脂肪外，