CN100421805C - 高压膨胀流体超细粉碎方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压膨胀流体超细粉碎方法。它依次包括以下步骤：将液体加入大分子物质、其他有机物质或者其他无机物质中，然后对物料进行湿法粗粉碎，制成浆料；将浆料加入到浆料混合分散装置中，充分搅拌混合；将搅拌混合后的浆料置入装有流体介质并具有冷却功能的冷却循环装置中，冷却浆料；将冷却的浆料加入高压膨胀流体装置中，并对浆料加到高压；当高压状态下的流体渗入物质微孔中，然后迅速卸压；根据浆料细度，循环上述超细粉碎步骤。本发明能使许多用机械方法不能细化的大分子网状结构活性物质超细化。由于物料在新鲜状态中湿法粉碎，物质中的活性成份及有效成份不易被破坏，因此能保持被粉碎物质成份的全天然性及完整性。
Description
一技术领域
本发明涉及一种粉碎方法，特别是一种高压膨胀流体超细粉碎方法。
二背景技术
具有韧性、塑性纤维、含蛋白质及有机质较高并含有部分新鲜类物料的超细化的制备方法，通常是对这些材料用液氮进行深冷冻处理，将其冷冻至玻璃化温度之下，使其呈脆性状态，然后再采用机械方法或气流方式使其超细化。深冷冻粉碎方法的缺点是生产成本高，设备系统复杂，另外对于粉碎生物制品及纯度要求高的产品，往往由于液氮的纯度达不到要求，而给产品带来了污染。如采用纯液氮，其生产成本不仅更加昂贵，而且还存在许多技术难题。尤其是生物制品，进行深冷冻处理后，往往使其中的活性成份受到破坏，对保持原物质成份的完整性极为不利。另外，采用常规超细技术无法使某些有机或无机物质超细化至亚微米级或纳米级。
三发明内容
本发明的目的在于提供一种高压膨胀流体超细粉碎方法，以使食品、保健品、生物、农业、医药、化妆品、化工、材料及日化领域大分子物质、有机或无机物质超细化。
实现本发明目的的技术方案是：一种高压膨胀流体超细粉碎方法，依次包括以下步骤：
第一步，将液体加入大分子物质、其他有机物质或者其他无机物质中，然后对物料进行湿法粗粉碎，制成质量百分比为30～40％浓度的浆料；
第二步，将浆料加入到浆料混合分散装置中，充分搅拌混合；
第三步，将搅拌混合后的浆料置入装有流体介质并具有冷却功能的冷却循环装置中，冷却浆料；
第四步，将冷却的浆料加入高压膨胀流体装置中，并对浆料加压，该加压的压力是足以使能量传递到浆料物质的内部；
第五步，当高压状态下的流体渗入物质微孔中，然后迅速卸压，聚积在物质内部的能量随之释放而快速膨胀，使大分子断裂、有机物质或者无机物质碎裂；
第六步，根据浆料细度，循环进行第二步至第五步的超细粉碎步骤。
本发明的高压膨胀流体超细粉碎方法，在制备浆料时，对湿法粗粉碎后的物料进行湿法细粉碎循环。
本发明的高压膨胀流体超细粉碎方法，在搅拌混合时，根据物料特性加入微量表面改性剂，使表面改性剂在超细粉碎过程中充分分散。
本发明的高压膨胀流体超细粉碎方法中，对冷却的浆料加压到100-300MPa。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：它能使许多用其它机械方法不能细化的大分子网状结构活性物质超细化。而且，由于物料在新鲜状态中湿法粉碎，物质中的活性成份及有效成份不易被破坏，因此能保持被粉碎物质成份的全天然性及完整性。另外，它易于制备出悬浮性、分散性及均匀性良好的浆料，可使大分子网状结构的蛋白质与纤维的混合物超细化，是其它机械粉碎方法难以实现的。
四附图说明
附图是本发明的高压膨胀流体超细粉碎方法的流程示意图。
五具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明的高压膨胀流体超细粉碎方法，可以在高压膨胀流体超细装置中进行，依次包括以下步骤：
第一步，将液体加入大分子物质、其他有机物质或者其他无机物质中，然后对物料进行湿法粗粉碎，制成质量百分比为30～40％浓度的浆料；如果细度不符合要求，对湿法粗粉碎后的物料可再进行湿法细粉碎循环。
第二步，将浆料加入到浆料混合分散装置中，充分搅拌混合。
第三步，将搅拌混合后的浆料置入装有流体介质并具有冷却功能的冷却循环装置中，冷却浆料。
第四步，将冷却的浆料加入高压膨胀液流装置中，并对浆料加压，该加压的压力是足以使能量传递到浆料物质的内部；对冷却的浆料加压可以到100-300MPa。
第五步，当高压状态下的流体渗入物质微孔中，然后迅速卸压，如迅速卸压至常压，聚积在物质内部的能量随之释放而快速膨胀，使大分子断裂、有机物质或者无机物质碎裂。
第六步，根据浆料细度，循环进行第二步至第五步的超细粉碎步骤。
上述第二步到第五步是超细粉碎方法，但是根据物料特性，如对于粘性大，容易团聚的浆料，在搅拌混合时加入微量表面改性剂，使表面改性剂在超细粉碎过程中充分分散。
本发明高压膨胀流体超细粉碎方法中，一般物质，尤其是有机物质和某些无机物质，其内部总是存在许多微细小孔或裂隙，如果将这种物质的颗粒置于具有足够高压力的流体介质中，如液体或气体。由于压力的推动与传送作用，高压流体渗入物质内部微孔中。当外部环境流体的压力突然释放时，如卸至常压，物质内部的压力远远高于物质外部的压力，因而使物质从内部胀裂，而达到粉碎的目的。由于物质内部微孔极多，因而从内部胀裂点多，所以物质可以粉碎得极细，甚至是亚微米或纳米级。
实施例1：海藻的高压膨胀流体超细粉碎方法。
第一步，将新鲜海藻按40％的浓度比例先进行湿法粗粉碎循环致100目制成海藻浆料，这样物质中的活性成份及有效成份不易被破坏，因此保持被粉碎物质成份的全天然性及完整性；
第二步，将制作的100目海藻浆料加入浆料混合分散装置中，充分搅拌混合。由于海藻浆料粘性大，容易团聚，为使海藻浆料得到充分分散，加入0.05％表面改性剂；
第三步，将搅拌混合后的100目海藻浆料置入装有水的冷却循环装置中，开启系统冷却循环水，冷却100目海藻浆料。由于采用液态如水为压力传递介质整个系统的压力温度上升较缓慢，能有效的防止被粉碎的生物材料变质。因而可以保证生物材料的全天然性和完整性；
第四步，对冷却的100目海藻浆料加入高压膨胀液流装置中，根据产品细度决定加压的压力大小，调节膨胀阀加压到300MPa，该高压足以使能量传递到100目海藻浆料大分子及有机物质内部。由能量守恒、能量传输及破碎等理论可知，外压越高，传输给被粉碎物质内部的能量也越多，提高给被粉碎物质的粉碎能就越大，因而获得的产品就越细；
第五步，将在高压状态的100目海藻浆料迅速卸压至常压，聚积在分子内部的能量随之释放而快速膨胀，使大分子断裂及有机物质碎裂；
第六步，根据100目海藻浆料产品细度，循环上述第一步至第五步三遍，其结果达到2500目，如继续循环可达纳米级产品。
实施例2：碳素墨水的高压膨胀流体超细粉碎方法。
第一步，将平均粒径200微米的碳素墨水按30％的浓度比例放入搅拌罐中，搅拌混合；
第二步，开启冷却循环气冷却碳素墨水；
第三步，对冷却的碳素墨水加入高压膨胀液流装置中，使压力在100MPa；
第四步，对高压状态的碳素墨水迅速卸压；
第五步，根据产品要求细度循环四遍达到70个纳米级细度。
Claims (5)
1. 一种高压膨胀流体超细粉碎方法，其特征在于依次包括以下步骤：
第一步，将液体加入大分子物质、其他有机物质或者其他无机物质中，然后对物料进行湿法粗粉碎，制成质量百分比为30～40％浓度的浆料；
第二步，将浆料加入到浆料混合分散装置中，充分搅拌混合；
第三步，将搅拌混合后的浆料置入装有流体介质并具有冷却功能的冷却循环装置中，冷却浆料；
第四步，将冷却的浆料加入高压膨胀流体装置中，并对浆料加压，该加压的压力是足以使能量传递到浆料物质的内部；
第五步，当高压状态下的流体渗入物质微孔中，然后迅速卸压，聚积在物质内部的能量随之释放而快速膨胀，使大分子断裂、有机物质或者无机物质碎裂；
第六步，根据浆料细度，循环进行第二步至第五步的超细粉碎步骤。
2. 根据权利要求1所述的高压膨胀流体超细粉碎方法，其特征在于制备浆料时，对湿法粗粉碎后的物料进行湿法细粉碎循环。
3. 根据权利要求1或2所述的高压膨胀流体超细粉碎方法，其特征在于搅拌混合时，根据物料特性加入微量表面改性剂，使表面改性剂在超细粉碎过程中充分分散。
4. 根据权利要求1或2所述的高压膨胀流体超细粉碎方法，其特征在于对冷却的浆料加压到100～300MPa。
5. 根据权利要求1或2所述的高压膨胀流体超细粉碎方法，其特征在于当高压状态下的流体渗入物质微孔中，然后迅速卸压至常压。
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