超微粉碎的概念和超微粉碎機的常見分類
超微粉碎,是指利用機械或體動力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎,從而將3毫米以上的物料顆粒粉碎至10-25微米的操作技術。是20世紀70年代以后,為適應現(xiàn)代高新技術的發(fā)展而產(chǎn)生的一種物料加工高新技術。 超微細粉末是超微粉碎的終產(chǎn)品,具有一般顆粒所沒有的特殊理化性質(zhì),如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學反應活性等。因此超微細粉末已廣泛應用于食品、化工、醫(yī)藥、化妝品農(nóng)藥、染料、涂料、電子及航空航天等許多領域上。
細度的概念:細度是以顆粒的平均直徑為單位來區(qū)別物料顆粒大小的單位,直徑一毫米以上的以及1微米一下的粒度人們習慣用標準計量單位來表示,1毫米到100微米之間,人們習慣用“目”這個單位來表示,目數(shù)越高就是細度越高,粒徑就越小。
在我們?nèi)粘I町斨?,面粉的細度大約是100目,淀粉大約是120目,一般的玉米面大約是60目,綠豆大約是5目,對于植物而言,超微粉碎所獲得的細度,起碼是面粉的3倍以上,一般情況是5-10倍,礦物類物料獲得的細度是面粉的10-100倍。在植物性物料的粉碎細度達到面粉的2倍以上時,生物細胞開始破壁,內(nèi)部有效成分大量溶出,生物利用率得以成倍提高,這就是現(xiàn)在人們常說的細胞破壁。其它類別物料達到超微粉碎級別時,物料性質(zhì)對生產(chǎn)而言可以說達到優(yōu),比如使得產(chǎn)品細膩,像電腦機殼的細膩度就與其中的添加劑碳酸鈣的細度有*關系,陶瓷的檔次也和細度有著直接的關系,此類需求幾乎遍及各個行業(yè)。
粗碎、粉碎、超微粉碎的區(qū)別:這是以經(jīng)過粉碎機器后所獲得的顆粒大小來區(qū)別的,一般講,粉碎后,粒徑大于4mm(5目)的稱之為粗碎,粒徑在4mm到150微米(5-100目)的稱之為普通粉碎,粒徑在150微米到50微米(100-300目)稱之為超細粉碎,小于50微米(300目以上)的稱之為超微粉碎。相應的,每種粉碎細度都有一系列粉碎機。但是,對應的機器并不是的,因為物料性質(zhì)千差萬別。比如,用普通粉碎機粉碎許多化工原料,就可以很輕松的得到超細粉體,那是因為多數(shù)化工原料很好粉碎的緣故。
超微粉在國民經(jīng)濟中的應用:1、化工領域造紙(1)超細催化劑??可使石油解裂速度提高1~5倍 (2)油漆、涂料、染料??高附著力、高性能 (3)橡膠??增強、增光、抗老化(碳酸鈣、氧化鈦) (4)化纖、紡織??提高光滑度(加入氧化鈦、氧化硅) (5)日用化工??化妝品、牙膏等 2、生物、醫(yī)藥 (1)醫(yī)藥細化??提高吸收率(超微鈣) (2)亞微米及納米級針劑 (3)保健品細化??提高吸收率 3、航空、電子、航天等領域 (1)超硬、抗沖擊材料??陶瓷粉、硬塑(重量輕) (2)超細氧化劑、燃燒速度提高1~10倍 (3)超細氧化鐵粉??高性能磁材料 (4)超細氧化硅??高性能電阻材料 (5)超細石墨??高性能顯像管和電子對抗材料
中藥材的粉碎 當前,中藥材的超微粉碎存在如下的問題: 1、 不易受力——中藥材中大多數(shù)是植物,其種類繁多,性質(zhì)不一,有相當一部分富含纖維且比重較輕,在粉碎機械之中不易受到機械力的作用,使用者往往有“鐵錘打棉花”的感慨。 2、 溫度過高——中藥材多數(shù)具有活性成分,在粉碎處理當中,對溫度有著較高的要求,如果一味追求高轉速所帶來的沖擊力,往往造成溫度過高,藥材失效。3、 破壁效果不好——中藥材的細胞直徑一般在10至50微米之間,一部分達到70微米,所以粉碎到兩三百目,僅僅有部分細胞開始破壁,要達到以提高藥效為目的的破壁,應該將細度底線設定到500目(等比直徑25微米)左右才比較合適。而現(xiàn)在的一般性超微粉碎機對于中藥材都很難達到這一要求。 4、 使用成本高——當前一般性超微粉碎機應用于中藥材時,如果追求較好的粉碎效果,就需要反復粉碎,無法實現(xiàn)良好的生產(chǎn)效率或成本。針對這些問題,推出了重壓研磨式超微粉碎機,以目前的應用效果而言,可以說較好的解決了上述問題。讓我們以事實來說明:其一,中藥材黃芪及其它纖維性物料。2004年經(jīng)中國中醫(yī)研究院檢測粉碎效果,D-50數(shù)值為7.62微米(D代表等效直徑,D-50可以看作50%通過,下同),D-90數(shù)值為 19.27 微米,當時粉碎實驗樣品的藥材采購于北京同仁堂藥店,粉碎樣品的機器型號為HMB-701,是這一系列當中小的,連續(xù)投料,小時產(chǎn)量1.15Kg。其后,經(jīng)反復試驗,D-90數(shù)值均可控制在15微米之內(nèi)(后期的測試儀器由遼寧儀表研究所提供,型號GSL-101B1)。供生產(chǎn)所用的大型機HMB-715用于粉碎黃芪時,小時產(chǎn)量為18-20Kg。2005年,應客戶要求,進行狗鞭、羊鞭、牛鞭粉碎試驗,正常產(chǎn)量條件下,細度達到200目。從這一事實可以說明,重壓研磨式超微粉碎機較好的解決的這一類物料不易受力的問題。 其二,茶葉、乳香、沒藥等有較高溫度要求物料的研磨。2004年,供給國家茶葉實驗室(安徽農(nóng)業(yè)大學內(nèi))研究用超微粉碎機,經(jīng)近一年的應用,證明其在具有良好粉碎效果的前提下,溫度控制簡單而且非常出色,在茶葉的研究中,它有效地保持了茶葉的品質(zhì),為研究提供良好的服務。這一特性,可以應用到脆性樹脂類藥材的粉碎,如環(huán)境溫度不高的情況下,此類粉碎機不需要加入冷卻設施,就可以研磨乳香、沒藥等藥材,并且可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。另外的一些數(shù)據(jù)可以佐證重壓研磨式超微粉碎機的溫度控制:環(huán)境溫度在35度時,其不加﹑溫度計冷卻系統(tǒng)連續(xù)運轉,出料口粉末溫度不會超過45度,粉碎機側壁溫度不會超過58度,如環(huán)境溫度降低,這兩個數(shù)值也相應降低,如果使用者有更低的溫度要求,則可以很方便的配載低溫系統(tǒng)。 其三,2004年,供福建某藥物研究所該粉碎機,為檢驗機器效果,研究所選出兩種草藥試驗,一為靈芝,一為其準備開發(fā)的一種植物葉子,暫定名為苦葉。粉碎完畢以后當時進行顯微鏡檢測,在顯微鏡下,靈芝*成為斷裂的菌絲體,而苦葉*看不到細胞壁。后用遼寧儀表研究所的激光粒度分析儀進行檢測,靈芝的D-90數(shù)值為6微米(約2000目),苦葉D-90為9.217微米(約1300目)。早些時候在北京某研究機構電鏡拍攝的西洋參粉碎效果照片也顯示,見不到完整細胞。這些效果的達到均在正常使用條件下一次性完成的。說明重壓研磨式粉碎機對植物細胞破壁效果良好。 其四,重壓研磨式粉碎機是連續(xù)生產(chǎn)設計,可以不間斷工作。另外由于壓力方式的原因,絕大多數(shù)物料一次粉碎的效果都已經(jīng)很高,而且耗電量很小。2005年一月對15Hp(主機11Kw,風機1.5Kw)超微粉碎機的測試當中,每小時產(chǎn)量達到25Kg(投料細度120目,出料細度D-90為6.5微米,接近2000目),使用時電表指示為約6安培,就是說此條件下粉碎一公斤超微粉僅耗電0.1度,不過這個數(shù)值應該說是比較的,它會受到投料細度、機器型號以及物料情況而改變,但在所有其他的測量之中,該系列粉碎機用于植物類物料的粉碎耗電均是同類產(chǎn)品中低的。