專利名稱：高壓膨脹流體超細粉碎方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉碎方法，特別是一種高壓膨脹流體超細粉碎方法。
二 背景技術(shù)具有韌性、塑性纖維、含蛋白質(zhì)及有機質(zhì)較高并含有部分新鮮類物料的超細化的制備方法，通常是對這些材料用液氮進行深冷凍處理，將其冷凍至玻璃化溫度之下，使其呈脆性狀態(tài)，然后再采用機械方法或氣流方式使其超細化。深冷凍粉碎方法的缺點是生產(chǎn)成本高，設(shè)備系統(tǒng)復雜，另外對于粉碎生物制品及純度要求高的產(chǎn)品，往往由于液氮的純度達不到要求，而給產(chǎn)品帶來了污染。如采用純液氮，其生產(chǎn)成本不僅更加昂貴，而且還存在許多技術(shù)難題。尤其是生物制品，進行深冷凍處理后，往往使其中的活性成份受到破壞，對保持原物質(zhì)成份的完整性極為不利。另外，采用常規(guī)超細技術(shù)無法使某些有機或無機物質(zhì)超細化至亞微米級或納米級。
三 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高壓膨脹流體超細粉碎方法，以使食品、保健品、生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化妝品、化工、材料及日化領(lǐng)域大分子物質(zhì)、有機或無機物質(zhì)超細化。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種高壓膨脹流體超細粉碎方法，依次包括以下步驟第一步，將液體加入大分子物質(zhì)或者其他有機物質(zhì)、無機物質(zhì)中，然后對物料進行濕法粗粉碎，制成質(zhì)量百分比為10～90％濃度的漿料；第二步，將漿料加入到漿料混合分散裝置中，充分攪拌混合；第三步，將攪拌混合后的漿料置入裝有流體介質(zhì)并具有冷卻功能的冷卻循環(huán)裝置中，冷卻漿料；第四步，對冷卻的漿料加入高壓膨脹流體裝置中，并對其加壓，該加壓的壓力是足以使能量傳遞到漿料物質(zhì)內(nèi)部的高壓；第五步，當高壓狀態(tài)下的流體滲入物質(zhì)微孔中，然后迅速卸壓，聚積在物質(zhì)內(nèi)部的能量隨之釋放而快速膨脹，使大分子斷裂及有機物質(zhì)、無機物質(zhì)碎裂；第六步，根據(jù)漿料細度，循環(huán)進行第二步至第五步的超細粉碎步驟。
本發(fā)明的高壓膨脹流體超細粉碎方法，在制備漿料時，對濕法粗粉碎后的物料進行濕法細粉碎循環(huán)。
本發(fā)明的高壓膨脹流體超細粉碎方法，在攪拌混合時，根據(jù)物料特性加入微量表面改性劑，使表面改性劑在超細粉碎過程中充分分散。
本發(fā)明的高壓膨脹流體超細粉碎方法中，對冷卻的漿料加壓到10-500MPa。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是它能使許多用其它機械方法不能細化的大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)活性物質(zhì)超細化。而且，由于物料在新鮮狀態(tài)中濕法粉碎，物質(zhì)中的活性成份及有效成份不易被破壞，因此能保持被粉碎物質(zhì)成份的全天然性及完整性。另外，它易于制備出懸浮性、分散性及均勻性良好的漿料，可使大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)與纖維的混合物超細化，是其它機械粉碎方法難以實現(xiàn)的。
四 說明書附圖
附圖是本發(fā)明的高壓膨脹流體超細粉碎方法的流程示意圖。
五 具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
本發(fā)明的高壓膨脹流體超細粉碎方法，可以在高壓膨脹流體超細裝置中進行，依次包括以下步驟第一步，將液體加入大分子物質(zhì)或者其他有機物質(zhì)、無機物質(zhì)中，然后對物料進行濕法粗粉碎，制成質(zhì)量百分比為10～90％濃度的漿料；如果細度不符合要求，對濕法粗粉碎后的物料可再進行濕法細粉碎循環(huán)。
第二步，將漿料加入到漿料混合分散裝置中，充分攪拌混合。
第三步，將攪拌混合后的漿料置入裝有流體介質(zhì)并具有冷卻功能的冷卻循環(huán)裝置中，冷卻漿料。
第四步，對冷卻的漿料加入高壓膨脹液流裝置中，并對其加壓，該加壓的壓力是足以使能量傳遞到漿料物質(zhì)內(nèi)部的高壓；對冷卻的漿料加壓可以到10-500MPa。
第五步，當高壓狀態(tài)下的液體滲入物質(zhì)微孔中，然后迅速卸壓，如迅速卸壓至常壓，聚積在物質(zhì)內(nèi)部的能量隨之釋放而快速膨脹，使大分子斷裂及有機物質(zhì)、無機物質(zhì)碎裂。
第六步，根據(jù)漿料細度，循環(huán)進行第二步至第五步的超細粉碎步驟。
上述第二步到第五步是超細粉碎方法，但是根據(jù)物料特性，如對于粘性大，容易團聚的漿料，在攪拌混合時加入微量表面改性劑，使表面改性劑在超細粉碎過程中充分分散。
本發(fā)明高壓膨脹流體超細粉碎方法中，一般物質(zhì)，尤其是有機物質(zhì)和某些無機物質(zhì)，其內(nèi)部總是存在許多微細小孔或裂隙，如果將這種物質(zhì)的顆粒置于具有足夠高壓力的流體介質(zhì)中，如液體或氣體。由于壓力的推動與傳送作用，高壓流體滲入物質(zhì)內(nèi)部微孔中。當外部環(huán)境流體的壓力突然釋放時，如卸至常壓，物質(zhì)內(nèi)部的壓力遠遠高于物質(zhì)外部的壓力，因而使物質(zhì)從內(nèi)部脹裂，而達到粉碎的目的。由于物質(zhì)內(nèi)部微孔極多，因而從內(nèi)部脹裂點多，所以物質(zhì)可以粉碎得極細，甚至是亞微米或納米級。
實施例1海藻的高壓膨脹流體超細粉碎方法。
第一步，將新鮮海藻按40％的濃度比例先進行濕法粗粉碎循環(huán)致100目制成海藻漿料，這樣物質(zhì)中的活性成份及有效成份不易被破壞，因此保持被粉碎物質(zhì)成份的全天然性及完整性；第二步，將制作的100目海藻漿料加入漿料混合分散裝置中，充分攪拌混合。由于海藻漿料粘性大，容易團聚，為使海藻漿料得到充分分散，加入0.05％表面改性劑；第三步，將攪拌混合后的100目海藻漿料置入裝有水的冷卻循環(huán)裝置中，開啟系統(tǒng)冷卻循環(huán)水，冷卻100目海藻漿料。由于采用液態(tài)如水為壓力傳遞介質(zhì)整個系統(tǒng)的壓力溫度上升較緩慢，能有效的防止被粉碎的生物材料變質(zhì)。因而可以保證生物材料的全天然性和完整性；
第四步，對冷卻的100目海藻漿料加入高壓膨脹液流裝置中，根據(jù)產(chǎn)品細度決定加壓的壓力大小，調(diào)節(jié)膨脹閥加壓到300MPa，該高壓足以使能量傳遞到100目海藻漿料大分子及有機物質(zhì)內(nèi)部。由能量守恒、能量傳輸及破碎等理論可知，外壓越高，傳輸給被粉碎物質(zhì)內(nèi)部的能量也越多，提高給被粉碎物質(zhì)的粉碎能就越大，因而獲得的產(chǎn)品就越細；第五步，將在高壓狀態(tài)的100目海藻漿料迅速卸壓至常壓，聚積在分子內(nèi)部的能量隨之釋放而快速膨脹，使大分子斷裂及有機物質(zhì)碎裂；第六步，根據(jù)100目海藻漿料產(chǎn)品細度，循環(huán)上述第一步至第五步三遍，其結(jié)果達到2500目，如繼續(xù)循環(huán)可達納米級產(chǎn)品。
實施例2碳素墨水的高壓膨脹流體超細粉碎方法。
第一步，將平均粒徑200微米的碳素墨水按30％的濃度比例放入攪拌罐中，攪拌混合；第二步，開啟冷卻循環(huán)氣冷卻碳素墨水；第三步，對冷卻的碳素墨水加入高壓膨脹液流裝置中，使壓力在100MPa；第四步，對高壓狀態(tài)的碳素墨水迅速卸壓；第五步，根據(jù)產(chǎn)品要求細度循環(huán)四遍達到70個納米級細度。
權(quán)利要求
1.一種高壓膨脹流體超細粉碎方法，其特征在于依次包括以下步驟第一步，將液體加入大分子物質(zhì)或者其他有機物質(zhì)、無機物質(zhì)中，然后對物料進行濕法粗粉碎，制成質(zhì)量百分比為10～90％濃度的漿料；第二步，將漿料加入到漿料混合分散裝置中，充分攪拌混合；第三步，將攪拌混合后的漿料置入裝有流體介質(zhì)并具有冷卻功能的冷卻循環(huán)裝置中，冷卻漿料；第四步，對冷卻的漿料加入高壓膨脹流體裝置中，并對其加壓，該加壓的壓力是足以使能量傳遞到漿料物質(zhì)內(nèi)部的高壓；第五步，當高壓狀態(tài)下的流體滲入物質(zhì)微孔中，然后迅速卸壓，聚積在物質(zhì)內(nèi)部的能量隨之釋放而快速膨脹，使大分子斷裂及有機物質(zhì)、無機物質(zhì)碎裂；第六步，根據(jù)漿料細度，循環(huán)進行第二步至第五步的超細粉碎步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓膨脹流體超細粉碎方法，其特征在于制備漿料時，對濕法粗粉碎后的物料進行濕法細粉碎循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓膨脹流體超細粉碎方法，其特征在于攪拌混合時，根據(jù)物料特性加入微量表面改性劑，使表面改性劑在超細粉碎過程中充分分散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓膨脹流體超細粉碎方法，其特征在于對冷卻的漿料加壓到10～500MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓膨脹流體超細粉碎方法，其特征在于當高壓狀態(tài)下的液體滲入物質(zhì)微孔中，然后迅速卸壓至常壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓膨脹流體超細粉碎方法。它依次包括以下步驟將液體加入大分子物質(zhì)或者其他有機物質(zhì)、無機物質(zhì)中，然后對物料進行濕法粗粉碎，制成漿料；將漿料加入到漿料混合分散裝置中，充分攪拌混合；將攪拌混合后的漿料置入裝有流體介質(zhì)并具有冷卻功能的冷卻循環(huán)裝置中，冷卻漿料；對冷卻的漿料加入高壓膨脹流體裝置中，并對其加到高壓；當高壓狀態(tài)下的流體滲入物質(zhì)微孔中，然后迅速卸壓；根據(jù)漿料細度，循環(huán)上述超細粉碎步驟。本發(fā)明能使許多用機械方法不能細化的大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)活性物質(zhì)超細化。由于物料在新鮮狀態(tài)中濕法粉碎，物質(zhì)中的活性成份及有效成份不易被破壞，因此能保持被粉碎物質(zhì)成份的全天然性及完整性。
文檔編號B02C19/00GK1857781SQ20051003916
公開日2006年11月8日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者李鳳生, 劉宏英, 鄧國棟, 楊毅, 白華萍, 宋洪昌, 姜煒, 金序蘭 申請人:南京理工大學