技術(shù)文章
Article 由于食品存在的形式多種多樣,有固體食品、液體食品、固液結(jié)合食品,而且不同的固體,有著不同的物理化學(xué)性質(zhì)。對(duì)于同一種食品,也往往涉及多種物質(zhì)。這使得對(duì)食品的檢測前處理是一個(gè)非常復(fù)雜的工作,一個(gè)重要的處理要求就是:必須使食品充分的均質(zhì)。對(duì)于目前的檢測方法來講,每一次檢測所需要的樣品量在克和毫克級(jí),這就要求這一個(gè)小樣能充分具有代表性,使檢測的重現(xiàn)性高,力求檢測結(jié)果。為了達(dá)到這個(gè)的結(jié)果,檢測前需要選擇適合的粉碎研磨設(shè)備,將食品粉碎到一個(gè)合適的比較小的粒徑,以有效均質(zhì)。
那么怎么選擇粉碎研磨設(shè)備呢?
根據(jù)檢測的目的,需要明確粉碎研磨過程不能過程不會(huì)對(duì)檢測的結(jié)果帶來影響。在這個(gè)前提下我們可以遵循以下幾點(diǎn)。
1、 進(jìn)樣和出樣尺寸
進(jìn)樣大小對(duì)于選擇研磨儀是一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn),比如一整個(gè)玉米和單個(gè)玉米粒處理,選擇的研磨儀是不一樣的。一般小顆粒的樣品可以直接放入研磨儀,但是對(duì)于大尺寸的樣品,往往需要人為的行破碎處理,比如可以先切斷,或用其他大進(jìn)樣尺寸研磨儀進(jìn)行預(yù)處理。在國內(nèi)的一些檢測標(biāo)準(zhǔn)里面,通常會(huì)說到將樣品進(jìn)行均質(zhì),但均質(zhì)沒有一個(gè)固定的粒徑標(biāo)準(zhǔn),比如魚粉、小麥、蔬菜的處理肯定會(huì)有不同的粒徑分布。但是,這也并不是意味著研磨的越細(xì)越好,越細(xì)就表明需要更長的研磨時(shí)間,更高的研磨能量,長的操作過程,更繁瑣的操作過程,可能會(huì)引起食品的質(zhì)變,何況將花費(fèi)更大的精力的物力。通過經(jīng)驗(yàn)表明,分析檢測常用的物質(zhì)的粒徑分布大約在20μm到2mm左右。根據(jù)終的不同需要,如提取、過濾、吸附通常會(huì)受粒徑的影響,而且隨著檢測技術(shù)的,對(duì)粒徑也會(huì)提取新的要求。所以我們需要結(jié)合檢測的需要,根據(jù)終的粒徑大小和進(jìn)樣大小,選擇合適的研磨儀。
2、 粉碎研磨原理
根據(jù)樣品的性質(zhì),只有采用合適的研磨原理才能使粒徑達(dá)到檢測的需要。有時(shí)候,一個(gè)研磨儀器沒有辦法完成研磨,還需要配合其他研磨儀器進(jìn)行多步的處理。需要使研磨儀的粉碎研磨原理匹配到樣品的破碎行為。所以,在選擇研磨儀器的時(shí)候,需要充分的考慮到處理樣品的性質(zhì)。比如硬度、粘度、含水量、油脂含量等等,還要考慮到研磨過程產(chǎn)生的溫度上升和能量上升是否會(huì)對(duì)樣品的性質(zhì)帶來影響。根據(jù)物質(zhì)的破碎不同,有不同的破碎原理的研磨儀可供選擇。比如,行星式球磨機(jī)通過擠壓力,摩擦力;高速旋轉(zhuǎn)球磨機(jī)通過撞擊力,剪切力。從樣品來講,硬性脆的樣品可通過壓力,撞擊力和摩擦力;但對(duì)于纖維狀的、高含水的、彈性的樣品來講,壓力,摩擦力帶來的效果可能沒有剪切力好。
3、 進(jìn)樣和出樣量
進(jìn)樣量和出樣量根據(jù)研磨儀的類型不同而不同。同時(shí)具有進(jìn)樣口和出樣口的開放式研磨儀可以做到連續(xù)的研磨,因而適合大批量的樣品處理,如顎式破碎機(jī),高速旋轉(zhuǎn)研磨儀等。但是對(duì)于密閉腔室的研磨儀,如球磨機(jī)和臼式研磨儀就只能進(jìn)行單批次的研磨。除了單次的進(jìn)樣量,還要考慮到連續(xù)的進(jìn)樣量,單次的進(jìn)樣量決定選用研磨腔室的容量大小,連續(xù)的進(jìn)樣量決定總共能完成的處理量。研磨處理的整個(gè)過程也會(huì)影響出樣量,比如研磨儀器的準(zhǔn)備,研磨的時(shí)間,兩次研磨之間的清潔時(shí)間等等。
4、 配件和后續(xù)分析
研磨儀器往往具有不用的配件,不同的配件除了大小不同,材質(zhì)上也有很大的區(qū)別。怎樣選擇配件才不會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生錯(cuò)誤的影響呢?那就是配件的選擇不能引入新的雜質(zhì)。
金屬材質(zhì)配件:不銹鋼、普通鋼、鈦等
金屬陶瓷配件:碳化鎢、氧化鋯、氧化鋁等
天然材質(zhì)配件:瑪瑙
塑料配件:PTFE、PC、PP、PE
在選用這些配件時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。1、物質(zhì)的硬度和脆性。研磨配件的硬度需要大于物質(zhì)的硬度,以免對(duì)研磨配件造成嚴(yán)重的磨損。2、不同配件的研磨能量。如在球磨機(jī)中,碳化鎢材質(zhì)因?yàn)槠涓叩旅芏饶軒磔^高的能量,但也可能加劇樣品的結(jié)塊。3、雜質(zhì)的影響。在研磨過程中,研磨配件的損耗產(chǎn)生的雜質(zhì)可能會(huì)留在處理的樣品中,這些雜質(zhì)可能會(huì)對(duì)下一步的檢測結(jié)果造成不好的影響。例如在做重金屬檢測時(shí),建議利用氧化鋯,碳化鎢材質(zhì)的研磨配件。
以上4點(diǎn)可以作為研磨儀器的選擇標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)實(shí)際的檢測需求進(jìn)行靈活的選擇。單從食品的性質(zhì)和國家對(duì)食品的檢測標(biāo)準(zhǔn)來講,刀式研磨儀可以達(dá)到大部分食品的檢測前處理粉碎需求。一是到時(shí)研磨儀的研磨原理與食品軟性、含水、含油脂、含纖維等特點(diǎn)*匹配,二是刀式研磨儀能將樣品處理到檢測所需要的尺寸,并實(shí)現(xiàn)均質(zhì)。
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