纳米植物粉体球磨制备技术的应用研究29699.docx

纳米植物粉体球磨制备技术的应用研究纳米植物粉粉体产品品研发进进展缓慢慢，如纳纳米花粉粉、木耳耳等天然然植物保保健食品品，人参参、灵芝芝孢子、珍珍珠、冬冬虫草等等名贵药药用植物物，以及及如马钱钱子等有有毒药用用植物的的纳米植植物粉体体产品尚尚处在开开发阶段段。这里里既有科科学问题题，也有有技术问问题。科科学问题题方面，如如纳米植植物粉体体究竟能能解决什什么问题题，已陆陆续有应应用文章章发表。本本文谈的的是技术术应用问问题。 由吕庆及曲曲源等发发明的多多维摆动动式纳米米球磨技技术和多多层次分分级纳米米球磨技技术，较较好地解解决了纳纳米植物物粉体制制备的技技术应用用（前者者已获得得专利，后后者已进进入实审审）。 一、纳米植植物球磨磨制备技技术 1、多维摆摆动式高高能纳米米球磨技技术。多多维摆动动式高能能纳米球球磨机通通过罐体体快速的的多维摆摆动式运运动，使使磨介在在罐内的的不规则则运动产产生巨大大的冲击击力，延延长磨介介的运动动轨迹，提提高冲击击能，减减少撞击击盲点，其其工作效效率是传传统球磨磨机的几几十倍，可可显著提提高罐内内磨介的的冲击能能量和运运动次数数，使被被粉碎的的物质颗颗粒达到到纳米级级，同时时大大提提高了粉粉体颗粒粒的均匀匀度,粉碎粒粒径最小小为100nm，属属封闭式式高能球球磨。秦秦皇岛市市太极环环纳米制制品有限限公司用用该设备备已成功功研制纳纳米食品品（纳米米茶、纳纳米咖啡啡），纳纳米中药药（外用用贴膏）,并开始推广应用。 该设备应用用范围广广泛，除除植物以以外，对对金属、非非金属、多多元合金金、机械械化合金金、动物物、矿物物、药材材等有机机、无机机材料均均可进行行纳米级级粉碎的的实验和和生产（易易燃、易易爆物品品需加保保护剂如如氩气、氮氮气、二二氧化碳碳等）。 2、多层次次分级纳纳米球磨磨技术 多层次分级级纳米球球磨机采采用调酒酒师手臂臂动作原原理，双双向反复复快速运运转，加加强了磨磨介轨迹迹变换的的机率，产产生高能能冲击,使物料料在运动动中撞击击球磨，微微米级粉粉体在多多机腔，多多层次，多多直径磨磨介（由由大逐渐渐变小）流流送中不不断地撞撞击粉碎碎，产生生分级粉粉碎效果果，最后后粉碎成成10nnm以上上的粉体体。该设设备为开开放式球球磨，可可连续地地进料出出料，干干磨、湿湿磨皆可可，可广广泛地应应用于动动、植物物、矿物物、金属属、陶瓷瓷及非易易燃易爆爆的有机机、无机机材料。 二、纳米植植物粉体体球磨制制备中的的若干问问题 1、温度问问题。由由于以上上两种球球磨技术术均属高高能球磨磨，会迅迅速升温温，易使使植物粉粉体焦化化、碳化化，为保保持植物物成份不不变，温温度是最最先需要要解决的的问题。封封闭式球球磨法，虽虽然可以以加液氮氮冷却，但但由于液液氮的纯纯度问题题（通常常液氮纯纯度难以以控制），植植物容易易受到污污染，生生产成本本又高，为为此，我我们采用用罐体夹夹套循环环水冷却却，有效效的控制制了加工工过程的的温度。 2、湿度问问题。通通常植物物干品含含水量在在5-110%左左右，增增加了植植物的韧韧性、弹弹性。为为了增加加其脆性性，需去去掉其中中的水份份，我们们采用将将微米粉粉体在555干燥4-6小时时，干燥燥后再球球磨加工工，取得得较好效效果。如如采用实实验型设设备做小小样，可可将根、茎茎、皮、叶叶、花、果果捣碎（或或小型粉粉碎机粗粗粉）直直接干燥燥后装罐罐。如采采用鲜嫩嫩植物，则则先用传传统粉碎碎机打浆浆，再用用高能球球磨机制制备纳米米植物浆浆料，然然 后喷雾雾干燥，如如制备生生绿茶或或生凉茶茶用此法法最佳。 3、粘韧性性问题。植植物均含含糖。而而含糖量量过高产产生粘韧韧性问题题，含油油过多、含含胶质过过多也会会出现粘粘韧性问问题，如如熟地、枸枸杞、大大枣、乳乳香、没没药等，易易在球磨磨中沾球球、沾罐罐、结球球成团，不不能达到到好的粉粉碎效果果。这些些品种，如如采用深深冷冻球球磨，如如加液氮氮会污染染植物，冰冰箱冷冻冻取出加加料会产产生回温温问题。对对此，我我们采用用湿法浆浆磨，方方法是：传统粉粉碎后加加水搅成成浆料，然然后用球球磨制备备成纳米米浆料，达达到球磨磨效果后后取出，采采用喷雾雾干燥，较较好地解解决了此此问题，保保留了原原植物的的特性。 4、污染问问题。球球磨技术术，尤其其是高能能球磨技技术污染染问题很很突出，如如果采用用钢球，不不做冷却却降温，物物料污染染很严重重。在采采用水冷冷却降温温后，将将钢球换换成纳米米氧化锆锆球，将将罐体也也换成氧氧化锆内内衬，使使物料的的污染降降到最低低。如果果是粉碎碎植物，半半年才更更换一次次磨球，可可见污染染相当低低。加之之锆元素素也是人人体牙齿齿与骨骼骼所需求求的微量量元素，在在食品、保保健品中中有极微微量的锆锆元素存存在，有有益无害害。 5、颗粒团团聚的问问题。植植物粉碎碎到纳米米尺寸，其其比表面面积很大大，表面面能很高高，表面面电荷很很多，加加之其中中大多为为亲水性性物质，极极易吸水水产生团团聚，而而保健品品、食品品大多倾倾向做成成植物饮饮料，团团聚的纳纳米植物物粉体用用水冲时时很难分分散，易易产生沉沉淀，影影响感观观效果，口口感也涩涩涩地。克克服此缺缺点的方方法就成成了各国国各公司司的商业业秘密。一一种是磨磨前将微微米级物物料中加加入食品品级分散散剂，在在球磨过过程中进进行表面面改性，清清除表面面能，消消除表面面静电，提提高其分分散性。分分散剂还还能提高高球磨效效果；另另一种是是在球磨磨前在微微米级物物料中加加入食品品级表面面改性剂剂，通过过球磨过过程的研研磨分散散，对纳纳米植物物颗粒表表面进行行改性处处理，提提高其分分散性，无无论用冷冷、热水水冲饮，绿绿茶立即即碧绿、红红茶立刻刻红亮，长长时间不不出现沉沉淀。 6、粒度及及均匀度度问题。粒粒度即颗颗粒的粒粒径，一一般都用用平均粒粒径表示示，也就就是粉末末的统计计性平均均粒径值值。纳米米植物粉粉体究竟竟多大粒粒径为好好？我们们多年研研究认为为，平均均粒径不不应小于于1000纳米，在在1200-1880之间间最好，此此区间植植物不但但破壁，其其内的细细胞也已已经打碎碎，其物物理细化化过程已已经完成成，可达达到营养养及药物物成分的的充分吸吸收作用用（用于于研究病病毒植物物除外）。如如果完全全追求1100纳纳米以下下，则增增加其不不稳定因因素、改改性、变变性及产产生毒副副作用的的风险。纳纳米植物物加工目目的是为为了提高高其高吸吸收度，而而以其生生产新的的改性材材料，则则言之尚尚早。 均匀度即颗颗粒的分分布范围围。分布布愈集中中，则表表示颗粒粒愈均匀匀，球磨磨制备纳纳米粉体体的均匀匀度不佳佳，所以以用来制制备金属属等严格格地纳米米改性材材料很不不理想。但但用来制制备纳米米植物粉粉体则很很适用，因因纳米植植物物理理加工是是为了“保性”而不是是改性。所所以我们们努力将将颗粒控控制大部部分在660-1180纳纳米。控控制要点点为：就就是最大大程度的的降低球球磨时间间。所以以我们采采用“纳米茶茶制备三三步法”。先经经传统粉粉碎，再再经气流流粉碎（气气流粉碎碎是物料料之间的的撞击，并并不增加加铁的污污染），然然后将微微米级物物料进行行高能球球磨制备备成纳米米粉体，大大大的缩缩短了球球磨时间间，减少少了污染染。 经过前二步步的控制制（如粉粉碎、过过筛、气气流粉碎碎、再过过筛）使使球磨颗颗粒不均均匀的问问题很大大程度上上得到解解决。达达到预期期均匀度度。 三、纳米植植物粉体体球磨技技术发展展与展望望 植物中含有有大量的的蛋白质质、氨基基酸、维维生素、纤纤维素、微微量元素素等有机机物，以以及数十十种人体体必需的的无机矿矿物元素素及药物物成分，对对人体有有着重要要的保健健治疗作作用，研研究证明明，如果果不将其其破壁，营营养或药药用成分分就不会会充分吸吸收，而而在物理理粉碎技技术中，球球磨技术术以其高高效率、低低成本而而受人青青睐。但但在纳米米粉体制制备中，尤尤其是纳纳米植物物粉体制制备方面面遇到了了新的挑挑战，如如颗粒不不均匀，污污染严重重，加工工时间过过长等一一度受到到轻视。经经过几年年的徘徊徊，新的的球磨技技术也在在发展，回回头来看看仍不失失为纳米米植物粉粉体制备备的低成成本、高高效率的的可行方方法。 多维摆动式式及多层层次分级级式新球球磨技术术制备的的纳米植植物粉体体是纯物物理方法法加工出出来的，植植物本身身无破坏坏，也不不引入其其它成份份，相对对的保证证了植物物成份的的天然性性与完整整性。应应用领域域特别广广泛。 我们的实践践已说明明并将继继续证明明，日本本虽抢先先一步，将将超细技技术引进进植物中中药领域域。我们们则是最最先研发发并将高高能纳米米球磨技技术引入入植物及及中药领领域。这这种全新新的粉碎碎技术及及其制备备的纳米米级植物物粉末，必必将给植植物加工工相关行行业带来来新的活活力，成成为食品品、保健健品、化化妆品、中中药行业业新的生生长点，以以其高溶溶解度、高高溶出度度、高吸吸收度、高高吸附力力度、高高生物利利用度生生产出速速效、高高效、长长效产品品，为人人类的健健康服务务。