超微粉碎是近20年迅速發(fā)展起來的一項高新技術，能把原材料加一成微米甚至納米級的微粉，已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應用。鑒于粉碎是中藥生產(chǎn)及應用中的基本加工技術，超微粉碎已愈來愈引起人們的關注，雖然起步較晚，開發(fā)研制的品種相對較少，但已顯露出特有的優(yōu)勢和廣闊的應用前景。

　　1. 超微粉碎技術概述

　　超微粉碎技術是粉體工程中的一項重要內(nèi)容，包括對粉體原料的超微粉碎，高精度的分級和表面活性改變等內(nèi)容。根據(jù)原料和成品顆粒的大小或粒度，粉碎可分為粗粉碎，細粉碎，微粉碎和超微粉碎，這是一個大概的分類。值得注意的是，各國各行業(yè)由于超微粉體的用途，制備方法和技術水平的差別，對超微粉體的粒度有不同的劃分。

　　超微粉碎機一般為無篩式粉碎機，粉碎物料粒度由氣流速度控制，粉碎粒度要求95%通過0.15mm(100目)，一般用于特種水產(chǎn)餌料或水產(chǎn)開口餌料，超微粉碎通常由超微粉碎機、氣力輸送、分級機配套來完成。原料的粉碎粒度非常細，可能顯示出意想不到的特性，但也帶來了比較多的問題，如靜電吸附，物料的流動性差，粉碎消耗的能量大，提高了生產(chǎn)成本，對加工操作的影響比較大，這些不利影響可以采取不同的方法加以克服(如改變飼料加工工藝)。

　　超微粉碎通過對物料的沖擊，碰撞，剪切，研磨，分散等手段而實現(xiàn)。傳統(tǒng)粉碎中的擠壓粉碎方法不能用于超微粉碎，否則會產(chǎn)生造粒效果。選擇粉碎方法時，須視粉碎物料的性質(zhì)和所要求的粉碎比而定，尤其是被粉碎物料的物理和化學性能具有很大的決定作用，而其中物料的硬度和破裂性更居首要地位，對于堅硬和脆性的物料，沖擊很有效；而對中藥材用研磨和剪切方法則較好，比如中科耐馳技術(北京)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的ZNC-750型超微粉碎機，其結構簡單，操作容易，能耗比高，并且工作中無粉塵飄散，非常適合現(xiàn)代化GMP凈化車間使用。實際上，任何一種粉碎機器都不是單純的某一種粉碎機理，一般都是由兩種或兩種以上粉碎機理聯(lián)合起來進行粉碎，如氣流粉碎機是以物料的相互沖擊和碰撞進行粉碎；高速沖擊式粉碎機是沖擊和剪切起粉碎作用；振動磨，攪拌磨和球磨機的粉碎機理則主要是研磨，沖擊和剪切；而膠體磨的工作過程主要通過高速旋轉(zhuǎn)的磨體與固定磨體的相對運動所產(chǎn)生的強烈剪切，摩擦，沖擊等等。

　　2. 常用超微粉碎設備

　　2.1 機械沖擊式粉碎機粉碎效率高,粉碎比大，結構簡單，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適合于中，軟硬度物料的粉碎這種粉碎機不僅具有沖擊和摩擦兩種粉碎作用，而且還具有氣流粉碎作用，超細粉體產(chǎn)品沖擊式粉碎機由于是高速運轉(zhuǎn)，要產(chǎn)生磨損問題，此外還有發(fā)熱問題，對熱敏性物質(zhì)的粉碎要莊意采取適宜措施。目前中科耐馳公司生產(chǎn)的ZNX系列風選式超細粉碎機適應性好，在用戶中反映良好。

　　2.2 氣流粉碎機是以壓縮空氣或過熱蒸汽通過噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍流氣流作為顆粒的載體，顆粒與顆粒之間或顆粒與固定板之間發(fā)生沖擊性擠壓，摩擦和剪切等作用，從而達到粉碎的目的。與普通機械沖擊式超微粉碎機相比，氣流粉碎機可將產(chǎn)品粉碎得很細，粒度分布范圍更窄，即粒度更均勻；又因為氣體在噴嘴處膨脹可降溫，粉碎過程沒有伴生熱量，所以粉碎溫升很低。這一特性劉于低熔點和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。但也存在一此問題：設備制造成本高，一次性投資大，能耗高，能量利用率只有2%左右，般認為要高出其它粉碎方法數(shù)倍，因而粉體加工成本太大，這就使得它在這一領域的使用受到了一定的限制：同時，它難以實現(xiàn)亞微米級產(chǎn)品粉碎。

　　2.3 普通球磨機是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設備，其特點是粉碎比大，結構簡單，機械可靠性強，磨損零件容易檢查和更換，工藝成熟，適應性強，產(chǎn)品粒度小。但當產(chǎn)品粒度要達到201μm以下時，效率低，耗能大，加工時間長。例如，將珍珠磨到幾百目，要十幾個小時。

　　2.4 振動磨振動磨是用彈簧支撐磨機體，由帶有偏心塊的主軸使其振動，運轉(zhuǎn)時通過介質(zhì)和物料的起振動，將物料進行粉碎，其特點是介質(zhì)填充率高，單位時間內(nèi)的作用次數(shù)高(沖擊次數(shù)為球磨機的4-5倍)，因而其效率比普通球磨機高10-20倍，而能耗比其低數(shù)倍。通過調(diào)節(jié)振動的振幅，振動頻率，介質(zhì)類型。振動磨產(chǎn)品的平均粒徑可達2-3μm以下,對于脆性較大的物質(zhì)可比較容易的得到亞微米級產(chǎn)品。近年來通過實踐，振動磨日益受到重視，原因就是振動磨對某些物料產(chǎn)品粒度可達到亞微米級，同時有較強的機械化學效應，且結構簡單，能耗較低，磨粉效率高，易于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。

　　2.5 攪拌磨是在球磨機的基礎上發(fā)展起來的，同普通球磨機相比，攪拌磨采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率及小介質(zhì)尺寸，獲得了極高的功率密度，使細物料研磨時間大大縮短，是超微粉碎機中能量利用率最高，很有發(fā)展前途的種設備。攪拌磨在加工小于20μm的物料時效率大大提高，成品的平均粒度最小可達到數(shù)微米。高功率密度(高轉(zhuǎn)速)攪拌磨機可用于最大粒度小于微米以下產(chǎn)品，在顏料、陶瓷、造紙、涂料、化工產(chǎn)品中已獲得了成功。目前高功率密度攪拌磨在工業(yè)上的大規(guī)模應用有處理最小和磨損成本高兩大難題。隨著高性能耐磨材料的出現(xiàn)，相信這些問題都能得到解決。

　　3. 超微粉碎技術在中藥加工中的應用

　　3.1 超微粉碎在中藥加工中的應用優(yōu)勢中藥的超微粉碎，當前主要指細胞級微粉碎。"細胞級微粉碎"是指以動植物類藥材細胞破壁為目的的粉碎作業(yè)，運用現(xiàn)代超微粉碎技術，在該細度條件下一般藥材細胞的破壁率達95% 。中藥細胞破壁后，表現(xiàn)出如下優(yōu)勢：

　　(1)增加藥物吸收率，提高其生物利用度。

　　藥物粒子的大小及粉體的結構是影響藥物吸收的重要因素。中藥經(jīng)過超微處理后，其粒度更加細微均勻，比表面積增加，孔隙率增大，藥物能較好地分散，溶解在胃腸液，且與胃腸枯膜的接觸面積增大，更易被胃腸道吸收，無論是外用的貼劑，還是內(nèi)服的膠囊，經(jīng)超微粉碎后均可用較小劑量達到原來的藥效，對于礦物類藥材，相當于一部分為水不溶性物質(zhì)，經(jīng)超微處理后，由于粒度大大減小，可加決其在體內(nèi)的溶解，吸收速度，提高其吸收量；

　　(2)有利十保留生物活性成分，提高藥效。

　　在超微粉碎過程中，經(jīng)控制可不產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，甚至可在低溫狀態(tài)下進行，井且粉碎速度快，有利于保留不耐高溫的生物活性成分及各種營養(yǎng)成分，從而提高藥效如珍珠，用傳統(tǒng)方法加工會破壞其部分成分，而在-67℃左右的低溫條件下進行超微粉碎，能比較完整地保留有效成分，增強其延緩衰老的作用。靈芝含有豐富的氨基酸和微量元素，具有激活免疫功能，抗腫瘤，抗血栓等作用，超微粉碎后，療效發(fā)揮更加完全；

　　(3)節(jié)省原料，便于應用。

　　中藥經(jīng)超微粉碎后，可用較小劑量，獲得原處方療效，一般藥物，經(jīng)超微粉碎后可不再經(jīng)過浸提，煎煮等處理，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有效成分的損失，最大限度地利用了原材料，因此該技術尤宜十珍貴稀有中藥的粉碎，并且由于細度的增加，可改善日感，便于服用另一方面，因超微粉碎是在全封閉無粉塵的系統(tǒng)中進行的，可有效避免外界污染，使產(chǎn)品的微生物含量及灰塵得以控制。

　　3.2 中藥超微粉碎研究現(xiàn)狀在劉中藥進行細胞級微粉碎的研究中，前述的兒種超微粉碎設備都有人在進行探索，并取得了可喜的進展。

　　球磨機由于生產(chǎn)效率低，粉碎時間長，在中藥的超微粉碎中一般不采用。利用攪拌磨對中藥進行超微粉碎見報道的也不多。中科耐馳技術(北京)有限公司研發(fā)的ZNC-750型超微粉碎機能高效地使纖維微粒化，成功地用十大豆全粉，綠豆全粉的生產(chǎn)。一般認為，氣流粉碎機在粉碎纖維性，韌性中藥比較困難，尤其在粉碎作業(yè)時存在相對高速氣流，將藥物的揮發(fā)份帶走，造成藥效損失，所以只適合具有一定脆性的化學品微粉碎，或礦物中藥的粉碎，而不適用于動植物中藥的超微粉碎。因此，在中藥的超微粉碎中，碾磨式超微粉碎設備已經(jīng)越來越多的被用于纖維性和韌性物料的粉碎工藝中。另外我國學者在超微粉制備技術方面也已經(jīng)取得了不少成果，華中科技大學材料學院在超微粉碎技術領域經(jīng)過多年研究，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的超微粉碎設備，其中深冷振動研磨設備是對各類中藥進行超微粉碎獲得微米、亞微米中藥微粉的理想設備。該設備是在借鑒了國外振動磨研究的最新技術，采川空氣彈簧減振，將深冷環(huán)境引人其中開發(fā)出來的磨機采用機械制冷和液氮深冷雙重制冷技術，并采用回冷循環(huán)，具有效率高，制冷速度快，液氮消耗少，性能可靠等優(yōu)點，工作溫度-150℃常溫連續(xù)可調(diào)，如果不使用液氮，則可在-40℃常溫下連續(xù)工作該院已經(jīng)與湖北省中醫(yī)藥研究院和某制藥廠合作，進行了上百種中藥的超微粉碎，結果都比較成功。在中藥行業(yè)中具有較好的應用前景。

　　4. 超微粉碎技術在粉茶加工中的應用

　　超微粉茶加工技術是“八五”期間中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所開發(fā)的新型茶加工技術之一，其種類有綠茶粉、紅茶粉、烏龍茶粉等，被廣泛應用于食品添加，變“喝茶”為“吃茶”。當前應用最廣泛的是綠茶粉，其關鍵加工技術為：一是對鮮葉原料采用保綠手段，加工成色澤綠翠的干毛茶；二是使用超微粉碎技術，將茶葉粉碎成300目以下，約60μm的微細粉末，并保持茶葉的原有色澤。超微粉茶因為粒度很細，添加于食品中，吃在口中不會有任何粒度的感覺，故可使食品中既富含茶葉的營養(yǎng)和保健成分，又使原來舍棄的纖維素等得以利用，同時還賦予了食品天然綠色，等于添加了綠色色素，形成具有特殊風格的茶葉食品。

　　超微綠茶粉所使用的保綠手段，一是在鮮葉中添加保綠劑；二是使用蒸青方式殺青，生產(chǎn)出色澤綠翠的蒸烘青綠茶。

　　超微茶粉加工的關鍵設備是LF型超微粉碎機組，當茶葉顆粒經(jīng)進料口螺旋送入粉碎室內(nèi)，受到粉碎盤的高速沖擊和剪切，同時也受到渦流氣體產(chǎn)生的高頻振動而被粉碎。粉碎后的粉體在負壓作用下越過分流錐套進入分級室。由于分級輪的高速旋轉(zhuǎn)，粉體同時受空氣動力和離心力的作用。當離心力>空氣動力時，說明粉體還大于要求的分級粒徑粉粒細度，即被甩至錐套返回粉碎室繼續(xù)粉碎，而粉碎合格的粉體此時空氣動力>離心力受動力作用，進入集料管道后到輔機被排出，收集后成為超微粉茶成品。

　　5. 結束語

　　中藥進行細胞級微粉碎后，能增加藥物吸收率，提高其生物利用度；有利于保留牛物活性成分，提高藥效；節(jié)省原料，便于應用。在各種超微粉碎設備中，振動磨由于可能高效的將藥物粉碎到亞微米級，被認為是對中藥進行超微粉碎最理想，最有前途的設備。中藥粉碎過程中一個難題是溫升問題，利用冷卻裝置進行低溫粉碎將使草為粉碎技術更加成熟。