科创中国

背景：市场对超微粉体技术及装备需求紧迫，传统的气流超微粉碎机能耗高、适用性差。本成果将粉碎分级融为一体，使装机功率降低、结构紧凑、适用性广、物料温升低、粉尘排放少。该成果于2013年完成并推广使用；获中国机械工业科学技术奖三等奖、山东省农科院科技进步一等奖；经山东省科技厅鉴定达到国内领先水平；授权发明专利1项，实用新型4项，发表论文2篇。
成果的主要技术特点、性能指标参数等：CWFJ-400机械超微粉碎机将机械粉碎与气流分级融为一体，装机功率大大降低。 通过调整工艺结构发挥冲击力、剪切力、挤压力及摩擦力等综合破碎力的作用，可用于脆性 物料、纤维性物料及含油性物料的超微粉碎作业，具有广泛的适应性。CWFJ-400机械超微粉碎机结构紧凑，安装调试方便，粉碎效率高，作业性能好，同时可将强制自冷却技术 与强制外冷却技术相结合，实现热敏性物料的超微粉碎。该生产线负压运行，粉尘排放低，设备运行噪音小，符合高效、节能、环保的要求。 主要技术性能：产品粒径（目）：80-600；产量（kg/h）：100-400；风机风量（m³/min）：20-25；风机功率（kW）：***；分级轮功率（kW）:***；粉碎电机功率（kW）：22；粉碎盘转速（rpm）：4200；分级轮转速（rpm）：6000。
创新性:(1) 首创内置粉碎分级一体技术传统的超微粉碎装备为外置分级，工艺流程复杂、占地面积大、能耗高、产品质量难保证。本成果首次将机械超微粉碎与气流分级融于一体，结构紧凑；构建粉体粉碎、分级自循环系统，避免物料过度粉碎，提高效率降低能耗。(2) 创新粉碎部件：首创菱形刀头粉碎装置，提高使用寿命本成果创新设计粉碎关键部件，由高耗能的气流式粉碎改为机械式物理粉碎刀盘，采用菱形粉碎刀头，设计轴对称结构，利用锐角刀刃提高剪切力，实现纤维性物料的高效粉碎实现一刀两用，提高了设备适应性，大幅度提高粉碎机作业效率。(3) 首创内外一体式强制冷却方式粉碎过程中，由于物料与粉碎部件高频率的摩擦使得物料升温不可避免，从而对热敏性 物料产生消极影响，这也限制了传统机械超微粉碎机的应用推广。本成果创新冷却方式，首次将自冷却技术与强制外冷却技术相结合。通过组合式冷却技术实现粉碎温度的有效控制。(4) 首创高效袋内脉冲除尘系统粉尘的产生在超微粉碎过程中不可避免，大量的粉尘溢出会污染生产环境，损害工作人 员的身体健康，严重的会污染空气，造成不必要的环境污染。 本成果采用脉冲除尘箱式技术，配合旋风除尘器，连续、集中的收集过细粉尘。针对超微粉吸附能力强，脉冲气流反吹不彻底的问题，提出支管内反吹技术，实 现狭长布袋内气压均布，此项技术可以实现设备连续无尘作业，保证工作环境清洁无污染，避免环保问题。
先进性（重点阐明技术水平、主要性能指标国内外比较等）：CWFJ-400机械超微粉碎机是在吸取国外先进技术的基础上，根据我国国情，结合国内粉体设备发展水平，借鉴国内外粉体设备先进工作原理，研究开发出的一种适合超细、超微粉体作业的机械超微粉碎机，采用粉碎和分级一体式组合型设计，实现粗粉在机内自动循环回料被反复粉碎，提高粉碎效率；产品粒径在80～600目范围内可任意调节；粉碎室的刀头和齿圈采用特殊耐磨材料，提高了使用寿命，刀头和齿圈调换方便；整个系统配置合理，投资成本低；采用大长径比旋风收尘及脉冲除尘技术，操作更方便，工作环境更环保，解决部分难分离物料的分级问题，是超细粉体加工不可或缺的技术装备。经鉴定，技术水平达到国内领先水平。为避免污染物料，与物料接触部分全部用不锈钢制作，达到GMP的卫生要求。通过优化设计，合理选择配套设备，CWFJ-400机械超微粉碎机性能参数已达到国内领先水平，本成果产品与国内外同类技术比较见表1，可见多项技术指标处于领先地位，具有较强的市场竞争力。

表1 国内外同类技术比较
厂家参数      本成果产品    上海化*      江阴康*     日本柴*     国家标准
生产能力（kg/h）***      250            280            330            ≥100
分级动力（kW）  ***          ***             ***             ***                 -

吨料电耗（kW·h/t）***  171            174             155           ≤175

粉尘浓度（mg/m3）***       4               ***              ***              ≤8
噪声（dB）        92               90             92              80             ≤93
成品物温升（℃）***         18             18               15             ≤20
盈利性：本成果与传统的超微粉制备技术相比装机功率大大降低，在特定物料下，与其粒度相同且产量相同的气流超微粉碎机能耗降低60%，作业费用大幅降低。利用该成果加工的产品如超微大豆粉与普通大豆粉相比，其蛋白质含量提高27%，可溶性膳食纤维（SDF）含量提高106%，溶解度提高134%。功能性方面，超微大豆粉在持油能力方面提高170%，更有助于清理肠胃；对胰脂肪酶活力的抑制能力提升62%，更有益于降血脂；对葡萄糖的束缚量提高115%，更有助于降低血糖。超微大豆粉其蛋白功能性质得到明显改善，营养更全面。小麦麸皮利用该技术加工成超微粉后，每公斤售卖可增收10元，利润率可提高90%以上。中草药利用该技术加工成超微粉粒径可达到D95 5-200μm，药材利用率达到100%，对于不同的中草药，利润可提高30%—90%。