[发明专利]一种在超临界状态或以液态气体为分散介质的研磨设备及其产品

说明书

本发明涉及一种在超临界状态或以液态气体为分散介质的研磨设备，包括如下装置：气源、增压泵、加热器、缓存罐、输送泵、带有耐高压轴封的高压研磨机，所述气源产生的气体经过所述增压泵增压达到液态，或再通过加热器加热后达到超临界态，而后输送至装有待研磨原料的所述缓存罐中与所述待研磨原料混合，然后混合后的物料由所述输送泵输送至所述研磨机中进行研磨，研磨后的物料可以输送回到缓存罐实现循环。本发明可以使物料的研磨效率更高，同时保持物料的自身特性，无溶剂残留问题。

技术领域

本发明属于粉碎研磨加工技术领域，尤其是超细粉碎研磨加工技术。

背景技术

目前，在茶叶、中草药的超细粉碎领域，缺乏一种高效、低成本的粉碎技术。茶叶超细产品如抹茶等，为了在研磨过程中抹茶颜色和风味物质不被破坏，都是采用天然石磨来进行研磨。但其产量极低，造成了抹茶的经济适用性的限制，使其价格奇高。另外，如三七、灵芝、虫草等名贵中草药，为了提高人体吸收效果，也需要进行超细的破壁加工。在中草药领域大多采用气流磨来进行粉碎，而由于中草药的纤维成分高、韧性强，在高速气流中对撞粉碎原理的气流磨中粉碎效率很低，能耗也极大。这使得原本较贵的名贵中草药进一步增加了加工成本，限制了其市场的进一步扩大。

通过改造和优化砂磨机等研磨设备，已开发出适合食品物料超细加工的特种砂磨机，能够将带皮坚果、豆类、咖啡、香辛料等进行超细研磨。在此基础上，开发出了将物料与易挥发溶剂先混合，在特种砂磨机中研磨至超细之后，再将溶剂除去的湿法超细干粉加工工艺，能够将茶叶、中草药等高效研磨至10微米以下。但是易挥发的溶剂大多是有机溶剂，存在溶剂的残留，对于食品、药品有潜在的安全风险。相比较而言，采用液态或超临界状态的气体作为分散介质，可以避免溶剂残留的问题。但是，现有的砂磨机等研磨机都是在常压下工作的，无法承受液态或超临界状态气体的压力，因此无法实现以液态或超临界状态的气体作为分散介质进行研磨。

另一方面，在超细材料，特别是纳米材料的加工领域，砂磨机也是一种常用的研磨设备。锂离子电池、光催化等领域广泛应用的石墨粉、碳纳米管粉、石墨烯粉、磷酸铁锂粉、钴酸锂粉、镍钴锰酸锂粉、二氧化钛粉、氧化锌粉等等，都可以通过砂磨机来研磨加工。但是，这些材料在研磨时，也是采用有机溶剂或水作为介质的，同样存在溶剂残留问题。残留的溶剂吸附在超细材料上，对于材料自身的性能有很大的负面影响。而且后续的去除溶剂或干燥的过程，很容易导致颗粒的二次团聚。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明具体的技术方案如下：一种在超临界状态或以液态气体为分散介质的研磨设备，其特征在于包括如下装置：气源1、增压泵2、缓存罐4、输送泵5、带有耐高压轴封的高压研磨机6，所述气源1产生的气体经过所述增压泵2增压达到液态，而后输送至装有待研磨原料的所述缓存罐4中与所述待研磨原料混合，然后混合后的物料由所述输送泵5输送至所述高压研磨机6中进行研磨。

进一步地，还可以包括加热器3，所述加热器设置在在增压泵2和缓存罐4之间，气体增压后经过所述加热器加热，达到超临界状态。

进一步地，研磨后的物料输送回到缓存罐4实现循环。

进一步地，还包括减压阀7，所述减压阀设置于缓存罐4和增压泵2之间，研磨完毕后，打开所述减压阀7，使超临界或液态气体气化实现与研磨物料的分离，分离出的气体通过管道回到增压泵2实现循环使用。

进一步地，所述高压研磨机包括：砂磨机、球磨机。

进一步地，所述气体包括单质气体、二氧化碳、烃类气体、卤代烷烃类气体。

进一步地，所述单质气体包括：氮气、氩气中的一种或多种。

进一步地，所述烃类气体包括：乙烷、乙烯、丙烷、丁烷的一种或多种。

进一步地，所述卤代烷烃类气体包括：氟利昂。