食品--前處理多樣品組織研磨機(jī)及配件的選擇

食品是我們的生活必需品，食品安全是關(guān)系我們生活健康最基本的問題。近年來我國食品安全問題頻發(fā)，對(duì)食品安全問題就該敲響警鐘；由于食品的生產(chǎn)銷售地理面覆蓋廣，各類食品生產(chǎn)加工、經(jīng)營企業(yè)越來越多，不法分子為了迎合消費(fèi)者對(duì)食品外觀、口感、方便性、保存時(shí)間等方面的喜好和需求，置國家法律于不顧，摻雜摻假，非法添加或?yàn)E用食品添加劑等行為屢禁不止。所以，對(duì)食品中的有害物質(zhì)進(jìn)行有效檢測(cè)，是一項(xiàng)必不可少的工作；同時(shí)，對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的檢測(cè)也可以對(duì)健康飲食提供重要的指導(dǎo)。
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(cè)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(cè)方法來講，每一次檢測(cè)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(cè)的重現(xiàn)性高，力求檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。為了達(dá)到這個(gè)的結(jié)果，檢測(cè)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，以保證有效均質(zhì)。

那么怎么選擇粉碎研磨設(shè)備呢？

根據(jù)檢測(cè)的目的，需要明確粉碎研磨過程不能過程不會(huì)對(duì)檢測(cè)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，往往需要人為的先進(jìn)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(cè)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(cè)常用的物質(zhì)的粒徑分布大約在20μm到2mm左右。根據(jù)最終的不同需要，如提取、過濾、吸附通常會(huì)受粒徑的影響，而且隨著檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)粒徑也會(huì)提取新的要求。所以我們需要結(jié)合檢測(cè)的需要，根據(jù)最終的粒徑大小和進(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(cè)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同的配件，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(cè)結(jié)果造成不好的影響。例如在做重金屬檢測(cè)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(cè)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(cè)標(biāo)準(zhǔn)來講,刀式研磨儀可以達(dá)到大部分食品的檢測(cè)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)完全匹配，二是刀式研磨儀能將樣品處理到檢測(cè)所需要的尺寸，并實(shí)現(xiàn)均質(zhì)。