納米植物粉體產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)展緩慢，如納米花粉,、木耳等天然植物保健食品,，人參、靈芝孢子,、珍珠,、冬蟲(chóng)草等名貴藥用植物，以及如馬錢(qián)子等有毒藥用植物的納米植物粉體產(chǎn)品尚處在開(kāi)發(fā)階段,。這里既有科學(xué)問(wèn)題,，也有技術(shù)問(wèn)題�,？茖W(xué)問(wèn)題方面,，如納米植物粉體究竟能解決什么問(wèn)題，已陸續(xù)有應(yīng)用文章發(fā)表,。本文談的是技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題,。
由呂慶及曲源等發(fā)明的多維擺動(dòng)式納米球磨技術(shù)和多層次分級(jí)納米球磨技術(shù)，較好地解決了納米植物粉體制備的技術(shù)應(yīng)用（前者已獲得專(zhuān)利,，后者已進(jìn)入實(shí)審）,。
一、納米植物球磨制備技術(shù)
1,、多維擺動(dòng)式高能納米球磨技術(shù),。多維擺動(dòng)式高能納米球磨機(jī)通過(guò)罐體快速的多維擺動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，使磨介在罐內(nèi)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生巨大的沖擊力,，延長(zhǎng)磨介的運(yùn)動(dòng)軌跡,，提高沖擊能,，減少撞擊盲點(diǎn)，其工作效率是傳統(tǒng)球磨機(jī)的幾十倍,，可顯著提高罐內(nèi)磨介的沖擊能量和運(yùn)動(dòng)次數(shù),，使被粉碎的物質(zhì)顆粒達(dá)到納米級(jí)，同時(shí)大大提高了粉體顆粒的均勻度,粉碎粒徑最小為10nm,，屬封閉式高能球磨,。秦皇島市太極環(huán)納米制品有限公司用該設(shè)備已成功研制納米食品（納米茶、納米咖啡）,，納米中藥（外用貼膏）,并開(kāi)始推廣應(yīng)用,。
該設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，除植物以外,，對(duì)金屬,、非金屬、多元合金,、機(jī)械化合金,、動(dòng)物、礦物,、藥材等有機(jī),、無(wú)機(jī)材料均可進(jìn)行納米級(jí)粉碎的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)（易燃、易爆物品需加保護(hù)劑如氬氣,、氮?dú)�,、二氧化碳等）�?br />
2、多層次分級(jí)納米球磨技術(shù)
多層次分級(jí)納米球磨機(jī)采用調(diào)酒師手臂動(dòng)作原理,，雙向反復(fù)快速運(yùn)轉(zhuǎn),，加強(qiáng)了磨介軌跡變換的機(jī)率，產(chǎn)生高能沖擊,使物料在運(yùn)動(dòng)中撞擊球磨,，微米級(jí)粉體在多機(jī)腔,，多層次，多直徑磨介（由大逐漸變�,。┝魉椭胁粩嗟刈矒舴鬯�,，產(chǎn)生分級(jí)粉碎效果，最后粉碎成10nm以上的粉體,。該設(shè)備為開(kāi)放式球磨,，可連續(xù)地進(jìn)料出料，干磨,、濕磨皆可,，可廣泛地應(yīng)用于動(dòng)、植物,、礦物,、金屬,、陶瓷及非易燃易爆的有機(jī)、無(wú)機(jī)材料,。
二,、納米植物粉體球磨制備中的若干問(wèn)題
1、溫度問(wèn)題,。由于以上兩種球磨技術(shù)均屬高能球磨,，會(huì)迅速升溫，易使植物粉體焦化,、碳化,，為保持植物成份不變，溫度是最先需要解決的問(wèn)題,。封閉式球磨法,，雖然可以加液氮冷卻，但由于液氮的純度問(wèn)題（通常液氮純度難以控制）,，植物容易受到污染,，生產(chǎn)成本又高,，為此,，我們采用罐體夾套循環(huán)水冷卻，有效的控制了加工過(guò)程的溫度,。
2,、濕度問(wèn)題。通常植物干品含水量在5-10%左右,，增加了植物的韌性,、彈性。為了增加其脆性,，需去掉其中的水份,，我們采用將微米粉體在55℃干燥4-6小時(shí)，干燥后再球磨加工,，取得較好效果,。如采用實(shí)驗(yàn)型設(shè)備做小樣，可將根,、莖,、皮、葉,、花,、果搗碎（或小型粉碎機(jī)粗粉）直接干燥后裝罐。如采用鮮嫩植物,，則先用傳統(tǒng)粉碎機(jī)打漿,，再用高能球磨機(jī)制備納米植物漿料,，然后噴霧干燥，如制備生綠茶或生涼茶用此法最佳,。
3,、粘韌性問(wèn)題。植物均含糖,。而含糖量過(guò)高產(chǎn)生粘韌性問(wèn)題,，含油過(guò)多、含膠質(zhì)過(guò)多也會(huì)出現(xiàn)粘韌性問(wèn)題,，如熟地,、枸杞、大棗,、乳香,、沒(méi)藥等，易在球磨中沾球,、沾罐,、結(jié)球成團(tuán)，不能達(dá)到好的粉碎效果,。這些品種,，如采用深冷凍球磨，如加液氮會(huì)污染植物,，冰箱冷凍取出加料會(huì)產(chǎn)生回溫問(wèn)題,。對(duì)此，我們采用濕法漿磨,，方法是：傳統(tǒng)粉碎后加水?dāng)嚦蓾{料,，然后用球磨制備成納米漿料，達(dá)到球磨效果后取出,，采用噴霧干燥,，較好地解決了此問(wèn)題，保留了原植物的特性,。
4,、污染問(wèn)題。球磨技術(shù),，尤其是高能球磨技術(shù)污染問(wèn)題很突出,，如果采用鋼球，不做冷卻降溫,，物料污染很?chē)?yán)重,。在采用水冷卻降溫后，將鋼球換成納米氧化鋯球，將罐體也換成氧化鋯內(nèi)襯,，使物料的污染降到最低,。如果是粉碎植物，半年才更換一次磨球,，可見(jiàn)污染相當(dāng)?shù)�,。加之鋯元素也是人體牙齒與骨骼所需求的微量元素，在食品,、保健品中有極微量的鋯元素存在,，有益無(wú)害。
5,、顆粒團(tuán)聚的問(wèn)題,。植物粉碎到納米尺寸，其比表面積很大,，表面能很高,，表面電荷很多，加之其中大多為親水性物質(zhì),，極易吸水產(chǎn)生團(tuán)聚,，而保健品、食品大多傾向做成植物飲料,，團(tuán)聚的納米植物粉體用水沖時(shí)很難分散,，易產(chǎn)生沉淀，影響感觀效果,，口感也澀澀地,�,？朔巳秉c(diǎn)的方法就成了各國(guó)各公司的商業(yè)秘密,。一種是在球磨前將微米級(jí)物料中加入食品級(jí)分散劑，在球磨過(guò)程中進(jìn)行表面改性,，清除表面能,，消除表面靜電，提高其分散性,。分散劑還能提高球磨效果,；另一種是在球磨前在微米級(jí)物料中加入食品級(jí)表面改性劑，通過(guò)球磨過(guò)程的研磨分散,，對(duì)納米植物顆粒表面進(jìn)行改性處理,，提高其分散性，無(wú)論用冷,、熱水沖飲,，綠茶立即碧綠、紅茶立刻紅亮，長(zhǎng)時(shí)間不出現(xiàn)沉淀,。
6,、粒度及均勻度問(wèn)題。粒度即顆粒的粒徑,，一般都用平均粒徑表示,，也就是粉末的統(tǒng)計(jì)性平均粒徑值。納米植物粉體究竟多大粒徑為好,？我們多年研究認(rèn)為,，平均粒徑不應(yīng)小于100納米，在120-180之間最好,，此區(qū)間植物不但破壁,，其內(nèi)的細(xì)胞也已經(jīng)打碎，其物理細(xì)化過(guò)程已經(jīng)完成,，可達(dá)到營(yíng)養(yǎng)及藥物成分的充分吸收作用（用于研究病毒植物除外）,。如果完全追求100納米以下，則增加其不穩(wěn)定因素,、改性,、變性及產(chǎn)生毒副作用的風(fēng)險(xiǎn)。納米植物加工目的是為了提高其高吸收度,，而以其生產(chǎn)新的改性材料,，則言之尚早。
均勻度即顆粒的分布范圍,。分布愈集中,，則表示顆粒愈均勻，球磨制備納米粉體的均勻度不佳,，所以用來(lái)制備金屬等嚴(yán)格地納米改性材料很不理想,。但用來(lái)制備納米植物粉體則很適用，因納米植物物理加工是為了“保性”而不是改性,。所以我們努力將顆�,？刂拼蟛糠衷�60-180納米�,？刂埔c(diǎn)為：就是最大程度的降低球磨時(shí)間,。所以我們采用“納米茶制備三步法”。先經(jīng)傳統(tǒng)粉碎,，再經(jīng)氣流粉碎（氣流粉碎是物料之間的撞擊,，并不增加鐵的污染），然后將微米級(jí)物料進(jìn)行高能球磨制備成納米粉體,，大大的縮短了球磨時(shí)間,，減少了污染。
經(jīng)過(guò)前二步的控制（如粉碎、過(guò)篩,、氣流粉碎,、再過(guò)篩）使球磨顆粒不均勻的問(wèn)題很大程度上得到解決。達(dá)到預(yù)期均勻度,。
三,、納米植物粉體球磨技術(shù)發(fā)展與展望
植物中含有大量的蛋白質(zhì)、氨基酸,、維生素,、纖維素、微量元素等有機(jī)物,，以及數(shù)十種人體必需的無(wú)機(jī)礦物元素及藥物成分,，對(duì)人體有著重要的保健治療作用，研究證明,，如果不將其破壁,，營(yíng)養(yǎng)或藥用成分就不會(huì)充分吸收，而在物理粉碎技術(shù)中,，球磨技術(shù)以其高效率,、低成本而受人青睞。但在納米粉體制備中,，尤其是納米植物粉體制備方面遇到了新的挑戰(zhàn),，如顆粒不均勻，污染嚴(yán)重,，加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等一度受到輕視,。經(jīng)過(guò)幾年的徘徊，新的球磨技術(shù)也在發(fā)展,，回頭來(lái)看仍不失為納米植物粉體制備的低成本,、高效率的可行方法。
多維擺動(dòng)式及多層次分級(jí)式新球磨技術(shù)制備的納米植物粉體是純物理方法加工出來(lái)的,，植物本身無(wú)破壞,，也不引入其它成份，相對(duì)的保證了植物成份的天然性與完整性,。應(yīng)用領(lǐng)域特別廣泛。
我們的實(shí)踐已說(shuō)明并將繼續(xù)證明,，日本雖搶先一步,，將超細(xì)技術(shù)引進(jìn)植物中藥領(lǐng)域。我們則是最先研發(fā)并將高能納米球磨技術(shù)引入植物及中藥領(lǐng)域,。這種全新的粉碎技術(shù)及其制備的納米級(jí)植物粉末,，必將給植物加工相關(guān)行業(yè)帶來(lái)新的活力，成為食品、保健品,、化妝品,、中藥行業(yè)新的生長(zhǎng)點(diǎn)，以其高溶解度,、高溶出度,、高吸收度、高吸附力度,、高生物利用度生產(chǎn)出速效,、高效、長(zhǎng)效產(chǎn)品,，為人類(lèi)的健康服務(wù),。
由呂慶及曲源等發(fā)明的多維擺動(dòng)式納米球磨技術(shù)和多層次分級(jí)納米球磨技術(shù)，較好地解決了納米植物粉體制備的技術(shù)應(yīng)用（前者已獲得專(zhuān)利,，后者已進(jìn)入實(shí)審）,。
一、納米植物球磨制備技術(shù)
1,、多維擺動(dòng)式高能納米球磨技術(shù),。多維擺動(dòng)式高能納米球磨機(jī)通過(guò)罐體快速的多維擺動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，使磨介在罐內(nèi)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生巨大的沖擊力,，延長(zhǎng)磨介的運(yùn)動(dòng)軌跡,，提高沖擊能,，減少撞擊盲點(diǎn)，其工作效率是傳統(tǒng)球磨機(jī)的幾十倍,，可顯著提高罐內(nèi)磨介的沖擊能量和運(yùn)動(dòng)次數(shù),，使被粉碎的物質(zhì)顆粒達(dá)到納米級(jí)，同時(shí)大大提高了粉體顆粒的均勻度,粉碎粒徑最小為10nm,，屬封閉式高能球磨,。秦皇島市太極環(huán)納米制品有限公司用該設(shè)備已成功研制納米食品（納米茶、納米咖啡）,，納米中藥（外用貼膏）,并開(kāi)始推廣應(yīng)用,。
該設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，除植物以外,，對(duì)金屬,、非金屬、多元合金,、機(jī)械化合金,、動(dòng)物、礦物,、藥材等有機(jī),、無(wú)機(jī)材料均可進(jìn)行納米級(jí)粉碎的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)（易燃、易爆物品需加保護(hù)劑如氬氣,、氮?dú)�,、二氧化碳等）�?br />
2、多層次分級(jí)納米球磨技術(shù)
多層次分級(jí)納米球磨機(jī)采用調(diào)酒師手臂動(dòng)作原理,，雙向反復(fù)快速運(yùn)轉(zhuǎn),，加強(qiáng)了磨介軌跡變換的機(jī)率，產(chǎn)生高能沖擊,使物料在運(yùn)動(dòng)中撞擊球磨,，微米級(jí)粉體在多機(jī)腔,，多層次，多直徑磨介（由大逐漸變�,。┝魉椭胁粩嗟刈矒舴鬯�,，產(chǎn)生分級(jí)粉碎效果，最后粉碎成10nm以上的粉體,。該設(shè)備為開(kāi)放式球磨,，可連續(xù)地進(jìn)料出料，干磨,、濕磨皆可,，可廣泛地應(yīng)用于動(dòng)、植物,、礦物,、金屬,、陶瓷及非易燃易爆的有機(jī)、無(wú)機(jī)材料,。
二,、納米植物粉體球磨制備中的若干問(wèn)題
1、溫度問(wèn)題,。由于以上兩種球磨技術(shù)均屬高能球磨,，會(huì)迅速升溫，易使植物粉體焦化,、碳化,，為保持植物成份不變，溫度是最先需要解決的問(wèn)題,。封閉式球磨法,，雖然可以加液氮冷卻，但由于液氮的純度問(wèn)題（通常液氮純度難以控制）,，植物容易受到污染,，生產(chǎn)成本又高,，為此,，我們采用罐體夾套循環(huán)水冷卻，有效的控制了加工過(guò)程的溫度,。
2,、濕度問(wèn)題。通常植物干品含水量在5-10%左右,，增加了植物的韌性,、彈性。為了增加其脆性,，需去掉其中的水份,，我們采用將微米粉體在55℃干燥4-6小時(shí)，干燥后再球磨加工,，取得較好效果,。如采用實(shí)驗(yàn)型設(shè)備做小樣，可將根,、莖,、皮、葉,、花,、果搗碎（或小型粉碎機(jī)粗粉）直接干燥后裝罐。如采用鮮嫩植物,，則先用傳統(tǒng)粉碎機(jī)打漿,，再用高能球磨機(jī)制備納米植物漿料,，然后噴霧干燥，如制備生綠茶或生涼茶用此法最佳,。
3,、粘韌性問(wèn)題。植物均含糖,。而含糖量過(guò)高產(chǎn)生粘韌性問(wèn)題,，含油過(guò)多、含膠質(zhì)過(guò)多也會(huì)出現(xiàn)粘韌性問(wèn)題,，如熟地,、枸杞、大棗,、乳香,、沒(méi)藥等，易在球磨中沾球,、沾罐,、結(jié)球成團(tuán)，不能達(dá)到好的粉碎效果,。這些品種,，如采用深冷凍球磨，如加液氮會(huì)污染植物,，冰箱冷凍取出加料會(huì)產(chǎn)生回溫問(wèn)題,。對(duì)此，我們采用濕法漿磨,，方法是：傳統(tǒng)粉碎后加水?dāng)嚦蓾{料,，然后用球磨制備成納米漿料，達(dá)到球磨效果后取出,，采用噴霧干燥,，較好地解決了此問(wèn)題，保留了原植物的特性,。
4,、污染問(wèn)題。球磨技術(shù),，尤其是高能球磨技術(shù)污染問(wèn)題很突出,，如果采用鋼球，不做冷卻降溫,，物料污染很?chē)?yán)重,。在采用水冷卻降溫后，將鋼球換成納米氧化鋯球，將罐體也換成氧化鋯內(nèi)襯,，使物料的污染降到最低,。如果是粉碎植物，半年才更換一次磨球,，可見(jiàn)污染相當(dāng)?shù)�,。加之鋯元素也是人體牙齒與骨骼所需求的微量元素，在食品,、保健品中有極微量的鋯元素存在,，有益無(wú)害。
5,、顆粒團(tuán)聚的問(wèn)題,。植物粉碎到納米尺寸，其比表面積很大,，表面能很高,，表面電荷很多，加之其中大多為親水性物質(zhì),，極易吸水產(chǎn)生團(tuán)聚,，而保健品、食品大多傾向做成植物飲料,，團(tuán)聚的納米植物粉體用水沖時(shí)很難分散,，易產(chǎn)生沉淀，影響感觀效果,，口感也澀澀地,�,？朔巳秉c(diǎn)的方法就成了各國(guó)各公司的商業(yè)秘密,。一種是在球磨前將微米級(jí)物料中加入食品級(jí)分散劑，在球磨過(guò)程中進(jìn)行表面改性,，清除表面能,，消除表面靜電，提高其分散性,。分散劑還能提高球磨效果,；另一種是在球磨前在微米級(jí)物料中加入食品級(jí)表面改性劑，通過(guò)球磨過(guò)程的研磨分散,，對(duì)納米植物顆粒表面進(jìn)行改性處理,，提高其分散性，無(wú)論用冷,、熱水沖飲,，綠茶立即碧綠、紅茶立刻紅亮，長(zhǎng)時(shí)間不出現(xiàn)沉淀,。
6,、粒度及均勻度問(wèn)題。粒度即顆粒的粒徑,，一般都用平均粒徑表示,，也就是粉末的統(tǒng)計(jì)性平均粒徑值。納米植物粉體究竟多大粒徑為好,？我們多年研究認(rèn)為,，平均粒徑不應(yīng)小于100納米，在120-180之間最好,，此區(qū)間植物不但破壁,，其內(nèi)的細(xì)胞也已經(jīng)打碎，其物理細(xì)化過(guò)程已經(jīng)完成,，可達(dá)到營(yíng)養(yǎng)及藥物成分的充分吸收作用（用于研究病毒植物除外）,。如果完全追求100納米以下，則增加其不穩(wěn)定因素,、改性,、變性及產(chǎn)生毒副作用的風(fēng)險(xiǎn)。納米植物加工目的是為了提高其高吸收度,，而以其生產(chǎn)新的改性材料,，則言之尚早。
均勻度即顆粒的分布范圍,。分布愈集中,，則表示顆粒愈均勻，球磨制備納米粉體的均勻度不佳,，所以用來(lái)制備金屬等嚴(yán)格地納米改性材料很不理想,。但用來(lái)制備納米植物粉體則很適用，因納米植物物理加工是為了“保性”而不是改性,。所以我們努力將顆�,？刂拼蟛糠衷�60-180納米�,？刂埔c(diǎn)為：就是最大程度的降低球磨時(shí)間,。所以我們采用“納米茶制備三步法”。先經(jīng)傳統(tǒng)粉碎,，再經(jīng)氣流粉碎（氣流粉碎是物料之間的撞擊,，并不增加鐵的污染），然后將微米級(jí)物料進(jìn)行高能球磨制備成納米粉體,，大大的縮短了球磨時(shí)間,，減少了污染。
經(jīng)過(guò)前二步的控制（如粉碎、過(guò)篩,、氣流粉碎,、再過(guò)篩）使球磨顆粒不均勻的問(wèn)題很大程度上得到解決。達(dá)到預(yù)期均勻度,。
三,、納米植物粉體球磨技術(shù)發(fā)展與展望
植物中含有大量的蛋白質(zhì)、氨基酸,、維生素,、纖維素、微量元素等有機(jī)物,，以及數(shù)十種人體必需的無(wú)機(jī)礦物元素及藥物成分,，對(duì)人體有著重要的保健治療作用，研究證明,，如果不將其破壁,，營(yíng)養(yǎng)或藥用成分就不會(huì)充分吸收，而在物理粉碎技術(shù)中,，球磨技術(shù)以其高效率,、低成本而受人青睞。但在納米粉體制備中,，尤其是納米植物粉體制備方面遇到了新的挑戰(zhàn),，如顆粒不均勻，污染嚴(yán)重,，加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等一度受到輕視,。經(jīng)過(guò)幾年的徘徊，新的球磨技術(shù)也在發(fā)展,，回頭來(lái)看仍不失為納米植物粉體制備的低成本,、高效率的可行方法。
多維擺動(dòng)式及多層次分級(jí)式新球磨技術(shù)制備的納米植物粉體是純物理方法加工出來(lái)的,，植物本身無(wú)破壞,，也不引入其它成份，相對(duì)的保證了植物成份的天然性與完整性,。應(yīng)用領(lǐng)域特別廣泛。
我們的實(shí)踐已說(shuō)明并將繼續(xù)證明,，日本雖搶先一步,，將超細(xì)技術(shù)引進(jìn)植物中藥領(lǐng)域。我們則是最先研發(fā)并將高能納米球磨技術(shù)引入植物及中藥領(lǐng)域,。這種全新的粉碎技術(shù)及其制備的納米級(jí)植物粉末,，必將給植物加工相關(guān)行業(yè)帶來(lái)新的活力，成為食品、保健品,、化妝品,、中藥行業(yè)新的生長(zhǎng)點(diǎn)，以其高溶解度,、高溶出度,、高吸收度、高吸附力度,、高生物利用度生產(chǎn)出速效,、高效、長(zhǎng)效產(chǎn)品,，為人類(lèi)的健康服務(wù),。
