本课题则是利用基于剪切粉碎原理的高速剪切粉碎机，使分散相颗粒破碎细化，达到乳化、均质与混合的效果。因此，有必要对甜玉米粒及其皮渣的粉碎技术进行深入研究，以解决甜玉米原料的充分利用，提高甜玉米果汁饮品的稳定性、改善饮品的感官品质，丰富饮品的营养价值。

　　实验方法悬浮饮料的稳定性机理果蔬纤维饮料属于非均相液固混合物，一般要求产品在其有效期内抗絮凝，防止分层、沉淀，维持悬浮颗粒的均匀分布，以保证产品的稳定性，提高产品质量。果汁中含有果肉等不溶性物质，由于其密度与果汁密度不同，这些不溶性物质在重力作用下会逐步沉淀［6］，沉淀速度遵循Stock公式：υ=g（ρ1－ρ2）d2/18μ式（1）式中：μ为连续相（液体）的粘度；d为分散相粒径；g为重力加速度；ρ1为分散相颗粒密度；ρ2为连续相密度。

　　式（1）表明，分散相颗粒的沉淀速度与粒径成正比，与液体粘度成反比。一方面可以添加稳定剂增稠，但由于过高的粘度会影响产品的口感和香味的释放，因此稳定剂用量都有一定配比；另一方面可以通过粉碎均质处理，减小分散相粒径，使细小微粒稳定、均匀地分散于连续相中而不分离，以有效提高产品在销售存放过程中的稳定性。

　　高速剪切粉碎机高速剪切粉碎机关键部件是一对具有齿槽结构的相互交错的多层小间隙定转子。如所示，带有叶片的转子高速旋转产生负压，将物料不断吸入，在强烈的湍流作用下，甜玉米浆受到叶片的强力搅拌而混合、扩散。随即以很大的速度通过转子齿槽进入定转子间隙内，由于转子高速旋转产生的高切线速度在狭窄的定转子间隙内形成极大的速度梯度，同时由于高频机械效应带来的强劲动能，使混合物受到强烈的剪切、摩擦、撞击、挤压、射流以及空穴等综合作用，而且这些作用由内圈向外圈逐渐加强，使颗粒不断细化、分散。研究表明，定转子间隙δ、转子转速n是影响剪切应力场的重要因素，δ越小、n越大，产生的剪切应力大，则颗粒越易粉碎。选择适当的δ与n值是应用基于高剪切原理的湿法粉碎设备的基本原则。

　　粉碎实验将预处理后的甜玉米浆用高速超剪切粉碎机进行粉碎均质，根据高剪切粉碎机理，选择的主要操作参数和结构参数为剪切时间、转子转速、定转子间隙。分别对上述每个参数做单因素实验：即改变其中某一参数值，而保持另两个参数为定值时，进行剪切粉碎。再选择出粉碎效果相对较好的水平，进行三因素三水平正交优化实验，因素水平如表1所示。测定分析通过测定甜玉米粒粉碎后的粒度评价高剪切粉碎机的粉碎效果。用MasterSizer2000激光粒度分析仪，在泵速度为2000r/min下测定粒度大小，并用平均粒径作为实验指标，分析各参数对该指标的影响。

　　结果与讨论甜玉米表皮的组织结构通过电子显微镜可以观察甜玉米粒种皮的微观形态结构。甜玉米粒种皮细胞的排列具有一定的方向性，即沿其纵向成线性排列；而在横向上，纤维组织细胞紧密的捆绑在一起，整体结构固定。因此，甜玉米表皮具有良好的韧性、较高的抵抗变形和吸收冲击能的能力，不易于粉碎。

　　甜玉米粒表皮的力学特性甜玉米饮料加工中一般需要将原料预煮。研究表明，预煮时间影响表皮的力学特性。预煮时间越长，甜玉米表皮的破裂应力就越小，如所示。在预煮时间为15min时，可以明显改善表皮的结构组织，有利于达到更好的粉碎效果［5］。

　　预煮时间与甜玉米表皮破裂应力的关系单因素实验剪切时间对粉碎效果的影响剪切粉碎机的定转子间隙为1mm，保持转子转速为6500r/min，剪切时间分别到达1、2、3、4、5min时先后取样，测出粒度，得到d（0.5）值与时间的关系曲线，如所示。

　　验表明，前3min内，随着剪切粉碎时间的增长，颗粒的粒径不断减小；但是当剪切时间在3min以后，颗粒粒径随着时间的增长又逐渐增大。主要由于物料在粉碎过程中吸收了大量的机械能、热能，经超细化后比表面增大，表面能升高，颗粒处于不稳定状态；同时表面原子或离子数的比例大大提高，因而使其表面活性增加，再加上颗粒之间的距离极短，剪切时间与粒径的关系颗粒之间吸引力增大；另外，超细颗粒在粉碎过程中表面静电很高，粒子之间在碰撞中互相吸引。因而颗粒聚集变大，粒径增大。