納米生物學(xué)的出現(xiàn)為食品工程的發(fā)展提供了一個(gè)嶄新的平臺(tái)。納米技術(shù)使基因工程變得更加可控，人們可根據(jù)自己的需要，制造多種多樣、便于人體吸收的納米生物“產(chǎn)品”，人類的食品結(jié)構(gòu)也將隨之發(fā)生變化。用納米生物工程、化學(xué)工程合成的“食品”將極大豐富食品的數(shù)量和種類，與之相適應(yīng)的包裝與食品機(jī)械也將應(yīng)運(yùn)而生。
優(yōu)質(zhì)的表面涂層
由于納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強(qiáng)度及較強(qiáng)的韌性，可用于制造刀具、包裝和食品機(jī)械的密封環(huán)、軸承等以提高其耐磨性和耐蝕性。也可用于制作輸送機(jī)械和沸騰干燥床關(guān)鍵部件的表面涂層。
日本東京已有人在實(shí)驗(yàn)室研制成功自潔玻璃和自潔瓷磚。其表面有一層薄納米TiO2，在光的照射下，任何粘污在表面上的物質(zhì)，包括油污、細(xì)菌，由于納米TiO2的催化作用，使這些碳?xì)浠衔镞M(jìn)一步氧化變成氣體或者很容易被擦掉的物質(zhì)。TiO2可用于制作包裝容器、食品機(jī)械的箱體和應(yīng)用于生產(chǎn)車間等。
德國(guó)一研究所以納米硅基陶瓷制成的特種不污染耐磨透明涂料，涂在玻璃、塑料等物體上，具有防污、防塵、耐刮、耐磨、防火等功能。可用于包裝和食品機(jī)械上與食品直接接觸的零部件的表面涂層。
食品機(jī)械工作環(huán)境惡劣，對(duì)潤(rùn)滑劑要求較高，而通常潤(rùn)滑劑易損耗、易污染環(huán)境。磁性液體中的磁顆粒尺寸僅為10nm，因此不會(huì)損壞軸承，而基液亦可用潤(rùn)滑油，只要采用合適的磁場(chǎng)就可以將磁性潤(rùn)滑油約束在所需的部位，保證了機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
良好的吸收能力
納米SiC、Si3N4在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收，可用作紅外吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纖維，納米Si3N4非晶塊具有從黃光到近紅外光的選擇性吸收，也可用于特殊窗口材料，以納米SiO2 做成的光纖對(duì)600nm以上波長(zhǎng)光的傳輸損耗小于10dB／km，以納米SiO2 和納米TiO2制成的微米級(jí)厚的多層干涉膜，透光性好且反射紅外線能力強(qiáng)，與傳統(tǒng)的鹵素?zé)粝啾�，可�?jié)省15％的電能。這些特性可用在食品機(jī)械的紅外干燥和紅外殺菌設(shè)備上。
經(jīng)研究證明，將30～40nm的TiO2分散到樹脂中制成薄膜，成為對(duì)400nm 波長(zhǎng)以下的光有強(qiáng)烈吸收能力的紫外線吸收材料，可作為食品殺菌袋和保鮮袋最佳原料。
納米SiO2光催化降解有機(jī)物水處理技術(shù)無(wú)二次污染，除凈度高，其優(yōu)點(diǎn)是：具有巨大的比表面積，可將有機(jī)物最大限度地吸附在其表面；具有更強(qiáng)的紫外線吸收能力，因而具有更強(qiáng)的光催化降解能力，可快速將吸附在其表面的有機(jī)物分解掉。這對(duì)污水處理量較大的食品企業(yè)提供了有力的技術(shù)支持。
介孔固體和介孔復(fù)合體是近年來(lái)納米材料科學(xué)領(lǐng)域引人注目的研究對(duì)象，由于這種材料較高的孔隙率(孔洞尺寸為2～50nm)和較高的比表面，因而在吸附、過(guò)濾和催化等方面有重要的應(yīng)用前景。對(duì)純凈水、軟飲料等膜過(guò)濾和殺菌設(shè)備又提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。
強(qiáng)效的磁制冷工質(zhì)
磁制冷發(fā)展的總體趨勢(shì)是由低溫向高溫發(fā)展，構(gòu)成磁性的納米團(tuán)簇，所以當(dāng)溫度大于15K時(shí)，其磁熵變高于GGG(Gd3Ga5012)，成為15～30K 溫區(qū)最佳的磁制冷工質(zhì)。1997年，美國(guó)利用自旋系統(tǒng)磁熵變的制冷方式，研制成Cd為磁制冷工質(zhì)的磁制冷機(jī)。它與通常的壓縮氣體式制冷方式相比較，具有效率高、功耗低、噪聲小、體積小、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。這為食品冷凍和冷藏設(shè)備又開辟了新的途徑。
橡膠和塑料是包裝和食品機(jī)械應(yīng)用較多的原材料。但通常的橡膠是靠加入炭黑來(lái)提高其強(qiáng)度、耐磨性和抗老化性的，制品為黑色，不適宜用在食品機(jī)械上。納米材料的問(wèn)世使這一問(wèn)題迎刃而解。新的納米改性橡膠各項(xiàng)指標(biāo)均有大幅度提高，尤其抗老化性能可提高3倍，使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上，且色彩艷麗，保色效果優(yōu)異。普通塑料產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、 價(jià)格低，但性能遜于工程塑料，而工程塑料雖性能優(yōu)越，但價(jià)格高，限制了其在包裝和食品機(jī)械上的大范圍應(yīng)用。用納米材料對(duì)普通塑料聚丙烯進(jìn)行改性，達(dá)到工程塑料尼龍—6的性能指標(biāo)，且工藝性能好、成本低，可大量采用。
以上僅在幾個(gè)方面列舉了納米材料在包裝與食品機(jī)械上的應(yīng)用，但已充分顯示出納米技術(shù)和材料舉足輕重的地位。相信在包裝與食品工業(yè)行業(yè)技術(shù)人員的努力探索和開發(fā)下，納米材料的明天將更加燦爛奪目。
優(yōu)質(zhì)的表面涂層
由于納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強(qiáng)度及較強(qiáng)的韌性，可用于制造刀具、包裝和食品機(jī)械的密封環(huán)、軸承等以提高其耐磨性和耐蝕性。也可用于制作輸送機(jī)械和沸騰干燥床關(guān)鍵部件的表面涂層。
日本東京已有人在實(shí)驗(yàn)室研制成功自潔玻璃和自潔瓷磚。其表面有一層薄納米TiO2，在光的照射下，任何粘污在表面上的物質(zhì)，包括油污、細(xì)菌，由于納米TiO2的催化作用，使這些碳?xì)浠衔镞M(jìn)一步氧化變成氣體或者很容易被擦掉的物質(zhì)。TiO2可用于制作包裝容器、食品機(jī)械的箱體和應(yīng)用于生產(chǎn)車間等。
德國(guó)一研究所以納米硅基陶瓷制成的特種不污染耐磨透明涂料，涂在玻璃、塑料等物體上，具有防污、防塵、耐刮、耐磨、防火等功能。可用于包裝和食品機(jī)械上與食品直接接觸的零部件的表面涂層。
食品機(jī)械工作環(huán)境惡劣，對(duì)潤(rùn)滑劑要求較高，而通常潤(rùn)滑劑易損耗、易污染環(huán)境。磁性液體中的磁顆粒尺寸僅為10nm，因此不會(huì)損壞軸承，而基液亦可用潤(rùn)滑油，只要采用合適的磁場(chǎng)就可以將磁性潤(rùn)滑油約束在所需的部位，保證了機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
良好的吸收能力
納米SiC、Si3N4在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收，可用作紅外吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纖維，納米Si3N4非晶塊具有從黃光到近紅外光的選擇性吸收，也可用于特殊窗口材料，以納米SiO2 做成的光纖對(duì)600nm以上波長(zhǎng)光的傳輸損耗小于10dB／km，以納米SiO2 和納米TiO2制成的微米級(jí)厚的多層干涉膜，透光性好且反射紅外線能力強(qiáng)，與傳統(tǒng)的鹵素?zé)粝啾�，可�?jié)省15％的電能。這些特性可用在食品機(jī)械的紅外干燥和紅外殺菌設(shè)備上。
經(jīng)研究證明，將30～40nm的TiO2分散到樹脂中制成薄膜，成為對(duì)400nm 波長(zhǎng)以下的光有強(qiáng)烈吸收能力的紫外線吸收材料，可作為食品殺菌袋和保鮮袋最佳原料。
納米SiO2光催化降解有機(jī)物水處理技術(shù)無(wú)二次污染，除凈度高，其優(yōu)點(diǎn)是：具有巨大的比表面積，可將有機(jī)物最大限度地吸附在其表面；具有更強(qiáng)的紫外線吸收能力，因而具有更強(qiáng)的光催化降解能力，可快速將吸附在其表面的有機(jī)物分解掉。這對(duì)污水處理量較大的食品企業(yè)提供了有力的技術(shù)支持。
介孔固體和介孔復(fù)合體是近年來(lái)納米材料科學(xué)領(lǐng)域引人注目的研究對(duì)象，由于這種材料較高的孔隙率(孔洞尺寸為2～50nm)和較高的比表面，因而在吸附、過(guò)濾和催化等方面有重要的應(yīng)用前景。對(duì)純凈水、軟飲料等膜過(guò)濾和殺菌設(shè)備又提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。
強(qiáng)效的磁制冷工質(zhì)
磁制冷發(fā)展的總體趨勢(shì)是由低溫向高溫發(fā)展，構(gòu)成磁性的納米團(tuán)簇，所以當(dāng)溫度大于15K時(shí)，其磁熵變高于GGG(Gd3Ga5012)，成為15～30K 溫區(qū)最佳的磁制冷工質(zhì)。1997年，美國(guó)利用自旋系統(tǒng)磁熵變的制冷方式，研制成Cd為磁制冷工質(zhì)的磁制冷機(jī)。它與通常的壓縮氣體式制冷方式相比較，具有效率高、功耗低、噪聲小、體積小、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。這為食品冷凍和冷藏設(shè)備又開辟了新的途徑。
橡膠和塑料是包裝和食品機(jī)械應(yīng)用較多的原材料。但通常的橡膠是靠加入炭黑來(lái)提高其強(qiáng)度、耐磨性和抗老化性的，制品為黑色，不適宜用在食品機(jī)械上。納米材料的問(wèn)世使這一問(wèn)題迎刃而解。新的納米改性橡膠各項(xiàng)指標(biāo)均有大幅度提高，尤其抗老化性能可提高3倍，使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上，且色彩艷麗，保色效果優(yōu)異。普通塑料產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、 價(jià)格低，但性能遜于工程塑料，而工程塑料雖性能優(yōu)越，但價(jià)格高，限制了其在包裝和食品機(jī)械上的大范圍應(yīng)用。用納米材料對(duì)普通塑料聚丙烯進(jìn)行改性，達(dá)到工程塑料尼龍—6的性能指標(biāo)，且工藝性能好、成本低，可大量采用。
以上僅在幾個(gè)方面列舉了納米材料在包裝與食品機(jī)械上的應(yīng)用，但已充分顯示出納米技術(shù)和材料舉足輕重的地位。相信在包裝與食品工業(yè)行業(yè)技術(shù)人員的努力探索和開發(fā)下，納米材料的明天將更加燦爛奪目。
