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、冬蟲草等名貴藥用植物，以及如馬錢子等有毒藥用植物的納米植物粉體產(chǎn)品尚處在開發(fā)階段。這里既有科學(xué)問題，也有技術(shù)問題�？茖W(xué)問題方面，如納米植物粉體究竟能解決什么問題，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（由大逐漸變小）流送中不斷地撞擊粉碎，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)、無機(jī)材料。
二、納米植物粉體球磨制備中的若干問題
1、溫度問題。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程的溫度。
2、濕度問題。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、粘韌性問題。植物均含糖。而含糖量過高產(chǎn)生粘韌性問題，含油過多、含膠質(zhì)過多也會(huì)出現(xiàn)粘韌性問題，如熟地、枸杞、大棗、乳香、沒藥等，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，較好地解決了此問題，保留了原植物的特性。
4、污染問題。球磨技術(shù)，尤其是高能球磨技術(shù)污染問題很突出，如果采用鋼球，不做冷卻降溫，物料污染很嚴(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，有益無害。
5、顆粒團(tuán)聚的問題。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，通過球磨過程的研磨分散，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，所以用來制備金屬等嚴(yán)格地納米改性材料很不理想。但用來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)過前二步的控制（如粉碎、過篩、氣流粉碎、再過篩）使球磨顆粒不均勻的問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)間過長(zhǎng)等一度受到輕視。經(jīng)過幾年的徘徊，新的球磨技術(shù)也在發(fā)展，回頭來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的，植物本身無破壞，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（由大逐漸變小）流送中不斷地撞擊粉碎，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)、無機(jī)材料。
二、納米植物粉體球磨制備中的若干問題
1、溫度問題。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程的溫度。
2、濕度問題。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、粘韌性問題。植物均含糖。而含糖量過高產(chǎn)生粘韌性問題，含油過多、含膠質(zhì)過多也會(huì)出現(xiàn)粘韌性問題，如熟地、枸杞、大棗、乳香、沒藥等，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，較好地解決了此問題，保留了原植物的特性。
4、污染問題。球磨技術(shù)，尤其是高能球磨技術(shù)污染問題很突出，如果采用鋼球，不做冷卻降溫，物料污染很嚴(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，有益無害。
5、顆粒團(tuán)聚的問題。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，通過球磨過程的研磨分散，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，所以用來制備金屬等嚴(yán)格地納米改性材料很不理想。但用來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)過前二步的控制（如粉碎、過篩、氣流粉碎、再過篩）使球磨顆粒不均勻的問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)間過長(zhǎng)等一度受到輕視。經(jīng)過幾年的徘徊，新的球磨技術(shù)也在發(fā)展，回頭來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的，植物本身無破壞，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，為人類的健康服務(wù)。
