高压微射流均质机的构成原理及与传统均质机的区别

高压均质机是什么？

高压微射流均质机是使用超高压（高达60,000 psi）并通过内部特殊设计几何形状构造的小孔，产生高流速来制备的。 在均质化过程中，物理、化学、结构特性发生变化之后，制成符合厂家使用标准的均质悬浮物。 常规均质机的压力在 15,000 psi 以内，而高压均质机可以达到 30,000 psi，超高压均质机可以达到 60,000 psi。

高压微射流均质机用于生物、制药、食品、化工和许多其他行业。 其产品和用途包括细胞破碎、食品均质化、精细化学品、脂质体的制备、脂肪乳剂、纳米混悬剂、微乳剂、脂质微球、疫苗、乳剂、乳制品、输液溶液、染料、石墨烯、碳纳米管、导电涂料、纳米 氧化物分散体等。 全球高压均质机市场每年都在增长，在纳米技术市场尤其如此。 为了制备药物纳米乳液，高压均质机（如纳米均质机）是必不可少的：其压力始终高于 20,000 psi，且具有高质量的金刚石均质腔，得以实现均匀的药物级别纳米颗粒尺寸分布。

高压微射流均质机

高压微射流均质机的关键部件，包括“金刚石均质腔”等均质单元和高压泵单元。 “金刚石均质腔”内有专门设计的固定几何结构。 高压泵单元中活塞的冲程驱动样品以超音速通过均质腔。 在腔室内，材料同时受到高剪切、高频振荡、空化和对流冲击等机械力以及相应的热效应； 这些机械和物理化学综合作用会引起材料物理、化学和颗粒结构发生变化，让物料的纳米颗粒尺寸变得更小更均匀，实现均质化效果。

均质腔是高压均质机的核心，其独特的几何内部结构是决定均质过程有效性的主要因素。增压泵施加设定的压力，使材料高速通过均质腔。增压泵的压力强度和稳定性对于生产高质量的纳米材料非常重要。

金刚石均质腔

高压微射流均质机是利用自上而下纳米技术，制备纳米材料最有效的设备之一。 高压均质机及均质腔，被广泛运用于纳米材料和纳米技术。

工作原理的区别

高压微射流均质机主要是由分散单元和增压机构组成。分散单元内部通常有“Z”型和“Y”型，是高压流体在加压状态下通过细孔模块时，压力骤降而形成超声波流速，此时的流体内会发生粒子冲击、空化和消流、剪切、应力作用下流体细胞的破坏、雾化、乳化、分散。高压流体在分散单元的狭小缝隙间快速通过，此时流体内压力的骤降而形成的超声速流速，流体内的粒子碰撞、空化及漏流、剪切力作用于劈开纳米大小的细微分子以完全的均质的状态存在。

高压微射流均质机 工作原理图

高压均质机是物料通过柱塞泵吸入并加压，在柱塞作用下进入压力大小可调节的阀组中，经过特定宽度的限流缝隙（工作区）后，瞬间失压地物料以很高的流速（1000 至 1500 米/秒）喷射出，碰撞在阀组件之一的碰撞环上，产生了三种效应：

空穴效应：被柱塞压缩的物料内积聚了极高的能量，通过限流缝隙时瞬间失压，造成高能释放引起空穴爆炸，致使物料强烈粉碎细化。

撞击效应：物料通过限流缝隙时以上述极高的速度撞击到特制的碰撞环上，造成物料粉碎。

剪切效应：高速物料通过阀腔通道和限流缝隙时会产生强烈的剪切。

这些应用包括：

• 制药工业中脂肪乳剂、微乳剂、脂质体、纳米混悬剂和纳米颗粒的制备；

• 生物技术产品中的细胞破碎、微胶囊和疫苗佐剂；

• 食品和饮料行业中的均质和乳化，以改善食品中营养素的稳定性、味道、外观和封装；

• 产品在化妆品、精细化工等行业的均匀分散，提高产品功能，增加价值，保证工艺稳定性；

• 导电浆料、电阻浆料、石墨烯、碳纳米管和纳米氧化物的分散和剥离。