原理

　　超高壓均質(zhì)機(jī)主要由高壓均質(zhì)部件和增壓機(jī)構(gòu)構(gòu)成。高壓均質(zhì)部件的內(nèi)部具有特別設(shè)計(jì)的幾何形狀，在增壓機(jī)構(gòu)的作用下，超高壓物料快速的通過均質(zhì)腔，物料會(huì)同時(shí)受到高速剪切、高頻震蕩、空穴現(xiàn)象和對(duì)流撞擊等機(jī)械力作用和相應(yīng)的熱效應(yīng)，由此引發(fā)的機(jī)械力及化學(xué)效應(yīng)可誘導(dǎo)物料大分子的物理、化學(xué)及結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生變化，最終達(dá)到均質(zhì)的效果。

　　高壓均質(zhì)閥

　　在1900年第一臺(tái)牛奶均質(zhì)機(jī)出現(xiàn)，此時(shí)均質(zhì)機(jī)采用閥的形式，如左圖所示，均質(zhì)閥原來設(shè)計(jì)是用來均質(zhì)牛奶用的，牛奶在均質(zhì)閥加速撞擊到均質(zhì)閥芯，被撞碎成更小的乳滴。后期經(jīng)過改進(jìn)以用在超高壓均質(zhì)機(jī)上。高壓均質(zhì)閥一般采用的材料是碳化鎢和陶瓷。歐州的均質(zhì)機(jī)發(fā)展較早，都采用均質(zhì)閥的形式。國內(nèi)的超高壓均質(zhì)機(jī)仿效國外也是均質(zhì)閥的形式。均質(zhì)閥的作用主要是撞擊、其次是空穴作用。

　　高壓均質(zhì)腔

　　均質(zhì)閥的均質(zhì)能力有限，難以生產(chǎn)超小納米級(jí)的顆粒，其中空穴作用產(chǎn)生乳劑的破乳，從而降低制藥乳劑的穩(wěn)定性。 隨著對(duì)納米材料的需求和制藥乳劑的出現(xiàn)，近二十年來，新的均質(zhì)形式發(fā)展起來，通常稱為均質(zhì)腔。在均質(zhì)腔中，待處理的物料被加速為兩束，并形成高速的射流，相互對(duì)撞從而將物料粉碎，如同下圖粒子對(duì)撞機(jī)原理。對(duì)射流型的均質(zhì)腔相比早期的均質(zhì)閥在效率上有了進(jìn)一步提高，同時(shí)沒有空穴作，在制藥乳劑上取得了很大的應(yīng)用。金剛石材料被采用進(jìn)均質(zhì)腔，進(jìn)一步提高均質(zhì)腔的壽命，稱為對(duì)射流金剛石交互容腔。目前主要由美國的Genizer和microfluidics公司生產(chǎn)對(duì)射流金剛石交互容腔。因?yàn)橹扑幮袠I(yè)對(duì)均質(zhì)機(jī)的要求較高，性能優(yōu)越對(duì)射流金剛石交互容腔占據(jù)了美國制藥行業(yè)的90%以上。

　　 控溫型高壓均質(zhì)腔

　　超高壓均質(zhì)機(jī)相對(duì)于高壓均質(zhì)機(jī)的的壓力得到大大的提升，隨時(shí)而來，均質(zhì)腔的降溫也成了一個(gè)難題。由于超高壓均質(zhì)機(jī)產(chǎn)生的高溫，超過30000psi均質(zhì)效果已不隨壓力而提升，可控溫型的超高壓金剛石交互容腔發(fā)展起來以減少高溫引起的大顆粒含量和乳劑穩(wěn)定型的問題。

　　 在超高壓均質(zhì)機(jī)中，高壓均質(zhì)腔是設(shè)備的核心部件，其內(nèi)部的特有的幾何結(jié)構(gòu)是決定均質(zhì)效果的主要因素。而增壓機(jī)構(gòu)為流體物料高速通過均質(zhì)腔提供了所需的壓力，壓力的高低和穩(wěn)定性也會(huì)在一定程度上影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　應(yīng)用

　　超高壓勻質(zhì)機(jī)是應(yīng)用納米技術(shù)top-down工藝制備納米材料最有效的生產(chǎn)設(shè)備之一，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

　　● 制藥行業(yè)中制備脂肪粒、微乳、脂質(zhì)體、混懸劑和微膠囊等；

　　● 生物工程產(chǎn)品的細(xì)胞破碎、胞內(nèi)外物質(zhì)的提取和均質(zhì)；

　　● 化妝品、精細(xì)化工等行業(yè)產(chǎn)品的均質(zhì)分散；

　　● 導(dǎo)電漿料、電阻漿料的生產(chǎn)和制備。

　　同高壓均質(zhì)機(jī)不同，超高壓均質(zhì)機(jī)主要用于制藥，納米材料行業(yè)，因其價(jià)格昂貴，很少用于食品，飲料行業(yè)。