什么是微射流高压均质机？

　　微射流均质机是一种纳米级乳化及分散的处理设备，是新一代的高压均质机，其独特的金刚石微孔道对射技术能得到极小且均一的纳米级粒径分布结果，且液压增压式动力模式能够给大家提供高达200Mpa的稳定工作所承受的压力，常用于各行业中对粒径控制要求比较高的高附加价值纳米级均质应用，如制药行业的复杂注射制剂应用（纳米乳、脂质体、纳米粒、脂肪乳、纳米混悬和微球等）、生物技术中的疫苗佐剂、细胞破碎提取，化妆品行业的纳米包裹原料和脂质体化妆品、精细化工中的导电高分子、碳纳米管、石墨烯等，新能源材料中的各种纳米氧化物分散、碳载铂催化剂分散等。

　　微射流均质机是一种全新的高压均质机，集输送、混合、超微粉碎、加压、膨化等多种单元操作于一体的新兴高压均质技术，液体物料被均质机中液压增压泵的柱塞杆挤入金刚石交互容腔，分成两股细流进入微米级Y型孔道形成超音速射流相互对撞、剪切，在撞击的过程中瞬间释放出大部分能量，产生巨大的压力降，以此将液体中的液滴或粉末颗粒细化至较均一的纳米级分布，同时均匀分布在液体内部，进而提高很多的功能性指标，用于满足整个产品工艺链条的工况需求。

　　微射流均质机是一种高压式的湿法均质设备，其主要结构分为两大块：动力单元与核心处理单元（微射流金刚石交互容腔）；其中动力单元为物料加压、加速产生高速液体射流提供动力；微射流金刚石交互容腔作为核心处理单元，是物料处理受力发生的场所。动力单元包含电机、油泵和液压增压泵、均质单元包含物料进料模块、金刚石交互容腔（均质核心部件）、压力表或压力传感器、设备控制模块、物料换热器和物料出料模块。其结构为模块化设计，高压端易磨损的配件可单独更换，方便拆卸并减少维修费用。

　　物料在经受微射流高压均质机处理的过程可简单分为：1）进样-2）加压-3）加速入腔-4）循环或收样：

　　进样：液液或者固液混合物料经过微射流高压均质机自吸或者喂料泵进样，物料进入微射流高压均质机的高压缸内；

　　加压：配合进样单向阀与出料单向阀的作用，高压缸内的物料经过动力单元加压后只能从出料单项阀进入微射流金刚石交互容腔；

　　加速入腔：当物料在动力单元加压，经过微射流金刚石交互容腔百微米级别的金刚石微孔道时，以物料经受的压强在2000bar时为例，物料液流此时的速度能达到500m/s，已经超越声速380m/s，液流此时也可称作高速微射流，像子弹一样的微射流在微射流金刚石交互容腔内部的高频剪切区经受每秒千万次的剪切，在Y型微射流金刚石交互容腔内部的交叉碰撞区经受子弹式对射爆炸作用，加上瞬间的压力降与空穴效应，经过瞬间超高能的复合物理作用，使得物料达到纳米级均一细化的效果；

　　微射流均质机可以将乳化体系和混悬分散体系物料的粒径均质到纳米级且均一的状态，以此提升有关产品的各项功能性指标，比如脂质体药物的缓释性、靶向性，稳定性，难溶药物的溶解度提高、细化混悬，化妆品的包封保护活性、降低异味、高透的外观、纳米材料的提高催化性能、导电导热性能、磨料性能以及各种纳米功能性等等。

　　1、微射流均质机是新一代的高压均质机，其独特的金刚石微孔道超音速对射流技术能做到更小更均一的纳米级粒径，相较于普通高压均质机有能力做各行业中粒径分布要求极高、附加值较高的应用。

　　2、微射流均质机的核心均质部件是金刚石交互容腔，与普通高压均质机可调节间隙的均质阀不同的是，其内部的微孔道是固定尺寸不可调节的，在使用同种型号金刚石交互容腔且是相同均质工艺参数条件下，能够保证批次间产品的粒径结果非常稳定。

　　3、微射流均质机的产能放大是通过金刚石交互容腔内部微孔道的并列排布实现的，多个与实验型机器一样孔径的微孔道再配合上大功率的增压泵，能轻松实现研发工艺的完美线性放大，生产型设备在增加产能的同时不会改变均质效果，这也是普通高压均质机很难达到的优势，故很多高端应用采用微射流均质机以免在昂贵的研发实验后无法顺利放大生产。

　　4、微射流均质机采取了液压增压模式提供均质动力，其液压站在较低的几十Mpa压力下就能输出高达几百Mpa的均质压力，这样状态下液压动力单元能持续稳定运行，同时又能保证提供很高的均质压力，相较于普通高压均质机的曲折连杆高频动作设计可以大幅度降低设备的故障率，保证生产的顺利进行。

　　微射流高压均质机核心处理单元：特定内部结构的微射流金刚石交互容腔，也称固定线性孔道式均质腔；一代高压均质机核心处理单元：分体式高压均质阀，由底座、冲击环、阀芯组成。

　　两代设备处理过程都用到高压，都有高速液流产生，但最大的不同之处在于核心部件，两种核心处理单元在物料处理过程中发生的反应有明显差别：

　　a-1. 高压均质机配备的均质阀，大体上分为三个组件：均质阀座，均质阀芯和冲击环。

　　均质阀座与均质阀芯预先贴合，当均质设备动力单元将样品吸入并输送至均质核心时，样品由前端流道挤入至均质阀座孔道内，由于均质阀座的孔道（一般直径1mm~3mm）比前端流路管道小很多，所以样品急速加速，并将均质阀座和均质阀芯挤出一条缝隙，样品粒子由此缝隙高速喷出，并经冲击环内侧撞击后喷射而出，完成均质过程。

　　均质阀处理样品过程中，①从狭缝中喷出的瞬间由于存在（1000bar以上）压力降；②样品喷出后与冲击环内侧的撞击力及粒子之间的剪切力共同作用，使粒子达到粒径减小的效果。

　　过程中均质阀座与均质阀芯之间的狭缝大小，直接影响样品冲破缝隙所承受的阻力，此阻力的大小即为均质的压力，一般来说阻力越大，即均质压力越高、喷出速度越高，所形成的粒子间剪切力、与冲击环之间的撞击力也越强，均质能力就越强，粒径就越小。而均质压力大小的调节通过手轮，调节均质阀座与均质阀芯之间的间距来实现。

　　不同于均质阀式的分体设计，微射流金刚石交互容腔是一个整体式的内部结构固定的Y或者Z型的微通道，孔道大小在50um到几百微米之间，原始的交互腔孔道材质的有陶瓷材质的，但后来多为金刚石材质所取代。

　　其原理为液液或者固液混悬样品通过动力单元加压后，经过金刚石交互腔前端通道部分加速，到达金刚石为孔道处射流速度可达500m/s，子弹一样的高速射流经过固定形状的金刚石微通道经过高频剪切+撞击+物料粒子间对射爆破+巨大的压力降（可达2000bar或者更高），最终使得物料粒径细化均一。

　　均质阀式的均质设备是通过手轮调节均质阀座与阀芯的紧密程度来改变缝隙大小从而改变均质压力的大小来改变均质效果。而微射流交互容腔的反应微通道大小固定，其均质压力的调节通过调节电机频率控制流速的调节来实现。即在缝隙通道固定的情况下，流速越大，压力越高，剪切、碰撞力越强，均质效果也就越好。

　　微射流均质过程中由于存在巨大的剪切、爆破和撞击，其总能量除用于均质破碎所需能量之外，一定有一部分会转化为热量，均质压力越高，瞬间产热越多。对于温度敏感的样品处理，都需配备物料换热器，可通过接入特定温度的冷媒对样品进行降温。

　　从处理效果上来看，由于分体阀式的核心部件，物料在处理过程中经过环状缝隙的剪切，当撞击环上出现某个点的缺陷以后，会出现大量缺陷点泄压的情况，导致处理效果大打折扣；而金刚石交互容腔的构造为线性结构，线性孔道上某各点的磨损，不会引起整个线性的处理过程种效果的明显变化，因此微射流高压均质机处理结果重复性更高，长期结果更加稳定。

　　另外分体阀式的活动构造，导致均质阀对吸入空气很敏感，气爆效应会使活动的均质阀产生剧烈的爆裂效应，会造成撞击环与阀座之间相互碰撞破裂，稍有不慎进气就容易损坏核心部件；而金刚石交互容腔由于固定不变的金刚石微孔道构造，在经过气爆的过程不存在

　　分体狭缝式高压均质机，从小试到放大生产，需要扩大狭缝结构，放大后的均质阀与小试时的均质阀相比，引入较多变量，流量可以放到非常大，但放大后效果很难保证与小试相同；微射流交互腔式的微射流均质机，通过将单通道的金刚石交互腔，微孔道复制成为多通道的金刚石交互腔（常规使用的金刚石交互腔可以到11通道）以此来实现效果不变的前提，设备拥有更大的生产能力。返回搜狐，查看更加多