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高壓均質機原理

時間:2025/4/14閱讀:435
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高壓均質機的工作原理?12

高壓均質機(High pressure homogenizer)是一種通過超高壓作用使懸濁液或乳液中的顆粒、液滴達到納米級均勻分散的設備。其核心原理可概括為:?利用高壓泵將物料推送至特殊設計的均質腔,通過機械力(剪切、撞擊、空穴效應等)和瞬間壓力變化,破壞物料原有結構,實現均質化?

核心工作流程

  1. ?高壓生成與物料輸送?
    通過柱塞或增壓機構產生高壓(最高可達60000psi/200MPa),將物料強制輸送至均質腔。壓力高低直接影響均質效果,需根據物料特性(如粘度、固含量)調整。

  2. ?均質腔內的機械作用?
    物料在高壓下高速通過均質腔時,經歷以下關鍵物理效應:

    • ?剪切力?

      :高速流體通過狹窄縫隙時產生速度梯度,使顆粒或液滴被拉裂破碎。

    • ?撞擊力?

      :物料與均質閥內部結構(如閥芯、撞擊環)或自身對射流發生高速碰撞,進一步細化顆粒。

    • ?空穴效應?

      :壓力瞬間驟降導致液體內部形成空化氣泡并破裂,產生局部高壓沖擊波,破壞顆粒結構。

  3. ?均質效果輸出?
    經過多次循環(可根據需求設定次數),物料粒徑分布趨于均勻,形成穩定的納米級分散體系。

均質腔的技術演進

  • ?第一代碰撞型?


    包括穴蝕噴嘴型和碰撞閥體型,依賴物料與金屬結構的直接碰撞,易導致金屬磨損殘落,影響醫用產品的安全性。

  • ?第二代對射型(Y形交互型)?


    采用對射流原理,物料自相碰撞,減少金屬污染風險,但高粘度物料易堵塞。

關鍵影響因素

  • ?壓力?

    :壓力越高,均質效果越顯著,但需平衡能耗與物料特性(如熱敏性物質需避免過度發熱)。

  • ?均質次數?

    :多次處理可提升均勻性,但可能增加能耗和物料變性風險。

  • ?溫度控制?

    :部分物料需冷卻系統防止高溫破壞活性成分。

?應用場景?:該技術廣泛應用于醫藥(納米藥物制備)、食品(乳品均質)、化工(納米材料分散)等領域,尤其適合對顆粒細度和穩定性要求高的場景。


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