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高压均质机也称“高压流体纳米均质机”,它可以使悬浊液状态的物料在**高压(可达60000psi)作用下,高速流过具有内部结构的容腔(高压均质腔),使物料发生物理、化学、结构性质等一系列变化,终达到均质的效果。
高压均质机主要应用于脂质体、脂肪乳、纳米混悬剂、SLN、微乳、脂微球、乳品、大输液、细胞破壁『酵母细胞破碎(毕赤酵母、酿酒酵母、汉逊酵母等)、大肠杆菌破碎、结核杆菌破壁、丝状破碎、人工倍体细胞破壁、动物细胞破碎、动物组织细胞破碎、Vero细胞破碎、花粉破碎、植物细胞、藻类破碎提取胞内蛋白及核酸』、果汁均质、精细化工、材料等,目前在北美和欧洲已经成为细胞破碎的设备和标准设备,其中,APV**高压均质机在国外许多企业、大学及研究院所已得到广泛应用,在国内已经有近千家用户。
高压均质机若只是纯粹的乳化制程,则只要使用单级的均质技术便可。然而,若您选择使用两级式的均质技术,则会有总工作压力的15﹪-25﹪会使用在*二段之上,而此项动作将使得乳化现象较加的及均匀。至于分散的制备,一般皆建议使用单级式均质便可。
高剪切均质机理工作原理:转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场,在转子中心形成很强的负压区,料液(液液、或液固相混合物)从定转子中心被吸入,在离心力的作用下,物料由中心向四周扩散,在向四周扩散过程中,物料先受到叶片的搅拌,并在叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙内受到剪切,然后进入内圈转齿与定齿的窄小间隙内,在机械力和流体力学效应的作用下,产生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞和摩擦作用而使分散相颗粒或液滴破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高,粉碎环境不断改善,物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。
同时,在转子中心负压区,当压力**液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,产生大量气泡,气泡随液体流向定转子齿圈中被剪碎或随压力升高而溃灭。溃灭瞬间,在汽泡的中心形成一股微射流,射流速度可达100 m/ s ,甚至300m/ s ,其产生的冲击力可用水锤压力公式估算,即P = ρCaC ,其中ρ为液体密度; Ca为液体中的声速; C为微射流速度。设C为100 m/s ,则产生的脉冲压力就接近200M Pa ,这就是空穴效应。强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎,或硬性团聚的细小颗粒被分散。
由分析可知,物料在定转子腔内被均质的机理较复杂,笔者认为剪切起主导作用,其次是空穴作用。
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