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)。

　　分類

　　均質(zhì)機(jī)可從增壓動力來源，增壓原理和均質(zhì)腔原理進(jìn)行分類。

　　 動力來源

　　電動型

　　電動型以電機(jī)作為動力，向下又細(xì)分為機(jī)械型和液壓型。電動型的超高壓均質(zhì)機(jī)被用于實(shí)驗(yàn)、小試、中試和生產(chǎn)上。

　　 手動型

　　通過手動杠桿機(jī)構(gòu)對物料進(jìn)行增壓。由于是手動增壓所以產(chǎn)能較低，但其具有拆裝快捷，可隨身攜帶的優(yōu)勢，同時(shí)需要的物料最小量很小，非常適用于進(jìn)行小量試驗(yàn)，可以充分滿足實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)需求。手動型超高壓均質(zhì)機(jī)又稱為超輕型超高壓均質(zhì)機(jī)Handgenizer，由美國的Genizer公司研發(fā)。

　　氣動型

　　將壓縮氣體的壓力轉(zhuǎn)化為液壓。設(shè)備需要氮?dú)馄炕驂嚎s空氣機(jī)的支持，氣體的消耗量很大，并且最高均質(zhì)壓力普遍較低，但是由于沒有單獨(dú)的增壓機(jī)構(gòu)，所以體積較小，適合配備有空氣壓縮機(jī)的場所使用。氣動型設(shè)計(jì)簡單，耐用因?yàn)樾枰?jīng)常更換高壓氮?dú)馄康闹С?，使用相對麻煩?/p>

　　增壓原理

　　超高壓均質(zhì)機(jī)需要超大的推力來推動活塞缸以獲得高壓，旋轉(zhuǎn)式的電機(jī)需要減小轉(zhuǎn)速，增大扭矩，轉(zhuǎn)換直線運(yùn)動來獲得大推力的直線往復(fù)運(yùn)動。 增壓可分為機(jī)械轉(zhuǎn)換型和液驅(qū)型即液壓驅(qū)動型。

　　機(jī)械型：電機(jī)帶動曲軸使柱塞往復(fù)運(yùn)動，直接對物料進(jìn)行增壓。通過多組柱塞提供連續(xù)的壓力，均質(zhì)壓力較高，產(chǎn)量大，但物料最小量較大，同時(shí)電機(jī)帶動曲軸需要有多級減速機(jī)構(gòu)，使設(shè)備效能一般且體積較大。適合用于食品、化工和壓力不是非常高的情況下使用。

　　液壓型：液壓式是近年超高壓技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，電機(jī)帶動油泵，通過液壓系統(tǒng)對物料進(jìn)行增壓。液壓系統(tǒng)可提供更高的壓力，設(shè)備效能較高，體積相對較小，并且物料最小量更小?？赏瑫r(shí)適用于試驗(yàn)和生產(chǎn)。液壓型的造價(jià)昂貴，但通過液壓增壓能夠換取低速大推力的活塞運(yùn)動，從而增加了機(jī)器壽命，減少了維護(hù)成本。

　　 早期的高壓均質(zhì)機(jī)以機(jī)械轉(zhuǎn)換型為主，但機(jī)械轉(zhuǎn)換型的缺點(diǎn)是使用壽命有限，易損件需要經(jīng)常維護(hù)。液壓型制造成本高，但使用壽命長，易損件維護(hù)成本降低。

　　高壓均質(zhì)原理

　　第一代 碰撞型-均質(zhì)閥

　　A．穴蝕噴嘴型——直接引用了高壓切割和航空航天推進(jìn)技術(shù)中的氣蝕噴嘴結(jié)構(gòu)，但是由于在超高壓的作用下，物料溶液經(jīng)過孔徑很微小的閥心時(shí)會產(chǎn)生幾倍音速的速度，并與閥心內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生激烈的磨擦與碰撞，因此其使用壽命較短，并伴隨有金屬微粒殘落。這種類型已逐漸被淘汰，取而代之的是改進(jìn)的碰撞閥體型。

　　B．碰撞閥體型——通過碰撞閥（Impact valve）和碰撞環(huán)（Impactring）結(jié)構(gòu)的引入，降低了局部磨損，延長了均質(zhì)腔的使用壽命。但是由于其根本原理上還是通過溶液中的物料和高硬度金屬（如鎢合金）結(jié)構(gòu)碰撞，所以金屬微粒的磨損殘落問題沒有徹底解決，并且截止到2013年，絕大多數(shù)的國產(chǎn)高壓均質(zhì)機(jī)都使用了這種結(jié)構(gòu)。

　　第二代 對射型-均質(zhì)腔

　　C．Y形交互型——根本的區(qū)別在于其應(yīng)用了對射流的原理，直接引用的高能物理的粒子對撞機(jī)原理。利用特有的Y形結(jié)構(gòu)，使高壓溶液中高速運(yùn)動的物料自相碰撞，大大提高了腔體的使用壽命，并解決了金屬微粒殘落的問題。

　　第一代碰撞型均質(zhì)腔在生產(chǎn)醫(yī)用注射液時(shí)，殘落的惰性金屬顆粒有可能發(fā)生聚集或形成更大顆粒。從病理學(xué)角度看，將導(dǎo)致毛細(xì)血管血流減少，進(jìn)而引發(fā)人體內(nèi)組織的機(jī)械性損傷，以及引起急性或慢性炎癥反應(yīng)。同時(shí)因?yàn)榫|(zhì)閥的空穴破碎作用產(chǎn)生的破乳大顆粒降代制藥乳劑的穩(wěn)定性也限制其在制藥行業(yè)的應(yīng)用。對射型均質(zhì)腔的誕生從原理上解決了惰性金屬殘落的問題。第二代的對射型-均質(zhì)腔更適于制藥乳劑的制備，但是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因，當(dāng)物料的濃度和粘度較大時(shí)，第二代對射型較第一代更易發(fā)生阻塞，因此在高粘度納米材料的應(yīng)用較少。