高壓均質機是一種利用高壓使物料在特殊容腔中發生物理、化學及結構性質變化,從而實現均質效果的設備。
高壓均質機通過高壓泵將物料加壓至很高壓力,迫使物料高速流過具有特殊內部結構的均質腔。在通過均質閥時,物料壓力驟降,產生空穴效應、高速剪切力和撞擊力,使顆粒、細胞或液滴破碎為更小微粒,形成均勻分散體系。這一過程綜合了空穴、剪切和撞擊三種效應。
高壓均質機可根據工作原理、結構特點、使用場景等進行分類,如循環式高壓均質機、單次通過式高壓均質機、超高壓均質機等。在選型時,需要根據物料的特性、均質要求、生產規模等因素進行綜合考慮。例如,對于納米級物料的制備和細胞破壞等特殊應用,可能需要選擇超高壓均質機;對于連續生產過程,可能需要選擇循環式高壓均質機。
結構
高壓均質腔:內部具有特別設計的幾何形狀,是決定均質效果的主要因素。不同內部結構的高壓均質腔,其使用范圍和均質效果不盡相同。
增壓機構:為流體物料高速通過均質腔提供所需壓力,壓力的高低和穩定性會影響產品質量。
傳動系統:通常采用高壓往復泵作為動力傳動和物料輸送機構,確保物料穩定輸送。
均質閥:由閥座、閥芯和撞擊環等組成,是進行均質處理的關鍵部件。其結構直接影響均質效果,常見的結構有孔板式、狹縫式、組合式等。
影響因素:
壓力:高壓均質機的工作壓力通常在20-200MPa之間,壓力越高,均質效果越好。但過高的壓力也會導致設備磨損加劇,增加能耗,甚至可能對某些物料造成破壞。
均質次數:物料通過均質機的次數也會影響均質效果。均質次數過多可能導致物料過度破碎,影響其活性或穩定性;均質次數過少則可能導致顆粒大小分布不均。
均質閥組結構:不同的均質閥結構適用于不同的物料和均質要求。在選擇均質閥時,需要考慮物料的粘度、粒徑、溫度等因素。
溫度:均質過程會產生熱量,溫度過高可能導致物料穩定性降低或發生化學反應;溫度過低則可能導致物料粘度增加,流動性變差,影響均質效果。