淺談均質機的機理

均質，就是將液態物料中的固體顆粒打碎，使固體顆粒實現超細化，并形成均勻的懸浮乳化液的工藝過程。 均質技術已經是一種非常重要的細化分散技術，廣泛應用于乳品、飲料、食品、化妝品和化工行業等領域。在藥劑學中，**顆粒越小，有助于提高**的溶解速度及溶解度，有利于提高難溶性**的生物利用度；也有利于提高**在分散介質中的分散性。

1、高壓均質技術：物料在高壓狀態下，使物料發生物理、化學、結構性質等一系列變化，*終達到均質的效果。

2、剪切均質技術：采用了動定轉子、雙轉子結構實現物料的超細化。

3、微射流均質技術：使液體物料在高壓狀態下，形成高速射流，與相反方向的另一股射流形成高速碰撞，使其中的固體物料被超細化。

均質機的作用力主要為剪切力和壓力。 在均質過程中，產生層流效應，分散相顆粒或液滴被剪切和延伸拉碎；受到湍流效應影響，顆粒或液滴在壓力波動下產生隨機變形；受到空穴效應的影響，較高的壓力作用使小氣泡迅速破裂,釋放能量，從而引起局部液壓沖擊,造成振動。

經過縫隙的液體，由于瞬間失壓以極高的速度噴射出，撞擊到均質部件上，產生了剪切、撞擊和空穴三種效應。

較高速度的液體流經均質腔縫隙時由于極大的速度梯度，會產生劇烈的剪切作用。分散相顆粒或液滴在強剪切力的作用下將發生變形，當剪切力大到一定程度時，分散相中的液滴發生破碎。

液體流經縫隙時，以極高的流速撞擊到沖擊環上，造成液滴破碎。

液體以較高的速度流經均質腔閥的縫隙時，形成極大的壓力降。當壓力降低到液體的飽和蒸氣壓時，液體開始沸騰并發生極速汽化，形成大量氣泡。液體流出均質閥時，壓力又迅速增大，導致氣泡突然破滅，瞬間形成大量的空穴。空穴將釋放出大量的能量，形成高頻率振動，使液滴發生破碎。

在均質腔內的微射流流場中，壓力和流體流速是決定空穴效應大小的重要參數。空穴效應由空化數來描述。當空化數≦1 時會發生空化效應，并且越小空化效應越強烈。

其中：液體的回復壓力；蒸汽壓力；ρ液體的密度；液體縫隙處的平均速度。

高壓均質機通過壓力裝置對液體物料施加高壓進行擠壓、延伸、撞擊、破碎的過程，主要依靠空穴效應和湍流效應。優點是價格相對較低。適用于柔性、半柔性的顆粒狀物料。

高剪切機靠定轉子之間的相對高速運動產生的高剪切作用,使物料剪切、撕裂和混合。同時，較強的空穴作用對物料顆粒進行分散、細化、均質。優點是處理量大，穩定性好，設備耐用易維修。

微射流均質機利用幾十到幾百微米左右噴嘴形成超音速射流，進行相互對撞和極強烈的剪切，在較高的均質壓力, 產生較好的粒徑分布效果。優點是高壓條件下可以連續化作業。

高壓均質機高剪切機微射流均質機均質機理高壓流體產生的空穴效應和湍流作用以轉子間相對運動產生的高剪切力為主，伴隨空穴效應超音速射流相互對撞進行極強烈的剪切均質效果均質粒度小，穩定性好均質粒度達1μm以下, 穩定性好, 混料、**、均質可同時完成更高的均質壓力，更好的粒徑分布效果,粒度可達100 nm以內

物料流經單向閥后，在高壓腔泵里加壓，通過微米級的噴嘴，高速撞擊在乳化腔上，通過強烈的空穴，碰撞，剪切效應，得到足夠小而均一的粒徑分布。其關鍵指標如下：

對于許多溫度敏感、溫度影響性質的物料而言，設備是否能夠實時監控進出料的溫度（進口溫度、出口溫度），其冷凝管的溫控效果能否滿足需求，是不可忽略的選型指標。

在生產型設備的選型上，連續工作能力也是非常重要的選型要素。

微射流均質機核心部件，其內部固定的幾何角度構造對成品起到直接的作用。現基本采用“Y”型或“Z”型構造的均質腔。

“Y”型均質腔，物料流體在加速過程中被分為兩股細流，通過微管通道后正面碰撞混合，在獲得較高的結合相對速度時其本身所受的碰撞力較為柔和，有利于混合、乳化作用。

“Z”型均質腔，物料流在高速通過微管通道時受到的高剪切力首先將自身粒徑減小，緊接著其與均質腔內壁產生的高碰撞力進一步對物料進行去團聚、松團作用，有利于降低粒徑分布、去團聚、分散等作用