解析高压微射流均质机与传统高压均质机的区别
一:高压微射流均质机与传统高压均质机工作原理的区别
微射流均质机是高压流体在压力下通过细孔模块形成的超声波流量。此时,颗粒冲击、空化、消流、剪切、流体细胞损伤、雾化、乳化和分散。高压流体在分散单元的狭窄间隙中迅速通过。此时流体内压力急剧下降形成的超声速流速、流体内粒子碰撞、空化和漏流、剪切力作用于以完全均匀的状态分子劈开纳米大小。
高压均质机是通过柱塞泵吸入和加压的材料,在柱塞的作用下进入压力大小可调的阀组。经过特定宽度的限流间隙(工作区)后,瞬时失压的材料以极高的流速(1000-1500米/秒)喷出,与阀组件之一的碰撞环相撞,产生三种效果:
1空穴效应在柱塞压缩的物料中积累了极高的能量,在限流缝隙中瞬间失压,导致高能释放,导致空穴爆炸,导致物料强烈粉碎细化。
2当撞击效应物料通过限流间隙时,以上极高的速度撞击到特殊的碰撞环,造成物料粉碎。
3剪切效应高速物料通过阀腔通道和限流缝隙时会产生强烈的剪切。
二:高压微射流均质机与传统高压均质机核心部件的区别
高压均质机核心部件:分体狭缝式均质阀
使用时,通过冲击环安装均质阀座和均质阀芯。当均质柱塞泵将样品吸入并输送到均质核心部分时,样品从前端挤入均质阀座孔。均质阀座的孔道比前端管道小很多,所以样品急速加速,并将均质阀座和均质阀芯挤出一条缝隙,样品由此缝隙高速喷出,并经冲击环撞击后喷射而出,完成均质。在此过程中,由于狭缝喷射时压力高,样品喷射后与冲击环内侧的冲击力和粒子之间的剪切力共同作用,使样品粒子达到减小粒径的效果。
均质阀座与均质阀芯之间的狭缝大小影响样品突破间隙的阻力。这种阻力的大小是均质压力。一般来说,阻力越大,即均质压力越高,喷射速度越高,与冲击环的冲击力越强,均质能力越强,粒径越小。而均质压力大小的调节通过手轮,调节均质阀座与均质阀芯之间的间距来实现。
微射流均质机
核心部件:金刚石交互容腔(微射流均质腔)
微射流金刚石交互容腔是一个整体式的内部结构固定的Y或者Z型的微通道,孔道大小在50um到几百微米之间,为金刚石材质。在工作过程中,样品通过动力部分加压,通过金刚石交互腔前端通道加速,到金刚石微孔的射流速度可达500m/s,通过金刚石微通道时,高速射流经过高频剪切、冲击、物料颗粒对射和巨大压力,最终使物料颗粒细化均匀。
微射流均质机均质压力的调节通过调节电机频率控制流速。缝隙通道固定,流速越大,压力越高,剪切、碰撞力越强,均质效果也就越好。在微射流均质过程中,由于冲击破碎力大,会产生热量,均质压力越高,产生的热量就越多。对于温度敏感的样品处理,可以配置换热器帮助降温。
三:高压微射流均质机与传统高压均质机处理纳米乳液和脂质体的效果区别
1.粒径
脂质体是双分子层粒子,柔性强,小粒径所需的能量不大;纳米乳液主要是水和油的混合物,不需要很多能量。在均质方面,微射流均质机和均质机可以满足脂质体样品减小粒径的要求,但与均质机相比,微射流均质机可以处理粒径要求较小的样品。
2.PDI
脂质体、纳米乳样品对粒径分布要求很高,PDI需达到0.2或0.1以下反映了样品的均匀性。微射流交互容腔优势明显:微射流金刚石交互容腔活塞直径较小,通道行程较长。当样品通过通道均质时,高压持续时间长,压力稳定,能量转换率高。通道内的力相同,得到的PDI分布较小,相对均匀。