主營產品: 安拓思納米技術(蘇州)有限公司專注於納米製劑技術,生物工程技術,納米化工技術。供應的設備包括微射流,熱熔擠出器,高壓均質機,脂質體擠出器,細胞破碎機等。目前在國內外的用戶數量超過1000個。
公司新聞

高壓均質機分類及均質工作原理

      就原理來說,這些設備都是通過機械作用或流體(ti) 力學效應造成高壓、擠壓衝(chong) 擊、失壓等,使物料在高壓下擠研,強衝(chong) 擊下發生剪切,失壓下膨脹,在這三重作用下達到細化和混合均質的目的。按構造可將均質機分為(wei) :高壓均質機、離心式均質機,機械式超聲波均質機,磁控振蕩式均質機,壓電晶體(ti) 振蕩均質機,膠體(ti) 磨均質機等。


1.高壓均質機的工作原理

       高壓均質機是以物料在高壓作用下通過非常狹窄的間隙(--般小於(yu) 0.1 mm),造成高流速(150~200 m/s),使料液受到強大的剪切力,同時,由於(yu) 料液中的微粒同機件發生高速撞擊以及液料流在通過液滴均質閥時產(chan) 生的漩渦作用,使微粒碎裂,從(cong) 而達到均質的目的。


(1)剪切學說

剪切學說認為(wei) ,流體(ti) 在高壓作用下高速流動,通過均質機的均質閥縫隙處,由於(yu) 產(chan) 生極大的速度梯度,在剪切力作用下使液滴破碎,達到均質的目的。

       當液滴在高壓下通過很小縫隙的入口時,液滴的速度為(wei) V0,壓力為(wei) P0,通過縫隙時所受壓力為(wei) P1,速度達到V2,在縫隙中心處的液滴流速up大,縫隙壁麵的液滴小,很大的速度梯度引起的剪切力使液滴發生變形並破裂,達到均質效果。通常使用的高壓均質機主要由高壓泵與(yu) 均質閥組成。物料被柱塞往複泵吸人泵腔中,在高壓作用下的液滴通過高壓泵排出管路上的均質閥,料液從(cong) 閥芯與(yu) 閥座形成的很小的縫隙中高速流過,-般縫隙寬度在0.1 mm左右,流速高達150~ 200 m/s。


(2)撞擊學說

撞擊學說認為(wei) ,在高壓作用下,流體(ti) 中的液滴與(yu) 均質閥發生高速撞擊現象,從(cong) 而使液滴破裂達到均質的目的。



(3)空穴學說

空穴學說認為(wei) ,在高壓作用下使料液高速流過縫款,從(cong) 而產(chan) 生了高頻振動,引起了迅速交替的壓縮與(yu) 能脹作用,在瞬間引起空穴現象,使液滴破裂,達到均質目的。



2.高壓均質機的結構和工作過程

      在食品工業(ye) 中,廣泛采用的高壓均質機是以三柱塞往複聚作為(wei) 主體(ti) ,並在泵的排出管路中安裝雙級均質閥頭。高壓均質機的結構主要由三柱塞往複泵、均質閥、傳(chuan) 動機構及殼體(ti) 等組成。機結構組合包括:操縱盤,傳(chuan) 動機構, 均質頭,泵體(ti) ,高壓表,電動機, 機座及外殼等。


(1)三柱塞往複泵

     泵體(ti) 結構:泵體(ti) 為(wei) 長方體(ti) ,內(nei) 有三個(ge) 泵腔,活塞在泵腔內(nei) 往夏運動使物料吸人,加壓後流向均質閥。泵體(ti) 與(yu) 活塞通常用不鏽鋼製造,為(wei) 防止液體(ti) 泄漏及滲入空氣,采用填料密封裝置,材料可用皮革、石棉繩及聚氟乙烯等。

     高壓泵的每個(ge) 泵腔內(nei) 配有兩(liang) 個(ge) 活閥,由予活塞往複運動改變腔內(nei) 壓力,使活閥交替地自動開啟或關(guan) 閉,以完成吸入與(yu) 排出液料的功能。三柱塞泵共有6個(ge) 活閥,其中吸入和排出閥各3個(ge) 。均質閥可通過調整彈簧對閥芯的壓力,以達到調節流體(ti) 壓力的目的。

     往複泵在活塞來回一次過程中,隻吸入和排出液體(ti) 各一次的泵稱為(wei) 單動泵。 由於(yu) 單動泵的吸人活閥和排出活閥均裝在活塞的一側(ce) ,吸液時就不能排液,因此排液不連續,由於(yu) 活塞由連杆和曲軸帶動,活塞在左右兩(liang) 點之間的往複運動不是等速的,所以,排液量也就隨著活塞的移動而有相應的起伏。為(wei) 了改善單動泵的不均勻性,多采用雙動泵或三聯泵。


雙動往複泵的工作原理

       在活塞兩(liang) 側(ce) 的泵體(ti) 內(nei) 部裝有吸入閥和排出閥,無論活塞向哪一邊運動,總有一個(ge) 吸入閥和一個(ge) 排出閥打開,即在活塞往複一次中,吸液和排液各進行兩(liang) 次,使吸入管路和排出管路總有液體(ti) 流過,使送液連續,但流量曲線仍有起伏。為(wei) 保持排出液的連續且均勻,通常采用三聯泵,三聯泵的實質是三台單動泵並聯構成,通常又稱為(wei) 三柱塞泵。


(2)均質閥

      均質閥的工作原理:一般在均質操作中設有兩(liang) 級均質閥,第1級為(wei) 高壓流體(ti) ,其壓力高達20~25 MPa,主要作用是使液滴均與(yu) 分散,經過第1級後的流體(ti) 壓力下降至3.5MPa,第2級的主要作用是使液滴分散。由於(yu) 高壓物料的高速流動,閥座與(yu) 閥芯(又稱閥盤或均質頭)的磨損相當嚴(yan) 重,一般多用含有鎢、鉻、鑽等元素的耐磨合金鋼,並經過精細的研磨加工製造。



3.高壓均質機生產(chan) 能力的計算

      高壓均質機生產(chan) 能力G可用下式計算:G = 60πrsznε(m/h)。r為(wei) 柱塞半徑,m; s為(wei) 柱塞衝(chong) 程,m; z為(wei) 柱塞個(ge) 數;為(wei) 柱塞往複次數,次/min; ε為(wei) 工作體(ti) 積的填料係數,一般為(wei) 0.8~0.9。


4.均質機操作注意事項

(1)均質機不許空轉,啟動前要仔細檢查緊固件與(yu) 連接件是否牢固可靠。

(2)啟動前應先通冷卻水,以保證柱塞工作過程中的可靠冷卻。

(3)運轉啟動後,要逐漸調整至要求的工作壓力,啟動過程中排出的料液應回流的料腔,待壓力達到要求的穩定值後才能排出產(chan) 品。

(4)設備使用完後要進行清洗(可用90°C以上的熱水或用無毒化學藥劑)。

(5)柱塞的填料要調整至適當的緊密度,以保證可靠密封。

(6)需要潤滑的部件應按時加注適宜的潤滑油。

(7)不能用於(yu) 高黏度物料的均質操作。