均质机是用作物料混合、均一、乳化作用的设备，适用于纳米乳、脂质体、纳米混悬液等制备，细胞破碎，颗粒减小等过程，一般通过空穴效应、高频剪切、碰撞等作用，达到物料微纳米化效果。算是一种比较小众的机械设备，现在从技术原理上分主要有两大类：高压均质机（传统的均质阀均质机）或微射流均质机，平时有很多客户搞不清它们之间有哪些具体的区别，这样对应用就造成了麻烦，本文将对于“微射流高压均质机”和“均质阀式高压均质机”有什么区别与各自特点进行简述：

1.均质核心

均质阀式高压均质机是物料通过柱塞泵吸入并加压，在柱塞作用下进入压力大小可调节的阀组中，经过特定宽度的限流缝隙（工作区）后，瞬间失压的物料以极高的流速（至米/秒）喷出，碰撞在阀组件之一的碰撞环上，产生了三种效应：

空穴效应被柱塞压缩的物料内积聚了极高的能量，通过限流缝隙时瞬间失压，造成高能释放引起空穴爆炸，致使物料强烈粉碎细化。

撞击效应物料通过限流缝隙时以上述极高的速度撞击到特制的碰撞环上，造成物料粉碎。

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。

1）一二级均质阀，均质阀均质单元的外观结构与均质阀工作原理如图1；

2）均质核心材质一般为硬质金属、陶瓷或司太立合金等；

3）均质通道为环形缝隙，手动调节阀芯之间的缝隙大小来控制均质压力，如图1通过手轮调控均质缝隙；

4）均质阀类的设计间隙大，压力上限相对较低，高压力或者颗粒均质时容易产生均质核心的磨损与金属颗粒剥落；

5）堵塞后可通过调节间隙处理，但工艺放大后利用新的均质阀，不易完全重现小试结果与精确控制。

图1均质阀的外观结构与工作原理

微射流均质机是高压流体在加压状态下通过细孔模块时压力急剧下降而形成超声波流速此时的流体内会发生粒子冲击，空化和消流，剪切，应力作用下流体细胞的破坏，雾化，乳化，分散。高压流体在分散单元的狭小缝隙间快速通过，此时流体内压力的急剧下降而形成的超声速流速，流体内的粒子碰撞，空化及漏流，剪切力作用于劈开纳米大小的细微分子以完全的均质的状态存在。

1）配备Y型对射流金刚石交互容腔，外观结构与原理如图2；

2）核心反应部位采用新一代技术对射流交互容腔，镶嵌金刚石或陶瓷；其他接触物料部位材料为FDA认可的L不锈钢材质；

3）物料利用百微米左右孔道形成两束超音速射流相互对撞进行极强烈的剪切，大大减少了对不锈钢的冲击；在金刚石交互容腔的另一端相互对撞，同时发生空穴效应、高频剪切效应等；

4）增加了超音速射流自相对撞作用，使得均质更加高效，同时大大降低了物料对腔体的碰撞与磨损、延长了腔体的使用寿命；

5）腔体内部为固定结构,可通过增加相同规格反应通道数量来实现工艺的高效重现与放大。

图2微射流高压均质机

2.压力调节

均质阀式高压均质机：常具有手轮，通过手轮手动连续调节压力，压力上限一般低于同级别微射流高压均质机。

微射流高压均质机：通过触控屏调连续控均质压力，压力上限相对更高。

3.动力单元

均质阀式高压均质机：电机以曲轴连杆带动柱塞往复均质，频率高（2-3次/s），整体重量较同量级微射流高压均质机更重。

微射流高压均质机：液压驱动或者直接电机驱动柱塞往复运动，频率低（6-10s/次），压力脉冲高压部分占比重大。

4.均质单元

均质阀式高压均质机：均质单元如图4左，常用较大长方体不锈钢模块，模块中包含物料出入口、单向阀接口、均质阀接口、压力表接口等，模块质量大，拆装相对较繁琐，管路中残留体积大、样品处理最小体积值相对较大。

微射流高压均质机：均质单元如图4右，采用管路接口直连于高压缸体的形式，重量小，通过单向阀贴合圆柱形柱塞，整个反应通路的残留体积可小于1ml，最小反应体积5ml。

编辑搜图

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图4均质阀式均质机均质单元（左）和微射流高压均质机均质单元（右）

5.仪器造价

均质阀式高压均质机：均质核心部件为均质阀，高硬质金属或者陶瓷部件的应用使得均质阀式高压均质机具有相对更低的成本与价格。

微射流高压均质机：均质核心部件为金刚石材质，相比于均质阀类均质核心具有更复杂的工艺、更高的均质效率，这也是微射流高压均质机在某些高附加值领域更优选的原因之一。

6.最佳应用领域

均质阀式高压均质机：因价格与不易堵塞优势，适用于生物细胞破碎、高粘度化工材料、乳品饮料、颜料喷墨、非高纯度要求颗粒粉碎等普通附加值均质领域应用，如果微射流高压均质机价格降低，那么均质阀类高压均质机的优势将有所降低；

微射流高压均质机：普通纳米均质分散领域以及高附加值化妆品、纳米新材料、食品、石墨烯、药品（如紫杉醇脂质体、前列地尔、丙泊酚等)纳米乳、脂质体、纳米混悬液的制备领域，相比均质阀型具有更高的均质效果和更低的破乳率。

处理纳米乳液和脂质体的效果区别

1.粒径

脂质体为双分子层粒子柔性较强，做小粒径所需的能量并不大；纳米乳液，多为水油两相混合，也不需要很大的能量，对于均质方面，微射流均质机和均质机都可以满足脂质体样品减小粒径的要求，不过微射流均质机相对均质机而言，可以处理粒径要求更小的样品。

2.PDI

脂质体、纳米乳样品对粒径的分布要求非常高，PDI需达到0.2或0.1以下，反应了样品均一程度，对于这种情况。微射流交互容腔的优势显著：微射流金刚石交互容腔活塞直径更小，通道行程长，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，在通道里面所受到的力相同，得到的PDI分布较小，比较均匀。

对比结论

高压均质机：流量较大，设计压力较低，操作易用性不高，均质阀效果会差一些，造价会相对便宜，适用于食品饮料、化工、普通药物等行业的低要求均质应用

微射流均质机：设计压力高，流量较小，操作简单易用，对射流金刚石交互容腔效果较好，造价相对偏高，适用于制药、生物技术、化妆品企业及对研究结果有高要求的高校实验室和研究所

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