均质的是使溶液体系中的分散物微粒化、均匀化，这种处理能降低分散物颗粒大小同时也能提高分布得均匀性，从而使其更加稳定。均质技术最早应用于食品和化工行业，比如奶制品行业加工的过程中就会使用均质机使牛奶中的脂肪颗粒破碎的更加细小，让牛奶外观上看起来更乳白，口感也会变好，同时更稳定，保质期也会增加。在石油化工行业，通常会通过均质技术将燃料添加剂加入到燃料中，使其均匀分散于燃料中，帮助燃料在发动机中燃烧的更加充分，提高燃料效率。

均质机按能量类型和机械结构的特点分类，可分为旋转式和压力式两大类。

其中旋转型均质设备由转子和相对应的定子系统所组成，通常又称为高剪切机，其主要工作原理；在机械力巧流体力学效应的作用下，定子和转子之间产生很大的剪切力，物料在剪切、摩擦、撞击等作用下得以分散，并随着越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。

而压力式均质设备的工作原理为高压均质是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等等综合力的作用，把原先颗粒比较粗大的孔浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的現浊液或悬浮液的过程。

而高压均质设备又可分为3种类型：

(1)柱塞式高压均质机

主要通过柱塞往复运动，挤压物料获得高压，然后高压物料快速通过均质腔，使物料发生物理结构变化，最终达到均质的效果。由于在超高压的作用下，物料溶液经过孔径很小的均质腔阀心时会产生极高的速度，并于均质腔内部材料发生碰撞或摩擦，虽然使用高强度的材质，但也可能伴随有材料微粒的脱落，同时也降低使用寿命，后续通过均质腔结构的改进，降低了物料通过均质腔时的局部磨损，同时开始使用高硬度金属（如钨合金）材料，极大的延长了均质腔的使用寿命，但仍然可能存在微粒脱落的风险。柱塞式高压均质机通常使用马达带动曲轴使柱塞往复运动，直接对物料进行增压，均质压力较高，由千曲轴需要有多级减速机构，该类设备一般体积较大，且在较高压力条件，物料升温情况较明显，一般适用于压力不是非常高的情况下的均质。

图1均质阀类高压均质机核心部件示意图

(2)微射流式高压均质机

液力超细均质技术是使液体物料在高压状态下，形成高速射流，与另外一个方向的高速射流形成高速碰撞，使其中的料被超细化。其主要利用特有的Y形结构的交互容腔，使高压溶液中高速运动的物料自相碰撞，大大提高了腔体的使用寿命，同时使用金刚石材料，彻底解决微粒脱落的问题。此类高压均质机一般通过电机带动液压油泵，通过液压系统对物料进行增压。液压系统可提供比机械柱塞式更高的压力，设备体积相对较小，并且物料最小填充量也小，可同时适用于小试到商业化生产，尤其适用于超高压的均质乳化，但一般此类设备造价远高于机械柱塞式均质机。

图2微射流金刚石交互容腔类高压均质机核心部件示意图

(3)超声波高压均质机

使用特定的超声波发生器在物料溶液中发生超声波，通过超声波的能量传递与转换，使液体产生超声振动，振动的液体内部产生高频局部压力振动，液体中的固体颗粒在交变压力作用下被细化。此类超声波高压均质机处理量较小，且压力不是特别高，适用于实验室使用。

参考文献：

高剪切均质机机理研究

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