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產品原理

由電源（110V/220V/380V, 60/50 Hz) 驅動PhD高壓均質機的一個或者多個泵柱塞做往復運動，物料在柱塞作用下進入可調節壓力大小的閥組中經過特定寬度的限流縫隙均質區，瞬間失壓的物料以極高的流速（1000-1500米/秒）噴出,在均質閥內產生三種效應:空穴效應、撞擊效應、剪切效應。經過這三種效應相互作用處理過后，物料粒徑可均勻細化到100nm以下，細胞破碎率大于97％。

產品參數

產品優勢

• 細胞破壁—高壓低溫破碎提取靶蛋白
  通過高壓細胞破碎儀使物料在柱塞作用下進入可調節壓力大小的閥組中經過特定寬度的限流縫隙均質區在均質閥內產生三種效應:空穴效應、撞擊效應、剪切效應的機械作用力從而打破細胞壁的束縛，把蛋白質從組織或細胞中釋放出來盡可能保持原來的天然狀態，不喪失活性，達到高效率破碎細胞的效果。采用高壓細胞破碎法，在細胞內產生的壓力效應，從而能夠有效地提取出蛋白質，且處理量大、破碎速度較快。這是一種機械處理細胞，物理抽提方法。
• 均質分散—高壓均質法
  物料在柱塞作用下進入可調節壓力大小的閥組中，在高壓條件下，溶液快速地通過均質腔，高速流動的流體突然經過特定寬度的限流縫隙均質區，液流速度激增，造成很大的速度梯度，同時壓力銳減，出現了很大的壓力梯度，產生了巨大的壓力差。使得瞬間失壓的物料以極高的流速（1000-1500米/秒）噴出，在均質閥內產生三種效應：空穴效應、撞擊效應、剪切效應。因此粒度或液滴同時受到強有力的剪切作用、高速撞擊作用；被柱塞壓縮的物料內積聚了極高的能量，造成高能釋放引起空穴爆破，使得液體物料分散系中分散相顆粒粒度或液滴微粒化，促進固液二相混合。
• 納米乳化—高能乳化法
  高能乳化法是利用極高的機械外力提供的能量去克服內外相液體之間的界面能，從而降低內相乳滴粒徑。高壓均質法是常最常用的納米技術。在脂肪乳的制備過程中，將已處理的粗乳經過高壓均質機的高壓泵導入，經過狹小的均質閥高速噴出，在剪切力、碰撞力等強力的作用下，對粗乳中的大乳滴進行破碎。高壓均質機通過粗乳在特定寬度的限流縫隙均質區，瞬間失壓，獲得高流速流體間產生局部湍流漩渦而產生的壓力差，將液體油脂充分打散成小液滴，有助于乳化劑對油脂或水分充分包裹形成較為細小的乳化顆粒，有助于產品的穩定性。高壓均質法是通過均質時間和次數來實現對粒徑大小及分布均勻度的控制，適用于具有一定流動性的乳劑體系。
• 脂質體整粒工藝
  在擠出樣品工藝這一方面，一是直接擠出，二是先均質后擠出。簡而言之就是可以通過擠出、機械設備分散等多種工藝，通過不同規格直徑、孔徑的納米級薄膜過濾,可制備出納米乳劑、脂質體等。直接擠出對于脂質體處方要求較高，少量時可采用氣動或者手動方式擠出，大量時采用高壓連續擠出。溶劑與溶質純度均較高，初步溶劑化制備的的脂質混懸液雜質與大顆粒含量較低時，可以直接通過過濾擠出初步處理的物料懸浮液。先均質后擠出對于脂質體處方要求相對而言較低，但此類樣品行均質處理成較小粒徑，然后再通過擠出器擠出，否則易出現膜堵現象。對于包含大顆粒或聚團較多的脂質混懸液，最好先用高壓均質機均質處理掉大顆粒或團聚較大的物料，初步處理的物料懸液再通過脂質體擠出器進行過濾擠出，這樣不容易堵塞聚碳酸酯膜，又可以獲得粒徑分布均勻且集中的終產物。
• 高速剪切工藝
  高速剪切機就是高效、快速、均勻地將一個相或多個相分布到另一個連續相中，而在通常情況下各個相是互不相溶的。由于轉子高速旋轉所產生的高圓周線速度和高頻機械效應帶來的強勁動能，使物料在定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應成熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細地分散乳化，經過高頻的循環往復，最終得到穩定的高品質產品。高速剪切機使物料通過高速旋轉的轉子與定子之間所產生的強力的剪斷、分散、沖擊、亂流等過程使其不斷產生新界面，將物料在剪切縫中迅速剪斷、壓縮、折疊，使其攪拌、混合，破碎成200nm～2μm的微粒。物料微粒化、乳化、混合、調勻、分散等在短時間內完成。

應用背景

隨著社會與人類文明的不斷進步，煤炭、石油等不可再生資源不斷被消耗，地球環境壓力也日益增加，可持續發展也上升到國家戰略層面。可再生資源，特別是綠色生物能源的利用將是未來研發應用的重要方向。世界能源資源危機使可再生資源的開發與利用成為一個熱點，大量陸生植物和水生植物及其廢棄物是目前國內外特別是發達國家可再生資源領域研究和開發的趨勢，必將成為未來非再生資源的補充和取代物。

應用優勢

納米纖維素（nanocrystalline cellulose,簡稱NCC）是以富含纖維素的生物質材料為原料，通過去除半纖維素、木質素等非纖維成分，并采用機械的、化學的或生物的方法將其任一維尺寸縮減至100nm以內的纖維素材料。納米纖維素的直徑通常為5～100nm，長度在幾十到數百納米之間，具有較高的長徑比。納米纖維素不僅承繼了纖維素的一些特性，如可再生、可降解性、親水性、廣泛的化學可修飾性，而且具有非常多的優異性能，比如粒徑小、比表面積大、高強度、高硬度、密度小等，而且其表面含有大量的極性基團，非常容易進行表面改性，使其表面電位升高，從而導致在基體或溶液中的穩定性增加。

應用案例

Henriksson等研究發現，用纖維素內切酶水解云杉木漿可以促進后續高壓均質過程中纖維素的崩解。這種方法制備的納米纖維素具有更高的分子量和更大的長徑比。用纖維素內切酶水解云杉和松樹混合木漿，然后進行高壓均質，實現了木質纖維的可控納米化工藝。

應用方案

目前，制備納米纖維素的主要方法包括生物化學法和機械法。其中生物化學法主要生物酶水解法或酸水解法，此種方法獲得的納米纖維素常為膠狀顆粒，其產品通常為納米微晶纖維素、納米晶須或納米晶體纖維素; 機械法主要包括高壓均質、高速剪切、研磨、超聲波，這種機械法制備的納米纖維素主要呈纖維狀，產品稱為納米纖維素纖維或者纖維素微纖絲。為了提高納米纖維素的制備效率，國內外學者探索了多種纖維素材料的預處理方法，如化學改性、溶劑處理和酶解等方法。酶水解法制備納米纖維素，工藝條件溫和、專一性強、環境友好，但產率較低。高壓均質法可以比較容易地放大至工業化連續生產，但其能耗偏大，而且植物纖維中的長纖維經常會引起設備內部特別是活動部件如閥門處的堵塞，必須拆卸清洗，進而影響生產效率。因此，采用生物化學法輔助高壓均質的方法來制備納米纖維素可以有效的彌補兩種方法的缺陷。

解決方案

國內曾有學者研究以目前大量存在的竹、木、棉、麻和海藻等植物纖維為原料，針對不同組分植物纖維的規模化生產均存難以攻克的技術和環境難題，重點研究精制分離、化學水解和高壓均質作用相協同的關鍵技術，采用PhD高壓均質機，合成高度有序排列的納米纖維素，其中直徑為20～30納米，長度為數微米，能獲得高懸浮穩定性納米纖維素溶膠。

PhD優勢

隨著新能源行業的日益增長，研究人員越來越多尋求開發高性能材料，其中材料的分散均勻性問題總是在阻礙這個過程。納米技術的新突破有助于將新的和更有效的能源應用帶入生活，高壓均質機能為該領域科研人員和制造商提供納米化均質分散的技術。高壓均質機可以將材料顆粒尺寸減小到亞微米級，以產生穩定的納米乳液和懸浮液。液滴尺寸的減小和顆粒更均勻的分散，材料的性能將顯著增加，可以達到更好的外觀，更優越的效果，更少的有機溶劑添加等等，使得在競爭激烈的市場中脫穎而出成為可能。

1、制得的粒子粒徑小

2、粒度分布窄且均勻

3、效果顯著

4、數據重現性強

5、可大批量連續生產