微射流均質(zhì)技術(shù)的起源可追溯至 20 世紀 60 年代的流體力學(xué)研究,當時科研人員發(fā)現(xiàn)高壓流體在微小通道內(nèi)流動時會產(chǎn)生極端的剪切速率和壓力變化,具備破碎顆粒的潛力。1980 年,美國 Microfluidics 公司***將這一原理轉(zhuǎn)化為實際設(shè)備,推出了全球***商業(yè)化微射流均質(zhì)機,主要應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的脂質(zhì)體制備。20 世紀 90 年代,隨著納米技術(shù)的興起,微射流均質(zhì)機的需求逐漸擴大,設(shè)備在壓力等級、通道設(shè)計和處理效率上不斷升級。這一時期,歐洲和日本的企業(yè)開始涉足該領(lǐng)域,形成了多元化的市場競爭格局。進入 21 世紀后,材料科學(xué)、食品工程等領(lǐng)域?qū)|(zhì)精度的要求進一步提高,推動微射流均質(zhì)機向超高壓(突破 300MPa)、智能化(集成在線監(jiān)測系統(tǒng))和定制化(針對特殊物料設(shè)計流道)方向發(fā)展。微射流均質(zhì)機的噪音控制低于75dB,改善車間作業(yè)環(huán)境,符合職業(yè)健康標準。無錫進口微射流均質(zhì)機代理商
當物料在高壓泵的驅(qū)動下進入均質(zhì)閥后,會被強制壓入直徑只為幾十至幾百微米的微通道。在微通道內(nèi),流體的流速急劇提升,可達100-1000m/s,形成超高速射流。此時,流體內(nèi)部會產(chǎn)生三種關(guān)鍵作用:一是剪切作用,超高速流動的流體在微通道內(nèi)壁及狹窄區(qū)域形成強烈的速度梯度,使物料顆粒或液滴被快速剪切破碎;二是撞擊作用,超高速射流會與微通道內(nèi)的特定結(jié)構(gòu)(如沖擊塊、限流孔)發(fā)生劇烈撞擊,或不同射流束之間相互碰撞,進一步細化顆粒;三是空化作用,流體在微通道內(nèi)的壓力會發(fā)生急劇變化,當壓力低于物料的飽和蒸氣壓時,會產(chǎn)生大量微小氣泡,這些氣泡在壓力恢復(fù)時迅速破裂,釋放出巨大的能量,對顆粒產(chǎn)生強烈的沖擊破碎作用。浙江生產(chǎn)型微射流均質(zhì)機推薦廠家數(shù)字孿生系統(tǒng)集成于設(shè)備中,可模擬不同參數(shù)下的均質(zhì)效果,輔助工藝開發(fā)。

除微通道模塊外,均質(zhì)重心組件還包括壓力調(diào)節(jié)裝置、密封結(jié)構(gòu)等。壓力調(diào)節(jié)裝置用于精確控制均質(zhì)壓力,以適應(yīng)不同物料的處理要求;密封結(jié)構(gòu)則采用高壓密封技術(shù),如金屬密封、聚四氟乙烯密封等,確保在高壓條件下物料不泄漏,保證設(shè)備的密封性和安全性。物料輸送系統(tǒng)負責將待處理的物料穩(wěn)定、均勻地輸送至高壓動力系統(tǒng),主要由進料罐、進料泵、過濾器及管路組成。進料罐通常配備攪拌裝置,防止物料沉淀分層,確保物料的均勻性;進料泵一般采用螺桿泵或齒輪泵,具有穩(wěn)定的輸送能力,可根據(jù)設(shè)備的處理量進行調(diào)節(jié);過濾器用于去除物料中的雜質(zhì)和大顆粒,避免堵塞微通道,保護均質(zhì)重心組件;管路則采用不銹鋼材質(zhì),具有良好的耐腐蝕性和耐壓性,確保物料輸送的順暢和衛(wèi)生。
噴嘴:是微射流均質(zhì)機的另一個重要組成部分,它的結(jié)構(gòu)和尺寸直接影響著射流的速度、角度和霧化程度等參數(shù)。不同類型的噴嘴適用于不同的應(yīng)用場景和物料特性。例如,單孔噴嘴結(jié)構(gòu)簡單,適用于小規(guī)模實驗或?qū)|(zhì)效果要求不是特別高的場合;而多孔噴嘴則可以在相同流量下產(chǎn)生更多的射流束,提高生產(chǎn)效率,并且能夠使物料更加均勻地受到剪切作用,適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。此外,還有一些特殊設(shè)計的噴嘴,如Y型噴嘴、交叉式噴嘴等,它們可以實現(xiàn)更為復(fù)雜的流體混合和分散效果,滿足特定的工藝需求。控制系統(tǒng):用于監(jiān)控和調(diào)節(jié)整個設(shè)備的運行狀態(tài),包括壓力、溫度、流量等參數(shù)的實時監(jiān)測和精確控制。先進的控制系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程序自動調(diào)整各個部件的工作參數(shù),保證設(shè)備始終處于比較好運行狀態(tài),同時也提高了生產(chǎn)過程的安全性和可靠性。操作人員可以通過人機界面方便地進行參數(shù)設(shè)置、故障診斷和數(shù)據(jù)記錄等工作,大幅度簡化了設(shè)備的操作和維護流程。陶瓷漿料經(jīng)其處理后,燒結(jié)密度更高,成品強度明顯提升。

微射流均質(zhì)機的性能優(yōu)劣取決于其重心組件的設(shè)計與制造精度,通常由高壓動力系統(tǒng)、均質(zhì)重心組件、物料輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及安全保護系統(tǒng)等部分構(gòu)成,各組件相互配合,確保設(shè)備的穩(wěn)定高效運行。高壓動力系統(tǒng)是微射流均質(zhì)機的“心臟”,其作用是為物料提供足夠的壓力,驅(qū)動流體高速通過微通道。該系統(tǒng)主要由高壓泵、驅(qū)動電機及減速機構(gòu)組成。其中,高壓泵通常采用柱塞泵或隔膜泵,柱塞泵憑借其高壓力、大流量及穩(wěn)定的輸出特性,成為主流選擇。高壓泵的壓力輸出范圍通常為50-300MPa,部分**設(shè)備可達到400MPa以上,以滿足不同物料的處理需求。驅(qū)動電機一般選用變頻電機,通過變頻器實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的精確調(diào)節(jié),從而控制高壓泵的輸出壓力和流量,確保設(shè)備運行的穩(wěn)定性和節(jié)能性。其獨特的Y型反應(yīng)通道產(chǎn)生強烈的空化效應(yīng),顯著提高難分散物質(zhì)的混合均勻度。紹興超高壓納米微射流均質(zhì)機優(yōu)勢
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微通道的設(shè)計和制造技術(shù)是微射流均質(zhì)機的重心技術(shù),未來將不斷突破。一方面,通過采用先進的微加工技術(shù),如光刻、電鑄、激光加工等,實現(xiàn)微通道的高精度制造,進一步減小微通道的直徑,提高流體的流速和均質(zhì)效果;另一方面,開發(fā)新型的微通道材料,如陶瓷基復(fù)合材料、高分子復(fù)合材料等,提高微通道的耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性,延長設(shè)備的使用壽命。此外,高壓泵技術(shù)也將不斷創(chuàng)新,開發(fā)出更高壓力、更大流量、更穩(wěn)定的高壓泵,為微射流均質(zhì)機的性能提升提供支撐。無錫進口微射流均質(zhì)機代理商