高壓均質(zhì)腔(高壓微射流交互容腔)與高壓均質(zhì)閥,都是Genizer微射流納米高壓均質(zhì)機(jī)的較核心部件之一。高壓均質(zhì)腔與均質(zhì)閥,都是用特殊硬度材料制造,其內(nèi)部具有特殊的幾何構(gòu)造,這種構(gòu)造使流經(jīng)其內(nèi)部的物料發(fā)生碰撞效應(yīng)、空穴效應(yīng)、高速剪切效應(yīng)等理化反應(yīng),達(dá)到物料均質(zhì)的作用,以便實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)顆粒在溶劑中均勻、微?;姆植?。
高壓均質(zhì)腔與高壓均質(zhì)閥的分類與工作原理:
高壓均質(zhì)閥:
A.穴蝕噴嘴型:引用了高壓切割和航空航天推進(jìn)技術(shù)中的氣蝕噴嘴結(jié)構(gòu),均質(zhì)閥內(nèi)的物料在狹縫處,由于瞬間失壓高速噴出,當(dāng)壓力減小到物料溶劑的飽和蒸氣壓時(shí),溶劑將會(huì)發(fā)生氣化,溶劑內(nèi)形成大量氣泡。當(dāng)壓力再升高后,氣泡會(huì)因?yàn)閴毫Χ屏?。這個(gè)過程在短時(shí)間內(nèi)完成,因?yàn)槿軇﹥?nèi)的氣泡在短時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生并迅速破裂,形成了空穴現(xiàn)象。空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的高頻率的氣泡爆炸,強(qiáng)烈的沖擊和射流作用,使氣泡附近的液滴發(fā)生破碎。但是由于在高壓的作用下,物料溶液經(jīng)過孔徑很微小的閥心時(shí)會(huì)產(chǎn)生幾倍音速的速度,并與閥心內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生激烈的磨擦與碰撞,因此穴蝕噴使用壽命較短,并伴隨有金屬微粒剝落。
B.碰撞閥體型:工作原理與穴蝕噴嘴型近似,通過碰撞閥和碰撞環(huán)的引入,使碰撞集中發(fā)生在碰撞結(jié)構(gòu)上,降低了局部磨損,延長(zhǎng)了均質(zhì)閥的使用壽命。但是其工作原理上還是通過溶液中的物料和高硬度金屬(如鎢合金)結(jié)構(gòu)碰撞,所以金屬微粒的磨損殘落問題沒有解決,截止到2017年,絕大多數(shù)的國(guó)產(chǎn)高壓均質(zhì)機(jī)都使用了這種閥體結(jié)構(gòu)。
對(duì)射型均質(zhì)腔:
C.Y型交互型:應(yīng)用了對(duì)射流的原理,腔體內(nèi)部沒有任何閥體等運(yùn)動(dòng)部件。利用Y型內(nèi)部結(jié)構(gòu),充分利用了高壓溶液中高速運(yùn)動(dòng)的物料的自相碰撞,大大降低了物料與腔體間的碰撞強(qiáng)度與頻率,很大程度上提高了腔體的使用壽命,結(jié)合金剛石高壓均質(zhì)交互容腔材質(zhì)的使用,解決了金屬微粒殘落的問題。
前列代碰撞型均質(zhì)腔在生產(chǎn)醫(yī)用注射液時(shí),閥體表面的惰性金屬顆??赡軇兟洌l(fā)生聚集,可能引發(fā)人體內(nèi)組織的機(jī)械性損傷,以及引起急性或慢性炎癥反應(yīng),降低了藥物的安全性。對(duì)射型均質(zhì)腔的誕生從原理上解決了惰性金屬殘落的問題。但是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因,當(dāng)物料的濃度和粘度較大時(shí),對(duì)射型較前列代更易發(fā)生阻塞。