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微射流金剛石交互容腔作用原理
更新時間:2020-08-12   點擊次數(shù):3175次

      微射流金剛石交互容腔(Diamond Interaction Chamber or Diamond Reaction Chamber)也叫金剛石均質(zhì)腔、微射流金剛石均質(zhì)腔、交互均質(zhì)腔或室、微射流均質(zhì)反應室、或者第二代均質(zhì)腔或室,主要用于微射流高壓均質(zhì)機。“第二代均質(zhì)腔”的名字,是對應于一代“均質(zhì)閥”式均質(zhì)腔而來。

 

圖1 微射流金剛石交互容腔

金剛石交互容腔作用原理:

       第二代微射流金剛石交互容腔(Diamond Interaction Chamber),具有固定的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu),是微射流高壓均質(zhì)技術(shù)的核心部件之一,也是一種世界上早出現(xiàn)且成熟應用的微流控產(chǎn)品。當固液或液液物料,經(jīng)動力單元加壓后經(jīng)過百微米級的交互容腔孔道形成超音速射流(可達1000m/s),在金剛石交互容腔內(nèi)部產(chǎn)生劇烈的剪切、碰撞、空穴、壓力降以及對射作用,與單流道不同的是,Y型金剛石交互容腔雙股射流對射瞬間相對速度加倍,物料高動能瞬間轉(zhuǎn)化產(chǎn)生對射爆炸效應,這些作用的集合致使物料發(fā)生高效的顆粒減小,乳化性、均一性、透明度增加等變化。

       Y型微射流金剛石交互容腔利用物料間的自相碰撞,大大降低了物料對均質(zhì)腔腔體的磨,大大延長了腔體使用壽命;動態(tài)高壓微射流均質(zhì)技術(shù)集合了微射流、撞擊流和傳統(tǒng)高壓均質(zhì)技術(shù)的優(yōu)勢于一體,相對具有更高的均質(zhì)效率。

圖2 三種不同均質(zhì)核心部件均質(zhì)作用原理示意圖(A噴嘴、B均質(zhì)閥、C微射流交互容腔)

 

微射流金剛石交互容腔使用特色:

       適用于高附加值納米乳、脂質(zhì)體、微球、細胞破碎、納米混懸液、納米材料制備等過程,廣泛應用于制藥、精細化工、生物技術(shù)、化妝品、導電漿料、石墨烯等行業(yè)。

1. 材質(zhì)粒子剝落問題:

       相比于一代均質(zhì)閥式均質(zhì)核心部件,金剛石交互容腔可以保證均質(zhì)反應獲得更高的壓力,同時金剛石材質(zhì)的應用也免除了均質(zhì)閥金屬顆粒剝落的風險。金屬顆粒的剝落與聚集,在藥品安全上是巨大的隱患。2010年FDA召回11批丁酸氯維地平注射用乳劑,召回原因是因為產(chǎn)品中可能含有金屬顆粒物質(zhì),如果這些顆粒發(fā)生聚集將可能引起某些組織機械損傷以及炎癥反應,某些組織供血減少可能引起腦、心臟、肝臟等器官的功能紊亂。

2. 高硬度材質(zhì)處理

       對于高硬度物料,均質(zhì)反應時極易磨損均質(zhì)閥,大大降低均質(zhì)核心使用壽命,金剛石交互容腔采用固定形狀的金剛石核心,硬度上高于一代均質(zhì)閥用硬質(zhì)金屬或陶瓷,同時對射流的應用,充分利用物料間的相互碰撞,減少對腔體的磨損,金剛石交互容腔在高硬度材料均質(zhì)過程中也具有突出的優(yōu)勢。

3.  放大生產(chǎn)保證

       因為均質(zhì)閥結(jié)構(gòu)的放大,無法保證處理能力線性放大,因此傳統(tǒng)閥式均質(zhì)機無法從小試線性放大大生產(chǎn)規(guī)模,放大生產(chǎn)時需要重新探索處理工藝;金剛石交互容腔通過金剛石單通道到多通道的通道并聯(lián)放大,保證處理效果一致的前提下,實現(xiàn)高效、重現(xiàn)性好的放大生產(chǎn),同規(guī)格金剛石通道的并聯(lián)增加為放大生產(chǎn)提供了核心基礎。

 

圖3 單通道金剛石交互容腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)(左)多通道金剛石交互容腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意(右)

 

金剛石交互容腔實物圖片

    

圖4 Genizer微射流金剛石交互容腔

 

 

圖5 PSI微射流金剛石交互容腔

 

           

圖6 Dyhydromatics微射流金剛石交互容腔

 

       蘇州微流納米生物技術(shù)有限公司專業(yè)提供微射流高壓均質(zhì)設備、脂質(zhì)體擠出設備等納米均質(zhì)儀器進口、安裝、培訓與售后支持。蘇州微流納米生物技術(shù)有限公司是美國Genizer亞洲區(qū)總代理、美國BEE中國區(qū)總代理,提供的儀器設備適用于脂肪乳、脂質(zhì)體、微乳、載藥微球、納米混懸液等納米材料研發(fā)與生產(chǎn),廣泛用于醫(yī)藥、化妝品、精細化工、電子、石墨烯、新能源等領(lǐng)域并服務于各大高校、研究所、制藥以及化妝品企業(yè)等。Genizer是目前僅次于Microfluidics的,世界*二的微射流高壓均質(zhì)設備供應廠家,其先進的微射流金剛石交互容腔制造技術(shù)為越來越多同行,比如PSI、Dyhydromatics、Jinsystech等同行所借鑒。

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