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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:2702次

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

 

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),具有固定的內部幾何結構,是微射流高壓均質技術的核心部件之一,也是一種世界上早出現且成熟應用的微流控產品。當固液或液液物料,經動力單元加壓后經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部產生劇烈的剪切、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,物料高動能瞬間轉化產生對射爆炸效應,這些作用的集合致使物料發生高效的顆粒減小,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腔腔體的磨,大大延長了腔體使用壽命;動態高壓微射流均質技術集合了微射流、撞擊流和傳統高壓均質技術的優勢于一體,相對具有更高的均質效率。

圖2 三種不同均質核心部件均質作用原理示意圖(A噴嘴、B均質閥、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、化妝品、導電漿料、石墨烯等行業。

1. 材質粒子剝落問題:

       相比于一代均質閥式均質核心部件,金剛石交互容腔可以保證均質反應獲得更高的壓力,同時金剛石材質的應用也免除了均質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,召回原因是因為產品中可能含有金屬顆粒物質,如果這些顆粒發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. 高硬度材質處理

       對于高硬度物料,均質反應時極易磨損均質閥,大大降低均質核心使用壽命,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閥用硬質金屬或陶瓷,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過程中也具有突出的優勢。

3.  放大生產保證

       因為均質閥結構的放大,無法保證處理能力線性放大,因此傳統閥式均質機無法從小試線性放大大生產規模,放大生產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放大,保證處理效果一致的前提下,實現高效、重現性好的放大生產,同規格金剛石通道的并聯增加為放大生產提供了核心基礎。

 

圖3 單通道金剛石交互容腔內部結構(左)多通道金剛石交互容腔內部結構示意(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有限公司專業提供微射流高壓均質設備、脂質體擠出設備等納米均質儀器進口、安裝、培訓與售后支持。蘇州微流納米生物技術有限公司是美國Genizer亞洲區總代理、美國BEE中國區總代理,提供的儀器設備適用于脂肪乳、脂質體、微乳、載藥微球、納米混懸液等納米材料研發與生產,廣泛用于醫藥、化妝品、精細化工、電子、石墨烯、新能源等領域并服務于各大高校、研究所、制藥以及化妝品企業等。Genizer是目前僅次于Microfluidics的,世界*二的微射流高壓均質設備供應廠家,其先進的微射流金剛石交互容腔制造技術為越來越多同行,比如PSI、Dyhydromatics、Jinsystech等同行所借鑒。

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