乳液微射流均質機(Microfluidizer® 或類似高壓微射流均質設備)是一種基于高壓流體剪切、碰撞與空化效應，用于制備穩定、均勻、粒徑極小乳液或懸浮液的設備。它在制藥、食品、化妝品、化工、生物技術等領域有著廣泛的應用，尤其在納米乳液、脂質體、細胞破碎、石墨烯分散、疫苗佐劑、顏料分散等對粒徑分布和穩定性要求的工藝中，發揮著不可替代的作用。
 

　　一、乳液微射流均質機的核心工作機理
 

　　乳液微射流均質機并非依靠簡單的“攪拌”或“乳化”，而是通過一種高度可控的高壓流體動力學過程，將物料在物理條件下進行細化、均一化與穩定化處理。其核心機理主要包括以下幾個方面：
 

　　1. 高壓輸送與加速
 

　　• 原料液(如油相+水相的乳液預混液)被高壓泵(通常可達數百至數千bar，如500~30000 psi，即約35~200 MPa)推動，經過一個狹小的進料通道進入均質腔(interaction chamber)；
 

　　• 在如此高的壓力下，流體被加速到高速度(可達音速甚至超音速)，動能極大。
 

　　2. 微射流高速撞擊與剪切
 

　　• 當高壓流體進入均質腔(一般為 Y 型、Z 型或特殊幾何設計的微通道)后，流體被分成多股極細的微射流(射流直徑通常僅為微米級)；
 

　　• 這些高速微射流之間發生劇烈的高速碰撞(Jet-to-Jet Collision)，或者與均質腔的固定內壁發生高速剪切與撞擊；
 

　　• 在這種極短時間、高能量密度的物理作用下，液滴或顆粒受到極大的剪切力、沖擊力與湍流作用，從而實現：
 

　　> ? 液滴破碎：大液滴被打散成微小液滴，形成更小粒徑的乳液；
 

　　> ? 顆粒細化：固體顆粒、脂質體、細胞等被破碎、分散；
 

　　> ? 均一化：使體系中的顆粒/液滴尺寸分布更加均勻。
 

　　3. 空化效應(Cavitation)
 

　　• 在高流速與壓力變化下，流體局部會出現壓力驟降，從而在液體中產生微小氣泡(空化泡)；
 

　　• 這些氣泡在下游壓力恢復時迅速崩塌(implosion)，釋放巨大能量，產生強烈的微射流、沖擊波與微觀湍流；
 

　　• 空化效應進一步促進顆粒破碎、液滴乳化與界面更新，有助于形成更小、更均勻的粒徑。
 

　　4. 多次循環均質(可選)
 

　　• 為獲得更小且更穩定的粒徑分布，物料往往需要多次通過均質腔(即“循環均質”)；
 

　　• 微射流均質機通常設計為多通道、可循環處理，確保每一遍都進一步細化，最終達到目標粒徑(如<100 nm，甚至<10 nm的納米乳液)。

 

　　二、乳液微射流均質機的主要技術特點

特性	說明
超高壓處理?	壓力范圍通常為 1000 ~ 30000 psi（約 7 ~ 200 MPa），部分設備可達更高
極小粒徑?	可將乳液液滴或顆粒細化至 10 ~ 500 nm，甚至更小，形成納米乳液或納米懸浮液
粒徑分布窄?	均一化效果好，D90、D50可控，分布集中
穩定性高?	極小粒徑+均勻分布→更高的乳液穩定性（抗沉降、抗聚結）
低溫操作可選?	配備冷卻系統，防止熱敏性物料（如蛋白質、疫苗）降解
連續或循環模式?	可適應不同工藝需求，部分設備支持在線連續生產

 

　　三、乳液微射流均質機的典型應用領域
 

　　1. 制藥與生物醫藥
 

　　• 納米乳劑、脂質體藥物遞送系統(如抗癌藥、疫苗佐劑、mRNA遞送載體)；
 

　　• 蛋白質、抗體、疫苗的均質與穩定化；
 

　　• 細胞破碎(如提取胞內蛋白、酶、核酸)；
 

　　• 提高藥物溶解度與生物利用度(如難溶性藥物納米化)。
 

　　2. 化妝品與個人護理
 

　　• 精華液、納米乳霜、防曬乳液中的活性成分包埋與穩定；
 

　　• 脂質體包裹活性物(如維生素、透明質酸、植物提取物)；
 

　　• 均一細膩的質地與良好膚感。
 

　　3. 食品與飲料
 

　　• 納米乳液食品添加劑(如維生素、香料、益生菌、姜黃素、Omega-3等)；
 

　　• 飲料中的均一穩定體系(如果汁微乳、營養強化乳液)；
 

　　• 功能性食品中的活性物質保護與增溶。
 

　　4. 化工與新材料
 

　　• 納米材料分散(如石墨烯、碳納米管、納米氧化物)；
 

　　• 涂料、墨水、染料中的顏料分散與穩定；
 

　　• 聚合物乳液、膠體體系的粒徑控制。
 

　　5. 農業與飼料
 

　　• 農藥納米乳劑、肥料微乳液，提高吸收效率與靶向性；
 

　　• 飼料添加劑均質化，提高生物利用率。
 

　　四、乳液微射流均質機 vs 傳統乳化設備(如高壓均質機、膠體磨、超聲波等)

對比項	微射流均質機	傳統高壓均質機	膠體磨 / 高速攪拌 / 超聲
粒徑控制精度?	可達10~100 nm	中等，通常100~1000 nm	較低，粒徑分布寬
均一性（分布窄）?	優異，D90/D50可控	一般	較差，易出現大顆粒
處理原理?	高速微射流碰撞+空化	閥門高壓剪切	剪切/摩擦/超聲振動
熱敏性保護?	可搭配冷卻，溫和高效	易升溫，可能破壞熱敏物	超聲易生熱，對熱敏物不友好
穩定性?	高，乳液不易沉降或破乳	中等	較低，長期穩定性差
適用范圍?	納米乳液、細胞破碎、脂質體等高要求工藝	乳液、懸浮液常規處理	粗分散、初級乳化

 

　　五、總結：乳液微射流均質機的核心價值

方面	價值體現
機理先進?	基于高壓微射流碰撞+空化效應，實現納米級粒徑控制與高度均勻化
粒徑極小、分布窄?	可穩定制備10~500 nm的乳液或分散體系，粒徑分布集中
穩定性強?	極小且均勻的液滴/顆粒，顯著提高乳液/懸浮液的儲存穩定性與功能表現
適應性強?	可處理熱敏、生物活性、高粘度等復雜體系，廣泛適用于制藥、食品、化妝品、化工等領域
工藝可控、重復性好?	參數精確控制（壓力、溫度、循環次數），確保產品質量一致
應用?	是許多納米藥物、脂質體、功能食品、先進材料等領域的核心生產與研發裝備