微射流金剛石交互容腔作用原理

      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(yīng)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(jī)。“第二代均質(zhì)腔”的名字，是對應(yīng)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(yīng)用的微流控產(chǎn)品。當(dāng)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(dá)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(yīng)，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(xì)胞破碎、納米混懸液、納米材料制備等過程，廣泛應(yīng)用于制藥、精細(xì)化工、生物技術(shù)、化妝品、導(dǎo)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(yīng)獲得更高的壓力，同時(shí)金剛石材質(zhì)的應(yīng)用也免除了均質(zhì)閥金屬顆粒剝落的風(fēng)險(xiǎn)。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?yàn)楫a(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(jī)械損傷以及炎癥反應(yīng)，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(yīng)時(shí)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(shí)對射流的應(yīng)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?yàn)榫|(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(jī)無法從小試線性放大大生產(chǎn)規(guī)模，放大生產(chǎn)時(shí)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(shí)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(chǔ)。

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(shí)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

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