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        1 000 bar/2 000 bar 雙檔日本 SMT LAB1000/LAB2000 壓力型均質機技術解析

        發布時間: 2025-11-29  點擊次數: 22次
        在乳制品、功能食品、納米藥物與化妝品的研發鏈中,顆粒細化與體系穩定性往往決定了最終產品的競爭力。日本 SMT 公司推出的 LAB1000 與 LAB2000 臺式高壓均質機,以“模塊化壓力艙+陶瓷均質閥"為核心,用 150 mL 小樣本即可復現大生產線上的粒徑分布,為實驗室提供了一條“低耗材、快迭代、可放大"的均質路線。
        一、工作原理:瞬態空化+湍流剪切
        設備采用單級(或可選二級)均質閥結構:樣品液在 1 000–2 000 bar 壓力下被柱塞泵推送至閥座,當高壓流體通過 50–150 µm 可調狹縫時,速度瞬間升至 300 m/s 以上,壓力驟降形成劇烈空化;隨后與沖擊環碰撞,產生二次湍流剪切,使脂肪球、細胞或團聚顆粒在 1 ms 內被破碎至亞微米級
        二、硬件設計亮點
        1. 柱塞:LAB1000 ?14 mm / LAB2000 ?10 mm,整體燒結陶瓷,硬度 HV1 200 以上,耐磨性是傳統不銹鋼的 8 倍,保證 2 000 bar 級長期運行不漏壓。
        2. 均質閥:閥體與閥座標配氧化鋯陶瓷,間隙 0–0.2 mm 無級可調,單次循環即可實現 ≤0.3 µm 的平均粒徑;可選二級閥,用于難破碎的酵母細胞或納米載體。
        3. 數字壓力表:實時顯示壓力與溫度,內置過壓蜂鳴+機械安全閥雙保險;選配電子安全模塊可在 5 % 超壓時自動卸荷。
        4. 泵體冷卻:外殼集成微循環水套,外接 5 ℃ 冷卻水,可將 2 000 bar 工況下的溫升控制在 ≤8 ℃,避免熱敏成分失活
        5. 樣本量:LAB1000  150 mL,LAB2000  100 mL,較傳統中試機型減少 80 % 耗材,適合昂貴原料藥或稀有植物提取物的早期篩選
        三、性能參數一覽
        機型壓力額定通量柱塞直徑最小樣品量電源重量
        LAB10001 000 bar22 L h?114 mm150 mL3 kW·380 V95 kg
        LAB20002 000 bar11 L h?110 mm100 mL3 kW·380 V98 kg
        四、典型應用場景
        1. 乳制品:LAB1000 在 600 bar/25 ℃ 下單循環即可將生乳脂肪球破碎至 D90<0.9 µm,蛋白吸附層提高 15 %,貨架期延長 30 %
        2. 化妝品:LAB2000 以 1 500 bar 三次循環制備 100 nm 納米乳液,活性物包封率>95 %,后續 50 L 批量放大時粒徑波動<5 %
        3. 細胞破碎:對大腸桿菌進行二次均質(1 200 bar+80 bar),蛋白釋放率可達 90 %,比超聲法減少 40 % 熱變性
        4. 納米藥物:采用 LAB2000 在 1 800 bar 下制備 mRNA-脂質體,平均粒徑 75 nm,PDI<0.1,小鼠實驗顯示轉染效率提升 2.3 倍
        五、選型思路
        • 若目標粒徑 0.5–1 µm、樣本量>150 mL,且后續需直接對接 50–200 L 中試線,優先 LAB1000,通量高、柱塞更耐長期磨損
        • 若樣品昂貴、需求粒徑<200 nm 或壓力必須>1 000 bar(如納米載體、功能脂質體),則選 LAB2000,以 100 mL 級消耗完成高壓工藝驗證,降低試錯成本
        六、維護與故障排除
        • 每日實驗后用清水循環 5 min,再用 70 % 乙醇消毒,防止微生物在閥座沉積。
        • 若壓力表波動>±3 %,首先檢查陶瓷閥面是否出現劃痕,可用 2 000 目金剛石拋光膏輕磨;柱塞密封圈每 6 個月或 200 h 整機運行后強制更換。
        • 冬季停機時,需排空泵腔并用 30 % 丙二醇填充,防止密封圈低溫龜裂。
        結語
        日本 SMT LAB1000/LAB2000 以“陶瓷超高壓+微量樣本"組合,為食品、制藥與化妝品研發提供了可線性放大的均質平臺。從 1 000 bar 的乳液穩定到 2 000 bar 的納米載體破碎,兩款機型互補覆蓋,幫助研發人員在“小試-中試-量產"全鏈路中實現粒徑可控、成本可算、風險可管。


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