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1 000 bar/2 000 bar 雙檔日本 SMT LAB1000/LAB2000 壓力型均質(zhì)機(jī)技術(shù)解析

發(fā)布時(shí)間： 2025-11-29　　點(diǎn)擊次數(shù)： 110次

在乳制品、功能食品、納米藥物與化妝品的研發(fā)鏈中，顆粒細(xì)化與體系穩(wěn)定性往往決定了最終產(chǎn)品的競(jìng)爭力。日本 SMT 公司推出的 LAB1000 與 LAB2000 臺(tái)式高壓均質(zhì)機(jī)，以“模塊化壓力艙+陶瓷均質(zhì)閥"為核心，用 150 mL 小樣本即可復(fù)現(xiàn)大生產(chǎn)線上的粒徑分布，為實(shí)驗(yàn)室提供了一條“低耗材、快迭代、可放大"的均質(zhì)路線。
一、工作原理：瞬態(tài)空化+湍流剪切
設(shè)備采用單級(jí)（或可選二級(jí)）均質(zhì)閥結(jié)構(gòu)：樣品液在 1 000–2 000 bar 壓力下被柱塞泵推送至閥座，當(dāng)高壓流體通過 50–150 µm 可調(diào)狹縫時(shí)，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(huán)碰撞，產(chǎn)生二次湍流剪切，使脂肪球、細(xì)胞或團(tuán)聚顆粒在 1 ms 內(nèi)被破碎至亞微米級(jí)
。
二、硬件設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
柱塞：LAB1000 ?14 mm / LAB2000 ?10 mm，整體燒結(jié)陶瓷，硬度 HV1 200 以上，耐磨性是傳統(tǒng)不銹鋼的 8 倍，保證 2 000 bar 級(jí)長期運(yùn)行不漏壓。
均質(zhì)閥：閥體與閥座標(biāo)配氧化鋯陶瓷，間隙 0–0.2 mm 無級(jí)可調(diào)，單次循環(huán)即可實(shí)現(xiàn) ≤0.3 µm 的平均粒徑；可選二級(jí)閥，用于難破碎的酵母細(xì)胞或納米載體。
數(shù)字壓力表：實(shí)時(shí)顯示壓力與溫度，內(nèi)置過壓蜂鳴+機(jī)械安全閥雙保險(xiǎn)；選配電子安全模塊可在 5 % 超壓時(shí)自動(dòng)卸荷。
泵體冷卻：外殼集成微循環(huán)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
。
樣本量：LAB1000 150 mL，LAB2000 100 mL，較傳統(tǒng)中試機(jī)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(shù)一覽
機(jī)型壓力額定通量柱塞直徑最小樣品量電源重量
LAB1000 1 000 bar 22 L h?1 14 mm 150 mL 3 kW·380 V 95 kg
LAB2000 2 000 bar 11 L h?1 10 mm 100 mL 3 kW·380 V 98 kg
四、典型應(yīng)用場(chǎng)景
乳制品：LAB1000 在 600 bar/25 ℃ 下單循環(huán)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 %
。
化妝品：LAB2000 以 1 500 bar 三次循環(huán)制備 100 nm 納米乳液，活性物包封率>95 %，后續(xù) 50 L 批量放大時(shí)粒徑波動(dòng)<5 %
。
細(xì)胞破碎：對(duì)大腸桿菌進(jìn)行二次均質(zhì)（1 200 bar+80 bar），蛋白釋放率可達(dá) 90 %，比超聲法減少 40 % 熱變性
。
納米藥物：采用 LAB2000 在 1 800 bar 下制備 mRNA-脂質(zhì)體，平均粒徑 75 nm，PDI<0.1，小鼠實(shí)驗(yàn)顯示轉(zhuǎn)染效率提升 2.3 倍
。
五、選型思路
若目標(biāo)粒徑 0.5–1 µm、樣本量>150 mL，且后續(xù)需直接對(duì)接 50–200 L 中試線，優(yōu)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(zhì)體），則選 LAB2000，以 100 mL 級(jí)消耗完成高壓工藝驗(yàn)證，降低試錯(cuò)成本
。
六、維護(hù)與故障排除
每日實(shí)驗(yàn)后用清水循環(huán) 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(dòng)>±3 %，首先檢查陶瓷閥面是否出現(xiàn)劃痕，可用 2 000 目金剛石拋光膏輕磨；柱塞密封圈每 6 個(gè)月或 200 h 整機(jī)運(yùn)行后強(qiáng)制更換。
冬季停機(jī)時(shí)，需排空泵腔并用 30 % 丙二醇填充，防止密封圈低溫龜裂。
結(jié)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(fā)提供了可線性放大的均質(zhì)平臺(tái)。從 1 000 bar 的乳液穩(wěn)定到 2 000 bar 的納米載體破碎，兩款機(jī)型互補(bǔ)覆蓋，幫助研發(fā)人員在“小試-中試-量產(chǎn)"全鏈路中實(shí)現(xiàn)粒徑可控、成本可算、風(fēng)險(xiǎn)可管。

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機(jī)型	壓力	額定通量	柱塞直徑	最小樣品量	電源	重量
LAB1000	1 000 bar	22 L h?1	14 mm	150 mL	3 kW·380 V	95 kg
LAB2000	2 000 bar	11 L h?1	10 mm	100 mL	3 kW·380 V	98 kg

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