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    1 000 bar/2 000 bar 双档日本 SMT LAB1000/LAB2000 压力型均质机技术解析

    发布时间: 2025-11-29  点击次数: 14次
    在乳制品、功能食品、纳米药物与化妆品的研发链中,颗粒细化与体系稳定性往往决定了最终产品的竞争力。日本 SMT 公司推出的 LAB1000 与 LAB2000 台式高压均质机,以“模块化压力舱+陶瓷均质阀"为核心,用 150 mL 小样本即可复现大生产线上的粒径分布,为实验室提供了一条“低耗材、快迭代、可放大"的均质路线。
    一、工作原理:瞬态空化+湍流剪切
    设备采用单级(或可选二级)均质阀结构:样品液在 1 000–2 000 bar 压力下被柱塞泵推送至阀座,当高压流体通过 50–150 µm 可调狭缝时,速度瞬间升至 300 m/s 以上,压力骤降形成剧烈空化;随后与冲击环碰撞,产生二次湍流剪切,使脂肪球、细胞或团聚颗粒在 1 ms 内被破碎至亚微米级
    二、硬件设计亮点
    1. 柱塞:LAB1000 Ø14 mm / LAB2000 Ø10 mm,整体烧结陶瓷,硬度 HV1 200 以上,耐磨性是传统不锈钢的 8 倍,保证 2 000 bar 级长期运行不漏压。
    2. 均质阀:阀体与阀座标配氧化锆陶瓷,间隙 0–0.2 mm 无级可调,单次循环即可实现 ≤0.3 µm 的平均粒径;可选二级阀,用于难破碎的酵母细胞或纳米载体。
    3. 数字压力表:实时显示压力与温度,内置过压蜂鸣+机械安全阀双保险;选配电子安全模块可在 5 % 超压时自动卸荷。
    4. 泵体冷却:外壳集成微循环水套,外接 5 ℃ 冷却水,可将 2 000 bar 工况下的温升控制在 ≤8 ℃,避免热敏成分失活
    5. 样本量:LAB1000  150 mL,LAB2000  100 mL,较传统中试机型减少 80 % 耗材,适合昂贵原料药或稀有植物提取物的早期筛选
    三、性能参数一览
    机型压力额定通量柱塞直径最小样品量电源重量
    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、典型应用场景
    1. 乳制品:LAB1000 在 600 bar/25 ℃ 下单循环即可将生乳脂肪球破碎至 D90<0.9 µm,蛋白吸附层提高 15 %,货架期延长 30 %
    2. 化妆品:LAB2000 以 1 500 bar 三次循环制备 100 nm 纳米乳液,活性物包封率>95 %,后续 50 L 批量放大时粒径波动<5 %
    3. 细胞破碎:对大肠杆菌进行二次均质(1 200 bar+80 bar),蛋白释放率可达 90 %,比超声法减少 40 % 热变性
    4. 纳米药物:采用 LAB2000 在 1 800 bar 下制备 mRNA-脂质体,平均粒径 75 nm,PDI<0.1,小鼠实验显示转染效率提升 2.3 倍
    五、选型思路
    • 若目标粒径 0.5–1 µm、样本量>150 mL,且后续需直接对接 50–200 L 中试线,优先 LAB1000,通量高、柱塞更耐长期磨损
    • 若样品昂贵、需求粒径<200 nm 或压力必须>1 000 bar(如纳米载体、功能脂质体),则选 LAB2000,以 100 mL 级消耗完成高压工艺验证,降低试错成本
    六、维护与故障排除
    • 每日实验后用清水循环 5 min,再用 70 % 乙醇消毒,防止微生物在阀座沉积。
    • 若压力表波动>±3 %,首先检查陶瓷阀面是否出现划痕,可用 2 000 目金刚石抛光膏轻磨;柱塞密封圈每 6 个月或 200 h 整机运行后强制更换。
    • 冬季停机时,需排空泵腔并用 30 % 丙二醇填充,防止密封圈低温龟裂。
    结语
    日本 SMT LAB1000/LAB2000 以“陶瓷超高压+微量样本"组合,为食品、制药与化妆品研发提供了可线性放大的均质平台。从 1 000 bar 的乳液稳定到 2 000 bar 的纳米载体破碎,两款机型互补覆盖,帮助研发人员在“小试-中试-量产"全链路中实现粒径可控、成本可算、风险可管。


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