真空均質化ミキサ:負圧環境でナノスケールの粒子分散を実現するには?

化粧品や医薬品から食品や先端材料に至るまで、ナノスケールの粒子分散を達成することは、製品の性能、安定性、生物学的利用能にとって重要です。 従来の混合方法では、多くの場合、不均一な粒子サイズ、空気の取り込み、凝集が問題となり、品質の低下につながります。 の真空homogenizingミキサ負圧(真空)環境を利用して粒子をナノメートルレベルまで分解し、気泡を除去する画期的なソリューションです。 この記事では、この技術の科学、メカニズム、およびアプリケーションについて説明します。

1. ナノスケールの分散への挑戦です

ナノスケール分散(粒子<100 nm)により、以下のような製品特性が向上します。

医薬品における生物学的利用能(例えば、薬物送達システム)。

化粧品の質感と安定性(例えば、クリーム、血清)。

食品の感覚品質(例えば、滑らかなソース、エマルジョン)。

しかし、均一なナノスケール粒子を実現することは困難です。

粒子が凝集する表面張力。

酸化と不安定性につながる空気捕捉。

従来のミキサーでは不十分なせん断力。

従来の方法(高速分散機、ボールミルなど)では、一貫したナノスケールの結果を得ることができず、汚染物質や熱劣化を引き起こす可能性があります。

2. 真空均質化ミキサーはどのように機能しますか

真空均質化ミキサは、2つのコア技術を組み合わせています。

真空環境(負圧)

混合チャンバー(通常≤-0.09 mpa)から空気を排気することにより、システムは以下のようになります。

気泡を除去し、酸化や泡の発生を防ぎます。

閉じ込められた空気による粒子の凝集を低減します。

沸点を下げ、熱に敏感な材料の丁寧な加工を可能にします。

均一High-Shear

ロータとステータの組み合わせにより、強力なせん断力(最大30 m/sのせん断速度)が発生し、粒子を破砕します。

機械的衝撃(粒子がロータ/ステータ表面に衝突)。

キャビテーション(圧力の変動は、粒子を粉砕して内部崩壊するマイクロバブルを生成する)。

真空+せん断の相乗効果:

真空下では、粒子は空気抵抗と表面張力が低下するため、せん断力の影響を受けやすくなります。 これにより、ホモゲナイザーは、従来のミキサーをはるかに超えて、単一のパスでd50 < 50 nmとd90 < 100 nmを達成できます。

3. ナノスケールの分散のための重要なメカニズム

a .空気除去と粒子移動

真空中では、溶解したガスが液体から漏れ、界面張力が低下する。 このチャーリー;degassing"効果:

エアポケットがせん断力から粒子を遮蔽するのを防ぎます。

粒子が自由に動き、回転翼・固定翼との衝突頻度を増加させます。

b .せん断効率の向上

空気抵抗がない場合、ロータ-ステータはより高い実効せん断速度を発生させます。 例えば:

真空下でのロータの先端速度は30 m/sで、大気圧での2 ~ 3倍のせん断エネルギーを供給します。

粒子は圧縮、伸張、破裂のサイクルを繰り返し、均一なサイズの縮小をもたらす。

c .温度制御

真空処理は摩擦による熱を低減し、非真空システムよりも温度を10 ~ 15°c低く保ちます。 これは以下のために重要です。

熱に敏感な成分(ビタミン、酵素など)を保存する。

ポリマーやタンパク質の熱分解を防ぐ。

4. 産業分野を越えてアプリケーション

a .医薬品

リポソーム薬物送達:真空均質化により、標的となる放出のために<100 nmリポソームが生成されます。

注射用エマルジョン:無菌製造基準を満たすために気泡を排除します。

b化粧品

サンスクリーン剤:zno / tioゾイドナノ粒子を分散させ、透明な非ホワイトニング剤を塗布できます。

アンチエイジングセラム:肌への浸透力を高め、安定したナノエマルジョンを実現します。

c . food & beverage

乳製品:脂肪分を減らし、滑らかで貯蔵安定なヨーグルトを生成します。

植物性ミルク:オイルやタンパク質を均質化し、乳製品のテクスチャーを再現します。

d .高級素材が使われ

ナノ複合材料:グラフェンやカーボンナノチューブを導電性コーティング用ポリマーに分散させます。

バッテリースラリー:高エネルギー密度電池用の均一な電極ペーストを生成します。

5. 従来の方法に対する利点

パラメータ真空ホモゲナイザー従来のミキサー

粒子の細かい(D90) < 100 nm ~ 10μm

空気含有量<0.5%残留5 - 15%泡

処理時間10 - 30分/バッチ60 - 120分/バッチ

発熱低(真空冷却)高(摩擦加熱)

真空均質化ミキサーは、ナノスケールの分散技術におけるパラダイムシフトを表しています。負圧環境と高せん断力を組み合わせることで、従来の方法の限界を克服し、比類のない粒子均一性、安定性、効率を実現します。業界はこれまで以上に微細な分散を求めており、この技術はイノベーションの最前線にあり続けるでしょう。